室内空气中充满了流感病毒和新冠病毒。各国会清理吗?

比利时的酒吧可能是七月份喝酒最健康的地方之一。届时，一项新法律将生效，要求公共场所达到空气质量目标，并显示二氧化碳浓度的实时测量数据——这是管道吸入清洁空气量的代表。

到2025年，比利时的消费者将获得更多信息，届时健身房、餐厅和室内工作场所都必须通过认证系统显示空气质量评级。如果未来发生大流行，比利时的评级系统可以决定一个场馆是否关闭。

这项法律于2022年7月颁布，是各国在COVID-19大流行后采取的一系列举措中最大胆的一项，这些举措旨在让室内空间更安全，以应对SARS-CoV-2和流感等病毒引起的传染病。

2022年3月，美国政府发起了一项“建筑清洁空气挑战”，以激励建筑业主和运营商改善通风和室内空气质量。去年10月，加利福尼亚州通过了一项法律，要求所有学校建筑提供清洁的室内空气。去年12月，白宫宣布，所有联邦建筑——总共约1500座——都将达到最低的空中安全要求。同样在12月，美国采暖、制冷和空调工程师协会(ASHRAE)——一个建筑行业组织，其建议通过美国和其他地方的建筑法规被采纳为法律——宣布将在2023年6月之前制定考虑感染风险的标准。

室内空气污染的潜在危害-五步揭露

去年6月，英国主要的工程机构发布了一份受政府委托的报告，呼吁制定可执行的清洁空气法规，使建筑物在其整个使用寿命内都是安全的go.nature.com/3kgsmjt)．其他国家也在采取措施，例如在教室里安装空气质量监测器。

室内空气质量专家对大流行可能为我们呼吸的室内空气带来持久改善的前景感到鼓舞。导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒主要在室内传播吗如水痘、麻疹、结核病和季节性流感等其他传染病的病原体。

澳大利亚布里斯班昆士兰科技大学的气溶胶科学家Lidia Morawska说:“历史上从未有过如此多关于室内空气质量的行动。”

但巨大的挑战还在前面，特别是现有的学校、办公楼和其他公共场所。该领域的专家说，对它们进行技术改造，以提供足够水平的清洁空气，将是一项巨大而昂贵的事业。但是，他们认为，收益将超过成本。据估计，大流行和季节性流感爆发平均每年给英国造成230亿英镑(270亿美元)的损失(见“爆发的高成本”)，而通过改善建筑物的通风，英国可以在60年期间节省1740亿英镑(见“大流行和季节性流感爆发的高成本”)go.nature.com/3ktumeg)．

使室内空间免受感染也可以减少接触细颗粒物等污染物来自野火烟雾和烹饪从家具中浸出的挥发性有机化合物，以及引起过敏的霉菌和花粉。但这也会提高能源成本导致温室气体排放．

研究人员仍在努力确定如何最好地使室内空间通风以防止感染传播，以及有哪些替代技术可以取代或增强机械通风系统。但许多人表示，已经知道的足够多了，可以开始要求更安全的室内空间。

这是一场与时间的赛跑。随着对COVID-19的担忧减弱，专家们想知道，在下一次空气传播传染病大爆发之前，各国能取得多大进展。

减少感染

当2019冠状病毒病在2020年初达到大流行状态时，卫生官员并没有太注意室内空气的风险。最初，世界卫生组织(世卫组织)忽视了空气传播的作用，并错误地将重点放在通过受污染的表面传播．但即使当公共卫生部门开始建议更好的通风作为预防感染的一种方式时，他们也只是提供了模糊的指导。有关部门告诉人们打开窗户，通过机械通风系统尽可能多地吸入室外空气，但没有给出具体数字。

马萨诸塞州波士顿哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的建筑卫生学家约瑟夫·艾伦说，这样的建议造成了混乱。他说:“你不能告诉人们要多呼吸室外空气，却不回答要多少。”

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艾伦是第一个对人们应该以多少通风为目标的人之一。2020年6月，他和同事们建议，希望在封锁后重新开门的学校应每小时向教室输送4至6台换气设备¹-房间内的整个风量被替换的变化。这相当于每人每秒10-14升的通风速率。然而，大多数学校的成绩远低于这一水平。例如，一项针对加州教室的研究发现，大多数教室都达不到这一通风水平²．世卫组织于2021年3月发布了自己的指南，建议在卫生保健设施外每人的通气速率为每秒10升。

