飞沫传播与社交距离
2020-06-03贾朋群孙梦晗
■ 贾朋群 孙梦晗
(作者单位:中国气象局气象干部培训学院)
新冠肺炎疫情在全球的蔓延,让人们逐步认识到了社交距离在预防传染病传播中的作用。有研究指出,中国采取疫情控制措施后,新冠肺炎从1人传染3.8人下降至0.32人。这些措施中,包括了保持社交距离,能有效切断潜在的传染链的原理。
那么,什么是社交距离?美国疾病控制中心(CDC)的定义为:社交距离(也称为“物理距离”)是指让自己和他人之间保持距离。要保持社交距离或物理距离,应该做到:1)至少与他人保持6英尺(2米)的距离;2)勿扎堆聚集;3)远离人多的地方,避免大规模聚会。CDC认为,当新冠病毒在居住区域传播时,人人都应限制在室内和室外空间与家庭以外人员的密切接触,这时,社交距离对于那些患病风险更高的群体而言尤为重要。
那么,2米的社交距离的依据是什么呢?或者说“6英尺”的社交距离为什么就能有效防止传染呢?《BBC科学聚焦》杂志分析了人类咳嗽喷出的飞沫,类似于大气中的气溶胶的传播,解释了人类咳嗽行为使得病菌能扩散多远,得到了与社交距离基本一致的结果(图1)。
从生理角度看,人类咳嗽是在位于肺和胃之间的横膈膜,腹肌以及肋骨肌肉的驱动下产生的行为,它在净化肺部刺激物或粘液方面十分有效,但却也会因此喷出数千唾液滴液。这些滴液会以160 km/h的速度扩散。传播的每个唾液中,都可能包含病毒或细菌,传播的距离因滴液的大小可达约2米左右。如图1中的蓝衣女士与正在咳嗽的先生之间的2米范围内的红色滴液所示,部分咳嗽的滴液会进入周围人群的鼻子或嘴里。与此同时,其余沉降的滴液中的细菌由于可以在某些表面上存活数小时,将有可能转移给毫无戒心的其他受害者。美国麻省理工学院学者的研究表明,咳嗽带来的包含病毒的分泌物,还能形成不可见的云状气体,如图1中一家三口与正在咳嗽的先生之间的灰色滴液部分所示,这种云状气体传播更远,甚至传遍整个房间,并且能在空气中停留更长时间。这充分表明保持社交距离和佩戴口罩配合,在阻止病毒传播上的重要作用。
范德比尔特大学传染病专家威廉·沙夫纳博士认为,“2米”社交距离的规则来自呼吸生理学,“哪怕没有咳嗽或打喷嚏,在我们呼吸的时候,彼此之间3~6英尺的距离称为呼吸区。我们吸入的空气正是这个距离内的与已经存在空气的混合。” 沙夫纳说,“因此,如果你站在我3~6英尺的范围内,你可能会吸入一些我呼出的东西。当然,如果我感染了这种病毒,那么微观上讲,我所呼出的就是这种病毒。”
图1 人类咳嗽产生飞沫在空气中的传播示意图
如果说在平面上2米的社交距离,是限制人际交流太过亲密的一个度量,那么在垂直方向上的这个距离,则代表的是阴阳之别。在西方文化中,要求墓穴深度一般不得少于2米,而对“6英尺下”来源的解释之一,恰恰也是与一场疫病有关。1665—1666年,黑死病肆虐英国,为防止疫病的进一步传播,当时的伦敦市长下令将已故感染者的遗体深埋于地下6英尺。另一个说法是,6英尺大约相当于一个身长,是保证逝者免受动物和盗墓贼惊扰的一个基本高度。
呼吸道飞沫无疑是包括新冠病毒在内的人与人之间病毒传播的重要渠道,而人类排出的这类飞沫,从空气动力学角度的传播距离,为得到人类泰然应对流行病爆发必须保持的基本距离——即社交距离提供了依据。美国哈佛大学一个疾病研究小组最新在《科学》上发表的研究结果提示我们,由于全球确诊病例已经达百万量级,新冠病毒的彻底根除几乎很难实现。因此,为避免新冠病毒的卷土重来,在全球范围内实施间歇性的“保持社交距离”的社会疏远类措施,要直至2022年。