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[新冠病毒专题】揭秘气溶胶传播

Written By: admin - 2月• 09•20

来源: LingYuan

现在出了个新名词: 汽溶胶传染。想说两句有关气溶胶的事。因为前些日子读过一篇专门研究打喷嚏流体力学研究的论文, 其中提到这个,觉得有几个结论,有可借鉴之处。也算一个读后感,记录下来,以备后查。  

图片来源:BBC

所谓气溶胶(aerosol) 就是微米级的小飞沫,里面是病毒颗粒,称为气溶胶的核,外面包裹的是唾液。由咳嗽或喷嚏产生。出口之后,悬浮蔓延在空气中。   病毒有个重要特性,必须外面有包围的体液才能寄生存活。如果外面体液没了,就会死掉。所以如果空气干燥,湿度不高(例如不超过30%),即使在室温下,这么小的颗粒,外面包围的体液会很快就蒸发掉,剩下的病毒就会死掉 (病毒怕干不怕湿)。   以打喷嚏为例说说这个过程。   打喷嚏,是由于呼吸道中有刺激,是一种对这种刺激的自然反应,是一种下意识的人体动作,平常一般不会去想其细节。打喷嚏(咳嗽也是),首先,我们吸气到足够大的程度,积攒足够的气压之后,然后瞬间使气流从体内排出,带出刺激我们的体液来。之后这些气流与体液在空中的运动都取决于这一瞬间所发生的一切。   体液从体内排出的瞬间,在气压的作用下,会迅速分解成许多大小不同的颗粒,经用高速摄像机测试,颗粒的大小一般在2微米到1毫米之间不等,大部分在10到25微米之间,最多的在15微米,当然这些尺寸分布和打喷嚏的人的力气大小有关,力气大会使颗粒趋向更细小,比较柔弱的,颗粒趋向大的一些。这个过程,一般称为雾化(atomization), 喷雾器,洒水车,还有工业中很多化学与冶炼过程都用到雾化原理。   当这些颗粒雾化之后,有两种主要的力影响它们的运动,一个是重力,一个是浮力。大于15微米的颗粒(大约15微米),重力影响大,会呈平抛的运动轨迹落地,散布在打喷嚏人前方大约0。75米的范围内。所以一般隔离距离定为2米。小的颗粒,空气支持它们的浮力大于重力,就会悬浮在空气中向四周弥漫,这种运动一般称为布朗运动或热运动。有人计算与试验过,在飞机机舱里,只需要15秒到30秒就会弥漫整个机舱。如果在办公室,家庭室内,视空间大小而相应可以推知。如果在室外或开窗或通风,这些汽溶胶颗粒会随风飘走与风干。大大减少其感染概率。   过滤器与过滤装置,一般用其能过滤掉的最小颗粒尺寸来表征其过滤能力。医用口罩,例如N95,过滤能力要求在0.5微米。就是因为汽溶胶的最小尺寸在2微米的原因。  

图片来源:BBC

日常生活中很多司空见惯的事情背后往往隐藏着很多奥秘。打喷嚏这样人人都连想都不去想的事,背后有复杂的流体力学过程。现在世界上各国都有一些科学家致力于其研究,为流感等疾病的传染控制提供科学根据。从此也可以看出科学发展之一斑,科学,分科的学问,现在越分越细了。

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