飛沫傳播，即病原微生物在呼吸，尤其是咳嗽和噴嚏時(shí)候，通過飛沫在空氣中的傳播距離（1米內(nèi)）移動(dòng)到易感人群的口、鼻黏膜或眼結(jié)膜等導(dǎo)致的傳播。病原體由傳染源通過咳嗽、噴嚏、談話排出的分泌物和飛沫，使易感者吸入受染。流腦、猩紅熱、百日咳、流感、麻疹等病皆可通過此方式傳播。

病毒通過飛沫可以傳播多遠(yuǎn)：1米的安全距離？

答案或許和我們想象的不一樣。

病毒

• 冠狀病毒回顧

2003 年，非典型性肺炎（簡稱 SARS）病毒的迅速傳播，在全球的廣泛蔓延，致使大約有 30 多個(gè)國家（或地區(qū)）的近 8000 人被傳染，這其中有 700 多人死亡，感染病死率在 9% 左右。

2009 年 7 月 6 日，約有 120 多個(gè)國家和地區(qū)，共感染新甲型 H1N1 流感為 94512 例，其中死亡病例為429例。甲型 H1N1 流感的迅速蔓延，其傳播速度之快，讓我們措手不及，引起了世界各國的廣泛關(guān)注。

2014年2月開始爆發(fā)的埃博拉病毒疫情肆虐西非，感染病例達(dá)19000多人，其中死亡7300多人，感染及死亡人數(shù)都達(dá)到歷史最高。

2012年，一種以前從未在人類身上發(fā)現(xiàn)過的新病毒首次在一名沙特阿拉伯居民身上發(fā)現(xiàn)。該病毒現(xiàn)在被稱為中東呼吸綜合征（MERS-CoV），截至2019年5月31日，全球共有2442人感染。MERS-CoV是一種呼吸道病毒，可導(dǎo)致嚴(yán)重疾病，迄今約35%的患者已死亡。中東呼吸綜合征是人畜共患病，人們通過直接或間接接觸單峰駱駝而感染。其病原體恰恰是SARS的近親，同屬于冠狀病毒，其傳染性雖不及非典，但死亡率比SARS還要高。

如果說萬物皆有靈，那么病毒有靈嗎？

前幾期文章，我嘗試分析了意識(shí)和靈魂等相關(guān)問題。在這里我們把它再局限為生命。那么，病毒是生命體嗎？

什么是生命？

其實(shí)這是一個(gè)很復(fù)雜的問題，單從生物角度來說，生命應(yīng)該包含一些基本特性：新陳代謝，遺傳，進(jìn)化，變異等。涉及到具體的物質(zhì)，就是DNA或者RNA,它是構(gòu)成生命體共通的，最基本的化學(xué)物質(zhì)。

那么病毒呢？

是的，這貨相當(dāng)懶惰了！它甚至沒有細(xì)胞核，簡單到就是蛋白外殼內(nèi)包裹著一團(tuán)RNA或DNA。大道至“簡”，是不是！如果說人體的基本構(gòu)成單元是細(xì)胞，那么細(xì)菌可以比作細(xì)胞，它們處于同一個(gè)維度，尺寸、結(jié)構(gòu)以及物質(zhì)構(gòu)成非常相似。最主要的區(qū)別在于細(xì)菌有獨(dú)特的細(xì)胞壁，這也是抗生素殺滅細(xì)菌的關(guān)鍵。因此，細(xì)菌的生存策略是寄生在人體中，而病毒的生存策略就寄生在細(xì)胞（包括細(xì)菌）中。

病毒連最基本的自我繁衍和新陳代謝都沒有，因?yàn)樗鼪]有細(xì)胞的相關(guān)結(jié)構(gòu)。

因此，什么是生命？從這個(gè)例子，你會(huì)有更深刻的認(rèn)識(shí)：病毒和構(gòu)成生命的基本單元（細(xì)胞）有著共同的祖先，即DNA或者RNA。所以它們都是生命。如果對人來說，生命是意識(shí)，是大腦，這在病毒中體現(xiàn)得漓淋盡致，生命就是DNA或者RNA。

