การแพร่กระจายทางอากาศหรือการแพร่กระจายละอองลอยคือการแพร่กระจายของโรคติดเชื้อผ่านอนุภาค ขนาดเล็ก ที่แขวนลอยอยู่ในอากาศ^{[ 2 ]} โรคติดเชื้อที่สามารถแพร่กระจายทางอากาศได้นั้นรวมถึง โรคที่มีความสำคัญอย่างมากใน ทางการแพทย์ ของมนุษย์และสัตวแพทย์เชื้อก่อโรคที่เกี่ยวข้องอาจเป็นไวรัสแบคทีเรียหรือเชื้อราและอาจแพร่กระจายผ่านการหายใจ การพูด การไอ การจาม การฟุ้งกระจายของฝุ่น การพ่นของเหลวการกด ชักโครก หรือกิจกรรมใดๆ ที่ก่อให้เกิดอนุภาคละอองลอย หรือ หยดน้ำ

โดยทั่วไปแล้ว การแพร่เชื้อผ่านละอองลอยถือว่าแตกต่างจากการแพร่เชื้อผ่านหยดน้ำแต่ปัจจุบันไม่ได้ใช้การแบ่งแยกนี้แล้ว^{[ 3 ] [ 4 ]}เชื่อกันว่าหยดน้ำจากการหายใจจะตกลงสู่พื้นอย่างรวดเร็วหลังจากปล่อยออกมา^{[ 5 ]}แต่หยดน้ำและละอองลอยขนาดเล็กก็มีเชื้อโรคที่มีชีวิตอยู่ด้วย และสามารถอยู่ในอากาศได้นานขึ้นและเดินทางได้ไกลขึ้น^{[ 4 ] [ 6 ] [ 7 ]}แต่ละบุคคลสร้างละอองลอยและหยดน้ำที่มีขนาดและความเข้มข้นหลากหลาย และปริมาณที่ผลิตได้จะแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคลและกิจกรรม^{[ 8 ]}หยดน้ำขนาดใหญ่กว่า 100 ไมโครเมตรมักจะตกลงภายในระยะ 2 เมตร^{[ 8 ] [ 5 ]}อนุภาคขนาดเล็กสามารถนำพาเชื้อโรคในอากาศได้เป็นเวลานาน ในขณะที่ความเข้มข้นของเชื้อโรคในอากาศจะสูงกว่าภายในระยะ 2 เมตร แต่เชื้อโรคเหล่านี้สามารถเดินทางได้ไกลขึ้นและมีความเข้มข้นมากขึ้นในห้อง^{[ 4 ]}

เกณฑ์ขนาดแบบดั้งเดิมที่ 5 μmระหว่างละอองในอากาศและละอองทางเดินหายใจถูกยกเลิก เนื่องจากอนุภาคที่หายใจออกมามีขนาดต่อเนื่องกัน ซึ่งชะตากรรมของอนุภาคเหล่านี้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม นอกเหนือจากขนาดเริ่มต้น ข้อผิดพลาดนี้เป็นข้อมูลที่ใช้ในการกำหนดมาตรการป้องกันการแพร่เชื้อในโรงพยาบาลมานานหลายทศวรรษ^{[ 8 ]}ข้อมูลการถ่ายโอนสารคัดหลั่งทางเดินหายใจภายในอาคารชี้ให้เห็นว่า ละออง/ละอองลอยที่มีขนาดอยู่ในช่วง 20 μmในตอนแรกจะเคลื่อนที่ไปกับกระแสลมจากการไอและเครื่องปรับอากาศเช่นเดียวกับละอองลอย^{[ 9 ]}แต่จะตกลงมาตามแรงโน้มถ่วงในระยะทางที่ไกลกว่าในลักษณะ "ผู้ขี่ไอพ่น" ^{[ 9 ] เนื่องจากช่วงขนาดนี้จะถูกกรองออกได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุดในเยื่อบุจมูก [ 10 ] ซึ่ง}เป็นแหล่งติด^{เชื้อหลัก}ของCOVID-19ละออง/ละอองลอย^{[ 11 ]}ในช่วงขนาดนี้อาจมีส่วนทำให้เกิด การระบาดใหญ่ของ COVID -19

