Powrót do szkolnej profilaktyki COVID-19 wymaga inteligentnych strategii na rzecz bezpiecznego środowiska uczenia się. Administratorzy i nauczyciele w okręgach szkolnych otwartych na naukę osobistą muszą ponownie przemyśleć swoje zasoby, infrastrukturę i poziom zatrudnienia, aby zapewnić najlepsze możliwe środowisko uczenia się (1).
COVID-19 wymaga, aby społeczności i rządy decydowały o właściwej równowadze między nauką wirtualną i osobistą, wdrażając politykę publiczną, która pomaga utrzymać otwarte szkoły, oraz wdrażając protokoły bezpieczeństwa COVID-19 w ustawieniach grupowych.
Uczniowie i nauczyciele są narażeni na potencjalne zagrożenia związane z COVID-19 w szkołach
Wszyscy nauczyciele, rodzice, wykładowcy i uczniowie, w szczególności ci, którzy nie są zaszczepieni, są narażeni na większe ryzyko zakażenia COVID-19 w każdym miejscu publicznym, w tym w szkołach.
Młodzi ludzie są narażeni na zakażenie COVID-19 i poważne problemy zdrowotne, w tym (2):
- trudności w oddychaniu
- zespół ostrej niewydolności oddechowej
- dysfunkcja układu wielonarządowego
- w rzadkich przypadkach śmierć
Dzieci z chorobami płuc lub chorobami upośledzającymi odporność mogą mieć poważniejsze objawy niż inne dzieci.
Ponadto społeczności niebiałe poniosły proporcjonalnie znacznie więcej ofiar śmiertelnych niż społeczności białe. W raporcie Centers for Disease Control and Prevention (CDC) z 2020 r. ustalono, że między 12 lutego a 31 lipca osoby pochodzenia latynoskiego, czarnoskóre i amerykańscy Indianie / rdzenni mieszkańcy Alaski stanowili 78% amerykańskich dzieci, które zmarły z powodu COVID-19 i związanych z nim powikłań zdrowotnych (3).
Wydaje się jednak, że dzieci i nastolatki mają niższe ryzyko poważnego zachorowania niż inne grupy wiekowe.
Badanie z 2020 roku opublikowane w Nature Medicine wykazało, że dzieci i nastolatki w wieku poniżej 20 lat były mniej więcej o połowę mniej narażone na zakażenie COVID-19 niż osoby w wieku powyżej 20 lat. Objawy kliniczne mogą wystąpić średnio w 21% przypadków wśród osób w wieku od 10 do 19 lat, w porównaniu do 69% u osób powyżej 70 roku życia (4).
Jednak nawet przy mniejszej liczbie zakażeń u dzieci niż u dorosłych, wystąpiły ogniska COVID-19 związane z placówkami opieki nad dziećmi i szkołami, a dzieci rozprzestrzeniały wirusa między sobą, dorosłymi i opiekunami (5) (6). Dokładna rola dzieci w przenoszeniu wirusa nie jest w pełni określona, ale istnieją dowody na to, że nastolatki mogą przenosić wirusa równie łatwo jak dorośli.
Ponadto, niezaszczepieni nauczyciele i pracownicy narażeni są na poważne ryzyko zdrowotne już poprzez samo zgłoszenie się do pracy. Jeden na czterech nauczycieli lub wykładowców, czyli prawie 1,5 miliona dorosłych, jest narażony na zwiększone ryzyko poważnego zachorowania na COVID-19 z powodu wcześniej istniejącego stanu, zgodnie z raportem Kaiser Family Foundation z 2020 roku (7).
Zła jakość powietrza przyczynia się do złego stanu zdrowia
Sama prawidłowa wentylacja budynku szkolnego nie zapobiegnie rozprzestrzenianiu się COVID-19. Czyste powietrze i kontrolowanie źródła infekcji w połączeniu z lepszą wentylacją może pomóc ograniczyć rozprzestrzenianie się wirusów i bakterii (8).
COVID-19 może rozprzestrzeniać się poprzez dotykanie zakażonych osób, powierzchni i przedmiotów (9), a także drogą kropelkową. Środki kontroli źródła zakażenia, takie jak noszenie masekśrodki kontroli źródła zakażenia, takie jak noszenie maseczek, pozostawanie w domu podczas choroby i dystans społeczny, bezpośrednio pomagają zmniejszyć przenoszenie dużych kropelek poprzez ograniczenie infekcji w kontakcie między osobami, zwykle w odległości sześciu stóp od siebie.
Innym sposobem przenoszenia jest przenoszenie drogą powietrzną. Znacznie mniejsze kropelki z dróg oddechowych mogą pozostawiać zakaźne cząsteczki wirusa utrzymujące się w powietrzu przez wiele godzin i przemieszczające się na większe odległości za pośrednictwem prądów powietrza (10).