人體依靠大腦指揮，寄生在浩瀚無垠的宇宙之中；病毒依靠DNA或者RNA寄生在莽莽的細(xì)胞叢林中。所以它們都是生命，都有靈，只是生存策略不同而已。

研究表明，病毒一般在空氣中難以單獨(dú)存活，這里的存活是指具備感染性。然而事實(shí)上，病毒因?yàn)樘×?，在空氣中一般都吸附在其它顆粒物上，例如塵埃、飛沫、細(xì)菌等。如此這般，病毒就可以存活了，而且時(shí)間差異較大。

綜上所述：

（1）病毒一旦離開宿主，其生存能力大大減弱，尤其是如果單獨(dú)存在，它就是一團(tuán)有機(jī)物，甚至不能稱其為生物。

（2）病毒在潮濕條件下存活能力較好，因?yàn)楦菀赘街谄渌矬w上。干燥情況下存活能力較弱。但是傳播距離更遠(yuǎn)，這主要是因?yàn)?strong>納米級顆粒物的空氣動(dòng)力學(xué)特性更好。

那么，新型冠狀病毒在體外可以存活多久呢？目前尚無明確的結(jié)論。但是通過科學(xué)家對SARS冠狀病毒的研究數(shù)據(jù)分析，可以對這一問題提供若干參考。

SARS病毒在人體外的普通表面附著時(shí)，存活時(shí)間一般是數(shù)小時(shí)。

（1）唾液和糞便中存活約5天；

（2）尿液中存活約10天；

（3）血液中可存活15天。

SARS病毒對溫度敏感，隨著溫度?上升，存活能力急劇下降。

（1）0℃以下，可以無限期存活；

（2）37℃可以存活4天；

（3）56℃加熱90分鐘可以完全滅活。

而對于新型冠狀病毒，研究數(shù)據(jù)表明，它對溫度更敏感。

（1）56℃加熱30分鐘即可以完全滅活；

（2）室溫25℃立刻喪失傳染性。

（3）一般白天有陽光照射，干燥情況下，其存活時(shí)間不超過2分鐘。

通過上述分析，空氣中的飛沫是新型冠狀病毒傳播的關(guān)鍵載體。至此，我們的問題就回歸到：人體呼出的飛沫可以傳播多遠(yuǎn)？

飛沫

當(dāng)你咳嗽或者打噴嚏時(shí)，你能看到飛沫，或者當(dāng)其他人對著你打噴嚏時(shí)，你能感覺到飛沫的存在。但是，你看不到無影無形的氣相的物質(zhì)。氣體云??產(chǎn)生的影響，是促使個(gè)體液滴抵達(dá)更遠(yuǎn)的地方，尤其是那些體積更小的液滴。目前一般認(rèn)為，打噴嚏時(shí)所噴發(fā)的口水會(huì)形成1000～40000粒飛沫高速噴出，速度可達(dá)時(shí)速177公里(每秒約 49.2米 )，因此是很多傳染病的傳染媒介。研究人員拍下打噴嚏者的飛沫噴發(fā)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)噴發(fā)瞬間，較大的飛沫會(huì)形成一股小型氣體云，較小的飛沫則四散到更遠(yuǎn)的距離。

通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，粒徑大于 10m 的飛沫，一方面會(huì)快速下沉，從而對人體危害較?。涣硪环矫?，在正常環(huán)境下會(huì)快速蒸發(fā)成為飛沫核，其粒徑急劇減小。實(shí)驗(yàn)研究表明，個(gè)體差異對飛沫的粒徑范圍影響較小，且呼吸、說話、咳嗽和噴嚏等行為產(chǎn)生的飛沫粒徑范圍也相當(dāng)。其粒徑范圍一般認(rèn)為在 0.1~10m 。此粒徑的飛沫以氣溶膠的形態(tài)存在，可長期懸浮在空氣中，隨空氣流動(dòng)傳播疾病。

嚴(yán)格上來說，粒徑大于 5m 的飛沫才屬于飛沫傳播，而粒徑小于 5m 的飛沫已經(jīng)屬于空氣傳播的范疇了。

數(shù)值模擬分析

室內(nèi)微生物污染是當(dāng)前研究的熱門問題?？茖W(xué)上，一般把含有病毒、細(xì)菌等有生命的微粒，稱為生物顆粒物 。由于空 氣污染的日益嚴(yán)重，關(guān)于微生物污染的研究也越來越多。許多研究成果表明，一些顆粒物還可能會(huì)對人體，造成直接的傷害，對人類社會(huì)發(fā)展影響深遠(yuǎn)。為了使研究更具普遍性，在人咳嗽或打噴嚏時(shí)，選取常規(guī)的室內(nèi)空間尺寸進(jìn)行模擬，人的口徑取 0.04m 。

