洗手为何需要20秒?

作者: 唐凤

来源: 中国科学报

发布日期: 2021-08-23 08:47:51

文章探讨了洗手需要20秒的科学依据,介绍了相关研究和建议,强调了洗手对防止疾病传播的重要性,并指出了洗手背后的物理原理。

新冠疫情初期,英国首相约翰逊曾亲自示范正确的洗手方式:唱完两遍《生日歌》(约20秒),手才算洗干净。虽然唱两遍《生日歌》没能让约翰逊免于新冠病毒感染,但这一洗手时长是有科学依据的。近日,美国物理学会旗下刊物《流体物理学》发表了一个简单的模型,描述了为何洗手需要20秒。实际上,唱两遍《生日歌》并非约翰逊的“原创”。2017年,英国皇家药学会曾发布建议,称洗手时长20秒为宜。

洗手已经被证明可有效防止疾病和感染的传播,皇家药学会估计,如果每个人能认真洗手,英国1/3的腹泻、1/6的呼吸道感染可以避免。但洗手时间过短无法起到杀灭致病菌的作用,甚至容易引起肠道和呼吸道感染。一项针对2000名英国人的调查曾显示,84%的人洗手不到20秒,近2/3有过进食前不洗手的经历,一半在接触动物后不洗手,1/3在准备食材前不洗手,1/5做不到每次如厕后洗手。

此外,美国疾病控制和预防中心(CDC)也建议,使用肥皂和水洗手至少20秒,这大概是将《生日歌》从头到尾哼唱两遍的时间。近日,《中国科学报》从美国物理学会获悉,一个研究组描述了一个洗手模型,使用流体力学阐述了20秒背后的科学解释。通过模拟洗手,研究人员估计了从手上去除病毒和细菌等颗粒的时间尺度。这个数学模型是二维的,一个波形面沿着另一个波形面变化,两者之间有一层液体薄膜。

波形面的表面代表手,它们在小空间尺度上是粗糙的。粒子被困在粗糙表面上。换句话说,颗粒在山谷底部,为了让它们逃脱,水流的能量必须足够高,才能让它们“爬”上来离开山谷。而流动的液体强度取决于手的移动速度。越强的流动越容易去除颗粒。研究人员把这个过程比作搓洗衬衫上的污渍,动作越快,污渍就越有可能被洗出来。即使粒子能被清除,这个过程也不可能很快。模型显示,需要大约20秒的剧烈运动才能清除潜在的病毒和细菌。

不过,研究人员表示,该模型没有考虑使用肥皂时发生的化学或生物过程。但是从物理上弄清去除手上颗粒的机制,可能会为制造更有效、更环保的肥皂提供线索。洗手不简单实际上,洗手并不简单。密歇根州立大学研究人员的一项调查曾发现,只有5%的人能够正确洗手。Carl Borchgrevink团队观察了3749人在酒吧、餐馆和其他公共场所洗手间洗手的情况。结果发现,人们洗手的平均时间约为6秒。

其中,15%的男性根本不洗手,而女性的这一比例为7%。此外,33%的人不使用肥皂,而且如果水槽很脏,人们不太可能洗手;如果有鼓励人们洗手的标志,人们更有可能洗手。另一方面,除了病毒颗粒外,有毒阻燃剂也是人们应该好好洗手的原因之一。一项发表在美国化学会旗下期刊《环境科学与技术通讯》的研究显示,有毒阻燃剂可以从电视转移到手机,再转移到你的手上。卤代阻燃剂,如多溴二苯醚,已知会对儿童的健康造成威胁。

研究人员发现,如果电视使用了阻燃剂,那么整个房间的表面都可能会有这种有毒物质。尤其是卤化阻燃剂可以从电视转移到室内空气和灰尘中,进而大量聚集在手机和其他手持电子设备上,最后附于手上。

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