Wentylacja przenosi powietrze, a wraz z nim rozpylone, małe kropelki zakaźnych cząstek w budynku. Jednak wysokiej jakości filtracja powietrza, taka jak technologia HyperHEPA, może zatrzymywać unoszące się w powietrzu zanieczyszczenia cząsteczkowe, wirusy i bakterie. Oczyszczanie powietrza poprzez filtrację może pomóc zmniejszyć ryzyko COVID-19 poprzez wychwytywanie cząstek o wielkości zaledwie 0,003 mikrona i zmniejszenie ich stężenia w powietrzu.
Naturalne rozwiązania wentylacyjne, takie jak otwieranie okien lub prowadzenie zajęć w namiotach na zewnątrz, mogą pomóc w kontrolowaniu aerozoli, ale nie są praktyczne w większości klimatów zimowych. I z wysokiej jakości filtracja powietrzawentylacja mechaniczna nie musi przekraczać wymagań przepisów budowlanych, utrzymując w ten sposób wyższy poziom efektywności energetycznej.
Ponadto, gdy szkoły decydują się na zastosowanie wysokiej jakości filtracji powietrza, systemy ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (HVAC) nie muszą działać przez 100% czasu, co dodatkowo zmniejsza zapotrzebowanie na energię. Kolejną zaletą technologii HyperHEPA jest niski spadek ciśnienia, dzięki czemu wymiana filtra może odbywać się tylko raz w roku (w oparciu o średni 50% cykl pracy) ze względu na bardzo wydajny materiał filtracyjny.
Amerykańskie Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom oferuje wytyczne dotyczące stosowania wentylacji w szkołach i programach opieki nad dziećmi (11). Wytyczne podkreślają, że poprawa poziomu filtracji powietrza bez znacznego zmniejszenia przepływu powietrza jest ważnym elementem pomagającym utrzymać zdrowe środowisko.
Podczas gdy lepsza wentylacja może pomóc w ograniczeniu przenoszenia COVID-19, przepływ powietrza na zewnątrz może również wprowadzać do szkół zanieczyszczenia i alergeny unoszące się w powietrzu.
Istnieje wiele innych źródeł zanieczyszczeń w szkołach, w tym:
- środki czyszczące
- szczelnie zamknięte nowe szkoły z niewystarczającą wentylacją
- odgazowane chemikalia, takie jak formaldehyd
- skażenie ołowiem, azbestem i radonem w starszych szkołach
- pleśń
- zanieczyszczenie cząstkami stałymi, takimi jak PM2.5 i PM10
Szereg badań wykazało, że wysokie poziomy pyłu zawieszonego w środowisku związane ze zwiększonymi objawami COVID-19(12) (13) (14).
Badanie przeprowadzone w Science Advances wykazało, że przy każdym wzroście stężenia PM2,5 o 1 mikrogram na metr sześcienny (𝜇g/m3) ryzyko wystąpienia ciężkich lub śmiertelnych objawów COVID-19 wzrastało o 8%.
Ci sami naukowcy zaktualizowali później swoje badanie i ustalili, że długotrwała ekspozycja na PM2,5 była związana z wyższymi wskaźnikami śmiertelności z powodu COVID-19 w hrabstwach USA.
Kolejne badanie przeprowadzone w Science of the Total Environment wykazało, że pył zawieszony był bezpośrednio związany z nowymi przypadkami COVID-19 w Mediolanie we Włoszech.
PM2,5, czyli drobny pył zawieszony, ma średnicę 2,5 mikrona lub mniejszą. Jest uważany za niebezpieczny zarówno dla dzieci, jak i dorosłych, ponieważ PM2,5 może dostać się do płuc przez drogi oddechowe i dostać się do krwiobiegu (15):
- pył
- sadza
- brud
- dym
- sól
- kwasy
- metale
Badanie z 2019 r. opublikowane w BMC Public Health powiązało choroby grypopodobne z PM2,5, podczas gdy choroby układu oddechowego od dawna są związane z narażeniem na zanieczyszczenia (16).
W badaniu z 2010 r. dzieci w sześciu francuskich społecznościach miejskich były badane przez trzy lata w celu określenia długoterminowego wpływu zanieczyszczenia powietrza na zdrowie (17). European Respiratory Journalwykazały szereg zagrożeń dla zdrowia związanych z narażeniem na PM10, PM2,5 i zanieczyszczenia gazowe, takie jak:
- astma
- egzema
- alergiczny nieżyt nosa przez całe życie
- nadwrażliwość na pyłki
Zanieczyszczenie powietrza może nawet negatywnie wpływać na zdolność dzieci do nauki. Badanie z 2015 roku opublikowane w Population and Environment wykazało, że nawet przy uwzględnieniu innych czynników, uczniowie narażeni na zanieczyszczenia związane z ruchem drogowym mają niższe GPA (18).
