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  • 1 # 祝福射手

    曾經看到過一個科普影片,國外的製作,網上或許可以搜到,在空曠環境下,一個人打噴嚏的距離,好像可以達到200米!!所以,噴嚏裡含有的細菌病毒微生物就可能也會跟著飛這麼遠!但是,環境是複雜的,病毒肯定隨時會粘附在阻攔的物體上,這就複雜了。但是不管怎麼說,打噴嚏咳嗽的時候,不要對人,對著自己胳膊肘或者紙巾,也不要對著別人打噴嚏,這是素質和教養

  • 2 # 天道酬勤5566

    病毒,或者帶有病毒的飛沫,沒有能力自己飛行,就算隨風,也無法長距離飛行,此病毒在Sunny下直接暴露幾分鐘就可能已經死亡了

  • 3 # 科學薈萃

    飛沫傳播,即病原微生物在呼吸,尤其是咳嗽和噴嚏時候,透過飛沫在空氣中的傳播距離(1米內)移動到易感人群的口、鼻黏膜或眼結膜等導致的傳播。病原體由傳染源透過咳嗽、噴嚏、談話排出的分泌物和飛沫,使易感者吸入受染。流腦、猩紅熱、百日咳、流感、麻疹等病皆可透過此方式傳播。

    病毒透過飛沫可以傳播多遠:1米的安全距離?

    答案可能顛覆你的認知。

    病毒冠狀病毒回顧

    2003 年,非典型性肺炎(簡稱 SARS)病毒的迅速傳播,在全球的廣泛蔓延,致使大約有 30 多個國家(或地區)的近 8000 人被傳染,這其中有 700 多人死亡,感染病死率在 9% 左右。

    2009 年 7 月 6 日,約有 120 多個國家和地區,共感染新甲型 H1N1 流感為 94512 例,其中死亡病例為429例。甲型 H1N1 流感的迅速蔓延,其傳播速度之快,讓我們措手不及,引起了世界各國的廣泛關注。

    2014年2月開始爆發的埃博拉病毒疫情肆虐西非,感染病例達19000多人,其中死亡7300多人,感染及死亡人數都達到歷史最高。

    2012年,一種以前從未在人類身上發現過的新病毒首次在一名沙烏地阿拉伯居民身上發現。該病毒現在被稱為中東呼吸綜合徵(MERS-CoV),截至2019年5月31日,全球共有2442人感染。MERS-CoV是一種呼吸道病毒,可導致嚴重疾病,迄今約35%的患者已死亡。中東呼吸綜合徵是人畜共患病,人們透過直接或間接接觸單峰駱駝而感染。其病原體恰恰是SARS的近親,同屬於冠狀病毒,其傳染性雖不及非典,但死亡率比SARS還要高。

    如果說萬物皆有靈,那麼病毒有靈嗎?

    前幾期文章,我嘗試分析了意識和靈魂等相關問題。在這裡我們把它再侷限為生命。那麼,病毒是生命體嗎?

    什麼是生命?

    其實這是一個很複雜的問題,單從生物角度來說,生命應該包含一些基本特性:新陳代謝,遺傳,進化,變異等。涉及到具體的物質,就是DNA或者RNA,它是構成生命體共通的,最基本的化學物質。

    那麼病毒呢?

    是的,這貨相當懶惰了!它甚至沒有細胞核,簡單到就是蛋白外殼內包裹著一團RNA或DNA。大道至“簡”,是不是!如果說人體的基本構成單元是細胞,那麼細菌可以比作細胞,它們處於同一個維度,尺寸、結構以及物質構成非常相似。最主要的區別在於細菌有獨特的細胞壁,這也是抗生素殺滅細菌的關鍵。因此,細菌的生存策略是寄生在人體中,而病毒的生存策略就寄生在細胞(包括細菌)中。

    病毒連最基本的自我繁衍和新陳代謝都沒有,因為它沒有細胞的相關結構。

    因此,什麼是生命?從這個例子,你會有更深刻的認識:病毒和構成生命的基本單元(細胞)有著共同的祖先,即DNA或者RNA。所以它們都是生命。如果對人來說,生命是意識,是大腦,這在病毒中體現得漓淋盡致,生命就是DNA或者RNA。

