Mô phỏng về các giọt bắn khi đeo khẩu trang và không đeo khẩu trang - Video: TU Wien
Theo trang SciTechDaily, đại dịch COVID-19, dịch cúm và nhiều bệnh do virus khác dễ lây trong mùa đông hơn mùa hè. Độ ẩm tương đối đóng vai trò quan trọng trong xu hướng này. Trong không khí lạnh, hơi thở của con người sẽ ngưng tụ thành những giọt nhỏ.
Các mô hình trước đây cho rằng chỉ những giọt bắn lớn mới có nguy cơ lây nhiễm, vì những giọt bắn nhỏ bay hơi nhanh chóng. Tuy nhiên, nghiên cứu hợp tác giữa Đại học Công nghệ Vienna và Đại học Padova chỉ ra điều này không đúng.
Theo nghiên cứu, do độ ẩm cao trong không khí chúng ta hít thở, ngay cả những giọt bắn nhỏ cũng có thể lưu lại trong không khí lâu hơn suy đoán trước đây. Nghiên cứu này đã được đăng trên tạp chí khoa học PNAS.
Giáo sư Alfredo Soldati và nhóm nghiên cứu của ông tại Viện Cơ học chất lưu và truyền nhiệt thuộc Đại học Công nghệ Vienna đã nghiên cứu những dòng chảy bao gồm các thành phần khác nhau, được gọi là "dòng chảy đa pha".
Trong đó có không khí của một người bị nhiễm bệnh thở ra khi hắt hơi. Virus lây nhiễm sẽ nằm trong các giọt chất lỏng có kích thước khác nhau, trộn lẫn với khí.
Hỗn hợp trên dẫn đến một "hành vi dòng chảy tương đối phức tạp": cả giọt bắn và khí đều chuyển động, cả hai thành phần ảnh hưởng lẫn nhau, các giọt bắn có thể tự bay hơi và trở thành khí.
Mô phỏng trên máy tính về sự bay hơi của giọt bắn vào mùa hè - Video: TU Wien
Để hiểu rõ ảnh hưởng, các nhà nghiên cứu thực hiện mô phỏng trên máy tính. Trong đó họ có thể tính toán sự phân tán của các giọt bắn và không khí thở ra theo các thông số môi trường khác nhau, chẳng hạn ở nhiệt độ và độ ẩm khác nhau.
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu tiến hành thí nghiệm lắp đặt vòi phun có van điều khiển bằng điện từ vào một đầu nhựa để phun hỗn hợp các giọt bắn và khí.
Quá trình này được quay lại bằng camera tốc độ cao, do đó có thể đo chính xác những giọt bắn nào còn sót lại trong không khí và trong bao lâu.
"Chúng tôi phát hiện các giọt bắn nhỏ lưu lại trong không khí lâu hơn suy đoán trước đây" - ông Alfredo Soldati cho biết.
Ông nói: "Có một lý do đơn giản giải thích cho điều này: tốc độ bay hơi của các giọt bắn không được xác định bởi độ ẩm tương đối trung bình của môi trường, mà bởi độ ẩm ngay tại vị trí của giọt bắn".
Mô phỏng trên máy tính về sự bay hơi của giọt bắn vào mùa đông - Video: TU Wien
Không khí thở ra ẩm hơn nhiều so với không khí xung quanh, khiến các giọt bắn bay hơi chậm hơn. Khi các giọt đầu tiên bay hơi, điều này dẫn tới độ ẩm cao hơn, càng làm chậm quá trình bay hơi của các giọt bắn khác.
"Điều này có nghĩa là các giọt bắn nhỏ có thể lây nhiễm trong thời gian lâu hơn so với giả định. Nó cho chúng ta thấy phải nghiên cứu các hiện tượng như vậy theo cách chính xác để hiểu chúng. Khi đó chúng ta mới có thể đưa ra các khuyến nghị hợp lý về mặt khoa học, chẳng hạn liên quan vấn đề đeo khẩu trang và giữ khoảng cách an toàn" - ông Alfredo Soldati nói.
BÌNH AN
Đeo khẩu trang có thể là phương tiện hiệu quả nhất để ngăn ngừa lây nhiễm COVID-19
Phát hiện này nhấn mạnh lại tầm quan trọng của việc lây truyền COVID-19 trong phạm vi ngắn, nên việc giữ khoảng cách vật lý và đeo khẩu trang có thể là phương tiện hiệu quả nhất để ngăn ngừa lây nhiễm.
