如果没有口罩,一个喷嚏能“打”多远?

2020-02-27 13:17     观察者网

原标题:苏澄宇:还不戴口罩?看看喷嚏和咳嗽到底能飞多远

【文/苏澄宇】

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!

如果没有口罩,一个喷嚏能“打”多远?

科学家用的高速摄影机(图片来源:nature video)

喷嚏和咳嗽的时候喷出来的是什么?

如果没有口罩,一个喷嚏能“打”多远?

摄影机下喷嚏时喷射出的唾液(图片来源:nature video)

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。

如何观察咳嗽、喷嚏的气体流动?

前面说了,气溶胶是很小东西,人的肉眼是很难看清的。所以科学家用了什么方法来进行观察呢?具体来说,科学家用2个摄影机和多个光源,在高帧率下拍摄喷嚏下的大量细节,最后用慢动作播放观察,建立数学模型计算。

实验中,科学家招募来10名健康志愿者,站在摄影机前方,然后刺激他们的呼吸道,让志愿者忍不住打喷嚏、咳嗽,通过高速摄像机捕捉到喷嚏、咳嗽时的瞬间。

如果没有口罩,一个喷嚏能“打”多远?

实验方式(图片来源:文献1)

通过这个可以每秒捕捉几千帧的高速摄影机,科学家可以观察到人们咳嗽或打喷嚏时产生的液滴。

如果没有口罩,一个喷嚏能“打”多远?

喷嚏产生的雾状结构(图片来源:nature viedeo)

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