    人體依靠大腦指揮,寄生在浩瀚無垠的宇宙之中;病毒依靠DNA或者RNA寄生在莽莽的細胞叢林中。所以它們都是生命,都有靈,只是生存策略不同而已。

    研究表明,病毒一般在空氣中難以單獨存活,這裡的存活是指具備感染性。然而事實上,病毒因為太小了,在空氣中一般都吸附在其它顆粒物上,例如塵埃、飛沫、細菌等。如此這般,病毒就可以存活了,而且時間差異較大。

    綜上所述:

    (1)病毒一旦離開宿主,其生存能力大大減弱,尤其是如果單獨存在,它就是一團有機物,甚至不能稱其為生物。

    (2)病毒在潮溼條件下存活能力較好,因為更容易附著在其它物體上。乾燥情況下存活能力較弱。但是傳播距離更遠,這主要是因為奈米級顆粒物的空氣動力學特性更好。

    那麼,新型冠狀病毒在體外可以存活多久呢?目前尚無明確的結論。但是透過科學家對SARS冠狀病毒的研究資料分析,可以對這一問題提供若干參考。

    SARS病毒在人體外的普通表面附著時,存活時間一般是數小時。

    (1)唾液和糞便中存活約5天;

    (2)尿液中存活約10天;

    (3)血液中可存活15天。

    SARS病毒對溫度敏感,隨著溫度️上升,存活能力急劇下降。

    (1)0℃以下,可以無限期存活;

    (2)37℃可以存活4天;

    (3)56℃加熱90分鐘可以完全滅活。

    而對於新型冠狀病毒,研究資料表明,它對溫度更敏感。

    (1)56℃加熱30分鐘即可以完全滅活;

    (2)室溫25℃立刻喪失傳染性。

    (3)一般白天有Sunny照射,乾燥情況下,其存活時間不超過2分鐘。

    透過上述分析,空氣中的飛沫是新型冠狀病毒傳播的關鍵載體。至此,我們的問題就回歸到:人體撥出的飛沫可以傳播多遠?

    飛沫

    一聲咳嗽,可播散約10萬個病菌;一個噴嚏,約有100萬個病菌。一個噴嚏可在1秒鐘內噴射到6米以外的地方,可見流感病毒播散的速度驚人。含有病毒的細小飛沫也會落在周圍的物體表面,人們無意中觸控到這些物體,再用手摳鼻子或揉眼睛,也有可能感染流感。

    當你咳嗽或者打噴嚏時,你能看到飛沫,或者當其他人對著你打噴嚏時,你能感覺到飛沫的存在。但是,你看不到無影無形的氣相的物質。氣體雲☁️產生的影響,是促使個體液滴抵達更遠的地方,尤其是那些體積更小的液滴。目前一般認為,打噴嚏時所噴發的口水會形成1000~40000粒飛沫高速噴出,速度可達時速177公里(每秒約 49.2米 ),因此是很多傳染病的傳染媒介。研究人員拍下打噴嚏者的飛沫噴發狀態,發現噴發瞬間,較大的飛沫會形成一股小型氣體雲,較小的飛沫則四散到更遠的距離,比現在所知的距離至少遠5~200倍之多。

    如果你身邊的人打噴嚏,你可以看見他噴出的飛沫,甚至被噴到口水,以為擦掉了口水或是暫時捂住口鼻,就可以避免細菌沾附散佈。不過研究揭露,還有人類肉眼看不到的飛沫所形成的氣體雲,它停留在空氣中的時間更長,傳染疾病的機率遠超過一般人的原本認知。研究人員表示,這一發現意味著辦公室的通風系統在疾病傳播過程中所起的作用,比我們以前認為的更大。

    透過查閱相關文獻資料,粒徑大於 10m 的飛沫,一方面會快速下沉,從而對人體危害較小;另一方面,在正常環境下會快速蒸發成為飛沫核,其粒徑急劇減小。實驗研究表明,個體差異對飛沫的粒徑範圍影響較小,且呼吸、說話、咳嗽和噴嚏等行為產生的飛沫粒徑範圍也相當。其粒徑範圍一般認為在 0.1~10m 。此粒徑的飛沫以氣溶膠的形態存在,可長期懸浮在空氣中,隨空氣流動傳播疾病。