"Nguy cơ phơi nhiễm lớn nhất là khi bạn ở gần ai đó bị nhiễm virus"- Giáo sư Jonathan Reid, Giám đốc Trung tâm nghiên cứu khí dung của Đại học Bristol và là tác giả chính của nghiên cứu trên cho biết.
"Khi bạn di chuyển ra xa hơn, không chỉ lượng virus phát tán ra bị loãng đi, virus đã mất khả năng lây nhiễm do thời gian" – GS Reid khẳng định.
Cho đến nay, giả định về việc virus tồn tại được bao lâu trong các giọt nhỏ trong không khí đều dựa trên các nghiên cứu liên quan đến việc phun virus vào các bình kín có tên là trống Goldberg - vật có tác dụng xoay để giữ các giọt nhỏ trong không khí.
Sử dụng phương pháp này, các nhà nghiên cứu Mỹ phát hiện ra rằng virus lây nhiễm vẫn có thể được phát hiện sau 3 giờ. Tuy nhiên, những thí nghiệm như vậy không tái tạo chính xác những gì xảy ra khi con người ho hoặc thở.
Thay vào đó, các nhà nghiên cứu từ Đại học Bristol đã phát triển một thiết bị cho phép tạo ra bất kỳ số lượng nhỏ nào có chứa virus và đưa chúng bay nhẹ nhàng giữa hai vòng điện trong khoảng thời gian từ 5 giây đến 20 phút, đồng thời kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ, độ ẩm và tia cực tím, cường độ ánh sáng của môi trường xung quanh chúng.
"Đây là lần đầu tiên mô phỏng những gì virus thể hiện trong quá trình thở ra" – GS Reid cho biết.
Nghiên cứu này cho rằng khi các phần tử virus rời khỏi điều kiện tương đối ẩm và giàu carbon dioxide của phổi, chúng nhanh chóng mất nước và khô đi, trong khi quá trình chuyển đổi sang mức carbon dioxide thấp hơn là liên quan đến sự gia tăng nhanh chóng của pH.
Cả hai yếu tố này đều làm gián đoạn khả năng lây nhiễm sang tế bào người của virus, nhưng tốc độ làm khô các hạt thay đổi tùy theo độ ẩm tương đối của không khí xung quanh.
Khi con số này thấp hơn 50% - tương tự như không khí tương đối khô được tìm thấy ở nhiều văn phòng – virus đã mất khoảng một nửa khả năng lây nhiễm trong vòng 5 giây, sau đó sự suy giảm chậm hơn và ổn định hơn, với tỷ lệ mất thêm 19% so với 5 phút tới.
Ở độ ẩm 90% - gần tương đương với phòng xông hơi ướt hoặc phòng tắm - sự suy giảm khả năng lây nhiễm diễn ra từ từ hơn, với 52% hạt còn lại lây nhiễm sau 5 phút, giảm xuống khoảng 10% sau 20 phút, sau đó không có sự khác biệt giữa hai điều kiện.
Tuy nhiên, nhiệt độ của không khí không tạo ra sự khác biệt nào đối với khả năng lây nhiễm của virus, trái ngược quan điểm rằng khả năng lây truyền virus thấp hơn ở nhiệt độ cao.
"Điều đó có nghĩa là nếu hôm nay tôi gặp bạn bè ăn trưa trong quán, thì rủi ro chính có thể là tôi truyền virus cho bạn bè của mình hoặc bạn bè của tôi truyền virus cho tôi, hơn là nó được truyền từ ai đó" – GS Reid giải thích.
Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đeo khẩu trang trong những tình huống mà mọi người không thể cách xa nhau.
TS Julian Tang, một nhà virus học lâm sàng tại ĐH Leicester, cho biết phát hiện này ủng hộ những gì các nhà dịch tễ học đã quan sát được, đồng thời khẳng định rằng "khẩu trang rất hiệu quả…trong việc chống lây nhiễm virus".
Các hiệu ứng tương tự đã được nhìn thấy trên cả 3 biến thể Sars-CoV-2 mà nhóm đã thử nghiệm cho đến nay, bao gồm cả Alpha. Họ hy vọng sẽ bắt đầu thử nghiệm với biến thể Omicron trong những tuần tới.
