我们能从周围的空气中清除新冠病毒吗?

“护理的第一准则，护士必须注意的第一件和最后一件事……就是:保持他呼吸的空气和外界空气一样纯净，而不使他感到寒冷。”然而，是什么引起了如此少的关注呢?甚至当人们想到它的时候，最不寻常的误解也占了上风。”

这是弗洛伦斯·南丁格尔在她1859年出版的书的第一章中的开场白护理注意事项之后，她又用了六页的篇幅，抱怨人们不愿打开医院和家里的门窗。如果160多年后，她发现同样的厌恶情绪依然存在，她会感到惊讶吗?

今天，室内空气革命仍然姗姗来迟。至少在全球北部，糟糕的饮用水质量在19世纪中期得到了处理，当时伦敦的霍乱爆发与受污染的水有关。1952年伦敦的大烟雾在五天内夺去了大约8000人的生命，导致了英国1956年的《清洁空气法》和其他(正在进行的)全球清洁室外空气的努力。

Covid-19大流行使室内空气质量差首次成为人们关注的焦点。需要做出哪些改变来应对这一看不见的人类健康威胁?大流行是否会成为最终解决这一问题的导火索?manbetx手机客户端3.0与一个跨学科的专家小组谈话，听取他们的意见。

需求解释

清洁的室内空气至关重要，原因有很多。首先，这是我们呼吸最多的地方——全球北方的人平均90%的时间都呆在建筑物或车辆里。

疾病传播是另一个原因，通过空气传播的病毒在室内比在室外传播得更好。强有力的证据表明，许多呼吸道病毒包括导致新冠病毒、流感和普通感冒的病毒，都是通过空气传播的。病毒存在于感染者呼吸道的唾液和液体中。美国科罗拉多大学博尔德分校的气溶胶和室内空气化学家何塞-路易斯·希门尼斯解释说:“当我们说话、打喷嚏、咳嗽，甚至只是呼吸时，少量的唾液和呼吸道液体都会离开我们的身体，病毒就有可能存在于这些(微小的液体颗粒)中。”

这些携带病毒的颗粒在空气中悬浮一段时间，因此通常被称为气溶胶。香烟烟雾是一个不完美但有用的类比。当其他人吸入这些颗粒时，他们也会感染病毒。美国加州大学戴维斯分校的室内空气工程师理查德·科西解释说:“一个人吸入的病毒粒子越多，感染的可能性就越高，因此有必要降低吸入剂量。”室外的传播频率要低得多，因为风往往会迅速吹走传染性颗粒。由皇家工程院委托于2022年6月发布的一份报告在英国，季节性呼吸道疾病每年造成的社会成本为80亿英镑，在大流行年将升至230亿英镑。

随着教室里二氧化碳含量的增加，学生缺勤也在增加

室内空气质量差造成的公共卫生后果——以及由此带来的经济后果——不仅限于病毒传播。室内空气中弥漫着浓汤潜在的有害气体和颗粒，其中一些是从外面飘进来的，但许多来自内部。室内空气中的污染物浓度通常比室外空气中的污染物浓度高得多，室内空气污染与癌症、心血管疾病和呼吸系统疾病的联系日益密切。科西说:“因此，我们一生中呼吸的空气污染主要是由我们在室内呼吸的空气决定的。”

建筑材料、家具和软家具会向空气中释放有害的挥发性有机化合物，如甲醛。清洁和个人护理产品、空气清新剂和香薰蜡烛也是如此。做饭和生火，尤其是烧木头的炉子，将颗粒泵入房间。此外,人类有助于室内空气成分通过呼出一缕二氧化碳和活性微量气体。

糟糕的室内空气质量也会对认知能力产生负面影响，尤其是在拥挤的环境中。任何在座无虚席的演讲厅里难以保持清醒的人都不会对此感到惊讶。根据马塞尔·卢曼斯2020年的评论荷兰埃因霍温理工大学(Eindhoven University of Technology)的室内环境工程师霍恩德(hermann)说，当二氧化碳浓度从600 ppm上升到1000ppm时，学生的认知表现下降了13%，在1800ppm时下降了24%。科西补充说:“过去的研究也表明，教室里二氧化碳含量增加时，学生缺勤率也会增加。”