从理论上讲，大流行提供了收集真实世界数据的绝佳机会，以确定低换气率是否与疫情有关，并测试不同的换气率，以确定是什么导致了感染率的降低。但卫生官员在调查COVID-19重大疫情时很少考虑通风。香港大学机械工程师李宇国估计，在爆发疫情的场所，只有不到10项调查测量了通风频率，因为人们没有注意到空气传播。

相反，研究人员试图通过观察性研究来获得线索。莫拉斯卡参与了一项对意大利马尔凯地区1万间学校教室的调查。截至2021年底，在316间采用机械通风的教室中，与依靠窗户通风的教室相比，学生的感染风险在4个月内降低了至少74%。这组人通常每人每秒接收不到1升。当每个学生的换气率至少为每秒10升时，感染风险降低了80%^3.．

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越来越多的证据表明，其他技术也可以去除空气中的传染性颗粒。一项研究⁴研究了两个装有高效微粒吸收(HEPA)过滤器的空气净化器的有效性，它们被放置在一个54平方米的会议室里，会议室里有一个假人，可以产生类似于传播SARS-CoV-2的气溶胶颗粒。清洁工将三名假人参与者的气溶胶暴露量减少了65%。这仅略低于通过掩盖所有虚拟参与者所达到的72%的减少⁴．

比利时鲁汶天主教大学(KU Leuven)的土木工程师伯特·布罗肯(Bert Blocken)进行的另一项研究发现，通风与空气清洁相结合，相当于每小时换6次空气，可以将健身房呼出的气溶胶浓度降低到没有这些措施时的5-10%⁵．布洛克恩说，这种浓度大大降低了感染风险。他补充说，空气净化器是一项没有得到充分重视的技术，可以很容易地部署在没有机械通风系统能够提供足够清洁空气的建筑物中，或者在运行这种系统会消耗太多能源的建筑物中。澳大利亚维多利亚州采取了这种方法，在2022年向所有11万间教室分发了便携式空气净化器。

去年11月，《柳叶刀》由Allen主持的COVID-19委员会安全工作、安全学校和安全旅行工作组发布了清洁空气输送率的具体指南——使用通风、空气过滤或其他手段，以减少空气传播⁶．为了达到该报告所描述的“最佳”空气质量，它建议每小时换6次以上空气，或每人每秒14升(见“多少清洁空气才够?”)。

法律的限制

通风要求可能很复杂，因为它们取决于空间的大小、里面有多少人以及他们的活跃程度。因此，一些研究人员提倡使用捷径——设定二氧化碳的最大浓度。有限公司₂是否经常被用作通风和室内空气质量的代理措施⁷．因为人们呼出二氧化碳₂当他们呼吸时，如果一个空间很拥挤，或者没有足够的通风来替换呼出的空气(可能含有传染性病毒)，气体的含量就会上升。

直到1999年，ASHRAE标准还包括CO的推荐限量₂百万分之千。根据20世纪30年代进行的研究，在这个浓度下，建筑物居住者对体味的感知将保持在可接受的水平。从那时起，研究表明，当浓度超过1000p.p.m时，CO₂会导致嗜睡，并损害决策和解决问题任务的认知表现⁸．

2022年9月发表的一项小型研究(尚未经过同行评审)与CO直接相关₂与感染性病原体的水平相当。作者测试了托儿所、学校、大学和养老院的空气样本，以检测呼吸道病原体的存在。一氧化碳含量较高的房间₂水平与较高的呼吸道病原体水平相关⁹．

2021年8月，英国政府开始发放CO₂所有学校的教室都安装了传感器，这样教师就可以使用这些设备来决定什么时候开窗或增加通风。类似的方案已经在欧洲、美国和其他地方推出，尽管尚未对其降低感染率的能力进行评估。

