Коронавирус 2019-nCoV. FAQ по защите органов дыхания и дезинфекции
Китайский коронавирус, он же «пневмония Уханя» на неделе стал одной из самых горячих тем. В классической «кто виноват и что делать» меня, традиционно, волнует только вторая часть. Сегодня под катом — статья про дезинфекцию, маски и обеззараживание помещений. Объединил в одной статье несколько заметок из своего телеграм-канала. Кладем в закладки и шлем друзьям!
Сразу оговорюсь, что из-за относительной новизны 2019-nCoV, ждать каких-либо исследований рано, все что остается — апеллировать к старым наработкам, полученных во времена борьбы сначала с SARS, а потом и с MERS, ведь одно семейство, как ни крути…
I. РУКИ+ПОВЕРХНОСТИ
В общем, по поводу обеззараживания руки/поверхностей с помощью химических дезинфектантов я нашел интересную статью, где авторы сравнили вирулицидную активность следующих распространенных химикатов:
— Гипохлорит натрия 0.01% — 0.05% — 0.1%;
— Этанол 70%;
— Бензалкония хлорид 1%;
— Хлоргексидин биглюконат 1%;
— 2-бензил-хлорфенол 2%;
— Надуксусная кислота 0.035%.
ВОЗ-ские изыскания по поводу SARS-коронавируса показывают, что вирус выживает до 48 часов на пластиковых поверхностях и до 4 дней в жидких средах. Но в случае применения любого из дезинфектантов активность вируса снижается очень и очень быстро. В упомянутой статье показано, что коронавирус SARS полностью инактивируется такими дезинфицирующими средствами, как надуксусная кислота, этанол 70%, гипохлорит натрия 0,05% и 0,1%, хлоргексидин биглюконат 1% и 2-бензил-хлорфенол 2% уже после обработки в течении 1 минуты. Для бензалкония требуется время подольше. Правда что касается биологических отходов (мокрота, выделения человека и т.п.), то способность к разрушению вирусной РНК показали только 0,1% гипохлорит натрия и 2% 2-бензил-хлорфенол при времени контакта более 2-х минут.
В более позднем исследовании для проверки вирулицидной активности использовались четыре различных обеззараживателя рук — 1) на основе 45% изопропанола, 30% н-пропанола и 0,2% мезетрония этилсульфата; 2) на основе на 80% этанола; 3) гель на основе 85% этанола; 4) антивирусный гель на основе 95% этанола — время обработки рук = 30 секунд. В качестве дезинфектантов для поверхностей использовали средства — 1) на основе хлорида бензалкония и лауриламина; 2) на основе хлорида бензалкония, глутаральдегида и дидецилдимония хлорида; 3) на основе моноперфталата магния. Время обработки — от 15 до 60 минут. В результате было установлено, что SARS-CoV инактивировался до уровня ниже предела обнаружения в случае обработки любым из указанных препаратов. Это значит, что в качестве обеззараживателя (как рук, так и поверхностей) можно использовать любые средства, содержащие выше упомянутые компоненты.
Одна из заметок из моего канала, в которой я учил читателей правильно мыть руки и готовить спиртовой гель:
И снова в свете коронавируса из Китая. Несколько раз я упоминал про важность дезинфекции рук и их частое мытье. Чаще всего для целей дорожной дезинфекции используются жидкие гели (типа «hand sanitizer»). Правда их эффективность будет зависеть от производителя (ну и собственно, от рецептуры, объемной доли спирта и т.п.). Прекрасно зарекомендовали себя составы вроде Септоцид Синерджи (которые выпускаются в литровых емкостях, что не особо удобно, и в виде одноразовых салфеток, что для дорожного использования подходит вполне). Минус этого средства в высоком расходе (гелеобразный состав все-таки расходуется экономно).
Что же делать?
