Том 36, номер 06, статья № 3

Аннотация:

Новая коронавирусная пневмония быстро распространилась по всему миру. Всемирная организация здравоохранения подчеркивала, что коронавирус SARS-CoV-2 передается в основном между людьми, находящимися в тесном контакте друг с другом, а также в случае прикосновения к зараженным поверхностям с последующим касанием глаз, носа или рта без предварительной очистки рук.
Возможными постоянными источниками распространения вируса могут быть большие скопления больных в госпиталях при несоблюдении требований организации функционирования лечебного учреждения. В случае аварийного выброса вируссодержащего аэрозоля из такого учреждения метеорологические условия могут стать ключевым фактором, влияющим на распространение вируса.
Нами была разработана программа математического моделирования возможного распространения патогенных примесей в атмосфере вокруг ковидных госпиталей с учетом различных метеорологических условий.
Проведены расчеты, основанные на использовании современных методов решения системы дифференциальных уравнений пограничного слоя атмосферы, которые адаптированы для описания распространения вредных атмосферных примесей над реальным сложным рельефом местности с учетом городской застройки различной этажности, лесных массивов, водоемов, изменяющихся метеорологических условий и множества других факторов.
Программа может быть использована для оценки риска и угрозы распространения вируса при перепрофилировании терапевтического лечебного учреждения в ковидный госпиталь.

Ключевые слова:

SARS-CoV-2, распространение вируса в атмосфере, математическое моделирование

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Morawska L., Milton D.K. It is time to address airborne transmission of coronavirus disease 2019 (COVID-19) // Clin. Infect. Dis. 2020. V. 71. P. 2311–2313.
2. Frieden T., Lee C. Identifying and interrupting superspreading events–implications for control of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 // Emerg. Infect. Dis. 2020. V. 26. P. 1061–1066.
3. Miller S., Nazaroff W.W., Jimenez J.L., Boerstra A., Buonanno G., Dancer S.J., Kurnitski J., Marr L.C., Morawska L., Noakes C. Transmission of SARS-CoV-2 by inhalation of respiratory aerosol in the Skagit Valley Chorale superspreading event // Indoor Air. 2021. V. 31, N 2. P. 314–323.
4. Heneghan C., Spencer E., Brassey J., Plüddemann A., Onakpoya I.J., Evans D.H., Conly J.M., Jefferson T. SARS-CoV-2 and the role of airborne transmission: A systematic review // F1000Research. 2021. V. 10:232. P. 1–72.
5. Pan M., Lednicky J.A., Wu C.Y. Collection, particle sizing and detection of airborne viruses // J. Appl. Microbiol. 2019. V. 127, N 6. P. 1596–1611.
6. Prather K.A., Wang C.C., Schooley R.T. Reducing transmission of SARS-CoV-2 // Science. 2020. V. 368, N 6498. P. 1422–1424.
7. Wang C.C., Prather K.A., Sznitman J., Jimenez J.L., Lakdawala S.S., Tufekci Z., Marr L.C. Airborne transmission of respiratory viruses // Science. 2021. V. 373, N 6558.
8. Lewis D. Superspreading drives the COVID pandemic – and could help to tame it // Nature. 2021. V. 590. P. 544–546.
9. Doremalen N., Bushmaker T., Morris D.H., Holbrook M.G., Gamble A., Williamson B.N., Tamin A., Harcourt J.L., Thornburg N.J., Gerber S.I., Lloyd-Smith J.O., Wit E., Munster V.J. Aerosol and surface stability of HCoV-19 (SARS-CoV-6 2) compared to SARS-CoV-1 // N. Engl. J. Med. 2020. V. 382. P. 1564–1567.
10. Leung N.H.L. Transmissibility and transmission of respiratory viruses // Nat. Rev. Microbiol. 2021. V. 19, N 8. P. 528–545.
11. Setti L., Passarini F., De Gennaro G., Barbieri P., Pallavicini A., Ruscio M., Piscitelli P., Colao A., Miani A. Searching for SARS-COV-2 on particulate matter: A possible early indicator of COVID-19 epidemic recurrence // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2020. V. 17, N 9. P. 2986.
12. Dyani L. COVID-19 rarely spreads through surfaces. So why are we still deep cleaning? // Nature. 2021. V. 590(7844). P. 26–28.
13. Greenhalgh T., Jimenez J.L., Prather K.A., Tufekci Z., Fisman D., Schooley R. Ten scientific reasons in support of airborne transmission of SARS-CoV-2 // Lancet. 2021. V. 397. P. 1603–1605.
14. Lewis D. The challenges of making indoors safe // Nature. 2021. V. 592. P. 22–25.
15. Tang J.W., Bahnfleth W.P., Bluyssen P.M., Buonanno G., Jimenez J.L., Kurnitski J., Li Y., Miller S., Sekhar C., Morawska L., Marr L.C., Melikov A.K., Nazaroff W.W., Nielsen P.V., Tellier R., Wargocki P., Dancer S.J. Dismantling myths on the airborne transmission of severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) // J. Hosp. Infect. 2021. V. 110. P. 89–96.
16. Gomes da Silva P., Gonçalves J., Nascimento M.S.J., Sousa S.I.V., Mesquita J.R. Detection of SARS-CoV-2 in the indoor and outdoor areas of urban public transport systems of three major cities of Portugal in 2021 // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2022. V. 19, N 10. P. 5955.
17. Nishiura H., Oshitani H., Kobayashi T., Saito T., Sunagawa T., Matsui T., Wakita T., MHLW COVID-19 Response Team, Suzuki M. Closed environments facilitate secondary transmission of coronavirus disease 2019 (COVID-19) // The preprint server for Health Sciences: medRxiv. 2020. DOI: 10.1101/2020.02.28.20029272.
18. Tsang T.-W., Mui K.-W., Wong L.-T. Computational Fluid Dynamics (CFD) studies on airborne transmission in hospitals: A review on the research approaches and the challenges // J. Build. Eng. 2022. V. 63(A). P. 105533.
19. Lijun M., Guoqing Hu, Meng Y., Cui Z., Chunliang Z., Xinli Li. Research progress on the impact of environmental meteorological factors on the spread of novel coronavirus pneumonia // J. Occup. Environ. Med. 2022. V. 39, N 3. P. 348–352.
20. Dinoi A., Feltracco M., Chirizzi D., Trabucco S., Conte M., Gregoris E., Barbaro E., La Bella G., Ciccarese G., Belosi F., La Salandra G., Gambaro A., Contini D. A review on measurements of SARS-CoV-2 genetic material in air in outdoor and indoor environments: Implication for airborne transmission // Sci. Total Environ. 2022. V. 809, 151137. P. 1–15.
21. Huang J., Jones P., Zhang A., Hou S.S., Hang J., Spengler J.D. Outdoor airborne transmission of coronavirus among apartments in high-density cities // Frontiers in Built Environ. 2021. V. 7:666923. P. 1–19.
22. Piazzola J., Bruch W., Desnues C., Parent P., Yohia C., Canepa E. Influence of meteorological conditions and aerosol properties on the COVID-19 contamination of the population in coastal and continental areas in France: Study of offshore and onshore winds // Atmosphere. 2021. V. 12, N 4. P. 523.
23. Голиков Р.А., Суржиков Д.В., Кислицына В.В., Штайгер В.А. Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье населения (обзор литературы) // Научное обозрение. Медицинские науки. 2017. № 5. С. 20–31.
24. Монин А.С., Яглом А.М. Статистическая гидромеханика. Ч. 1. Механика турбулентности. М.: Наука, 1965. 639 с.
25. Бородулин А.И. Измерение тензора коэффициентов турбулентной диффузии в атмосфере и его некоторые свойства // Оптика атмосф. и океана. 1996. Т. 9, № 6. С. 832–836.
26. Теверовский Е.Н., Дмитриев Е.С. Перенос аэрозольных частиц турбулентными потоками. М.: Энергоатомиздат. 1988. 160 с.
27. Бородулин А.И., Десятков Б.М. Моделирование распространения примесей в пограничном слое атмосферы. Новосибирск: Новосиб. гос. ун-т, 2007. 376 с.
28. Шлычков В.А., Бородулин А.И., Десятков Б.М. Численное моделирование циркуляции воздуха и переноса примеси в городских условиях с явным учетом ландшафта // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 6. С. 552–556.
29. Бородулин А.И., Десятков Б.М., Ярыгин А.А. Модель распространения атмосферных примесей в пограничном слое атмосферы. Программа для  ЭВМ. 2006. Зарегистрирована Федеральным Институтом промышленной собственности РОСПАТЕНТа. Рег. номер 2007610293. 16 января 2007 г.
30. Dabisch P., Schuit M., Herzog A., Beck K., Wood S., Krause M., Miller D., Weaver W., Freeburger D., Hooper I., Green B., Williams G., Holland B., Bohannon J., Wahl V., Yolitz J., Hevey M., Ratnesar-Shumate S. The influence of temperature, humidity, and simulated sunlight on the infectivity of SARS-CoV-2 in aerosols // Aerosol Sci. Technol. 2020. V. 55, N 2. P. 142–153.
31. Fan X., Zhang X., Weerasuriya A.U., Hang J., Zeng L., Luo Q., Li C.Y., Chen Z. Numerical investigation of the effects of environmental conditions, droplet size, and social distancing on droplet transmission in a street canyon // Build. Environ. 2022. V. 221. Article 04059.
32. Peng S., Chen Q., Liu E. The role of computational fluid dynamics tools on investigation of pathogen transmission: Prevention and control // Sci. Total Environ. 2020. V. 746. P. 142862.
33. Oksanen L., Auvinen M., Kuula J., Malmgren R., Romantschuk M., Hyvärinen A., Laitinen S., Maunula L., Sanmark E., Geneid A., Sofieva S., Salokas J., Veskiväli H., Sironen T., Grönholm T., Hellsten A., Atanasova N. Combining Phi6 as a surrogate virus and computational large-eddy simulations to study airborne transmission of SARS-CoV-2 in a restaurant // Int. J. Indoor Environ. Health. 2022. V. 32, N 11. P. e13165.