新冠肺炎(COVID-19)大流行對全球的衛生系統和公共衛生機構提出了挑戰。面對這種能快速傳播、傳染性極強的病毒,必須調查所有可能的感染風險。
雖然不少人已經居家隔離一段時間或者回到辦公室上班,研究人員卻指出,大型、高層建築是尚未引起足夠關注的風險之一,尤其是高樓大廈或醫院。他們表示,目前直接的人際傳播仍是獲得疾病的最常見手段,但研究表明——如果管道系統中出現缺陷,高層建築中的居住者更有可能可能會受到感染。人們必須意識到這一點並採取步驟,以確保自己的安全。
排水系統病毒「超級傳播」案例
赫瑞瓦特大學可持續建築設計研究所的研究,引用了2003年SARS病毒暴發時的一個「超級傳播」案例:在一個有約19,000名居民的建築群中(樓層高度33層-41層不等),有300例確診病例和42例死亡,佔據了香港所有SARS感染和死亡人數的六分之一。
後世界衛生組織(WHO)發布的報告表明,廢水管道中的缺陷是造成暴發的主要原因。通常,水槽和廁所中的U型彎管中,從下水道系統中升起的水,可以阻止空氣傳播的疾病,但該建築群浴室的大量U型彎管,內部的水已經幹了。
這項研究報告表明,病原體可以被霧化並在衛生管道系統內的氣流中運輸,並通過空的U型彎管進入建築物。
WHO的報告提出,當感染SARS的人在建築物的廁所中腹瀉時,空中「載有病毒的飛沫」可能通過下水道和管道系統從一間公寓移動到另一間。這條空氣傳播路線中,藉助浴室抽風扇,進一步將空氣中的汙染物吸入了房間。
在這場悲劇的背後,研究人員已經研究了近20年的建築內感染的交叉傳播。2017年,研究人員發表了在一座兩層樓高的汙水管道試驗臺上進行的一項實驗的結果。研究人員用一種生物模型來代表被衝進系統的病原體,同時把有缺陷的條件一一對應起來。
具體傳播途徑與機制
在許多建築物中已經觀察到空的U型「陷阱」,並且風險評估表明,在病原體負荷較高的建築物(例如醫院)中,在缺陷條件下可能發生高風險交叉傳播。在有缺陷的條件下(並不少見),可在衛生管道系統內的氣流上攜帶氣霧化的病原體。研究人員的發現表明,應更加考慮這種病原體傳播方式。
毫無疑問,這表明這些微生物可以通過氣流系統在建築物不同樓層的房間之間傳播,氣流系統幫助水在管道周圍流動。不僅是房間裡的空氣中的微生物,液滴還汙染了這些房間的表面和系統內部。
汙染性生物和病毒可以通過氣流系統在建築物不同樓層的房間之間傳播,該氣流系統幫助水在管道中移動。不僅房間中的空氣中的生物,水滴還汙染了這些房間中以及系統內部的表面。
當U型彎管幹燥時,被汙染的空氣可以自由進出所討論的居住空間。當很多人在家時,此類建築物也更容易因過度使用而產生較大的壓力激增,這更是會迫使水從U形彎道中流出,並破壞其「密封性」。
而面對當下態勢更兇猛的新冠病毒,類似的傳播就更「狡猾」和隱匿了。該病毒肯定會以微小的液滴在空氣中傳播。腹瀉可能不是主要症狀之一,但很常見。
在社交隔離期間,大型建築物的管道中的U形彎曲部分特別容易受到水管等爆破的影響,因為同時使用這些系統的人比平時增多,而醫院甚至會出現病房等空間不足的情況。同樣的風險可能是由於未充分使用管道而導致U型彎管中的水蒸發了,即使在封鎖狀態下,也有舊的水槽或浴室地漏無法使用。
大量腹瀉的受感染人士會增加系統內的病毒載量,從而進一步增加疾病在建築物內蔓延的風險。而且,這種管道的相互連接甚至可以促進彼此靠近的建築物之間的暴露——在醫院和其他與醫療保健相關的建築物等有大量感染者的地方,尤其要注意這一點。
處理與預防措施
最近《柳葉刀》子刊Lancet Global Health上發表了一篇文章,其中包括針對設施管理人員和房主(尤其是高層建築中的業主)的6點建議,以確保他們的系統在社交隔離期間是安全的:
1)不要忽視浴室、廚房或洗手間那些無法解釋的臭味。
2)確保所有水槽和馬桶都具有可彎曲的U型彎頭。
3)每天早上和晚上將水倒入所有水槽和馬桶中至少5秒鐘,要特別注意浴室和潮溼房間的地漏。