А нужно готовить обеззараживающий гель самостоятельно. Все что для этого нужно — это концентрированный спирт и загуститель для него. Что касается выбора обеззараживателя, то здесь вне конкуренции этиловый спирт, с объемной долей >60% (для тех кто «водка обеззараживает» — есть исследование американского центра контроля заболеваний CDC, где указано, что 60% гораздо эффективнее 40% в случае наружного применения). А вот в этом документе подробно рассмотрен вопрос мытья рук и указано, что оптимальным обеззараживающим эффектом обладает этанол с объемной долей 70–90%. Если говорить прямо, то максимальной дезинфицирующей активностью обладает абсолютный спирт. Он убивает клетку. Соотношение 70:30 обусловлено тем, что в такой концентрации этанол не разрушает клеточную стенку и клеточную мембрану, а путем простой дефузии проникает в клетку и денатурирует белки. При этом клетка обычно не умирает, а становиться неспособной к репродукции, чего, в принципе, вполне достаточно. Именно такое соотношение и называют «медицинский спирт», т.е. тот который не приносит вреда клеткам эпителия человека.
Чем спирт загустить до подходящей консистенции?
Загуститель нужен не только для экономного расходования спирта, но и для замедления скорости испарения спирта, а также увеличения времени смачивания поверхности кожи. Загустителей существует огромное множество, и применение их зависит от типа спирта и его концентрации. Можно попробовать желатин, безводный ацетат кальция (с его помощью даже делают своеобразное спиртовое «сухое горючее»). Загустить можно поливинилацетатом (только не клеем ПВА, а в виде порошка) или поливинилбутиралем или другими эфирами поливинилового спирта. Некоторые композиции с косметическим этанолом удается загустить и эфирами целлюлозы, например, этилцеллюлозой. Ну и самым широко применяемым компонентом, используемым в большинстве продаваемых в магазинах «обеззараживателях рук» являются карбополы, акриловые полимеры способные образовывать гели (см. на этикетке, уверен что там будет карбомер/carbomer). Работа с ними проста до безобразия — сыпем в спирт и размешиваем до получения нужной консистенции.
Большинство обеззараживателей содержат в основном два описанных компонента + отдушки, увлажнители и т.п. функционально ненужные вещи (хотя глицерин бы я в самодельный обеззараживатель все-таки добавлял). Упомянутые компоненты можно запросто найти в продаже в интернет-магазинах (к примеру, 10 г карбомера ~ 8$) и на барахолках (ну может кроме спирта, хотя я встречал спиртные напитки с объемной долей ~60%). Так что — замешивайтесь дома, друзья и будьте здоровы :)
Ваш покорный слуга себе тоже персональный обеззараживатель приготовил (на КДПВ). Я стойкий фанат ПГМГ, в основном, из-за их способности при высыхании образовывать пленки, обладающие защитной активностью, ну и не было порошкового бензалкония под рукой (ладно, кого я обманываю, лично зная тех, кто это вещество открыл, я этим людям доверяю больше чем себе). На фото — тюбики для себя и «того парня» в длинноволновом УФ. Флуоресценция благодаря флуоресцеину, который я добавил в состав, в надежде, что в УФ можно будет контролировать степень покрытия рук защитным составом. По компонентам — 70% этанол + ПГМГ и загущено до вязкости «на глаз» с помощью карбомера.
Важный нюанс при использовании обеззараживающих гелей — время экспозиции. Оно должно быть не менее 30 секунд (в упомянутых статьях примерно такая экспозиция). В этом плане слабо высыхающий гель гораздо эффективнее салфетки с антибактериальной пропиткой.
