COVID-19:保持距离和戴口罩是不够的
戴上口罩,保持距离,避开人群——这些是控制COVID-19流行的常见建议。然而,这些建议所依据的科学基础已有几十年的历史,不再反映当前的知识状况。为了改变这种情况,来自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、改进的传染性飞沫传播模型。事实证明,戴口罩和保持距离是有意义的,但这不应该让你产生一种虚假的安全感。即使戴着口罩,传染性飞沫也可以传播几米远,在空气中停留的时间也比之前想象的要长。
维也纳维也纳大学、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参与了该研究项目。传染病的新流体动力学模型滴发表在国际多相流学报.
旧数据的新面貌
“我们对液滴传播的理解已经在世界范围内被接受,是基于20世纪30年代和40年代的测量,”维也纳工业大学流体力学和传热研究所的Alfredo Soldati教授说。“当时的测量方法不像现在这么好,我们怀疑当时尤其小的液滴无法可靠地测量。”
在以前的模型中,对大液滴和小液滴进行了严格的区分:大液滴被重力向下拉,小液滴几乎沿直线向前移动,但蒸发得非常快。阿尔弗雷多·索尔达蒂说:“这幅图景过于简单化了。”因此,为了更好地理解新冠病毒的传播,是时候根据最新研究调整模型了。”
从流体力学的角度来看,情况很复杂——毕竟,我们正在处理的是所谓的多相流:粒子本身是液体,但它们在气体中运动。Soldati的专长正是这种多相现象:“小液滴以前被认为是无害的,但这显然是错误的,”Soldati解释道。“即使水滴蒸发了,气溶胶颗粒仍然存在,它可以包含病毒。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)的粒子大约需要15分钟才能落到地面。因此,即使遵守了保持距离的规定,也有可能接触到病毒——例如,在不久前被感染者使用过的电梯里。尤其有问题的是相对湿度高的环境,比如通风不良的会议室。冬季相对湿度比夏季高,需要特别注意。
保护规则:有用,但还不够
“口罩很有用,因为它们能阻止大液滴。保持距离也很有用。但我们的结果表明,这两种措施都不能提供有保障的保护,”Soldati说。与数学模型这一点现在已经提出,目前正在进行的模拟有可能计算出在不同距离、不同时间携带病毒的飞沫的浓度。“直到现在,政治决策主要基于病毒学和流行病学方面的研究。我们希望在未来,发现从流体力学也将包括在内,”索尔达蒂说。
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