又說新冠病毒氣溶膠傳播：2003年香港淘大花園爆發非典疫情  精選
2020-4-7 11:54閱讀：15634标簽：新冠病毒, 氣溶膠傳播, 香港, 淘大花園, 非典
又說新冠病毒氣溶膠傳播：2003年香港淘大花園爆發非典疫情
因為專注大氣擴散，我對氣溶膠傳播問題敏感。2月上旬曾有一波讨論熱潮【1】，執行個體就是2003年香港淘大花園爆發群體性非典病毒感染事件。為此收集了一些資料，學習和分析。但熱議很快消散，于是也擱下不想了。現在看和新冠病毒的争鬥可能會有反複，會持續相當長時間。病毒的氣溶膠傳播很可能再次被讨論。謹此說說看法，供網友參考：
l 2003年香港淘大花園非典疫情集中爆發，唯一合理的解釋看來是發生了氣溶膠傳播病毒過程。
l 是以要點是當時高強度帶毒氣溶膠的形成以及特殊的輸送擴散條件，導緻疫情爆發。
l 但仍有疑點。
1、爆發時間短暫、空間分布集中且特殊，污染源強大
香港淘大花園是一個密集的高樓住宅群，總共19座，最大樓距隻有60米。樓高33層，各層對稱分布8個單元（編号1~8），按朝向分4對，如7和8單元為一對。每對單元中間建有從下向上的（窄而深、很高）的光井（Lightwell），井内兩側有餐廳和衛生間窗戶和排氣扇，以及垂直布設的污水管道。非典疫情起自E座的16層7單元：3月19日來自一位帶病留宿的訪客，有腹瀉（零号病人。曾在附近醫院住院，後證明使兩位護士感染非典）。之後3天确診病人逐日增加， 3月24日爆發，到4月15日淘大花園全部發生了321例确診病人，其中超過200病人（即三分之二）發生在3月24日~27日4天内。大部分病人在E座樓宇，又集中在10層以上各層的7和8兩個單元。附近B、C、D三座樓宇受明顯影響，F和G座其次。
由此可見，這個疫情爆發時間短暫，空間分布集中且特殊，污染源強大。據調查，住戶互相不熟悉，很少來往。按照電梯設定和使用，以及和固體垃圾相關的昆蟲老鼠活動等情況，僅因親密接觸，或因蟑螂老鼠活動形式傳播，難以解釋爆發過程的強度和時空分布【2】。此外，淘大花園非典病人66%有腹瀉（最多每天超過6次）【3】，不僅指向E座的“零号”病人(腹瀉不是非典的主要病症），也說明污水管道已經被嚴重污染。3月21日因為進水管維修，8号單元晚間開始從上到下停止供水達16小時。相關污水管道是以可能發生含病毒糞水的“氣溶膠化”，成為強大污染源。
香港政府衛生署進行了現場調查和實驗，包括光井内細小油滴釋放和六氟化硫實驗（研究煙囪效應，大氣擴散軌迹），和單元内衛生間排氣扇抽風等。還發現E座4層污水管通風系統破裂，有污水外洩。雖然未認為和疫情爆發直接相關，但顯示污水管道内有通風過程，可能對糞水氣溶膠化有利，特别是污水管道的中上段。當時結論是【4】：
l 疫情爆發時，絕大部分單元衛生間地面水漏連接配接的U形管都長期幹燥，沒有起到封閉污水系統的功能。當住戶開啟排風扇又關閉衛生間門時，産生的負壓就使得在污水系統中的顆粒物被吸入，造成衛生間污染。
l 因為供水系統損壞，E座所有各層8單元在3月21日曾整晚停止供水。很大可能減少了污水系統中的流動，并增強了其中顆粒物的産生和運動。同時用桶沖水則會增加衛生間污水滴的産生。
l 排氣扇可以把衛生間中存在和産生的帶病毒水滴和顆粒物輸送到窗外光井。随光井中自然氣流，可以傳送到上面進入更高層次的各個單元窗内，污染該單元。
世衛組織調查組随後支援了上述結論。
2、 介紹網紅“傳播途徑圖”中存在的問題：
下面這張“傳播途徑圖”【1】有4個缺點或錯誤：衛生間畫得過于寬敞，地台排水位置不清楚，“光井（Lightwell）”畫得太弱，以及7号和8号單元标注被對調。

