Preventive measures to reduce infection are needed to combat the COVID-19 pandemic and prepare for a possible endemic phase. Current prophylactic vaccines are highly effective to prevent disease but lose their ability to reduce viral transmission as viral evolution leads to increasing immune escape. Long term proactive public health policies must therefore complement vaccination with available nonpharmaceutical interventions (NPI) aiming to reduce the viral transmission risk in public spaces. Here, we revisit the quantitative assessment of airborne transmission risk, considering asymptotic limits that considerably simplify its expression. We show that the aerosol transmission risk is the product of three factors: a biological factor that depends on the viral strain, a hydrodynamical factor defined as the ratio of concentration in viral particles between inhaled and exhaled air, and a face mask filtering factor. The short range contribution to the risk, both present indoors and outdoors, is related to the turbulent dispersion of exhaled aerosols by air drafts and by convection (indoor), or by the wind (outdoors). We show experimentally that airborne droplets and CO$_2$ molecules present the same dispersion. As a consequence, the dilution factor, and therefore the risk, can be measured quantitatively using the CO$_2$ concentration, regardless of the room volume, the flow rate of fresh air and the occupancy. We show that the dispersion cone leads to a concentration in viral particles, and therefore a short range transmission risk, inversely proportional to the squared distance to an infected person and to the flow velocity. The aerosolization criterion derived as an intermediate result, which compares the Stokes relaxation time to the Lagrangian time scale, may find application for a broad class of aerosol-borne pathogens and pollutants.


翻译:因此,长期的预防性公共卫生政策必须以现有的非药物性干预措施(NPI)作为疫苗接种的补充,目的是减少公共场所的病毒传播风险。在这里,我们重新研究对空气传播风险的定量评估,考虑无症状限制,大大简化其表达方式。我们显示气溶胶传播风险是三种因素的产物:取决于病毒菌株的生物因素、定义为吸入空气和吸入空气之间病毒颗粒浓度比例的流体流和面罩过滤因素的血液传播速度比例的流体,以及脸部过滤因素。目前室内和室外对风险的短期贡献与气溶胶通过气流和调压(室内)、风(室内)、风(室外)的不稳定有关。因此,我们通过实验显示,空气滴落和CO$的内分解风险是短距离,因此,流动速度的流速和内流速度是比值的流速率,结果是空气中密度的浓度,而空气的浓度则显示,空气的浓度水平和内流值可能比值是空气的浓度,而空气的浓度则显示,空气的浓度则比值是空气的浓度的浓度水平、内流和内流值。

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