从源头去除

在改善室内空气质量时，消除室内空气污染物的来源是最优先考虑的问题。19世纪巴伐利亚化学家和卫生学家马克斯·约瑟夫·冯·佩滕科弗(Max Joseph von Pettenkofer)的一句话总结道:“如果一个空间里有一堆粪肥，不要试图通过通风来去除臭味。把那堆粪肥挪开。”

我们向空气中排放了大量不必要的化学物质

这并没有想象中那么简单。对于通过空气传播的病毒来说，这意味着人们在生病时进行隔离——出于无数的原因，这在任何有意义的规模上都是一个挑战。对于室内空气污染，这意味着消除不必要的污染物来源——这是另一个具有挑战性的问题，只能通过改变消费品配方和更好的监管来解决。“我们向空气中排放了大量不必要的化学物质，这是由工业驱动的，”英国利兹大学(University of Leeds)专注于通风和感染控制的工程师凯斯·诺克斯(Cath Noakes)解释说。“如果室内空气出了问题，企业会怎么做?”它卖给你一些有味道的东西来对抗它!”

在法规出台之前，人们的行为改变，尤其是在家里的行为改变，可以减少对室内污染物的接触，并推动市场变化。英国约克大学的室内空气化学建模师Nic Carslaw说，公众的意识正在提高。几家产品制造商现在正在与她的团队合作，以减少由他们的产品造成的空气污染，包括蜡烛和空气清新剂。他说，如果他们能迅速做到这一点，他们将占据市场领先地位，并可以说我们生产的产品比竞争对手更安全。卡斯劳说，考虑这样做符合他们的利益。

让户外进入

换气——用室外空气代替室内空气——是改善室内空气质量的第二有效方法。这就像打开一扇窗户一样简单。在新冠肺炎大流行的第二年，英国和其他机械通风水平较低的国家建议学校、医院和其他医疗机构等公共场所开窗。还建议人们在客人来访时打开家里的窗户。

2020年12月，英国NHS拉纳克郡和爱丁堡纳皮尔大学的微生物学家斯蒂芬妮·丹瑟(Stephanie Dancer)率先推出了英国最早的医院开放窗户政策之一。“如果你在NHS工作，你就知道试图改变政策就像打穿一堵30英尺高的混凝土墙，”她解释道。但对于这一政策，仅用了三周时间，就同意了临床区域的所有窗户应该打开15分钟，每天三次，食堂和走廊的窗户也应该打开。”我们三家医院的新冠肺炎死亡率大幅下降我们一打开窗户就开始了。”丹瑟说。这在半乡村卫生委员会是可能的，但在室外污染物高的地区，开窗会进一步降低室内空气质量。其他担忧还包括安全和来自交通和其他来源的噪音。

不干涉的方法

在某些环境中，使用机械通风系统通常更好，这种系统通过风扇和管道不断将室外空气引入建筑物。科西解释说:“如果你担心室外空气污染，而你有一个机械系统，你可以使用过滤技术来处理空气。”

几十年来，机械通气一直与更好的健康结果有关，并且开始出现数据证明它可以有效减少Covid-19的传播。一项从2021年9月到2022年1月对1万多间教室进行的研究在意大利马尔凯地区，316间采用机械通风设备的教室中，新冠肺炎病例明显减少。通过每小时2.4次用室外空气替换室内空气，感染人数下降了40%;每小时4次，增长66.8%;每小时6次，增加82.5%。

每次我们遇到能源危机，建筑物的通风率就会下降

英国法律要求手术室和隔离室以一定的速率通风，并定期检查其空气处理系统。对于大多数其他室内环境，通风要求只是指南。诺克斯说:“建筑法规要求所有占用的空间都要通风，工作场所的各种健康和安全法规也要求建筑物通风。”他说，几乎没有办法检查这些指导价值观的遵守情况。因此，这意味着在实际操作中，有很多建筑物的通风系统确实非常不足。”

鲁曼斯说:“我们有很多建筑不符合荷兰的规定。”他补充说，建筑物应该符合建造时的通风规定，或者更好的是，它们应该进行翻新，以坚持充分通风的最新见解。希门尼斯补充说:“在大流行之前，通风一直被忽视，(使用率)越来越低，因为能源效率和气候变化是优先考虑的问题。”