โรคที่แพร่กระจายทางอากาศสามารถติดต่อจากคนหนึ่งไปยังอีกคนหนึ่งผ่านทางอากาศได้ เชื้อโรคที่แพร่กระจายอาจเป็นจุลินทรีย์ ชนิดใดก็ได้ และอาจแพร่กระจายในละอองลอย ฝุ่น หรือหยดน้ำ ละอองลอยอาจเกิดขึ้นจากแหล่งติดเชื้อเช่น สารคัดหลั่งจากร่างกายของผู้ติดเชื้อ หรือของเสียทางชีวภาพ ละอองลอยที่ติดเชื้ออาจลอยอยู่ในกระแสลมได้นานพอที่จะเดินทางได้ไกลพอสมควร ตัวอย่างเช่น การจามสามารถพ่นหยดน้ำที่ติดเชื้อได้ไกลหลายสิบฟุต (สิบเมตรขึ้นไป) ^{[ 12 ]}

เชื้อโรคหรือสารก่อภูมิแพ้ ในอากาศ มักเข้าสู่ร่างกายทางจมูกคอโพรงจมูกและปอด การสูด ดมเชื้อโรคเหล่านี้เข้าไปจะส่งผลกระทบต่อระบบทางเดินหายใจและสามารถแพร่กระจายไปยังส่วนอื่นๆ ของร่างกายได้ อาการคัดจมูก ไอ และเจ็บคอเป็นตัวอย่างของการอักเสบของทางเดินหายใจส่วนบน มลภาวะทางอากาศมีบทบาทสำคัญในโรคที่เกิดจากอากาศสารมลพิษสามารถส่งผลต่อการทำงานของปอดโดยการเพิ่มการอักเสบของทางเดินหายใจ^{[ 13 ]}

การติดเชื้อทั่วไปที่แพร่กระจายทางอากาศ ได้แก่SARS-CoV-2 [ ^{14 ] ไวรัส}หัดมอร์บิลลิไวรัส [ ^{15 ]}ไวรัสอีสุกอีใส [ ^{16 ] เชื้อ} วัณโรค Mycobacterium tuberculosisไวรัสไข้หวัดใหญ่เอนเทอโรไวรัสโนโรไวรัส และที่พบได้น้อยกว่าคือ ไวรัสโคโรนาสายพันธุ์อื่นอะเดโนไวรัสและอาจรวม^ถึงไวรัส RSV [ ^{17 ] เชื้อโรค}บางชนิดที่มีวิธีการแพร่กระจายมากกว่าหนึ่งวิธีก็มี คุณสมบัติแอนไอโซ โทรปิกเช่น กัน หมายความว่าวิธีการแพร่กระจายที่แตกต่างกันสามารถทำให้เกิดโรคต่างชนิดกันได้ โดยมีความรุนแรงต่างกัน ตัวอย่างสองตัวอย่างคือแบคทีเรียYersinia pestis (ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคระบาด ) และFrancisella tularensis (ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคทูลารีเมีย ) ซึ่งทั้งสองชนิดสามารถทำให้เกิดโรคปอดบวมรุนแรงได้ หากแพร่กระจายทางอากาศโดยการหายใจเข้าไป^{[ 18 ]}

การระบายอากาศที่ไม่ดีทำให้การแพร่กระจายเพิ่มขึ้นโดยปล่อยให้ละอองลอยแพร่กระจายได้อย่างไม่ถูกรบกวนในพื้นที่ภายในอาคาร^{[ 19 ]}ห้องที่แออัดมีแนวโน้มที่จะมีผู้ติดเชื้อมากกว่า ยิ่งผู้ที่อ่อนแออยู่ในพื้นที่ดังกล่าวเป็นเวลานานเท่าใด โอกาสในการแพร่เชื้อก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น การแพร่เชื้อทางอากาศมีความซับซ้อนและยากที่จะพิสูจน์ได้อย่างชัดเจน^{[ 20 ]}แต่แบบจำลอง Wells-Rileyสามารถใช้เพื่อประมาณความน่าจะเป็นของการติดเชื้ออย่างง่ายได้^{[ 21 ]}

โรคที่แพร่กระจายทางอากาศบางชนิดสามารถส่งผลกระทบต่อสัตว์ที่ไม่ใช่มนุษย์ได้ ตัวอย่างเช่นโรคนิวคาสเซิลเป็นโรคในนกที่ส่งผลกระทบต่อสัตว์ปีกในประเทศหลายชนิดทั่วโลกซึ่งแพร่กระจายทางอากาศ^{[ 22 ]}