Jak czyste powietrze może pomóc zmniejszyć narażenie na COVID-19 w szkołach?
Dokładny i skuteczny oczyszczanie powietrza w szkołach może pomóc zmniejszyć narażenie na wirusy i COVID-19.
Unoszące się w powietrzu cząsteczki COVID-19 mają zazwyczaj wielkość od 0,06 do 0,14 mikrona (19). Wysokowydajne oczyszczacze powietrza, takie jak CleanZone SL i filtry powietrza NanoMax, są w stanie wychwytywać cząsteczki o wielkości zaledwie 0,003 mikrona.
Ważnym aspektem zdrowotnym dla szkół z nauką indywidualną jest oczyszczanie powietrza w oparciu o HVAC. Filtry takie jak IQAir NanoMax usuwają grube cząstki PM10 (< 10 μm), drobne cząstki PM2,5 (< 2,5 μm) i ultradrobne cząstki (< 0,1 mikrona).
Filtry NanoMax wychwytują do 90 procent cząstek o wielkości do 0,003 mikrona, w tym wirusy, bakterie, alergeny i zanieczyszczenia powietrza. Filtry NanoMax mogą być stosowane w prawie każdym szkolnym systemie HVAC i zaprojektowane tak, aby spełniały dokładne wymagania HVAC szkoły.
Filtry Oczyszczacz powietrza CleanZone SL usuwa 95 procent wszystkich cząstek o wielkości 0,003 mikrona lub większych.
Zalety CleanZone SL obejmują:
- zdolność do filtrowania ultradrobnych cząstek o średnicy do 0,003 mikrona, w tym wirusów
- oczyszcza całe powietrze w pomieszczeniu o powierzchni 1000 stóp kwadratowych raz na 15 minut
- wirusy i bakterie są filtrowane przez filtr HyperHEPA cztery razy na godzinę
Wydział i administratorzy mogą aktywnie monitorować jakość powietrza w pomieszczeniach i na zewnątrz za pomocą monitorów jakości powietrza AirVisual Series. Monitory te mogą wykrywać zanieczyszczenia PM2.5, prognozować jakość powietrza na następne 72 godziny i dostarczać administratorom ostrzeżenia, gdy jakość powietrza spadnie poniżej standardów określonych przez użytkownika.
Szkoły mogą również zapoznać się z IQAir Clean Air Schools w celu zmniejszenia liczby chorób przenoszonych drogą powietrzną. Eksperci ds. jakości powietrza zapewniają usługi instalacji oczyszczania powietrza i rozwiązania dostosowane do potrzeb poszczególnych szkół.
Zalecane podejścia do zwalczania COVID-19 w szkołach
Oprócz kontroli źródła, wentylacji i oczyszczania powietrza, istnieje wiele zasad szkolnych zalecanych przez ekspertów ds. zdrowia.
CDC i Kanadyjska Agencja Zdrowia Publicznego zachęcają do stosowania kilku strategii ograniczania rozprzestrzeniania się COVID-19 w szkołach, w których odbywa się nauka osobista, w tym (20) (21) (22):
- mniejsze klasy
- połączenie nauki wirtualnej i osobistej, stosownie do potrzeb ucznia
- grupowanie uczniów w małe bańki społeczne lub kohorty
- grupy uczniów i ich nauczycieli unikające kontaktu z innymi grupami
- zapewnienie chusteczek higienicznych i bezdotykowych koszy na śmieci
- stosowanie naprzemiennych i rozłożonych w czasie harmonogramów
- przedmioty i jedzenie nigdy nie są dzielone między uczniów i nauczycieli
- każdy w szkole musi nosić maskę i zachowywać dystans społeczny
- zapewnienie środka do dezynfekcji rąk, w tym przy kasach obiadowych
- regularne mycie rąk i zakrywanie kaszlu i kichania
- unikanie wszelkich samoobsługowych opcji żywności lub napojów
- zwiększanie barier i przegród przy biurkach, biurach i ladach tam, gdzie to możliwe.
- każda osoba z objawami COVID-19 musi pozostać w domu
Zaszczepieni nauczyciele i pracownicy powinni przestrzegać dodatkowych wytycznych CDC, w tym (23):
- nosić maseczki z osobami niezaszczepionymi i w miejscach publicznych
- utrzymywać dystans społeczny z osobami niezaszczepionymi i w miejscach publicznych
- poddać się testowi w przypadku wystąpienia objawów COVID-19
Podczas gdy wszyscy powinni nosić maski w szkołach, niektóre maski chronią lepiej niż inne. Maski, które można nosić obejmują:
- szaliki i maski z tkaniny: jedna warstwa ochronna, która blokuje grube krople
- maski chirurgiczne: produkt jednorazowego użytku z dwiema warstwami ochronnymi
- KN95 / N95 / FFP2: kilka warstw ochronnych, które pomagają blokować grube, drobne i ultradrobne krople
Wspólne obszary, które są dzielone między grupami, takie jak place zabaw i stołówki, powinny być zamknięte, jeśli to możliwe. Na przykład, uczniowie powinni jeść w klasach lub na zewnątrz, a nie w stołówkach. Jeśli nie jest to możliwe, korzystanie ze wspólnych obszarów musi być rozłożone w czasie dla grup, a wszystkie przedmioty w okolicy powinny być czyszczone i dezynfekowane między wizytami grup.