诺克斯表示:“我们不能一直犯过去的错误。“历史上每次我们遇到能源危机，建筑物的通风率就会下降，从而危及人们的健康。”诺克斯说，通风系统应该包括在英国净零战略:绿色重建．与此同时，卢曼斯建议，应该为安装用于节能技术的通风系统提供资金支持。这两位工程师都不提倡每栋建筑都采用机械通风。诺克斯说:“我们需要聪明地思考如何以正确的方式使用技术组合。”双方还一致认为，通风和能源效率不一定是相互排斥的。诺克斯说:“如果你设计的房子有很好的气密性，有一个带热回收功能的机械通风系统，这可能比自然通风的房子更节能。”

过滤空气

即使在Covid-19大流行之前，便携式空气净化器在家庭使用中也越来越受欢迎，尤其是在美国的过敏和野火季节。然而，市场上的许多药物都是无效的，因为这个市场是一片不受监管的蛮荒西部．根据Corsi的说法，市场上唯一被严格证明有效的颗粒去除设备是那些具有高效颗粒空气(HEPA)空气过滤器和高气流速率的设备。他补充说:“市面上的其他药物要么未经证实，要么被证明没有那么有效。”

一旦Covid-19被确定为一种空气传播的病毒，空气过滤应该会明显减少在拥挤和通风不良的共享室内空间的传播。然而，在这些环境中，对该技术的吸收一直很平淡。成本是原因之一:英国消费者杂志哪个?发现一个有效的设备至少要花费200英镑;而英国教育部只推荐两种设备用于教育设施，一台售价425英镑，另一台售价1219英镑。

科西在2020年8月提出了一种替代方案:用在美国五金店找到的廉价零件制作的DIY盒式风扇空气过滤器。他解释说:“我突然意识到，在美国，有很大一部分人根本买不起300美元(245英镑)的设备，而且很多农村地区的学区财政拮据。”他在纸上计算了几种设计的空气流速，然后选择了一种立方体设计，顶部有一个方形风扇和过滤器作为炉子(一种常见的美国供暖系统)的侧面和底座出售。

在美国，单独购买零部件的价格约为90美元，批量购买则为55美元。第一个原型机是由吉姆·罗森塔尔建造的，他来自沃斯堡的空气过滤器制造商Tex-Air Filters。从那时起，人们在推特上发布了数百张建造所谓的科西-罗森塔尔盒子的照片，一些人一次建造了数百个盒子，并将它们分发给当地的学校和其他公共建筑。他说，我猜现在可能已经建造了1万多个盒子。但这只是一个非常大胆的猜测，”科西说。这一概念也在国际上传播开来，包括一些威尔士学校的设计是根据当地的材料进行调整的．

冲销

诺克斯目前正在布拉德福德约30所学校合作开展一个项目，评估商用便携式高效空气过滤器作为减少包括Covid-19在内的呼吸道感染传播的一揽子干预措施的使用情况。她说:“已经有人建议在通风不良的地方使用口罩，我们(现在)不管教室的通风率如何，都在使用口罩。”同样的研究还评估了紫外线杀菌装置，当空气通过封闭的盒子时，它会将空气杀死。

自20世纪30年代以来，紫外线一直被用于减少空气中病毒和细菌的传播。典型的设备不是在布拉德福德试验的封闭盒子，而是那些在天花板高度向整个房间发射紫外线的设备。这些上层房间的紫外线设备每两分钟就能杀死空气中一半的病毒或更少。诺克斯说:“上层房间的紫外线很棒，因为它提供了相当高的额外空气换气速率。”

美国马里兰大学的环境健康专家唐纳德·米尔顿说，上层房间的紫外线有可能减少超级传播事件。在大流行之前，这主要只在结核病医院、一些急诊室候诊室和一些无家可归者收容所使用。Milton说，有轶事证据表明，在大流行期间，它的使用有所增加。这些设备大多需要专家安装，因为使用的UVC波长会灼伤皮肤，如果安装不当会导致眼睛受伤。诺克斯和她的同事目前正在测试远紫外线设备这种杀虫剂利用UVC光谱的窄带灭活细菌，但不能穿透皮肤或眼睛。她说:“由于没有这些安全问题，这个系统安装起来要容易得多。”希望更容易的安装将加快大规模使用紫外线消毒共享室内空气。

