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蘇澄宇:還不戴口罩?看看噴嚏和咳嗽到底能飛多遠(yuǎn)
噴嚏和咳嗽到底能飛多遠(yuǎn)?
高速視頻捕捉到的噴嚏。打噴嚏后,較大的液滴(綠色)從口中噴出,下落速度相對(duì)較快。霧狀的液滴“云”(紅色),它們傳播距離多達(dá)8米(圖片來源:文獻(xiàn)1)
通過慢動(dòng)作視頻,我們可以看到噴嚏、咳嗽產(chǎn)生的過程。
在咳嗽、噴嚏的過程中,我們可以看到液滴組成的高密度噴射物,科學(xué)家將之稱之為“云”。
較大的液滴不受氣相流動(dòng)的影響,下墜速度較快,距離比較近,在1米范圍內(nèi);而較小的液滴以不同程度的湍流氣云懸浮,射程較遠(yuǎn)。
大液滴下降的軌跡(圖片來源:文獻(xiàn)1)
這團(tuán)“云”在噴射過程中,會(huì)將周圍的空氣卷入,“云”的體積會(huì)不斷增大,但速度也會(huì)逐漸減慢。
咳嗽中云的產(chǎn)生(圖片來源:文獻(xiàn)1)
通過大量測(cè)量,然后將數(shù)據(jù)輸入數(shù)學(xué)模型后,科學(xué)家得出結(jié)論:打噴嚏產(chǎn)生的較大液滴可以最遠(yuǎn)到達(dá)8米遠(yuǎn)的地方,而咳嗽則達(dá)到6米遠(yuǎn)。并且根據(jù)不同的環(huán)境條件,噴嚏和咳嗽最多可以在空中停留長(zhǎng)達(dá)10分鐘。
由此可見,咳嗽和噴嚏不管在傳播距離還是停留空中的時(shí)間方面,都足夠長(zhǎng),如果是在室內(nèi)打噴嚏或咳嗽的話,“云”肯定可以從房間一端飄到另一端,這是完全沒問題的。
所以是不是人站在患者10米開外就沒問題了呢?并不是。
前面說了,實(shí)驗(yàn)的計(jì)算結(jié)果的是均值,并不是所有的數(shù)據(jù),一些顆粒較?。?微米以下)的液滴會(huì)飛得很遠(yuǎn),甚至有可能會(huì)在空中一直漂浮,而這些飄在空中的到底能飄多久這就很難說了,所以室內(nèi)通風(fēng)很重要。
另外,有的人肺活量大,傳播距離會(huì)更遠(yuǎn),人與人之間能呼出的距離是有一定差異的。
最終小液滴落了下來,有的落在了桌子上,有的落在了手機(jī)上,有的落在了你的鍵盤上,有的落在了把柄上,有的落在了你的手上……而你無意中觸摸了這些液滴,最后又不洗手,就在不知不覺中染上了病毒,所以勤洗手也很重要。
戴口罩到底有什么用?
既然咳嗽和噴嚏傳播病毒、細(xì)菌的能力那么強(qiáng),那我們就得戴口罩了。不過問題又來了,口罩到底能阻擋多少病毒、細(xì)菌的傳播。
有個(gè)新加坡的科學(xué)家就做了這么一個(gè)實(shí)驗(yàn),用彩色紋影法成像,觀察戴不同類型口罩,會(huì)對(duì)病毒的傳播有什么影響。(作者注:紋影法是力學(xué)實(shí)驗(yàn)中一種常用的光學(xué)觀測(cè)方法。利用光在被測(cè)流場(chǎng)中的折射率梯度正比于流場(chǎng)的氣流密度的原理,將流場(chǎng)中密度梯度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)橛涗浧矫嫔舷鄬?duì)光強(qiáng)的變化,使可壓縮流場(chǎng)中的激波、壓縮波等密度變化劇烈的區(qū)域成為可觀察、可分辨的圖像,從而記錄下來。)
科學(xué)家選擇了標(biāo)準(zhǔn)外科口罩、N95口罩作為實(shí)驗(yàn)材料,在規(guī)范戴口罩的前提下,看看不同口罩對(duì)呼出物有怎樣的阻止效果。
在不戴口罩的情況下,人咳嗽從嘴中呼出的氣溶膠自然地涌入周圍的空氣中。
正常呼吸下的空氣流動(dòng)(圖片來源:文獻(xiàn)2)
而戴上普通外科口罩之后,雖然咳嗽產(chǎn)生絕大多數(shù)氣溶膠已從口罩過濾出來,但仍會(huì)有少量從口罩上方邊緣滲透出來。
普通外科口罩咳嗽的氣體流動(dòng)(圖片來源:文獻(xiàn)2)
而N95口罩邊緣則不會(huì)側(cè)漏,都會(huì)從正前方透出口罩,也就是說都被過濾了。
N95口罩下咳嗽的氣體流動(dòng)(圖片來源:文獻(xiàn)2)
由此可見,口罩能降低咳嗽產(chǎn)生的氣溶膠的傳播效率,標(biāo)準(zhǔn)外科口罩和N95口罩都有很好的保護(hù)效果,N95口罩的保護(hù)效率更高一些。但不管怎么樣,不戴口罩肯定是最糟糕的,尤其是當(dāng)你已經(jīng)出現(xiàn)咳嗽等癥狀時(shí),更加需要戴上口罩阻斷傳播。
在這特殊的時(shí)期,大家出門都趕緊戴上口罩吧。
參考文獻(xiàn):
Bourouiba L, Dehandschoewercker E, Bush J W M. Violent expiratory events: on coughing and sneezing[J]. Journal of Fluid Mechanics, 2014, 745: 537-563.
Tang J W, Liebner T J, Craven B A, et al. A schlieren optical study of the human cough with and without wearing masks for aerosol infection control[J]. Journal of the Royal Society Interface, 2009, 6(suppl_6): S727-S736.
- 原標(biāo)題:還不戴口罩?看看噴嚏和咳嗽到底能飛多遠(yuǎn) 本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)。
- 責(zé)任編輯: 周雪瑩 
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