距离和口罩不够

2019冠状病毒病:距离和口罩不够
携带病毒的液滴。资料来源:维也纳理工大学

戴口罩、保持距离、避开人群——这些是遏制COVID-19疫情的普遍建议。然而,这些建议所基于的科学基础是几十年前的,不再反映当前的知识状态。为了改变这种情况,流体动力学领域的几个研究小组现在联合起来,开发了一种新的、改进的传染性液滴传播模型。事实证明,戴口罩和保持距离是有道理的,但这不能让你产生一种虚假的安全感。即使有了口罩,传染性飞沫也能传播数米,在空气中停留的时间比以前认为的要长。

维也纳大学、佛罗里达大学、巴黎索邦大学、美国克拉克森大学和波士顿麻省理工学院都参与了这个研究项目。传染病的流体动力学新模型发表于国际多相流杂志

旧数据的新面貌

“我们对液滴传播的理解是建立在20世纪30年代和40年代的测量基础上的,”TU Wien流体力学和热传导研究所的Alfredo Soldati教授说。“当时的测量方法不如今天的好,我们怀疑,特别是小液滴在当时无法可靠地测量。”

在以前的模型中,大液滴和小液滴之间做了严格的区分:大液滴被重力拉往下,小液滴几乎沿直线运动,但蒸发得很快。阿尔弗雷多·索尔达蒂(Alfredo Soldati)说:“这幅图景过于简单化了。”“因此,是时候根据最新研究调整模型,以便更好地了解COVID-19的传播。”

从流体力学的角度来看,情况很复杂——毕竟,我们在处理所谓的多相流:粒子本身是液体,但它们以气体的形式运动。正是这种多相现象是索尔达蒂的专长:“小液滴以前被认为是无害的,但这显然是错误的,”索尔达蒂解释说。他说:“即使水滴蒸发了,仍有一种含有病毒的气溶胶粒子存在。这使得病毒可以传播几米远,并在空气中停留很长时间。”

在典型的日常情况下,一个直径为10微米(唾液滴的平均大小)的颗粒大约需要15分钟才会落到地面。因此,即使在遵守距离规则的情况下,也有可能接触到病毒——例如在不久前被感染者乘坐过的电梯里。特别是相对湿度高的环境,如通风不良的会议室。冬季的相对湿度比夏季高,因此需要特别注意。

保护规则:有用,但还不够

“口罩很有用,因为它们能阻止大的飞沫。保持距离也是有用的。但我们的研究结果表明,这两种措施都不能提供有保障的保护。与这一点现在已经被提出,目前正在进行的模拟可以计算出在不同时间不同距离携带病毒的液滴的浓度。“直到现在,主要基于病毒学和流行病学领域的研究。我们希望在未来,研究结果来自也将包括在内,”索尔达蒂说。


进一步探索

潮湿的空气可以延长携带病毒的气溶胶滴的寿命

更多信息:Balachandar等人。作为基于科学的社会距离指南的多相流问题的宿主间空气传播,国际多相流杂志(2020)。DOI: 10.1016 / j.ijmultiphaseflow.2020.103439
引用: 2019冠状病毒病:距离和口罩不够(2020年10月20日
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