流感患者遠場咳嗽氣流的探究,對COVID-19防控有何啟示?

生活中,咳嗽在所難免,但在COVID-19疾病橫行的今天,咳嗽帶來的安全隱患著實堪憂。前段時間,加拿大研究者們對流感患者和健康者遠場咳嗽氣流的實驗測量結果顯示,

如果一個人向你的方向咳嗽且不遮擋,那麼兩米的距離可能還不足以抵擋病菌。該研究結果發表在《Progress inCanadian Mechanical Engineering》上。

流感患者遠場咳嗽氣流的探究,對COVID-19防控有何啟示?

doi.org/10.25071/10315/35362

研究者創建了一個咳嗽室(cough chamber),即一個封閉的、兩米的特殊立方體,一端有一個洞供受試者休息和咳嗽。研究者招募了58個18-35歲的受試者,要求每人咳嗽3次,利用粒子圖像測速(Particle image velocimetry, PIV)和熱絲測速(hotwire anemometry , HWA)技術來進行氣溶膠採樣和熱線測量記錄,測量參與者口腔下游的遠場。

流感患者遠場咳嗽氣流的探究,對COVID-19防控有何啟示?

咳嗽室示意圖(尺寸均為m)

將參與者分為患病、恢復期和健康三類,最終分別收集了48例病咳嗽、24例恢復期咳嗽及33例健康咳嗽的HWA數據;還有29例病咳嗽、9例恢復期咳嗽和15例健康咳嗽的PIV數據,通過分析並觀察生病和康復參與者咳嗽之間的微小差異,該結果還與大渦模擬(largeeddy simulation,LES)的數據進行了比較,試圖模擬人類咳嗽的瞬態行為。

流感患者遠場咳嗽氣流的探究,對COVID-19防控有何啟示?

歸一化中心速度

設想你距離某人幾米遠,如果他咳嗽且不遮擋,那麼大約三秒鐘內,他的咳嗽就會到達你身上,而且還在移動。即使你在2.5米外的地方,咳嗽中的氣流仍能以每秒200毫米的速度移動。該研究的作者Savory還稱,每種病毒都不相同,目前沒有真正合理的理由說兩米是安全的,但它比一米或更近的距離要好得多,顯然,離得越遠,風險就會越小。

此外,Savory正在將他的研究成果轉移到COVID-19上,其研究小組與舒利希醫學院的Eric Arts和化學和生化工程系的Franco Berruti達成合作,進一步探究新冠病毒液滴引發感染的具體劑量,研究其在空氣中的路徑,並分析不同的材料表面,以驗證其在不同溫度和溼度條件下的生存能力等。

End

參考資料:

[1]'Cough chamber' shows six feet not farenough

[2]Experimental Measurements Of Far FieldCough Airflows Produced By Healthy And Influenza-Infected Subjects

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