Примечание насчет используемого спирта. Традиционно в спиртовых обеззараживателях для рук используются смеси из изопропилового спирта, этанола (этилового спирта) или n-пропанола в различных концентрациях. Наиболее эффективны варианты содержащие от 60 до 95% алкоголя. Здесь следует учитывать, что на вирусы лучше всего действуют спирты over 90% (на вирус бешенства, кстати, не действует даже 96%). Изопропиловый спирт убивает 99,99% или более всех не образующих спор бактерий менее чем за 30 секунд. Спиртовые дезинфицирующие средства, содержащие не менее 70% спирта (чаще всего этанол), убивают 99,9% бактерий на руках через 30 секунд после нанесения и от 99,99% до 99,999% за одну минуту.
Важно. Спиртовой обеззараживатель следует тщательно втирать в руки и нижнюю часть предплечья в течение как минимум 30 секунд, а затем дать высохнуть на воздухе.
II. ВОЗДУХ~АЭРОЗОЛИ
Гораздо более дискуссионный вопрос — обеззараживание воздушной среды. Лишний раз я в этом убедился, написав статью про маски при коронавирусе и посоветовав всем использовать ультрафиолет для очистки воздуха в комнате от вирусных частиц. Было несколько человек, которые подвергали сомнению (!) тот факт, что 254 нм ультрафиолет может уничтожать вирус.
В общем, в исследовании авторы проверили активность жесткого ультрафиолета (говоря понятным языком — «кварцевой лампы») на вирусные аэрозоли, т.е. те самые частиц с которыми вирус носится в окружающей среде и попадает в наши легкие (и которые я предлагал улавливать с помощью HEPA/ULPA фильтров). Что же удалось установить? А удалось установить то, что вирусы разных классов по разному реагируют на ультрафиолет. Например аэрозоли с аденовирусами (вызывающие острые респираторные заболевания) оказались достаточно устойчивы к ультрафиолету.
В их случае снижение количества жизнеспособных вирусных аэрозолей менее чем на 1 логарифм наблюдалось только при дозе ультрафиолетового излучения 2608 мкВт / см2. Но вот зато восприимчивость аэрозолей коронавируса была в 7–10 раз выше, чем у аденовируса. Что интересно, в случае обработки помещения ультрафиолетом, в отличие от бактериальных аэрозолей, не наблюдалось защитного эффекта высокой относительной влажности. Т.е. даже в парилке можно убивать коронавирус с помощью ультрафиолетовой лампы.
Еще более крутая статья была опубликована в журнале Аэрозоли. В ней авторы оценили эффективность жесткого бактерицидного ультрафиолета на вирусные аэрозоли, притом рассматривали вирусы с различными типами нуклеиновых кислот (одноцепочечная РНК, одноцепочечная ДНК, двухцепочечная РНК; двухцепочечная ДНК) при различной относительной влажности в процессе воздействия ультрафиолета. Для воздушно-капельных вирусов доза ультрафиолета для 90% инактивации составила: 339–423 мкВт с / см2 для одноцепочной РНК, 444–494 мкВт с / см2 для одноцепочнойДНК, 662–863 мкВт с / см2 для двухцепочной РНК и 910–1196 мкВт с / см2. для двухцепочной ДНК. Примечательно, что для всех четырех протестированных классов вирусов для 99% инактивации потребовалась в 2 раза большая доза ультрафиолета, чем нужна была для достижения 90% инактивации. Кроме того установили, что воздушно-капельные вирусы с одноцепочечной нуклеиновой кислотой (РНК и ДНК) были более восприимчивы к инактивации ультрафиолетом, чем с двухцепочечными РНК и ДНК. Для всех протестированных вирусов при одинаковой степени инактивации доза ультрафиолета при относительной влажности 85% была выше, чем при относительной влажности 55%. Возможно это связано с тем, что сорбция воды на поверхности вируса обеспечивает защиту от вызываемого ультрафиолетом повреждения ДНК или РНК. Таким образом, данная статья — исчерпывающее руководство по подбору мощности домашнего ультрафиолета. Кстати, доза = время экспозиции*интенсивность излучения. Ну, а в том что метод работает — сомнений никаких. Под спойлером на заметку цифры восприимчивости для некоторых распространенных вирусов (ищите там наших уханьских друзей)
Кстати, «пневмония Уханя» — содержит одноцепочную РНК, так что для работы с ним нужно 339–423 мкВт с / см2 ультрафиолета с длиной волны 254 нм (90% дезинфекция воздуха).
