“新冠病毒与颗粒”讨论之一——气溶胶对病毒传播的影响与防控

近，新型冠状病毒的传播和防护引起了大家的高度关注，尤其是病毒可以通过气溶胶传播的传言，大家更是谈“毒”色变。通过气溶胶传播是不是意味着口罩防护没用了？虽然国家对于新型冠状病毒的气溶胶传播没有给出严谨的结论，但咱们还是可以通过一些类似病毒的研究和数据来做个技术探讨。 

气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的分散系统，其结构、成分和形态都异常复杂。常见的细颗粒、臭氧、硫化物、氮化物等形成的雾霾都属于气溶胶范畴，粒度一般在几微米到几纳米之间。新型冠状病毒直径在80-120nm，这也就意味着它形成的气溶胶粒径一般在100nm左右。对于平均粒径在100nm左右的气溶胶颗粒，口罩到底有没有阻隔作用呢？我们看看常用口罩的结构。
 

首先，口罩是由多层滤料分子构成，从图中的口罩表面显微成像可以看到，口罩结构中有大量棒状的纤维结构，这也就意味着气溶胶颗粒在口罩里不是走直线的简单过程，而是在过滤层间扩散、沉积、吸附的复杂过程。具体有如下几种机制：

这几种过滤机制中，颗粒越小时，1、4沉积效应越强，颗粒越大时，2、3效果越好。也就是说并不是颗粒越小拦截效果越差，也不是颗粒越大拦截就越容易，下图是综合4种过滤机制的协同作用下滤料穿透率和粒径关系图。

由图可以看到，对于从几十纳米到微米级的颗粒，其在口罩中的穿透率都是比较低的，并且颗粒越小或越大，穿透率更低。这就意味着即使含有新型冠状病毒气溶胶颗粒，口罩是可以有效拦截的。至于主要传播途径的飞沫，其颗粒直径一般大于10μm，口罩的拦截效率几乎能达到100%。所以，无论新型冠状病毒是以气溶胶形式传播还是以飞沫形式传播，带口罩都能有效地防控。 

那么，病毒在空气中扩散是什么样子的呢？沙特阿拉伯的阿卜杜拉国王科技大学的研究人员构建了一个模型，模拟含病毒的气溶胶扩散实验，结果如下：

可以发现，随着中心位置的拉大，病毒浓度迅速下降。这一点说明，在开放空间可能含有病毒的气溶胶颗粒会迅速扩散，只要保持良好的通风状态和做好防护措施，气溶胶的感染风险极低。

当然关于气溶胶传播疫情概率较低的“假说”也要辩证的来看。对于一线的医务工作者，由于所在区域病毒浓度可能较高，空间又是相对密闭，这时候气溶胶的影响就会加大，应加强防护；对于常规人群，只要戴口罩、少聚集、勤通风，在开放空间里的气溶胶传播新型冠状病毒就可防可控。因此，我们既不要谈“毒”色变、过度防护和消毒，也不要过度自信、麻痹大意，这才是我们该有的防控态度