Высокий уровень углекислого газа в атмосфере вызвал по всему миру усиление активности вирусов в воздухе

Согласно новому исследованию, поддержание низких уровней углекислого газа способствует снижению количества инфекционных вирусов в воздухе. Хотя исследование проводилось на возбудителе, вызывающем COVID-19, его результаты позволяют утверждать о сокращении риска передачи вирусов в помещениях с ограниченной вентиляцией.

По словам химика Университета Бристоля Аллена Хаддрелла, «открытие окна может оказаться более эффективным, чем изначально предполагалось, особенно в переполненных и плохо проветриваемых помещениях, поскольку свежий воздух будет иметь более низкую концентрацию углекислого газа, что приведет к более быстрой инактивации вируса».

Исследование показало, что уровень углекислого газа в воздухе прямо влияет на стабильность вируса SARS-CoV-2. Используя методику CELEBS, которая измеряет воздействие температуры, относительной влажности и концентрации газов при аэрозольном распылении частиц вируса, исследователи выяснили, как условия окружающей среды влияют на способность вируса оставаться инфекционным.

Концентрация CO2 в атмосфере в настоящее время составляет около 400 частиц на миллион (ppm). Однако при скоплении достаточного количества людей в закрытом помещении концентрация может возрасти примерно до 3 тыс. ppm. Команда обнаружила, что количество вирусных частиц, которые могут оставаться заразными при таких повышенных концентрациях, может быть в 10 раз выше, чем на открытом воздухе.

Повышенный уровень щелочности в выдыхаемых каплях, содержащих вирус SARS-CoV-2, играет ключевую роль в снижении инфекционной способности. Это связано с тем, что взаимодействие углекислого газа с каплями приводит к изменению их химического состава и уменьшению нейтральности рН, из-за чего происходит более медленная дезактивация вируса. Более того, в переполненных и плохо проветриваемых помещениях уровень углекислого газа может достигать более 5 тыс. ppm. «Это объясняет, почему массовые заражения могут происходить в определенных условиях», — подчеркивает Хаддрелл.

Различные исследуемые штаммы вируса SARS-CoV-2 проявили разную устойчивость в атмосфере. Спустя всего пять минут жизнеспособное количество вирусных частиц оказалось в 1,7 раза выше для штамма Омикрон (ВА.2) по сравнению с Дельтой. Это дает нам понять, что типы вирусных частиц могут сильно различаться.

Таким образом, необходимы дальнейшие исследования для уточнения связей между уровнем углекислого газа (CO2) и различными видами вирусов, однако ученые предполагают, что это объясняет сезонное возрастание заболеваемости респираторными вирусами. В зимний период люди, вероятно, проводят больше времени внутри помещений, где они больше подвержены воздействию воздуха с повышенным уровнем CO2.

Стоит также отметить, что содержание CO2 в атмосфере увеличивается из-за глобального потепления. По последним прогнозам, к концу столетия концентрация этого газа может превысить отметку в 700 ppm.

«Это исследование также говорит о том, что даже небольшое увеличение уровня углекислого газа в атмосфере, вызванное климатическими изменениями, может значительно увеличить выживаемость вирусов и риск их распространения», — подчеркивает Хадрелл. «Полученные результаты могут стать основанием для разработки стратегий по борьбе с пандемиями, которые спасут жизни в будущем», — заключает Джонатан Рид, физикохимик из Университета Бристоля.

А инженеры-химики Массачусетского технологического института создали эффективный метод преобразования углекислого газа в монооксид углерода с использованием каталитического процесса, связанного с ДНК, который может значительно сократить выбросы парниковых газов. Этот прорыв открывает новый путь производства ценных химикатов из CO2 с потенциалом для крупномасштабного промышленного применения.