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免费在线工具计算新冠肺炎病毒在通大富豪下载风不良的空间传播的风险

物理学 2022-07-17 23:59:06

剑桥大学 从患者样本中分离出的严重感染SARS-CoV-2病毒颗粒的细胞(蓝色)的彩色扫描电子显微照片(红色)

图像拍摄于马里兰州德特里克堡的国家航空航天研究所综合研究设施(IRF)

信用:NIAID 研究人员已经量化了通风在新冠肺炎病毒传播中的重要作用。他们发现,在通风不良的空间里,病毒会在几秒钟内传播两米以上,而且通过长时间交谈传播的可能性远远大于通过咳嗽传播的可能性

发表在《皇家学会学报》上的研究结果显示,仅靠社交距离措施不足以抵御病毒,并进一步强调了通风和口罩对于减缓新冠肺炎病毒传播的至关重要性

来自剑桥大学和伦敦帝国理工学院的研究人员利用数学模型展示了导致新冠肺炎病的非典病毒如何在不同的室内空间传播,这取决于房间的大小、占用情况、通风情况以及是否戴了口罩

这些模型也是免费在线工具“空降”的基础

cam,帮助用户了解通风和其他措施如何影响室内传播风险,以及风险如何随时间变化

研究人员发现,当两个人在一个通风不良的空间,而且都没有戴口罩时,长时间的谈话比短暂的咳嗽更有可能传播病毒

说话时,我们呼出较小的水滴或气溶胶,它们很容易在房间里扩散,如果通风不充分就会积聚

相比之下,咳嗽会排出更多的大液滴,这些大液滴喷出后更有可能沉积在表面

当不戴口罩时,气溶胶扩散到两米只需要几秒钟,这意味着在没有通风的情况下,物理距离不足以保证长时间暴露的安全性

然而,当佩戴任何类型的口罩时,它们会减缓呼吸的势头,过滤一部分呼出的飞沫,从而减少气溶胶中可能通过空间传播的病毒数量

科学界的共识是,绝大多数新冠肺炎病例都是通过室内传播传播的——无论是通过气溶胶还是飞沫

正如人们在夏季和秋季所预测的那样,现在北半球的冬天已经到来,人们在室内度过了更多的时间,新冠肺炎病例的数量也相应增加

“当你考虑到病毒被发现仅仅一年后,我们对SARS-CoV-2在空气中传播的知识已经以令人难以置信的速度发展,”Dr

剑桥工程系的佩德罗·德·奥利韦拉是这篇论文的第一作者

“解决这个问题有不同的方法

在我们的工作中,我们考虑了人类呼出的大量呼吸道飞沫,以展示空气中病毒传播的不同情况——第一种情况是小的传染性飞沫在几秒钟内迅速扩散到几米以外,这种情况在室内和室外都可能发生

然后,我们展示了这些小水滴是如何长期积累在室内空间的,以及如何通过充分通风来缓解这种情况

" 研究人员使用数学模型来计算呼出颗粒中包含的病毒量,并确定这些颗粒是如何蒸发并沉积在表面的

此外,他们利用病毒的特征,如其在受感染个体中的衰变率和病毒载量,来估计在室内环境中由于正常的言语或受感染者的短暂咳嗽而传播的风险

例如,他们表明在一个典型的教室里讲一个小时后感染的风险很高,但是如果有足够的通风,风险可以显著降低

基于他们的模型,研究人员现在已经建立了机载

cam是一个免费的开源工具,可以被商店、工作场所和教室等公共空间的管理者用来确定通风是否充足

该工具已经在剑桥大学的几个学术部门使用

该工具现已成为大学中任何高风险空间的必备工具,使各部门能够轻松识别危害,并控制测量所需的变化,以确保气溶胶不会成为健康风险

“该工具可以帮助人们使用流体力学做出更好的选择,并调整他们的日常活动和环境,以抑制风险,无论是对他们自己还是对其他人,”共同作者萨瓦斯·格坎托纳斯说,他领导了该应用程序的开发

先锋奥利维拉

“我们正在研究气溶胶和液滴传播的各个方面,以了解例如咳嗽和说话所涉及的流体力学,”同样来自工程系的资深作者Epaminondas Mastorakos教授说

“湍流的作用以及它如何影响哪些液滴依靠重力沉降,哪些液滴仍然漂浮在空气中,这一点尤其没有得到很好的理解

我们希望这些和其他新的结果将作为安全因素在应用程序中实施,我们将继续调查

" 机载的持续发展

cam将很快在移动平台上推出,部分由剑桥企业和丘吉尔学院支持

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