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        “新冠病毒與顆粒”討論之一——氣溶膠對病毒傳播的影響與防控

        丹東百特儀器有限公司  2020-02-18  點擊1215次

        最近,新型冠狀病毒的傳播和防護引起了大家的高度關注,尤其是病毒可以通過氣溶膠傳播的傳言,大家更是談“毒”色變。通過氣溶膠傳播是不是意味著口罩防護沒用了?雖然國家對于新型冠狀病毒的氣溶膠傳播沒有給出嚴謹的結論,但咱們還是可以通過一些類似病毒的研究和數據來做個技術探討。 

        氣溶膠是指懸浮在氣體介質中的固態或液態顆粒所組成的分散系統,其結構、成分和形態都異常復雜。常見的細顆粒、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。對于平均粒徑在100nm左右的氣溶膠顆粒,口罩到底有沒有阻隔作用呢?我們看看常用口罩的結構。

         

        首先,口罩是由多層濾料分子構成,從圖中的口罩表面顯微成像可以看到,口罩結構中有大量棒狀的纖維結構,這也就意味著氣溶膠顆粒在口罩里不是走直線的簡單過程,而是在過濾層間擴散、沉積、吸附的復雜過程。具體有如下幾種機制:

         



        這幾種過濾機制中,顆粒越小時,1、4沉積效應越強,顆粒越大時,2、3效果越好。也就是說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種過濾機制的協同作用下濾料穿透率和粒徑關系圖。



        由圖可以看到,對于從幾十納米到微米級的顆粒,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到100%。所以,無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,病毒在空氣中擴散是什么樣子的呢?沙特阿拉伯的阿卜杜拉國王科技大學的研究人員構建了一個模型,模擬含病毒的氣溶膠擴散實驗,結果如下:

         


        可以發現,隨著中心位置的拉大,病毒濃度迅速下降。這一點說明,在開放空間可能含有病毒的氣溶膠顆粒會迅速擴散,只要保持良好的通風狀態和做好防護措施,氣溶膠的感染風險極低。


        當然關于氣溶膠傳播疫情概率較低的“假說”也要辯證的來看。對于一線的醫務工作者,由于所在區域病毒濃度可能較高,空間又是相對密閉,這時候氣溶膠的影響就會加大,應加強防護;對于常規人群,只要戴口罩、少聚集、勤通風,在開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、過度防護和消毒,也不要過度自信、麻痹大意,這才是我們該有的防控態度。


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