你是否想过,一个喷嚏能“打”多远?虽然我们都知道,呼吸道疾病患者很可能通过咳嗽或打喷嚏传染他人,但具体到底能传多远,多大的范围?而每次在呼吸道流行病高发时期,专家呼吁戴口罩、勤洗手、勤通风,也都有人不以为然。根本原因是我们对病毒的传播细节知之甚少,之前关于病毒的感染控制指南大多是基于模型研究和专家推测,而不是实测数据。2014年,终于有数学家做了这样的实验。
数学家 Lydia Bourouiba利用高速视频解析了喷嚏和咳嗽时的产生的流场,并用数学模型计算出了两者的传播距离。结果可能让你大吃一惊!喷嚏和咳嗽的产生开始于深呼吸,然后肺部的空气被压缩,最后被吸入的空气在几分之一秒内被肺压出来。咳嗽喷出的东西不止有气体,还伴随着液滴(气溶胶),液滴的大小在100微米以下,相当于人类头发丝的宽度。
这些液滴产生于气体喷射的过程中,将肺部、支气管、气管黏附的体液一并带出,喷涌出数万个小液滴。在重力的作用下,一些较大的液滴很快落到地板上,较小的液滴(直径小于或等于5微米的颗粒)就飞得比较远,而且会随着气流扩散开来。而这时候,大量的病毒和细菌就乘着这些小液滴一起传播了出来。通过大量测量,然后将数据输入数学模型后,科学家得出结论:打喷嚏产生的较大液滴可以最远到达8米远的地方,而咳嗽则达到6米远。
并且根据不同的环境条件,喷嚏和咳嗽最多可以在空中停留长达10分钟。由此可见,咳嗽和喷嚏不管在传播距离还是停留空中的时间方面,都足够长,如果是在室内打喷嚏或咳嗽的话,“云”肯定可以从房间一端飘到另一端,这是完全没问题的。所以是不是人站在患者10米开外就没问题了呢?并不是。
前面说了,实验的计算结果的是均值,并不是所有的数据,一些颗粒较小(5微米以下)的液滴会飞得很远,甚至有可能会在空中一直漂浮,而这些飘在空中的到底能飘多久这就很难说了,所以室内通风很重要。另外,有的人肺活量大,传播距离会更远,人与人之间能呼出的距离是有一定差异的。
最终小液滴落了下来,有的落在了桌子上,有的落在了手机上,有的落在了你的键盘上,有的落在了把柄上,有的落在了你的手上……而你无意中触摸了这些液滴,最后又不洗手,就在不知不觉中染上了病毒,所以勤洗手也很重要。既然咳嗽和喷嚏传播病毒、细菌的能力那么强,那我们就得戴口罩了。不过问题又来了,口罩到底能阻挡多少病毒、细菌的传播。
有个新加坡的科学家就做了这么一个实验,用彩色纹影法成像,观察戴不同类型口罩,会对病毒的传播有什么影响。科学家选择了标准外科口罩、N95口罩作为实验材料,在规范戴口罩的前提下,看看不同口罩对呼出物有怎样的阻止效果。由此可见,口罩能降低咳嗽产生的气溶胶的传播效率,标准外科口罩和N95口罩都有很好的保护效果,N95口罩的保护效率更高一些。
但不管怎么样,不戴口罩肯定是最糟糕的,尤其是当你已经出现咳嗽等症状时,更加需要戴上口罩阻断传播。在这特殊的时期,大家出门都赶紧戴上口罩吧。