Чтобы лишний раз не отсылать читателей к старой своей «уф-статье», под спойлером спрячу самую важную информацию про лампы.
Про колбы ламп…
Основным компонентом отвечающим за диапазон волн, которые излучает лампа отвечает стеклянная оболочка («колба») лампы, точнее химический состав стекла, из которого она сделана. Изменяя характеристики стекла, производители добиваются изготовления приборов способных создавать излучение в строго заданном волновом диапазоне, оптимальном для тех или иных целей. Например при создании бактерицидных ламп используется т.н. увиолевое стекло (от лат. ultra — за пределами, по ту сторону, сверх и лат. viola — фиолетовый цвет). Основная его особенность в том, что при получении сводится к минимуму наличие красящих примесей, поглощающих ультрафиолет Fe2O3, Cr2O3 и TiO2. В так называемых «безозоновых» бактерицидных лампах используется именно оксид титана TiO2, который избирательно поглощает ультрафиолет с длиной волны в 180 нм (этот UVC ионизирует кислород с образование озона).
Тот же принцип работает и для других длин волн. К примеру для создания лампы Вуда («дискотечный УФ») с максимумом пропускания в диапазоне 368—371 нм, используется колба из увиолевого стекла очень тёмного, сине-фиолетового цвета, который формируется за счет добавок оксида кобальта/никеля (содержание NiO/CoO около 9%). Вместо фиолетового стекла может также использоваться люминофор на основе легированного европием бората стронция (SrB4O7: Eu2+), в то время как для получения излучения в диапазоне 350—353 нм — легированный свинцом силикат бария (BaSi2O5: Pb2+).
На картинке ниже приведены стандартные составы и отвечающая им длина волны.
В качестве источников УФ могу выступать и светодиоды (куда же сейчас без них в 21 веке). Правда добиться такой узкополосности, как у люминисцентных ламп пока не удается. Большинство существующих решений работают в диапазоне волн >380 нм, а там и рукой подать до 400 нм. Т.е. на aliexpress за пару долларов максимум что удастся купить, так это светодиоды красивого, но все-таки видимого, фиолетового диапазона. Поэтому всевозможные копеечные «обеззараживатели» (… воды, вдыхаемого воздуха, комнаты, клавиатуры и т.п., тысячи их) — работать не будут. Самое интересное, что в последние 5–7 лет появились и исключения в мире светодиодов, которые могут генерировать настоящий, притом даже жесткий УФ (убивающий бактерию, он же »254 нм»). На картинке ниже показаны эти полупроводниковые аналоги «ртутной лампы» (естественно с поправкой на мощность, но я привязываюсь к длине волны), с чистыми 245 нм, и стоимостью каких-то 300 евро (~ 100 обычных УФ можно купить за эти деньги).
Кому не по душе светодиод за 300 евро, можно попробовать светодиод за 140$. А можно немного подешевле, но зато smd.
Продает их горяче любимый ThorLabs. Правда это УФ светодиоды UVC диапазона (280 нм на пике), но огорчаться не стоит, так как согласно руководства санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации, считается, что бактерицидным действием обладает ультрафиолетовое излучение с диапазоном длин волн 205 — 315 нм. См. график на картинке, обратить внимание на длину волны рядом с подписью «Спектральная кривая поражения генетического аппарата микроорганизмов».
Дешевая УФ-лампа на 365 нм из спичек и желудей
Небольшой лайфхак, для тех, кому нужна компактная УФ-лампа за мизерные деньги. Почему-то в наших краях невероятно тяжело найти УФ-лампу (ближнего, дальнего, да любого УФ-поддиапазона) со стандартным «удобным» цоколем. В моем случае это E27. Притом активно продаются обеззараживающие лампы с цоколем G23 (вроде Osram Puritec HNS S 7W) и копеечные китайские «для ногтей».