    嚴格上來說,粒徑大於 5m 的飛沫才屬於飛沫傳播,而粒徑小於 5m 的飛沫已經屬於空氣傳播的範疇了。

    數值模擬分析

    室內微生物汙染是影響人體健康的重要因素之一。科學上,一般把含有病毒、細菌等有生命的微粒,稱為生物顆粒物 。由於空 氣汙染的日益嚴重,關於微生物汙染的研究也越來越多。許多研究成果表明,一些顆粒物還可能會對人體,造成直接的傷害,對人體健康危害性極大。為了使研究更具普遍性,在人咳嗽或打噴嚏時,選取常規的室內空間尺寸進行模擬,人的口徑取 0.04m 。

    呼吸時的飛沫傳播

    正常呼吸過程速度場

    正常呼吸過程濃度場

    上圖為以 0.3m/s 的速度模擬人正常呼吸時,飛沫的傳播過程。由圖可以看出,人體呼吸過程所產生的氣流,儘管比較微弱,但是飛沫沿發生方向仍可以傳播到近 4m 遠的地方,並且在發生方向上的飛沫濃度大於兩側的濃度,傳播距離越遠,濃度越低。

    咳嗽時的飛沫傳播

    咳嗽過程速度場

    咳嗽過程濃度場

    上圖為以 10m/s 的速度模擬人咳嗽後,在 t=1.0s 時,撥出氣流的變化過程。由圖可以看 出,此時的撥出氣流依靠著形成的漩渦繼續向前傳播,同時擴散作用逐漸顯現出來,紊動擴散引起的擾動比較明顯,此時撥出氣流與周圍空氣在對流作用與擴散作用下進行傳播。

    噴嚏時的飛沫傳播

    噴嚏過程速度場

    噴嚏過程濃度場

    上圖為撥出氣流速度 40m/s 時,在一個週期內,飛沫沿發生方向傳播的過程。由圖可以看出,人體打噴嚏一次產生的飛沫至少可以傳播 4.5m,沿發生方向上的濃度大於其兩側的濃度。

    溫度

    無論是 2003 年的 SARS 的爆發,還是當前新型肺炎的傳播,都是發生在春秋季節,而不是在炎熱的夏季。結合實際,取環境溫度為 280K(7°C)和 298K (25°C)進行模擬。人撥出的含有飛沫的氣流視為空氣和飛沫組成的混合氣體,撥出氣體的溫度取 36°C。各物性引數參考一般情況,此處不一一列出。

    7℃咳嗽飛沫傳播速度場

    7℃咳嗽飛沫傳播濃度場

    上圖為環境空氣溫度為280K(7℃) ,t=1s時,咳嗽飛沫的傳播影象。

    25℃咳嗽飛沫傳播速度場

    25℃咳嗽飛沫傳播濃度場

    上圖為環境空氣溫度為298K(25℃) ,t=1s時,咳嗽飛沫的傳播影象。

    透過上述對比分析,主要差異:環境溫度為280K(7℃)時,飛沫的影響範圍較298K(25℃)時大。

    主要原因分析:

    (1)環境溫度為280K(7℃)時,撥出氣流與環境空氣之間的溫差相對較大,則對流 作用相對較強,氣流向前衝擊的較遠;

    (2) 環境溫度為298K(25℃)時,空氣的粘性相對比較大,對撥出氣流產生的阻力也較大。

    以上數值模擬計算結果和噴口射流理論相吻合。

    自由紊動射流流動特徵示意圖

    小結

    (1)速度為 0.3m/s 時,擾動主要產生在沿撥出氣流發生方向上,未形成明顯的漩渦;

    (2)撥出氣流速度為 10m/s 時,沿氣流發生方向上大約 1m 的位置,開始發展成漩渦;

    (3)撥出氣流速度為 40m/s 時,在氣流發生方向上大約 4m 的位置,發展成漩渦。

    (4)環境溫度在 280K(7℃)時,沿氣流發生方向飛沫的傳播距離為 1.45m;

    (5)環境溫度為 298K(25℃)時,飛沫的傳播距離為 1.32m。

    微生物

    勤洗手

    最後,一點兒題外話:一切皆為幻象,相信科學,追求真理。作為大國公民,我們應該要具備基本的底層邏輯:戴口罩,少外出,多讀書。

    參考文獻:

    「1」周曉瑜,施瑋等.室內生物源性汙染對健康影響的研究進展[J].公共衛生,2005,34(3):367.

    「2」張顯暉.空氣中傳染性飛沫傳播過程的數值模擬[J].內蒙古科技大學,2011.

    「3」李光熙,陶文銓等.非典型肺炎病毒在空氣中傳播過程的初步數值模擬[J].西安交通大學學報,2003,37(7):764-766.

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