监测室内空气

室内空气质量的量化离不开专家及其高科技仪器的帮助。但是便携式二氧化碳监测器可以很好地显示房间的通风情况，在这次大流行期间，它们的使用显著增加。米尔顿解释说:“除非你在室内有明火，否则室内的二氧化碳主要来自人类，这意味着(它可以被用作)一种示踪气体，用来显示呼出的气体量。”反映通风不良的二氧化碳的确切水平取决于房间的大小和房间里有多少人，但室外“新鲜空气”的水平在420ppm左右，这是一个很好的目标。但是，虽然二氧化碳监测器价格便宜(起价约30英镑)，而且非常有用，但当空气过滤到位时，它们不能准确反映室内空气质量，因为气体不会被过滤器捕获。

包括英国在内的一些国家已经为学校教室提供了二氧化碳监测器。据卢曼斯介绍，建筑管理人员正在学校和其他地方使用这些监控器，以了解何时需要改善通风，并确定安全房间的占用率。公共场所的监视器也允许人们自己采取行动。比利时政府于2022年4月宣布所有公共室内空间必须在2023年中期临时安装可见的二氧化碳监测器。到2025年，比利时还将需要一个经过认证的室内空气质量标签，该标签将考虑到通风、空气净化和入住率。

我们没有让人们充分意识到他们呼吸的质量

英国突发事件独立科学咨询小组的成员，包括伊丽莎白·斯托科(拉夫堡大学的社会互动专家)、罗伯特·韦斯特(伦敦大学学院的行为科学家)和亚当·斯奎尔斯(巴斯大学的气溶胶化学家)，正在为英国类似的标签计划奠定基础。他们在门项目分数的飞行员到目前为止，我们关注的是如何最好地显示这些信息。斯托科说:“传递的信息必须是非技术性的，而且要足够实际，以便迅速采取行动。”白色家电的能效评级和食品上的红绿灯系统都起到了启发作用。与比利时不同的是，该计划不是强制性的。

对于那些一开始就已经意识到室内空气质量差对公共健康的影响的人来说，展示二氧化碳监测器或室内空气质量标志的影响最大。斯托科说，使用得越多，就会有越多的人意识到这个问题，就像食品卫生证书提高了公众对不卫生餐馆的意识一样。

Noakes说，还急需采取其他措施提高公众对室内空气质量的认识。她补充说:“我们没有让人们充分意识到室内空气的质量以及他们呼吸的是什么。”“我们需要让人们了解(室内空气)中有什么，它如何受到建筑的影响，如何受到室外条件的影响，如何受到他们所做的事情和所使用的产品的影响。”诺克斯和卡斯劳都建议学校应该教授室内空气污染知识。

空气中有变化吗?

Covid-19将室内空气质量意识提高到历史最高水平。而大多数相关专家(包括本报采访的所有专家)manbetx手机客户端3.0)视改善室内空气质素为长远目标，这个前景有多现实?专家们对这个问题的回答不一。弥尔顿担心地说:“我们即将来到一个时代，人们会忘记它，只想忘掉它。”卢曼斯补充说:“当坏事过去后，人们往往会转向新的事物，然后忘记过去。”当然，2019冠状病毒病的进一步蔓延将延长公众和决策者的注意力。

我们需要在这方面做20年的积极分子

Jimenez更为乐观，他认为大流行将被证明是室内空气质量的“拐点”，但这并非没有他和其他科学家的努力，他们在大流行期间一直在发声。希门尼斯说:“我们需要在这个问题上积极行动20年，这将是一个缓慢而断断续续的进展……就像室外空气污染已经取得了很大进展，但问题仍然很大，(需要)几十年的工作。”

斯托科和韦斯特也都对长期改善的可能性持乐观态度，并同意希门尼斯对预期进展速度的看法。斯托科说:“我很乐观。“这就像防晒霜一样，我们是如何慢慢地从想要抹椰子油变成涂防晒霜的。””West uses the slow turning tide of public opinion against smoking as his analogy: ‘With smoking, we started to get little islands of good practice and then those grew and they coalesced and eventually we ended up islands of bad practice within continents of good practice.’

全面改善室内空气质量不是任何一门学科期望单独解决的任务。卢曼斯说:“(在大流行期间)我学到的是，前进的唯一途径是与所有相关学科合作，包括空气学家、流行病学家、工程师和医务人员。”

诺克斯说:“这意味着，为了改变现状，我们需要跨学科的资金、跨学科的团队，我们需要各组织共同努力来解决问题。”

妮娜·诺特曼，英国索尔兹伯里科普作家

文章于2022年9月26日更新，以更正“新鲜空气”中二氧化碳水平的值