Układ klasy może być wyzwaniem, ale jest kolejną istotną strategią. Wszystkie miejsca siedzące powinny być w miarę możliwości oddalone od siebie o sześć stóp. Biurka lub stoły powinny być zwrócone w jednym kierunku.
Zarówno wirtualne uczenie się, jak i ograniczenia w nauczaniu stacjonarnym zachęciły niektóre systemy szkolne do zatrudnienia większej liczby nauczycieli. W październiku 2020 r. Ontario przeznaczyło 35 milionów dolarów na zatrudnienie większej liczby nauczycieli dla Ottawai Peel, Toronto, North Yorkoraz East York(Nauczyciele zostali zatrudnieni w celu wspierania wirtualnego uczenia się i promowania fizycznego dystansu między uczniami na zajęciach osobistych. Prowincja zatrudniła również więcej pielęgniarek szkolnych i sprzątaczek, aby zwiększyć liczbę sprzątań.
Krajowa polityka dotycząca klas wirtualnych lub stacjonarnych
Zgodnie z polityką stanową, prowincjonalną i federalną, społeczności same decydują, które połączenie edukacji wirtualnej i osobistej jest dla nich najlepsze. Nie ma globalnego konsensusu co do tego, kiedy i gdzie wdrożyć edukację wirtualną lub osobistą.
Korzyści płynące z nauczania osobistego
Podczas gdy niektóre rządy stwierdziły, że utrzymanie otwartych szkół lub ich ponowne otwarcie jest ich priorytetem, wyzwaniem może być zrównoważenie obaw związanych ze zdrowiem i bezpieczeństwem z korzyściami płynącymi z nauki osobistej (25).
Podczas gdy zamykanie szkół usuwa źródło ryzyka COVID-19 dla nauczycieli, rodziców i uczniów, wirtualne uczenie się i zamykanie szkół ma negatywny wpływ na dzieci i ich społeczności. Istnieją społeczne i studenckie korzyści płynące z nauki osobistej, takie jak (26) (27):
- dostęp do odżywiania
- usługi opieki społecznej i zapobieganie przemocy wobec dzieci
- budowanie umiejętności socjalizacyjnych
- dobre samopoczucie psychiczne dzięki zmniejszonej izolacji
- umożliwia rodzicom powrót do pracy i uniknięcie dodatkowych kosztów opieki nad dziećmi
- lepsza ergonomia
- najlepsze możliwe środowisko do nauki
Ponadto niektórzy uczniowie z niepełnosprawnością fizyczną lub trudnościami w uczeniu się mogą odnieść większe korzyści z osobistych strategii uczenia się niż z wirtualnych klas, zwłaszcza jeśli wirtualne szkoły systemu szkolnego stwarzają problemy z dostępnością (28).
Wniosek
W szkołach i poza nimi przez cały rok występują obawy o zdrowie dzieci, od fizycznych zmartwień, takich jak zanieczyszczenie, astma i alergie, po izolację i trudności w dostępie do nauki dla wirtualnych uczniów.
COVID-19 stanowi dodatkowe wyzwanie zdrowotne dla nieszczepionych uczniów i wykładowców. Długoterminowa skuteczność szczepionek, w tym ich skuteczność przeciwko nowszym wariantom COVID-19, nie została jeszcze ustalona. Dopóki nie zostanie osiągnięta odporność stadna, należy zachować dodatkowe środki ostrożności nawet po szczepieniu.
Gdy szkoły zostaną ponownie otwarte lub pozostaną otwarte podczas epidemii COVID-19, administratorzy będą musieli skupić się na utrzymaniu kontroli źródła poprzez maski i dystans społeczny, jednocześnie opracowując strategie oczyszczania powietrza, aby pomóc kontrolować zanieczyszczenia i mikroorganizmy w środowisku.
Wdrożenie procedur zalecanych przez urzędników zdrowia publicznego - kontrolowanie źródła infekcji - może zmniejszyć ryzyko infekcji w szkołach. Oczyszczanie powietrza może również pomóc chronić uczniów i wykładowców przed szkodliwymi zanieczyszczeniami i unoszącymi się w powietrzu bakteriami, wirusami i zarodnikami grzybów.