4)如果來自廁所、水槽或其他家用電器的汙水管道出現斷開或打開的情況,應立即密封。用橡膠手套蓋住,或者用塑膠袋和膠帶就可以了。
5)如果管道出現裂縫或洩漏,用結實的膠帶封好。
6)設施管理者應不斷監視建築物的整個系統性能,注意排水問題或難聞的氣味。
從長遠來看,確實需要適當的程序來確保廢水管道系統的設計考慮到感染控制。例如,對於用於50層以上建築物的排水系統,目前仍沒有特定的規範。一旦新冠這樣的流感大流行過去,這些事情需要作為一個高度優先事項進行徹底檢查。
總體而言,人們對通過建築環境系統傳播疾病的了解還很少。關於病原體傳播的零星研究主要集中在空調和供水系統中的肺炎軍團菌,還開展了一些其他工作,研究水槽中生物膜的形成以及衝廁時病原體的沉降。
衛生管道系統內的廢水流動導致壓力波動,壓力波動會損害易碎的集水器密封件(U型疏水閥),這是衛生管道系統與建築物內人員之間的唯一保護。一旦這道「屏障」遭到破壞,病原體的傳播就變得非常容易了。隨著人體廢物排洩,衛生管道系統成為病毒的「儲存庫」。
衛生管道系統內自然產生的氣流以及抽風機導致浴室內的負壓加劇了這一過程。這些因素的組合提供了迄今為止尚未探索的病原體傳播途徑。該過程如圖1所示。
圖1. 2003年SARS案例中的有害生物和病毒傳播路線
圖2. 整層建築中的流通布局
圖3 衛生間下水道流通系統
此外,水在水管中放置幾天後,細菌、病毒和化學物質可能會不斷滋生,達到不安全的水平。
醫療機構及其弱勢人群必須制定建築用水安全計劃,以保持居所內流通的是「活水」,並注意防止「死水」滋生有害生物。
美國、加拿大、英國、歐洲和一些州的衛生機構最近幾周發布了建議,建議新冠疫情居家期間保持建築用水流通排走。關於如何做到這一點的最佳方法尚有爭議,但其核心信息是相同的:不要讓水長時間留在建築物中。
如果建築物中未使用水,則至少每周一次,有意衝洗建築物以用新水代替所有舊水。它還有助於清除沿管壁堆積的沉積物。
水龍頭、熱水器和軟化器、冰箱、馬桶之類的器具以及包括冷卻塔在內的其他供水系統都需要進行水循環。其中一些可能需要專門的注意。應移除水龍頭曝氣器,因為它們會積聚材料並減慢流量。
衝洗需要多長時間取決於建築物的管道設計,設備和從水龍頭流出的水的速度。所有建築物都不同:
通常而言,花80多分鐘的衝洗時間才將淡水抽到一棟10,000平方英尺建築物中最遠的水龍頭上。在另一座建築物中,僅花了60分鐘即可將水從水錶中抽到距街道30英尺的建築物的地下室。而一棟大型建築物,可能需要數小時或數天才能清除乾淨。這意味著建築物在一段時間內將無法達到正常的用水量。這些建築物可能需要反覆衝洗。
總體來看,由於高層建築物的結構和排水更複雜,這些有害生物的留存和滋生、傳播會更容易,因此風險防範更需要注意。
另外,還可能需要進行電擊消毒,在管道中添加高水平的消毒化學劑以殺死其中的生物。這對於新建築物是必需的,並且有時在新建築物中的水靜置太長時間就需要這樣操作。
一般而言,廉價的化學消毒劑測試就可以幫助確定水是否「新鮮」。有一些組織建議 對有害生物進行測試。也可能需要金屬測試。
編譯/前瞻經濟學人APP資訊組
參考來源:
【1】https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0171556
【2】https://phys.org/news/2020-04-coronavirus-pandemic-sick.html
【3】https://medicalxpress.com/news/2020-04-people-tall-covid-safe.html
【4】https://www.thelancet.com/journals/langlo/article/PIIS2214-109X(20)30112-1/fulltext