มีการเสนอแนะว่าการแพร่กระจายทางอากาศควรแบ่งออกเป็นแบบบังคับ แบบเลือก หรือแบบฉวยโอกาส แม้ว่าจะมีงานวิจัยจำกัดที่แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของแต่ละประเภทเหล่านี้ก็ตาม^{[ 23 ]}การติดเชื้อทางอากาศแบบบังคับแพร่กระจายผ่านละอองลอยเท่านั้น ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดในประเภทนี้คือวัณโรค การติดเชื้อทางอากาศแบบเลือก เช่น โรคอีสุกอีใส สามารถติดเชื้อได้หลายทาง แต่ส่วนใหญ่ผ่านละอองลอย การติดเชื้อทางอากาศแบบฉวยโอกาส เช่น ไข้หวัดใหญ่ มักจะแพร่กระจายผ่านทางอื่น อย่างไรก็ตาม ภายใต้สภาวะที่เอื้ออำนวย การแพร่กระจายผ่านละอองลอยก็สามารถเกิดขึ้นได้^{[ 24 ]}

^{ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมมีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของการแพร่กระจายโรคทางอากาศ สภาพแวดล้อม ที่}เห็นได้ชัดที่สุดคืออุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ [ ^{25 ] [ 26 ]} การแพร่กระจายของโรคทางอากาศได้รับผลกระทบจากปัจจัยทั้งหมดที่มีอิทธิพลต่ออุณหภูมิและความชื้น ทั้งในสภาพแวดล้อมทางอุตุนิยมวิทยา (กลางแจ้ง) และสภาพแวดล้อมของมนุษย์ (ในร่ม) สถานการณ์ที่มีอิทธิพลต่อการแพร่กระจายของละอองน้ำลายที่มีอนุภาคติดเชื้ออาจรวมถึงค่า pH ความเค็ม ลม มลภาวะทางอากาศ และรังสีจากแสงอาทิตย์ รวมถึงพฤติกรรมของมนุษย์ด้วย^{[ 27 ]}

การติดเชื้อทางอากาศมักจะเข้าสู่ระบบทางเดินหายใจ โดยมีตัวก่อโรคอยู่ในละอองลอย (อนุภาคติดเชื้อที่ มีเส้นผ่านศูนย์กลาง < 5 μm) ^{[ 28 ]}ซึ่งรวมถึงอนุภาคแห้ง ซึ่งมักจะเป็นเศษของอนุภาคเปียกที่ระเหยไปแล้วที่เรียกว่านิวเคลียส และอนุภาคเปียก

