综述:SARS-CoV-2在室内环境中的传播途径

【字体: 时间:2025年06月30日 来源:Discover Public Health

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  这篇综述系统阐述了新冠病毒(SARS-CoV-2)在室内环境中的传播机制,重点分析了气溶胶传播、物体表面传播及建筑构件(HVAC系统、空气净化器、污水系统)的潜在传播风险,并提出了基于建筑设计的防控策略(如通风率≥6 ACH、MERV-13过滤标准),为制定精准的社交距离措施提供了科学依据。

  

SARS-CoV-2传播途径与室内环境的关系

新冠病毒(SARS-CoV-2)的快速传播凸显了理解室内环境与传染病传播关联的重要性。作为呼吸道病毒,其传播不仅依赖人际直接接触,还通过物体表面残留和气溶胶扩散实现跨空间传播。现代建筑设计中促进社交混合的公共空间,成为病毒传播的潜在温床。

气溶胶传播的实证研究

多项研究表明,直径<5μm的飞沫核可在空气中悬浮数小时。香港公寓垂直传播案例显示,通过共用通风管道可实现跨楼层传播(Hwang et al., 2021)。餐厅爆发事件中,通风率仅0.75-1.04 L/s·人的环境导致10人感染(Li et al., 2020),证实密闭空间的高风险性。值得注意的是,奥密克戎(Omicron)变异株因更强的气溶胶稳定性(Hirose et al., 2022)和更高的细胞亲和力,表现出更强的空气传播能力。

环境参数对传播效率具有显著调控作用:

  • 低温(20°C)延长病毒存活至28天(Riddell et al., 2020)
  • 40-60%相对湿度(RH)最利于病毒灭活(Casanova et al., 2010)
  • 塑料表面存活时间(72小时)显著长于铜表面(4小时)(Van Doremalen et al., 2020)

建筑构件的传播媒介作用

HVAC系统
医院25%的空调采样检出病毒RNA(Horve et al., 2020),而交叉通风可将换气率提升至11.20 h-1(Park et al., 2021)。但需警惕增加通风速率可能加速气溶胶扩散的悖论(Pease et al., 2021)。

空气净化技术
HEPA过滤器对>0.3μm颗粒截留率达99.97%,在牙科诊室应用中使气溶胶阳性率从31.3%降至0%(Akin et al., 2022)。但需注意不当使用可能造成"假安全感",如韩国呼叫中心案例显示空气净化器反致颗粒扩散(Ham, 2020)。

污水系统
高层建筑中通过垂直排水管形成"烟囱效应",导致粪便气溶胶跨楼层传播(Kang et al., 2020)。压力辅助式马桶每次冲水产生数千含病毒颗粒,是医疗机构高风险环节(Johnson et al., 2013)。

防控策略的创新设计

空间重构

  • 住宅入口缓冲区设计减少污染物带入(Zaher, 2020)
  • 负压病房压差需维持≥12 ACH(Miller et al., 2021)
  • 养老院采用"温室模型"(10-12人/单元)降低交叉感染(Anderson et al., 2020)

材料革新
铜合金表面处理高频接触部位(门把手、床栏)可缩短病毒存活时间(Amran et al., 2022)。智能感应技术(声控电梯、自动门)减少接触传播风险(Elskalakany et al., 2022)。

未来挑战与展望

当前研究存在两大局限:

  1. 多数表面存活实验未区分RNA存在与感染活性(Onakpoya et al., 2022)
  2. 真实环境参数(温湿度波动)对病毒灭活的影响尚未量化(Tokazhanov et al., 2020)

建议建立"三层防御"体系:

  1. 初级防御:建筑规范强制通风标准(如办公室≥4 ACH)
  2. 次级防御:动态监测空气/表面病毒载量
  3. 终末防御:UV-C照射结合MERV-16过滤(Cotman et al., 2021)

随着变异株持续出现,需开发适应性建筑标准,例如针对奥密克戎的环境稳定性特征(存活时间延长2倍),应优化消毒频次与通风策略(Hirose et al., 2022)。跨学科合作将成为破解环境传播难题的关键。

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