Mời các bạn xem thêm video:
Bộ Y Tế lo ngại Omicron lây lan nhanh dịp Tết Nguyên Đán
Các chuyên gia y tế đều cho rằng virus SARS-CoV-2 gây bệnh COVID-19 chủ yếu lây truyền qua không khí. Tuy nhiên, đã có những lo ngại, đặc biệt là trong giai đoạn đầu của đại dịch, về nguy cơ virus lây lan khi con người chạm vào các bề mặt chứa virus.
Các nhà nghiên cứu tiếp tục điều tra theo hướng này nhằm tìm hiểu rõ hơn về cách virus lây lan và tồn tại trong môi trường.
Trong 2 nghiên cứu gần đây, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng biến thể Omicron tồn tại lâu hơn trên bề mặt và trên da người so với các biến thể khác.
Hai nghiên cứu thí nghiệm Omicron và các biến thể trước đây tồn tại trên các bề mặt dễ dàng bắt gặp trong cuộc sống hằng ngày.
Trong nghiên cứu thứ nhất, các nhà khoa học thử nghiệm trên các mẫu da người cũng như thử nghiệm bề mặt khác là nhựa. Theo đó, thời gian virus tồn tại được tính cho đến khi virus không thể tồn tại trong các mẫu được đặt trên các bề mặt.
Trên bề mặt nhựa, chủng virus ban đầu của SARS-CoV-2 được phát hiện tại thành phố Vũ Hán [Trung Quốc] tồn tại 56 giờ.
[Chuyên gia cảnh báo nguy cơ xuất hiện biến thể nguy hiểm hơn Omicron]
Các biến thể sau đó của virus gồm Alpha, Beta, Gamma và Delta lần lượt tồn tại trong khoảng 191, 157, 59 và 114 giờ, còn biến thể Omicron là 193,5 giờ.
Trên da người, chủng virus ban đầu tồn tại 8,6 giờ, trong khi các biến thể trên tồn tại từ 11-19,6 giờ và Omicron là 21,1 giờ.
Trong nghiên cứu thứ hai, các tác giả so sánh thời gian chủng virus gốc của SARS-CoV-2 và biến thể Omicron trên các bề mặt nhẵn với bề mặt có lỗ rỗng, như thép không gỉ, tấm nhựa polypropylene [PP], thủy tinh, giấy ăn và giấy in. Nghiên cứu này không thí nghiệm với các biến thể khác như Delta.
Kết quả là nhìn chung, Omicron tồn tại lâu hơn so với chủng virus gốc trên tất cả các bề mặt này. Sau 2 ngày, đa số chủng virus ban đầu của SARS-CoV-2 biến mất khỏi thép không gỉ và tấm nhựa PP. Sau 4 ngày, virus chỉ tồn tại trên bề mặt thủy tinh.
Trong khi đó, các nhà nghiên cứu vẫn phát hiện biến thể Omicron trên những bề mặt này sau 7 ngày.
Đối với các bề mặt có lỗ rỗng, chủng virus ban đầu không thể tồn tại trên giấy ăn sau 30 phút. Lượng virus được phát hiện sau 5 phút trên giấy in giảm 99,68% và biến mất sau 15 phút. Tuy nhiên, biến thể Omicron vẫn có thể được phát hiện trên giấy ăn và trên giấy in sau 30 phút.
Các kết quả nghiên cứu này cũng tương tự như những nghiên cứu trước đây. Một nghiên cứu được xuất bản trên tạp chí Nature hồi tháng 1/2021 phát hiện virus SARS-CoV-2 sau 21 ngày trên bề mặt nhựa, 14 ngày trên thép không gỉ, 7 ngày trên găng tay nitrile và 4 ngày trên găng tay chống hóa chất, dù với số lượng thấp hơn nhiều.
Hơn 95% virus biến mất khỏi bề mặt thép không gỉ sau 24 giờ và virus biến mất hoàn toàn sau 24 giờ trên vải cotton.
Các nghiên cứu trên giúp chúng ta hiểu rõ hơn về sự tồn tại của virus SARS-CoV-2 và các biến thể mới trong môi trường và trên bề mặt, từ đó giúp hạn chế sự lây lan của virus.
Cả hai nghiên cứu trên chưa được giới khoa học thẩm định trước khi được xuất bản trên các tạp chí chuyên ngành./.
Nguyễn Hằng [TTXVN/Vietnam+]