Началось все с тех самых ламп для отверждения лака на ногтях. Консультанты, которые их продают совершенно не в теме, почему есть два вида ламп с буквой L и без буквы L на конце — UV-9W и UV-9W-L. Мотивируют тем, что для каждого вида прибора (маникюрная «штучка» эта уже стала прибором) — нужна своя лампа. Я прибора такого не имел, подключил в стандартную телескопическую настольную лампу. Ничего не заработало и пришлось разбираться. Оказывается все достаточно просто. В лампе в буквой L установлен балласт в виде обычной лампы неонки (такую лампу можно подключать в настольную лампу), без буквы L — лампа имеет внутри припаянный конденсатор и требует ЭПРА для запуска. ЭПРА без проблем добывается из КЛЛ (на 9~12 ватт) в 90% случаев их неисправность связана с обрывом нити накала, а не с неисправной электроникой…
Отпаиваем контакты лампы от разьема и припаиваем к ЭПРА близкой мощности. Все работает, но для таких манипуляций лучше подходят лампы с цоколем G5/2G11/G13 где на разъем уже выведены все контакты от нитей накаливания.
Что касается озона, то этот друг крошит все. Без разбора (в том числе и резиновые изделия в помещении). Поэтому при использовании китайских озонаторов, о которых я немного писал в прошлой статье, важно контролировать время обработки. Например, в статье проверяли эффективность озона на бактериофаги (которые, кстати, достаточно долго умирают под воздействием классического ультрафиолета). Было установлено, что количество выживших вирусов в воздушных аэрозолях ожидаемо экспоненциально снижалось с увеличением дозы озона. Воздушно-капельным вирусам требовались дозы озона от 0,34–1,98/ 0,80–4,19 мин-мг/м3 для инактивации 90% и 99% соответственно. Как и в случае с ультрафиолетом, доза озона для инактивации 99% была в 2 раза выше, чем для инактивации 90%. Было обнаружено, что вирусы с более сложной архитектурой менее восприимчивы к инактивации озона, чем вирусы с простой архитектурой. Кроме того, при одинаковой степени дезактивации воздуха, необходимая концентрация озона при относительной влажности 85% была ниже, чем при относительной влажности 55%. Возможно это связано с образования большего количества свободных радикалов, которые реагировали с водяным паром. Но тем не менее, вердикт статьи однозначен — озон очень эффективен для дезактивации любых вирусов переносящихся с аэрозолями (воздушно-капельные). Так что, ребятки, компактный озонатор, впервые всплывший в cтатье про озон благодаря Meklon, дома иметь все-таки надо на случай вирусной эпидемии.
III. ПРО ПРАВИЛЬНЫЕ МАСКИ
Услышал где-то про то, что одноразовые лицевые маски внезапно стали самым продаваемым товаром в Китае в связи с эпидемией. Возмутился, ибо сразу вспомнилось давнее исследование, результаты которого опубликованы в журнале Lancet. Cуть — cтатистически значимую защиту от вируса атипичной пневмонии кое-как обеспечивали только хирургические четырехслойные маски и маски типа «N95». Бумажные одноразовые и обычные трехслойные — эффективны настолько же, насколько эффективен шарф или косынка, обвязанная вокруг лица. Правда позднее была опровергнута и эффективность хваленых N95.
Все что могут помочь сделать маски — это снизить риск заражения вирусом через «всплеск» от чихания или кашля и обеспечить некоторую защиту от передачи инфекции из рук в рот. Хотя большинство людей хоть и носят маску, но все-равно суют под нее руку, чтобы потереть лицо/почесать нос и т.п. Плюс практические все забывают, что маску/повязку необходимо менять как можно чаще, максимум — через три часа, в противном случае она сама становится источником инфекции. Примерно об этом же толкует и ВОЗ в своих рекомендациях. Так что копеечную маску с собой носить имеет смысл только в одном случае — чтобы отдать ее чихающему/кашляющему гражданину, вместе с рекомендацией «не распространять коронавирус».
