新加坡本地最新研究显示,咳嗽释出的飞沫,在高温和干燥的空气里飞得最远、在空气中停留最久。
这项研究显示,飞沫在空气中的传播距离,很大程度上取决于环境因素如风速、相对湿度及空气温度,因此不同场所的病毒传播风险各异,须采取不同措施确保活动能安全进行。
咳嗽会释出数以千计不同大小的飞沫微粒。研究发现,冠病病毒可通过直径少于10微米的飞沫或气溶胶传播。其中,直径少于5微米的气溶胶可侵入肺部深处,直径介于5至10微米的飞沫一般则停留在上呼吸道。
新加坡科技研究局(A*STAR)旗下的高性能计算研究院(IHPC)通过电脑建模,计算热带气候户外环境的气流及飞沫的传播距离。材料研究与工程研究院(IMRE)则在公共空间进行测试,使用飞沫生成器和微粒传感器分别代表两个站着的人,一人是咳嗽者,另一人则站在1米以外。
研究团队是以本地平均气候,即气温30摄氏度、相对湿度84%以及每秒2米的风速作为测试标准。
结果显示,直径100微米的飞沫,可在空气中停留约8.5秒,传播距离可达6.6米。相比之下,直径1000微米的飞沫则可传播1.3米,超过目前规定的1米安全距离。
研究也发现,咳嗽者释出的飞沫中,有超过六成落在1米以外的另一人身上,当中多数是直径超过100微米的飞沫。研究人员建议,戴手术口罩可有效阻挡粒径较大的飞沫,抑制病毒传播。
此外,粒径较大的飞沫随着蒸发而缩小后,会在空气中停留更久及传播更远,在空气干燥的高温环境下尤其如此。
在相对湿度较低的环境中,粒径较小的飞沫也会迅速蒸发,形成更小的飞沫核(droplet nuclei),并且在空气中悬浮数小时,造成更高的感染风险。
参与研究的新科研高性能计算研究院科学家李红英解释,蒸发的飞沫会保留非挥发性的病毒成分,因此病毒载量也会提高。“这意味着蒸发的飞沫形成气溶胶后,更容易被吸入肺部深处,造成下呼吸道感染。”
研究也指出,风速越高,飞沫的传播距离就越远。举例来说,直径100微米的飞沫,在无风的情况下可传播0.8米;在每秒3米的风速下,则可传播6.8米。
咳嗽一般由上往下
幼童更易被飞沫感染
若直径超过100微米,则会因地心引力,很快掉落到地面,但粒径较大的飞沫在无风时也能传播至少1米。
研究人员提醒,由于咳嗽一般是由上往下,幼童被飞沫感染的风险比成人更高,而身高较矮者应该与较高者保持超过2米的安全距离。
这项研究成果已发表于本月出版的科学期刊《液体物理学》(Physics of Fluids)。
新科研也与公共领域机构及活动主办方合作,在会议厅和露天剧场等人群聚集的场所举办试行计划,评估不同环境的病毒传播风险。
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