Маски, как индикатор когнитивных способностей общества

На мой взгляд ситуация с медицинскими масками наглядно показала до какой стадии дошло развитие общества, если такой простой вопрос не может быть решен с помощью элементарных мыслительных операций.  Раньше умение пользоваться собственным мозгом для разрешения возникающих житейских проблем было естественным для большинства людей. Так называемый здравый смысл был почти у всех. Но по мере развития "прогресса" люди все больше отдают функции головного мозга, отвечающего за здравый смысл на аутсорсинг. Расчеты делает калькулятор, маршрут строит навигатор, информацию о контактах хранит смартфон, на любой вопрос ответ ищется в Интернете. "Умный дом", "Интернет вещей" и т.п. постепенно маленькими шагами приводят к облегчению нагрузки на мозг и деградации умственной деятельности. 

К сожалению, этот процесс настолько незаметный, что осознать его масштабы и последствия очень непросто. Если провести аналогию, то ситуацию можно сравнить с проблемами здоровья людей, возникающими из-за снижения физической активности в современной реальности. Но здесь хотя бы результат хорошо заметен: ожирение, сердечно-сосудистые заболевания, проблемы со зрением и т.п. Падение уровня когнитивных способностей у населения никто не измеряет и мне кажется, что для властей это скорее положительный фактор, чем повод для беспокойства.

В недалеком прошлом известные философы и мыслители пользовались почетом и уважением. Книги с притчами, афоризмами, головоломками, шарадами, кроссвордами издавались большими тиражами. Молодежь училась на историях о Ходже Насреддине, царе Соломоне и других мудрецах. Сейчас повальное увлечение с просмотром развлекательного контента. Видимо жизнь настолько не радует, что это надо чем-то компенсировать.

На этом с предисловием я закончу и перейду к сути вопроса. Я продемонстрирую логическую цепочку рассуждений, которую в состоянии проделать любой человек, чтобы прийти к заключению об эффективности ношения масок для защиты от распространения вируса.

Как происходит процесс распространения вируса

Все учились в школе, остаточные знания из биологии об организме человека должны были остаться. Но если забыли, то не беда, я дам ссылки для тех, кому захочется углубиться в тему подробнее.  Я не буду слишком усложнять рассуждения, чтобы идею было проще понять. Человеку для жизни нужно дышать воздухом, в котором содержится кислород. В легких происходит процесс обмена: кислород из воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови переходит в воздух. Это общеизвестный факт. Идем дальше. Кровь находится в жидком состоянии, воздух в газообразном. Чтобы происходил процесс газообмена организм устроен таким образом, что воздух в легких имеет максимальную влажность. Вода испаряется из крови в воздух, находящийся в легких. Вместе с водой из крови в воздух попадают вирусы. Таким образом формируется так называемая воздушно-капельная смесь, которая попадает в окружающую среду при выдохе.

Каждый может проверить существование этой воздушно-капельной смеси. Достаточно сделать несколько выдохов на гладкую поверхность зеркала или стекла и легко можно заметить, как поверхность запотевает. Вот в этих мельчайших капельках воды и передается вирус из организма больного в окружающий воздух.

Необходимые сведения для понимания защитных свойств медицинских масок

Процесс дыхания человека изучен наукой в мельчайших подробностях. Любой желающий может изучить это подробнее.  

Из этой информации нам понадобятся следующие данные:

- частота дыхания в покое у взрослого человека составляет 14-16 дыханий в минуту

- во время каждого вдоха в легкие поступает, а во время выдоха из легких выводится около 500 мл воздуха – это дыхательный объем (ДО)

- за 1 минуту через легкие в покое проходит 6-9 л воздуха – это минутный объем дыхания (МОД)

- при вдохе за счет работы мышц объем грудной клетки увеличивается, давление в легких становится меньше атмосферного на 2-3 мм рт. ст. и воздух засасывается легкими

- при выдохе объем грудной клетки уменьшается, давление становится выше атмосферного на 3-4 мм рт. ст. и воздух выдавливается из легких

Физические свойства воздуха

Как известно, сухой воздух состоит из кислорода и азота и небольшого количества диоксида углерода.

