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                  二氧化碳监测可降低新型冠状病毒威胁

                  来源:时刻科技

                  时间:2020-11-03

                  点击:

                  越来越多的证据表明,建筑物中的二氧化碳含量与空气传播的感染密切相关。因此,二氧化碳监测器可以充当“煤矿中的金丝雀”以减轻冠状病毒的威胁。

                  留在室内的人呼出的空气会产生二氧化碳。建筑物中的每个人每分钟将呼出约8升的空气:而且是已经与肺组织紧密接触的空气。除了浓度约为40000 ppm的CO2外,呼气中还包含微小的液滴(气溶胶),由于其大小,它们可以长时间漂浮在空气中。这些液滴将包含肺中存在的任何病毒颗粒。研究表明,可以通过现场的CO2监测器实施减轻感染的方法。

                  人们普遍认为,这种气溶胶的下沉速度通常为每小时几米,而在实验室条件下,生物病毒感染活性的下降具有约三个小时的半衰期。这意味着室内空气长时间被污染。如果健康的人吸入这些受污染的飞沫,并且如果其中包含的病毒颗粒数量超过最小感染剂量,则该疾病会传播。虽然很难直接测量病毒含量,但是能量收集无线传感器是监视二氧化碳水平并因此防止空气污染的理想方法之一。

                  间接测量COVID-19传输

                  越来越多的证据表明,空气传播是病毒传播的主要因素,因此可以推断出房间和其他封闭空间中的CO2含量可以代替COVID-19传播风险。

                  领先的气溶胶科学家谢利·米勒教授表示:“由于冠状病毒是通过空气传播的,因此,室内较高的二氧化碳含量可能意味着如果感染者在室内,传播的机会就更高?!奔蚨灾?,建筑物内的新鲜空气越多越好。新鲜空气会稀释建筑物中的任何污染物,无论是病毒还是其他东西,并减少室内任何人的感染风险?!?

                  台湾台北大学于2019年进行的一项关于结核病暴发的研究提供了详细的证据。许多房间的通风不良,二氧化碳水平超过3000 ppm。当工程师将浓度降至600 ppm以下时,爆发就停止了。

                  什么级别是安全的?

                  在其他地方,UCC大气化学研究中心主任约翰·温格(John Wenger)教授建议,如果将CO2用作教室中COVID-19的替代物,则目标应为1000 ppm,并指出房间水平的传播是“关键。它在空中,可以充满整个房间??掌械牟《臼炕崂刍?,我们的暴露量也会增加。如果您在室内,长时间在通风不良的房间中,即使距离较远,也可能会冒着很大的风险,因为空气会四处移动?!?

                  使用易于安装且低成本的传感器进行室内CO2测量,有望实现对Covid-19和其他呼吸系统疾病的室内气雾传播风险的大规模监测。应根据环境和活动类型设置不同的二氧化碳水平目标,因为已证明感染风险水平会根据情况和活动类型变化100倍或更多。诸如某个地区被感染人数的因素以及诸如戴口罩或空气过滤之类的措施可能会减少空气传播病毒的存在而不会降低CO2水平。某些活动增加的病毒排放量远远超过二氧化碳水平,例如说话,唱歌和喊叫。二氧化碳和病毒均通过室外空气通风稀释。但是,它们不能通过例如通过热交换器的空气再循环来去除。

                  呼吸的空气

                  如果我们在一个有几个人的房间里,则对CO2浓度的测量可以衡量我们吸入的空气中有多少百分比已经由其他人呼出的空气。质量平衡表明,测得的CO2浓度约为1200 ppm意味着房间中几乎2%的空气已经至少接触过一次肺。在这个水平上,一个人进入这个房间的每50次呼吸都由已经呼出的空气组成。由于具体的感染风险取决于目前仍在深入研究的各种因素,因此量化的特定感染风险更加复杂。尽管存在这些警告,但很明显,CO2测量提供了一种经济有效的解决方案,可以对当前风险进行分类来自潜在的传染性气溶胶。

                  降低感染风险的策略

                  将该研究付诸实践,德国联邦环境局草拟了室内空气中二氧化碳健康评估的一般准则,其中包括有关SARS-CoV-2的建议-也与COVID-19有关的建议。因此,<1000ppm的浓度在卫生上是无害的。该指南将1000至2000 ppm之间的浓度归类为可疑,高于1000 ppm的任何归类为不可接受。二氧化碳也是DGHK(德国天才儿童协会)关于学校预防的重要指标。

                  同样,UBA(Umweltbundesamt-德国环境局)通风工作组建议为此目的使用CO2信号灯。 DGVU(Unfallkasse)走得更远,倡导在流行期间教室中的目标值为700 ppm。 UBA指南“学校通风”(15.10.20)中概述了最新发现,该指南是为KMK(德国联邦议院的Kultusminister derL?nder)创建的。

                  通风不仅意味着空气交换,而且意味着冬天的热量散失??沙中铰砸灿悸堑秸庵钟跋?。在没有配备热交换器的现代空调技术的地方,仅监测CO2和以需求为导向或定期进行手动交叉通风是有帮助的。欧洲供暖、通风和空调协会联合会REHVA呼吁在学校教室中安装带有交通信号指示灯的二氧化碳监测仪,“至少在通风取决于打开的窗户和/或格栅的学校中”。

                  二氧化碳传感器的实施

                  为了遵循这些策略,CO2监测设备必须可靠且易于放置在需要的地方。理想情况下,需要连接它们,例如,当CO2浓度超过阈值时触发警报,甚至将警报发送到建筑物管理网络或通过无线网络发送到智能手机。无线、无电池传感器代表了理想的解决方案。这种传感器易于安装且易于维护,利用能量收集技术从周围环境(例如,运动、光线或温度差)中吸收能量。这种解决方案可以快速部署,而无需进行特殊安装或布线,因此可以连续监控周围空气中的二氧化碳浓度。


                  通过将测量值发送到接收器或网关进行进一步处理,可以触发警报并启动适当的操作。例如,可以启动室内通风系统以降低CO2浓度。而且,这些二氧化碳传感器的范围很广,可以在EnOcean联盟等标准生态系统内工作。这意味着它们可以轻松地与COVID-19措施不可或缺的其他设备(例如房间占用传感器和门禁控制)结合使用。

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