Возникает вопрос, а есть ли смысл вообще носить маску, чтобы защититься от вирусов в воздухе и какую именно? Отвечаю! Смысл носить есть, но только полнолицевую, закрывающую глаза (т.к. коронавирусы могут попадать в организм не только через слизистую легких, но и через глаза). Слабая эффективность тряпичной маски как раз-таки и обусловлена и наноразмером частиц вируса, и плохим прилеганием и недостаточной защитой глаз. Лучший вариант — это эластомерный (резиновый) полнолицевой респиратор с HEPA -фильтром на борту.
Ну или если не полнолицевой, то хотя бы обычный фильтрующий с все тем же HEPA-фильтром + прилегающие очки, вроде тех, что на картинке:
У себя в канале я сбрасывал картинку с примерным перечнем подходящих масок.
и даже советовал одному из читателей вместо фильтрующей коробки использовать фильтр от пылесоса, вроде ULPA VC6500. Правда нужно думать как этот фильтр прикрепить к стандартной резьбе маски/полумаски/противогаза. А так вполне себе вариант, от газов и паров токсичных не спасет, но с аэрозолями справится на ура.
Как я и писал, первоначально N95 были эффективны сильнее чем обычные тряпичные трехслойные маски (в случае коронавируса атипичной пневмонии), но позднее исследования показали, что эффективность у них не особо. Т.е. при прочих равных работает следующий ряд: трехслойная самая дешевая маска →четырехслойная хирургическая→N95. Лучше ищите 3M-ский HEPA респиратор с клапаном 8233 или 8293 (в канале на картинке). Если ничего похожего нет — смотрите обычные респираторы или маски, с противоаэрозольными фильтрами с уровнем защиты Р3 (по классификации 3М), они должны по определению быть HEPA-зированными.
Кстати, стоит отметить, что в наших магазинах редко бывают маски с классом N95, ибо класс этот взят из стандарта US NIOSH. Респираторы, изготовленные в РФ, маркируются по EN 149:2001 (ГОСТ 12.4.294–2015). Т.е. примерным аналогом американского N95 будет класс FFP2 (задерживает ~92% аэрозолей, голубой ремешок), N99 — FFP3 (задерживают ~95% аэрозолей, красный ремешок). Дополнительно может быть маркировка NR/R/D = на одну смену/многоразовые/устойчивы к запылению. Кстати, вместо ремешка цветовую маркировку класса может нести на себе клапан выдох (красный = FFP3). В целом замечание для тех, кто «ищет, но не может найти». Берите как минимум маски со сменными картриджами, предназначенные для работы с аэрозолями ЛКМ (краски, лаки и т.п.).
Про дезинфекцию использованных масок. После дня работы/ношения маску желательно простерилизовать. Самый «щадящий» способ — стерилизацию гамма-лучами даже не советую, но прокипятить/прожарить в стерилизаторе можно. Температуры около сотни градусов полимерам/эластомерам маски вреда не нанесут. Можно проварить струей пара (хотя бы из утюга с гидроударом), избегая попадания на фильтр.
P.S. Кстати, чихать и кашлять стоит только в носовой платок или в согнутый локоть. Чихнув в ладонь, как правило, правую, мы потом за все хватаемся, жмем друг другу руки и тем самым еще больше разносим инфекцию, чем если бы просто чихнули в пространство.
На этом заканчиваю, вроде собрал все самые часто задаваемые подписчиками вопросы. Ну и традиционно советую не ждать статьи на хабре, а подписаться на мой персональный «оплот гражданской обороны» и читать все в InstantView:)