Состав атмосферного воздуха: О₂ – 21%, N₂ – 79%, CO₂ – 0.04%

Состав выдыхаемого воздуха: O₂ – 16.3%, N₂ – 79.7%, CO₂ – 4%

Если в воздухе имеются водяные пары, то такой воздух называется влажным. Состав сухой части воздуха в помещении практически не меняется, зато влажность воздуха может меняться очень существенно. Количество влаги, которое может максимально содержаться в воздухе при атмосферном давлении, сильно зависит от его температуры, значительно возрастая при ее повышении. Например, при -10 градусах в кубическом метре воздуха может находиться не более 2.6 г влаги, при +10 градусах – 9.4 г, +30 – 30.4 г. То есть температура воздуха (при стандартном атмосферном давлении) однозначно определяет максимально возможную насыщенность воздуха влагой.

В легких человека при температуре 37 градусов и 100% влажности содержание влаги составляет 44 гр/м³. Если принять средний выдыхаемый объем воздуха человеком в минуту за 7.5 литров, то за час это составит 450 литров или 0.45 м³. В таком объеме воздуха содержится 44*0.45=19.8 грамм воды. Запомним эту цифру: средний человек при спокойном дыхании выдыхает в воздух 20 грамм воды в час.

Какие задачи должна выполнять защитная маска

Для защиты от распространения вируса маска должна фильтровать из воздуха мельчайшие капельки воды объемом 20 мл (20 грамм) в час. Попробуем выяснить, насколько это реально для маски.

1. Воздухопроницаемость

Для того, чтобы маска осуществляла фильтрующие функции, воздух при дыхании должен проходить через нее. Воздухопроницаемость ткани зависит от двух факторов: размера сквозных отверстий у ткани и разницы давлений воздуха на разных сторонах поверхности. Материал медицинской маски производится из полимера, размеры пор обычно составляют около 20 микрон. Это преподносится, как положительный фактор. Чем меньше размер пор, тем якобы лучше маска задерживает вирусы. Однако, чем меньше сквозные поры в ткани, тем больше трение воздуха о ткань и меньше воздухопроницаемость. Вспомним также, что писалось выше о создаваемом избыточном давлении в грудной клетке при выдохе. Это всего лишь 3-4 мм рт. ст., что составляет около 0.5% от нормального атмосферного давления в 760 мм рт.ст. Как это ни прискорбно звучит, но воздух при таких условиях не проходит через материал маски при дыхании. Он идет по пути наименьшего сопротивления через щели по краям маски.

Это можно легко проверить в домашних условиях.

Вариант № 1: надеть маску и очки (обычные или солнцезащитные) и подышать немного. Очки моментально запотевают от выдыхаемой воздушно-капельной смеси, что наглядно показывает откуда выходит воздух при дыхании в маске. Можно также использовать маленькое зеркальце, прикладывая его к краям маски, чтобы определить места выхода выдыхаемого воздуха. 

Вариант № 2: попробовать задуть свечу в надетой маске. Для чистоты эксперимента желательно оградить свечу с разных сторон, чтобы воздух из-под маски, отражаясь от лица, шеи, не попадал на свечу. Я помещал свечу в небольшую трубу. Даже при всем старании не получалось задуть свечу, что уже тут говорить о спокойном дыхании.

Вариант № 3: посмотреть, как выходить дым у курильщика при надетой маске.

Уже одного того, что воздух не проходит через маску, а выходит через щели возле лица, достаточно, чтобы усомниться в защитных свойствах масок. Но давайте продолжим рассуждения дальше.

2. Впитывающие свойства

Как было показано выше, человек выдыхает 20 мл воды в час. Надеюсь, что все помнят о том, что вода не сжимается и не распадается сама на кислород и водород. Попробуем представить как медицинская маска может задержать от попадания в окружающий воздух воду. Она должна эту воду где-то накапливать.

Задание: возьмите ненужную медицинскую маску и вылейте внутрь 5 мл воды, это примерно равно объему чайной ложки. Сможет ли маска впитать эту воду и удерживать в себе? Какие выводы можно сделать из этого эксперимента? У масок нет способности удерживать воду!