• 呼吸時(shí)的飛沫傳播

上圖為以 0.3m/s 的速度模擬人正常呼吸時(shí)，飛沫的傳播過程。由圖可以看出，人體呼吸過程所產(chǎn)生的氣流，盡管比較微弱，但是飛沫沿發(fā)生方向仍可以傳播到近 4m 遠(yuǎn)的地方，并且在發(fā)生方向上的飛沫濃度大于兩側(cè)的濃度，傳播距離越遠(yuǎn)，濃度越低。

• 咳嗽時(shí)的飛沫傳播

上圖為以 10m/s 的速度模擬人咳嗽后，在 t=1.0s 時(shí)，呼出氣流的變化過程。由圖可以看 出，此時(shí)的呼出氣流依靠著形成的漩渦繼續(xù)向前傳播，同時(shí)擴(kuò)散作用逐漸顯現(xiàn)出來，紊動(dòng)擴(kuò)散引起的擾動(dòng)比較明顯，此時(shí)呼出氣流與周圍空氣在對流作用與擴(kuò)散作用下進(jìn)行傳播。

• 噴嚏時(shí)的飛沫傳播

上圖為呼出氣流速度 40m/s 時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)，飛沫沿發(fā)生方向傳播的過程。由圖可以看出，人體打噴嚏一次產(chǎn)生的飛沫至少可以傳播 4.5m，沿發(fā)生方向上的濃度大于其兩側(cè)的濃度。

溫度

無論是 2003 年的 SARS 的爆發(fā)，還是當(dāng)前新型肺炎的傳播，都是發(fā)生在春秋季節(jié)，而不是在炎熱的夏季。結(jié)合實(shí)際，取環(huán)境溫度為 280K(7°C)和 298K (25°C)進(jìn)行模擬。人呼出的含有飛沫的氣流視為空氣和飛沫組成的混合氣體，呼出氣體的溫度取 36°C。各物性參數(shù)參考一般情況，此處不一一列出。

上圖為環(huán)境空氣溫度為280K（7℃） ，t=1s時(shí)，咳嗽飛沫的傳播圖像。

上圖為環(huán)境空氣溫度為298K（25℃） ，t=1s時(shí)，咳嗽飛沫的傳播圖像。

通過上述對比分析，主要差異：環(huán)境溫度為280K（7℃）時(shí)，飛沫的影響范圍較298K（25℃）時(shí)大。

主要原因分析:

(1)環(huán)境溫度為280K（7℃）時(shí)，呼出氣流與環(huán)境空氣之間的溫差相對較大，則對流 作用相對較強(qiáng)，氣流向前沖擊的較遠(yuǎn);

(2) 環(huán)境溫度為298K（25℃）時(shí)，空氣的粘性相對比較大，對呼出氣流產(chǎn)生的阻力也較大。

以上數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果和噴口射流理論相吻合。

小結(jié)

（1）速度為 0.3m/s 時(shí)，擾動(dòng)主要產(chǎn)生在沿呼出氣流發(fā)生方向上，未形成明顯的漩渦；

（2）呼出氣流速度為 10m/s 時(shí)，沿氣流發(fā)生方向上大約 1m 的位置，開始發(fā)展成漩渦；

（3）呼出氣流速度為 40m/s 時(shí)，在氣流發(fā)生方向上大約 4m 的位置，發(fā)展成漩渦。

（4）環(huán)境溫度在 280K（7℃）時(shí)，沿氣流發(fā)生方向飛沫的傳播距離為 1.45m；

（5）環(huán)境溫度為 298K（25℃）時(shí)，飛沫的傳播距離為 1.32m。

最后，一點(diǎn)兒題外話：一切皆為幻象，相信科學(xué)，追求真理。作為大國公民，我們應(yīng)該要具備基本的底層邏輯：戴口罩，少外出，多讀書。

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