Fugtig luft kan forlænge levetiden for virusfyldte aerosoldråber

Den nye coronavirus, der forårsager COVID-19, menes at spredes gennem naturlige åndedrætsaktiviteter, såsom vejrtrækning, taler og hoster, men man ved kun lidt om, hvordan virussen transporteres gennem luften.

Forskere fra University of Missouri rapporterer, i Fysik af væsker , på en undersøgelse af, hvordan luftstrøm og væskestrøm påvirker udåndede dråber, der kan indeholde virussen. Deres model indeholder en mere præcis beskrivelse af luftturbulens, der påvirker en udåndet dråbes bane.

Beregninger med deres model afslører, blandt andet, en vigtig og overraskende effekt af fugtig luft. Resultaterne viser, at høj luftfugtighed kan forlænge den luftbårne levetid for mellemstore dråber med så meget som 23 gange.

Dråber udåndet i normal menneskelig ånde kommer i en række størrelser, fra omkring en tiendedel af en mikron til 1, 000 mikron. Til sammenligning, et menneskehår har en diameter på omkring 70 mikron, mens en typisk coronavirus-partikel er mindre end en tiendedel af en mikron. De mest almindelige udåndede dråber er omkring 50 til 100 mikrometer i diameter.

De dråber, der udåndes af et smitsomt individ, indeholder viruspartikler såvel som andre stoffer, såsom vand, lipider, proteiner og salt. Forskningen overvejede ikke kun transport af dråber gennem luften, men også deres interaktion med det omgivende miljø, især gennem fordampning.

Efterforskerne brugte en forbedret beskrivelse af luftturbulens for at tage højde for naturlige udsving i luftstrømmene omkring den udstødte dråbe. De var i stand til at sammenligne deres resultater med andre modelleringsstudier og med eksperimentelle data om partikler, der i størrelse svarer til udåndede dråber. Modellen viste god overensstemmelse med data for majspollen, som har en diameter på 87 mikron, omtrent samme størrelse som de fleste af de udåndede dråber.

Fugtighed påvirker udåndede dråbers skæbne, da tør luft kan fremskynde naturlig fordampning. I luft med 100% relativ luftfugtighed, simuleringerne viser, at større dråber, der er 100 mikrometer i diameter, falder til jorden ca. 6 fod fra udåndingskilden. Mindre dråber på 50 mikrometer i diameter kan rejse længere, så meget som 5 meter, eller omkring 16 fod, i meget fugtig luft.

Mindre fugtig luft kan bremse spredningen. Ved en relativ luftfugtighed på 50 %, ingen af ​​dråberne på 50 mikron rejste længere end 3,5 meter.

Efterforskerne så også på en pulserende jetmodel for at efterligne hoste.

"Hvis virusbelastningen forbundet med dråberne er proportional med volumen, næsten 70 % af virussen ville blive aflejret på jorden under en hoste, " sagde forfatter Binbin Wang. "Opretholdelse af fysisk afstand ville væsentligt afhjælpe spredningen af ​​denne sygdom ved at reducere aflejring af dråber på mennesker og ved at reducere sandsynligheden for indånding af aerosoler nær den smitsomme kilde."