依靠CO₂然而，读数也有缺点。即使在感染风险很低的情况下，例如使用便携式空气净化器时，一氧化碳浓度也会逐渐上升，而便携式空气净化器并不能去除一氧化碳₂从空气中——或者在烹饪时。有限公司₂研究室内空气污染物的英国约克大学化学家尼古拉·卡斯劳说:“这是有用的，但这肯定不是全部。”

尽管存在这些问题，Morawska表示CO₂监视器应该作为一种便宜、容易获得的工具广泛部署，可以安装在每个室内空间，就像烟雾报警器一样。但是显示CO₂她补充说，读数本身是不够的，因为它让房间里的人有责任跟踪空气质量，并在读数过高时决定如何处理。

Morawska也希望看到法律规定最大限度的CO₂公共建筑中允许的水平，这样责任就回到了建筑运营商和政府监管机构身上。少数政府已经这样做了。去年，莫拉斯卡和她在北京大学的同事黄薇研究了100多个国家的空气质量法律。只有12个国家制定了室内空气质量国家标准，规定了污染物的阈值。其中只有8个国家(包括中国、韩国、印度、波兰和匈牙利)设定了二氧化碳排放限额₂浓度大多在每小时800到1000分之间¹⁰．

日本从1970年开始制定了室内空气质量管理法律，规定建筑物的室内CO不能超过₂浓度为1000p.p.m。法律要求建筑管理者每两个月对空气质量进行一次评估，将结果报告给政府，并在空气质量不达标时制定补救计划。但几乎30%的建筑超过了CO₂根据2020年的一份报告，2017年的限制¹¹．

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位于里士满的加州卫生部的公共卫生工程师Kazukiyo Kumagai说，尽管如此，日本的法律还是有效的。他说，在室内空气质量方面，“日本的状况”比美国好。他补充说，采用日本式的定期监测和报告方法可能在其他地方奏效。

法律限制可能会变得更加普遍。例如，比利时的新法律将于今年7月生效，规定公共场所的通风速度为每小时40立方米，这样CO₂每小时不超过900分。如果采用空气过滤，通风速度较低，每小时25立方米就足够了₂最高可达1200p.p.m。

英国利兹大学(University of Leeds)的机械工程师凯瑟琳·诺克斯(Catherine Noakes)说，对室内空气质量进行立法是“棘手的”，她为该国抗感染建筑报告做出了贡献。“室内空气的挑战之一，”她说，“是谁拥有它?”根据建筑物的使用方式，责任可以分散到各个政府部门和机构。学校的室内空气可以由教育部门负责，而办公大楼可以由职业健康与安全机构来管理。

马里兰州盖瑟斯堡国家标准与技术研究所的机械工程师安德鲁·珀西里说，这就是美国的情况，目前没有任何机构有权管理室内空气。在比利时，新的国家法律也不包括学校，这是地方政府的责任。在日本，学校建筑的单独法律规定了更高的CO₂限制在每小时1500分，很多人认为这个水平太高了。

制定标准

在缺乏国家法律的情况下，制定空气质量标准的专业机构开始采取行动。ASHRAE将于6月发布其减少感染的标准，希望这些建议的目标将被纳入当地的建筑规范，新建筑必须遵守。

“我们一直在解决室内空气质量问题，但并不是专门为了减少病原体，”工程师Ginger Scoggins说，他是ASHRAE的当选总统，总部位于北卡罗来纳州。ASHRAE可能会面临一些阻力。斯科金斯说，当该协会之前做出改变，将通风要求从每分钟5立方英尺提高到15立方英尺(每秒2.4升到每秒7.1升)时，美国温暖地区的许多人都很愤怒，因为这将增加空调的能源成本。她所在的当地学校董事会通过了一项规定，学校的教室只需要达到7.5分。

艾伦说，即使ASHRAE标准没有得到执行，它们也会产生影响。除了影响建筑的建造方式外，更严格的ASHRAE标准还向老旧建筑中的企业发出了一个强烈的信号，即室内空气质量的黄金标准是什么样子的。

诺克斯说，改善室内空气质量可以从经济角度考虑。的为英国报告进行了成本效益分析研究发现，通过改善通风条件，英国在60年内每年可以节省30亿英镑。

研究人员表示，降低建筑物内的感染风险需要时间。莫拉斯卡说:“我们预计会持续30年。“但我们谈论的是我们社会的未来。”