• ความชื้นสัมพัทธ์ (RH) มีบทบาทสำคัญในการระเหยของละอองน้ำและระยะทางที่ละอองน้ำเดินทางไป ละอองน้ำขนาด 30 ไมโครเมตรจะระเหยในเวลาไม่กี่วินาที^{[ 29 ]} CDC แนะนำให้มีความชื้นสัมพัทธ์อย่างน้อย 40% ในอาคาร^{[ 30 ]}เพื่อลดความสามารถในการแพร่เชื้อไวรัสในอากาศได้อย่างมีนัยสำคัญ ความชื้นที่เหมาะสมสำหรับการป้องกันการแพร่เชื้อไวรัสทางเดินหายใจในอากาศที่อุณหภูมิห้องดูเหมือนจะอยู่ระหว่าง 40% ถึง 60% RH หากความชื้นสัมพัทธ์ต่ำกว่า 35% RH ไวรัสที่ก่อให้เกิดการติดเชื้อจะอยู่ในอากาศได้นานขึ้น
• จำนวนวันที่ฝนตก^{[ 31 ]} (สำคัญกว่าปริมาณน้ำฝนทั้งหมด); ^{[ 32 ] [ 33 ]}จำนวนชั่วโมงแสงแดดเฉลี่ยต่อวัน; ^{[ 34 ]}ละติจูดและระดับความสูง^{[ 32 ]} มีความเกี่ยวข้องเมื่อประเมินความเป็นไปได้ของการแพร่กระจายของโรคทางอากาศ เหตุการณ์ที่ไม่บ่อยนักหรือเหตุการณ์พิเศษบางอย่างมีอิทธิพล ต่อการแพร่กระจายของโรคทางอากาศ รวมถึงพายุโซนร้อน พายุเฮอริเคนพายุไต้ฝุ่นหรือมรสุม^{[ 35 ]}
• สภาพภูมิอากาศส่งผลต่ออุณหภูมิ ลม และความชื้นสัมพัทธ์ ซึ่งเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการแพร่กระจาย ระยะเวลา และความสามารถในการแพร่เชื้อของละอองฝอยที่มีอนุภาคติดเชื้อ^{[ 25 ]}ไวรัสไข้หวัดใหญ่แพร่กระจายได้ง่ายใน ช่วงฤดูหนาว ของซีกโลกเหนือเนื่องจากสภาพภูมิอากาศที่เอื้อต่อการแพร่เชื้อของไวรัส^{[ 27 ]}
• เหตุการณ์สภาพอากาศที่เกิดขึ้นเป็นครั้งคราวจะลดความเข้มข้นของสปอร์เชื้อรา ในอากาศ ลง หลังจากนั้นไม่กี่วัน จำนวนสปอร์จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว^{[ 36 ]}
• เศรษฐกิจและสังคมมีบทบาทเล็กน้อยในการแพร่กระจายโรคทางอากาศ ในเมือง โรคทางอากาศแพร่กระจายได้เร็วกว่าในพื้นที่ชนบทและชานเมือง โดยทั่วไปแล้วพื้นที่ชนบทเอื้อต่อการแพร่กระจายของเชื้อราทางอากาศมากกว่า^{[ 37 ]}
• ความใกล้ชิดกับแหล่งน้ำขนาดใหญ่ เช่น แม่น้ำและทะเลสาบ สามารถเพิ่มการแพร่กระจายของโรคทางอากาศได้^{[ 35 ]}
• มีการสังเกตพบความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างอัตราการระบายอากาศที่ไม่เพียงพอและการแพร่กระจายของ COVID-19 ที่เพิ่มขึ้น ก่อนเกิด COVID-19 มาตรฐานสำหรับระบบระบายอากาศมุ่งเน้นไปที่การจัดหาออกซิเจนที่เพียงพอให้กับห้องมากกว่าด้านคุณภาพอากาศที่เกี่ยวข้องกับโรค^{[ 4 ]}
• การบำรุงรักษาระบบปรับอากาศที่ไม่ดีส่งผลให้เกิดการระบาดของLegionella pneumophila ^{[ 38 ]}
• โรคที่เกิดจากการติดเชื้อทางอากาศในโรงพยาบาลมีความเกี่ยวข้องกับระบบการแพทย์ที่มีทรัพยากรน้อยและได้รับการดูแลรักษาไม่ดี^{[ 39 ]}
• เครื่องปรับอากาศอาจช่วยลดการแพร่กระจายโดยการกำจัดอากาศที่ปนเปื้อน แต่ก็อาจทำให้เกิดการแพร่กระจายของสารคัดหลั่งทางเดินหายใจภายในห้องได้เช่นกัน^{[ 9 ]}
• ผลการค้นพบใหม่เผยให้เห็นว่าการทำความเข้าใจรูปแบบการไหลของอากาศมีความสำคัญยิ่งกว่าการเพิ่มอัตราการเปลี่ยนอากาศต่อชั่วโมงเพียงอย่างเดียว ในช่วงการระบาดของ COVID-19 คำแนะนำทั่วไปคือให้เพิ่มการระบายอากาศให้มากที่สุด แต่อาจไม่ใช่แนวทางที่มีประสิทธิภาพที่สุดเสมอไป ห้องสามารถเตรียมพร้อมอย่างดีเพื่อป้องกันการแพร่กระจายของโรคติดเชื้อได้แม้จะมีอัตราการเปลี่ยนอากาศต่อชั่วโมงต่ำ ข้อมูลเชิงลึกนี้อาจนำไปสู่การออกแบบอาคารที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นและการประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญในช่วงการระบาดใหญ่ในอนาคต^{[ 40 ]}

แนวทางการจัดการความเสี่ยงแบบหลายชั้นเพื่อชะลอการแพร่กระจายของโรคติดต่อพยายามลดความเสี่ยงผ่านการแทรกแซงหลายชั้น การแทรกแซงแต่ละชั้นมีศักยภาพในการลดความเสี่ยง แนวทางแบบหลายชั้นอาจรวมถึงการแทรกแซงโดยบุคคล (เช่น การสวมหน้ากากอนามัย การล้างมือ) สถาบัน (เช่น การฆ่าเชื้อพื้นผิว การระบายอากาศ และมาตรการกรองอากาศเพื่อควบคุมสภาพแวดล้อมภายในอาคาร) ระบบการแพทย์ (เช่น การฉีดวัคซีน) และสาธารณสุขในระดับประชากร (เช่น การตรวจ การกักกัน และการติดตามผู้สัมผัส) ^{[ 4 ]}

