Dépendance à l'humidité relative dans la formation d'espèces réactives de l'oxygène dans des gouttelettes d'eau

Des microgouttelettes d'eau (diamètre moyen de 7 à 11 µm, en fonction du débit) sont pulvérisées dans une chambre fermée à température ambiante, dont l'humidité relative (HR) est contrôlée. La concentration résultante d'espèces réactives de l'oxygène (ERO) formées dans les microgouttelettes, mesurée par la quantité de peroxyde d'hydrogène (H2O2), est déterminée par résonance magnétique nucléaire (RMN) et par des essais spectrofluorimétriques après la collecte des gouttelettes. Les résultats sont constatés comme étant en étroite concordance. De plus, des cations radicaux hydroxyles hydratés (•OH-H3O+) sont enregistrés à partir des gouttelettes à l'aide de la spectrométrie de masse et des anions radicaux superoxyde (•O2−) et des radicaux hydroxyles (•OH) par spectroscopie de résonance paramagnétique électronique. À mesure que l'HR varie de 15 à 95%, la concentration de H2O2 montre une augmentation marquée d'un facteur d'environ 3,5 en passant de 15 à 50%, puis se stabilise. En remplaçant l'H2O de l'eau pulvérisée par de l'oxyde de deutérium (D2O) mais en maintenant le gaz entourant les gouttelettes avec H2O, l'analyse par spectrométrie de masse des cations radicaux hydroxyles hydratés démontre que l'eau dans l'air joue un rôle dominant dans la production de H2O2 et d'autres ERO, ce qui explique la variation avec l'HR. À mesure que l'HR augmente, le taux d'évaporation des gouttelettes diminue. Ces deux faits aident à comprendre pourquoi les virus dans les gouttelettes survivent mieux à des valeurs faibles d'HR, comme on le trouve dans l'air intérieur en hiver, et sont désinfectés plus efficacement à des valeurs d'HR plus élevées, comme on le trouve dans l'air intérieur en été, ce qui explique la saisonnalité reconnue des infections virales aéroportées.