沙市七中 啥是氣溶膠( 二 )


定義
嚴格來講,“氣溶膠”指的懸浮在氣體中的顆粒,例如空氣中的小液滴 。多年來,有很多已出版的相關研究通過顆粒直徑對其進行分類 。
例如,普遍上認為:
一是沿氣流流線運動的空氣動力學直徑小于5–10μm的小顆粒具有潛在的短距離和長距離傳播能力;<5 μm的顆粒能夠輕易穿透氣道一直到達肺泡腔,<10 μm的顆粒容易穿透聲門下方 。
二是直徑> 20μm的大液滴,它們更容易在重力影響下沉降,由于液滴太大,它們無法沿吸入氣流流線運動 。對于這種粒徑,佩戴普通外科口罩即可起到有效防護作用,這種大液滴由于直徑太大,也不會通過口罩兩側(沒有緊貼皮膚的地方)被吸入呼吸道 。
三是直徑為10-20μm的“中間顆?!保鼈冊谀撤N程度上兼有小顆粒和大液滴的一些特性,但沉降速度比小于10μm的顆粒快,且可能攜帶的病原體劑量比大于20μm的大液滴小 。
“氣溶膠”還包括“液滴核”,它們是空氣動力學直徑為10μm或更小的小顆粒,通常在呼出的呼吸液滴快速干燥過程中產生 。
但是,在某些情況下,例如周圍空氣流動強,較大的液滴也會像氣溶膠一樣表現,并有可能通過此途徑傳播感染 。
我們由此可以推斷出,當顆粒直徑大于10 μm時,在下呼吸道(LRT)和聲門以下的穿透力迅速減弱,在該部位引發感染的可能性也迅速降低 。
類似地,直徑大于20 μm的顆粒引發感染的可能性更小,因為此類大顆??赡苷掣降胶粑郎掀ふ衬け砻?,或在進入下呼吸道前被纖毛纏住 。
美國傳染病學會(IDSA)提出了一個一般意義上的定義方案,將直徑小于等于10μm的顆粒定義為“可入肺顆粒(respirable particles)”;直徑在10μm到100μm之間的叫做“可吸入顆粒(inspirable particles)”,這些幾乎全部都沉積在上呼吸道 。
一些作者提出了“精細氣溶膠(fine aerosols)”,由直徑5μm或更小的顆粒組成,但這有時受到測量儀器的限制 。幾位論文作者將通過大液滴或氣溶膠大小的顆粒傳播一起稱作“空氣傳播”,或使用“氣溶膠傳播”描述可以通過吸入任何大小的顆粒引起疾病的病原體 。
但是,我們認為將直徑小于10微米的顆粒和其他更大一些的顆粒區分開來是重要的,因為它們在質量上的顯著差異意味著不同的懸浮時間,滲透氣道區域以及對個人防護裝備的要求 。
在本文中,我們用“空氣傳播”指代最為常見的一種定義,即病原體通過直徑小于10微米的氣溶膠大小的顆粒進行的傳播 。
如果被感染的病人由于呼吸、咳嗽或打噴嚏制造了不同大小的傳染性飛沫,那么個體之間無論是短距離呼吸道飛沫傳播,還是空氣中的小液滴核傳播都是可能的,傳播方式取決于與患者源的距離 。

沙市七中  啥是氣溶膠

文章插圖
短程和長程氣溶膠傳播的潛在途徑,以及這些液滴在表面(媒介)的沉降
在這些表面上,病原體經手觸摸傳播,然后自行接種到比如眼睛、鼻子和嘴的粘膜中,引起感染,這取決于這些表面上單個病原體的存活特征,以及暴露組織對病原體感染的易感性(與可用的兼容細胞受體有關) 。
舉例來說,當一個有機體的感染劑量(引起疾病所需的傳染源數量)較低,且在通風不良的擁擠條件下(醫院候診室、演講廳、公共交通工具等),即使對于空氣傳播能力存疑的病原體,在這樣的環境下產生大量充滿病原體的液滴時,仍可能發生爆炸式爆發 。
例如在一架沒有任何通風的已經落地的飛機上,由流感引發的多個繼發病例亦可被觀察到 。
過去幾年里,一些研究通過更加機械化的 *** (例如,在沒有任何生物相互作用的情況下,從更基本的物理和動態行為出發,研究從小到大的顆粒和液滴尺寸)對可能通過空氣傳播的病原體進行了分類 。但是對于任何特定病原體在空中傳播的可能性,可能必須結合流行病學和環境數據加以考慮,以使人信服,更何況潛在的暴露場景數量實際上是無限的 。
環境氣流的重要性
值得注意的是,“氣溶膠”本質上是一個相對的而非絕對的概念 。
如果環境氣流能夠使懸浮液滴維持更長時間,則較大液滴也可以在空氣中停留更久,從而在相當遠的距離處造成感染 。
例如,在某些強交叉氣流或自然通風的環境中,通風引起的氣流可以有效地傳播懸浮的病原體,從而在距離傳染源相當遠的地方引起感染 。
在工程計算中應用的、用于估計液滴在重力作用下的懸浮時間的一種標準規則(斯托克定律)是在多種假定條件下得出的,這些假定條件包括環境空氣靜止(不流動) 。

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