Выводы:

Воздух при дыхании не проходит через ткань маски. Маска выполняет функцию экрана, который меняет направление распространения воздуха, не влияя на его состав. Маска физически не способна выделять из воздушно-капельной смеси воду, в которой распространяются вирусы.

Я понимаю, что не смотря на всю аргументацию выше, мало кто сможет проделать собственные умственные рассуждения и сделать СВОИ выводы. Подавляющее большинство, как я писал в начале статьи, разучилось думать и всецело полагается на мнение "экспертов". Чем более авторитетный эксперт выступает, тем больше доверия к его словам. Мнение диванного эксперта никого ни в чем не убедит. Они рассуждают так: раз власти обязали носить маски, значит это работает. Ведь не будут же они это делать просто так. Поэтому предлагаю использовать следующий метод проверки.

Есть такая организация - Роспотребнадзор. Именно эта организация издала рекомендации по ношению масок в целях борьбы с распространением вируса. У них на сайте есть электронная приемная. Попробуйте обратиться к ним с вопросом, как они определяли эффективность использования масок. Лично я это сделал. Отправил им множество материалов и научных исследований. На что получил ответ, что у Роспотребнадзора нет компетенций для определения эффективности использования масок при защите от вирусов. Вы только вдумайтесь в это! Они принимают решение об обязательном ношении масок без получения понимания, работает эта мера или нет! И даже не считают нужным выяснить этот вопрос с привлечением настоящих экспертов. Видимо использовалась следующая схема: раз другие страны приняли такую меру, то это должно работать. Давайте и у нас так сделаем. Боюсь, что в недалеком будущем нас ждет общество, показанное в фантастическом фильме Идиократия.

Меры по снижению заболеваемости

Печальным фактом являет то, что глупость с масками мешает увидеть действенные меры, которые могут помочь в борьбе с распространением вируса. Все же рассуждают, что если мы будем носить маски и перчатки, то эта мера по заверению властей является лучшим способом обезопасить себя и окружающих. Зачем еще что-то выдумывать.  В итоге на бесполезные маски и перчатки тратится куча средств, а остальные методы даже не рассматриваются. Если вникнуть в процесс передачи вируса по воздуху, то можно найти действенные решения.

1. Почему повышается заболеваемость в осенне-зимний период? Как было рассмотрено выше, при пониженных температурах воздух способен удерживать в себе мало влаги. Любое помещение нужно проветривать, чтобы удалить углекислый газ и добавить кислорода. Уличный воздух при нагревании в помещении способен удерживать гораздо больше водяных паров. На улице при -5 градусах и 50% влажности воздух содержит 1.8 гр/м³. При нагревании до 20 градусов такое количество воды в воздухе соответствует 10.4% влажности. Если нет источника влаги для увлажнения воздуха, то единственным источником станет водяной пар из дыхания людей. В таком случае частички влаги с вирусом способны находиться в воздухе несколько часов, многократно увеличивая возможность заражения. На улице, наоборот, в зимнее время влага, которая попадает в воздух при выдохе, гораздо быстрее опустится на землю, чем летом.

2. Повышение влажности воздуха существенно снижает распространение вирусов воздушно-капельным путем за счет уменьшения времени нахождения вирусов в воздухе. Если воздух очень влажный, то дополнительная влага при выдохе изо рта просто не сможет долго удерживаться в нем. Под действием гравитации капли воды оседают вниз и распределяются по горизонтальным поверхностям, очищая таким образом воздух от вирусов. Гравитация противодействует отрыву капель с пола и мебели, поэтому испарение влаги идет мелкими молекулами воды, на которых вирус не может закрепиться. Остается только периодически мыть пол и мебель с дезинфицирующими растворами. По идее властям надо было озаботиться тем, чтобы размещать в помещениях общего пользования с большим количеством людей увлажнители воздуха.

3. Для снижения риска заболеваний можно также использовать в помещениях рециркуляторы воздуха, которые прогоняют воздух вентиляторами внутри своего корпуса и деактивируют вирусы с помощью излучения ультрафиолетовых ламп. Есть множество разных моделей на любой бюджет.