เทคนิคการป้องกันอาจรวมถึง การสร้างภูมิคุ้มกันเฉพาะโรคตลอดจนการแทรกแซงที่ไม่ใช่ยา เช่น การสวมหน้ากากอนามัยและการจำกัดเวลาที่อยู่ใกล้ชิดกับผู้ติดเชื้อ^{[ 41 ]}การสวมหน้ากากอนามัยสามารถลดความเสี่ยงของการแพร่เชื้อทางอากาศได้ในระดับที่จำกัดการถ่ายโอนอนุภาคในอากาศระหว่างบุคคล^{[ 42 ]}ชนิดของหน้ากากที่ได้ผลในการป้องกันการแพร่เชื้อทางอากาศนั้นขึ้นอยู่กับขนาดของอนุภาค ในขณะที่หน้ากากอนามัยแบบกันของเหลวสามารถป้องกันการสูดดมละอองขนาดใหญ่ได้ แต่อนุภาคขนาดเล็กที่ก่อตัวเป็นละอองลอยนั้นต้องการการป้องกันในระดับที่สูงกว่า โดยต้องใช้หน้ากากกรองอากาศที่มีมาตรฐานN95 (สหรัฐอเมริกา) หรือFFP3 (สหภาพยุโรป) ^{[ 43 ]} การใช้หน้ากาก FFP3 โดยเจ้าหน้าที่ที่ดูแลผู้ป่วยCOVID-19ช่วยลดการติดเชื้อ COVID-19 ในหมู่เจ้าหน้าที่^{[ 44 ]}

โซลูชันทางวิศวกรรมที่มุ่งควบคุมหรือกำจัดความเสี่ยงจากการสัมผัสกับอันตรายนั้นอยู่ในลำดับชั้นการควบคุม ที่สูง กว่าอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) ในระดับของการแทรกแซงทางวิศวกรรมทางกายภาพ การระบายอากาศที่มีประสิทธิภาพและการเปลี่ยนอากาศความถี่สูง หรือการกรองอากาศผ่านตัวกรองอนุภาคประสิทธิภาพสูงช่วยลดระดับไวรัสและละอองชีวภาพ อื่นๆ ที่ตรวจจับได้ ปรับปรุงสภาพความเป็นอยู่สำหรับทุกคนในพื้นที่^{[ 45 ] [ 4 ] [ 46 ]} เครื่องกรองอากาศแบบพกพา เช่นที่ทดสอบใน Conway Morris A et al. เป็นโซลูชันที่สามารถใช้งานได้ทันทีเมื่อการระบายอากาศที่มีอยู่ไม่เพียงพอ ตัวอย่างเช่น ในโรงพยาบาลที่ดัดแปลงมาจากโรงพยาบาลรักษาผู้ป่วย COVID-19 ^{[ 46 ]}

ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคแห่งสหรัฐอเมริกา ( CDC) แนะนำประชาชนเกี่ยวกับการฉีดวัคซีนและการปฏิบัติตามระเบียบสุขอนามัยและการสุขาภิบาลอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันโรคที่แพร่กระจายทางอากาศ^{[ 47 ]}ผู้เชี่ยวชาญด้านสาธารณสุขหลายคนแนะนำให้เว้นระยะห่างทางกายภาพ (หรือที่เรียกว่าการเว้นระยะห่างทางสังคม ) เพื่อลดการแพร่กระจาย^{[ 48 ]}

การศึกษาในปี 2011 สรุปว่าวูวูเซลา (แตรลมชนิดหนึ่งที่นิยมใช้ในหมู่แฟนบอลในการแข่งขันฟุตบอล) มีความเสี่ยงสูงเป็นพิเศษต่อการแพร่กระจายทางอากาศ เนื่องจากมีการแพร่กระจายอนุภาคละอองลอยมากกว่าการตะโกนมาก^{[ 49 ]}

การสัมผัสไม่ได้หมายความว่าจะติดเชื้อเสมอไป การสร้างละอองลอย การขนส่งละอองลอยผ่านอากาศอย่างเพียงพอ การสูดดมโดยโฮสต์ที่อ่อนแอ และการสะสมในทางเดินหายใจ ล้วนเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อความเสี่ยงโดยรวมของการติดเชื้อ ยิ่งไปกว่านั้น ความสามารถในการแพร่เชื้อของไวรัสจะต้องคงอยู่ตลอดทุกขั้นตอนเหล่านี้^{[ 50 ]}นอกจากนี้ ความเสี่ยงต่อการติดเชื้อยังขึ้นอยู่กับ ความสามารถ ของระบบภูมิคุ้มกัน ของโฮสต์ และปริมาณของอนุภาคติดเชื้อที่เข้าสู่ร่างกายด้วย^{[ 41 ]}ยาปฏิชีวนะอาจใช้ในการรักษาการติดเชื้อแบคทีเรียในอากาศ เช่นโรคกาฬโรคปอดบวมและโรคไอกรุน^{[ 51 ] [ 52 ]}

• แพลงก์ตอนอากาศ
• จำนวนการสืบพันธุ์พื้นฐาน
• ทฤษฎีหมอกพิษ
• เวกเตอร์ (ระบาดวิทยา)
• โรคที่เกิดจากน้ำ
• โรคติดต่อจากสัตว์สู่คน