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“新冠病毒與顆粒”討論之一——?dú)馊苣z對(duì)病毒傳播的影響與防控

2022-04-07 13:47:32

      近期,新型冠狀病毒的傳播和防護(hù)引起了大家的高度關(guān)注,尤其是病毒可以通過(guò)氣溶膠傳播的傳言,大家是談“毒”色變。通過(guò)氣溶膠傳播是不是意味著口罩防護(hù)沒(méi)用了?雖然國(guó)家對(duì)于新型冠狀病毒的氣溶膠傳播沒(méi)有給出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論,但咱們還是可以通過(guò)一些類似病毒的研究和數(shù)據(jù)來(lái)做個(gè)技術(shù)探討。



      氣溶膠是指懸浮在氣體介質(zhì)中的固態(tài)或液態(tài)顆粒所組成的分散系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)、成分和形態(tài)都異常復(fù)雜。常見(jiàn)的細(xì)顆粒、臭氧、硫化物、氮化物等形成的霧霾都屬于氣溶膠范疇,粒度一般在幾微米到幾納米之間。新型冠狀病毒直徑在80-120nm,這也就意味著它形成的氣溶膠粒徑一般在100nm左右。對(duì)于平均粒徑在100nm左右的氣溶膠顆粒,口罩到底有沒(méi)有阻隔作用呢?我們看看常用口罩的結(jié)構(gòu)。



      首先,口罩是由多層濾料分子構(gòu)成,從圖中的口罩表面顯微成像可以看到,口罩結(jié)構(gòu)中有大量棒狀的纖維結(jié)構(gòu),這也就意味著氣溶膠顆粒在口罩里不是走直線的簡(jiǎn)單過(guò)程,而是在過(guò)濾層間擴(kuò)散、沉積、吸附的復(fù)雜過(guò)程。具體有如下幾種機(jī)制:



      這幾種過(guò)濾機(jī)制中,顆粒越小時(shí),1、4沉積效應(yīng)越強(qiáng),顆粒越大時(shí),2、3效果越好。也就是說(shuō)并不是顆粒越小攔截效果越差,也不是顆粒越大攔截就越容易,下圖是綜合4種過(guò)濾機(jī)制的協(xié)同作用下濾料穿透率和粒徑關(guān)系圖。




      由圖可以看到,對(duì)于從幾十納米到微米級(jí)的顆粒,其在口罩中的穿透率都是比較低的,并且顆粒越小或越大,穿透率更低。這就意味著即使含有新型冠狀病毒氣溶膠顆粒,口罩是可以有效攔截的。至于主要傳播途徑的飛沫,其顆粒直徑一般大于10μm,口罩的攔截效率幾乎能達(dá)到100%。所以,無(wú)論新型冠狀病毒是以氣溶膠形式傳播還是以飛沫形式傳播,帶口罩都能有效地防控。 


      那么,病毒在空氣中擴(kuò)散是什么樣子的呢?沙特阿拉伯的阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)的研究人員構(gòu)建了一個(gè)模型,模擬含病毒的氣溶膠擴(kuò)散實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下:




     可以發(fā)現(xiàn),隨著中心位置的拉大,病毒濃度迅速下降。這一點(diǎn)說(shuō)明,在開(kāi)放空間可能含有病毒的氣溶膠顆粒會(huì)迅速擴(kuò)散,只要保持良好的通風(fēng)狀態(tài)和做好防護(hù)措施,氣溶膠的感染風(fēng)險(xiǎn)會(huì)很低。


     當(dāng)然關(guān)于氣溶膠傳播疫情概率較低的“假說(shuō)”也要辯證的來(lái)看。對(duì)于一線的醫(yī)務(wù)工作者,由于所在區(qū)域病毒濃度可能較高,空間又是相對(duì)密閉,這時(shí)候氣溶膠的影響就會(huì)加大,應(yīng)加強(qiáng)防護(hù);對(duì)于常規(guī)人群,只要戴口罩、少聚集、勤通風(fēng),在開(kāi)放空間里的氣溶膠傳播新型冠狀病毒就可防可控。因此,我們既不要談“毒”色變、過(guò)度防護(hù)和消毒,也不要過(guò)度自信、麻痹大意,這才是我們?cè)撚械姆揽貞B(tài)度。


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