實際衛生間很小，隻有3.5平方米。地台水漏設計不良：位于窗戶下面的側牆牆根，不是在地面，更沒有蓋子。住戶不大可能沖水洗滌，基本用拖把，是以U形管内是長期幹燥的。如圖：

淘大花園是個密集型高樓住宅區，樓房設計有缺陷。“光井”寬才1.5米，深卻5米，高則近100米（第4層到第36層，住戶33層）。這樣的光井氣勢沒有畫出來：

原圖來自網絡，我做了修改
看看淘大花園高樓的氣勢：
3、疫情空間分布

原圖來自Yu等人的文章【5】。作者應用計算流體力學軟體計算疫情爆發時，帶病毒氣溶膠的垂直和水準擴散狀況。我加上了E座7和8單元的剖面圖，和零号病人位置（紅點），可見廁所和狹窄的光井剖面。圖中樓側數字是發病病人所在戶數（去除家庭内部傳染情況）。圖中E座附近樓宇受感染情況可見和東北風下大氣擴散的可能影響相符。
4、香港天文台總結疫情爆發期間氣象要素【6】：
當時氣溫在20度上下，濕度在75%~85%左右，适合病毒存活。風向則持續多日以東北風為主，如下圖，支援上面所屬大氣擴散的可能分布。

由此可見，滿足了氣溶膠傳播病毒的各種條件。
5、仍然有疑點
上面關于污水管道内含病毒糞水的“氣溶膠化”并沒有直接證據或實驗驗證。
特别是，21日E座停止供水是導緻污水管道内含病毒液體氣溶膠化的關鍵因素。然而，停水的是8号單元，零号病人留宿的是7号單元。這兩個單元的污水管道是垂直排列，互不相幹的。是以，如果發生氣溶膠化過程，和零号病人沒有直接關系。隻能假設：零号病人留宿期間，曾通過密切接觸的形式把病毒感染給了8号單元的住戶（如電梯間）。被感染的病人也發生了多次腹瀉，污染了8号單元衛生間和污水管道。
6、結論：
l 關于2003年香港淘大花園發生非典疫情爆發事件，雖然有疑點，發生含病毒氣溶膠傳播過程仍然是最合理的解釋；
l 許多巧合，促成了氣溶膠傳播的發生：非典病人留宿并有腹瀉、高樓并有窄而深的光井、餐廳和衛生間窗戶及排放扇朝向光井、衛生間地台水漏彎頭長期幹燥、污水管道高長并通風抽氣、停止供水16小時、氣溫濕度适合病毒存活、風向偏東北、高樓樓距偏小。
l 對于現今的新冠病毒疫情，建議香港重視淘大花園的經驗教訓。
l 對于大陸其他地方，幾乎不可能發生類似的多種因素“巧合”事件。氣溶膠傳播新冠病毒的機會微小。
參考資料
1. 張豔梅，2020，氣溶膠傳播冠狀病毒，複工的你如何自保？科學網博文，http://blog.sciencenet.cn/blog-3420875-1217782.html
2. Stephen K C Ng 2003, Possible role of an animal vector in the SARS outbreak at Amoy Gardens, THE LANCET, Vol 362, 570-572
3. Abdullah, Abu S.M. et al., 2003, Lessons from the Severe Acute Respiratory Syndrome Outbreak in Hong Kong, Emerging Infectious Diseases, Vol. 9, No. 9, 1042-1045
4. Department of Health, Hong Kong Government. 2003, Outbreak of Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) at Amoy Gardens, Kowloon Bay, Hong Kong. Main Findings of the Investigation.
5. Yu,ITS,et al.,2004,Evidence of Airborne Transmission of the Severe Acute Respiratory Syndrome Virus，New England Journal of Medicine, v. 350 n. 17, p. 1731-1739
6. W L Chang, K H Yeung, Y K Leung, 2005: Climate, Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) and Avian Flu，Hong Kong Observatory Report, Reprint 611