揭秘氣溶膠傳播

現在出了個新名詞: 汽溶膠傳染。想說兩句有關氣溶膠的事。因為前些日子讀過一篇專門研究打噴嚏流體力學研究的論文, 其中提到這個，覺得有幾個結論，有可借鑒之處。也算一個讀後感，記錄下來，以備後查。

 

所謂氣溶膠(aerosol) 就是微米級的小飛沫，裏麵是病毒顆粒，稱為氣溶膠的核，外麵包裹的是唾液。由咳嗽或噴嚏產生。出口之後，懸浮蔓延在空氣中。

 

病毒有個重要特性，必須外麵有包圍的體液才能寄生存活。如果外麵體液沒了，就會死掉。所以如果空氣幹燥，濕度不高(例如不超過30%)，即使在室溫下，這麽小的顆粒，外麵包圍的體液會很快就蒸發掉，剩下的病毒就會死掉 (病毒怕幹不怕濕)。

 

以打噴嚏為例說說這個過程。

 

打噴嚏，是由於呼吸道中有刺激，是一種對這種刺激的自然反應，是一種下意識的人體動作，平常一般不會去想其細節。打噴嚏(咳嗽也是)，首先，我們吸氣到足夠大的程度，積攢足夠的氣壓之後，然後瞬間使氣流從體內排出，帶出刺激我們的體液來。之後這些氣流與體液在空中的運動都取決於這一瞬間所發生的一切。

 

體液從體內排出的瞬間，在氣壓的作用下，會迅速分解成許多大小不同的顆粒，經用高速攝像機測試，顆粒的大小一般在2微米到1毫米之間不等，大部分在10到25微米之間，最多的在15微米，當然這些尺寸分布和打噴嚏的人的力氣大小有關，力氣大會使顆粒趨向更細小，比較柔弱的，顆粒趨向大的一些。這個過程，一般稱為霧化(atomization), 噴霧器，灑水車，還有工業中很多化學與冶煉過程都用到霧化原理。

 

當這些顆粒霧化之後，有兩種主要的力影響它們的運動，一個是重力，一個是浮力。大於15微米的顆粒(大約15微米)，重力影響大，會呈平拋的運動軌跡落地，散布在打噴嚏人前方大約0。75米的範圍內。所以一般隔離距離定為2米。小的顆粒，空氣支持它們的浮力大於重力，就會懸浮在空氣中向四周彌漫，這種運動一般稱為布朗運動或熱運動。有人計算與試驗過，在飛機機艙裏，隻需要15秒到30秒就會彌漫整個機艙。如果在辦公室，家庭室內，視空間大小而相應可以推知。如果在室外或開窗或通風，這些汽溶膠顆粒會隨風飄走與風幹。大大減少其感染概率。

 

過濾器與過濾裝置，一般用其能過濾掉的最小顆粒尺寸來表征其過濾能力。醫用口罩，例如N95，過濾能力要求在0.5微米。就是因為汽溶膠的最小尺寸在2微米的原因。

 

日常生活中很多司空見慣的事情背後往往隱藏著很多奧秘。打噴嚏這樣人人都連想都不去想的事，背後有複雜的流體力學過程。現在世界上各國都有一些科學家致力於其研究，為流感等疾病的傳染控製提供科學根據。從此也可以看出科學發展之一斑，科學，分科的學問，現在越分越細了。