保持社交距离和洗手的基本原理
在新冠肺炎疫情期间,互联网上充斥着有关保持社交距离的专家建议。
与此同时,原始的情感驱使许多人大量前往杂货店。
除了卫生纸,酒精洗手液也是每个人恐慌购物清单上的最爱。洗手液的销量几乎上升了500%相比之下,肥皂的价格只上涨了微不足道的70%。
那么,为什么专家建议保持社交距离?洗手液能解决我们所有的问题吗?
为什么我们要保持社交距离
有些病毒,如埃博拉病毒和艾滋病毒,主要通过密切接触甚至亲密接触传播。其他病毒,如冠状病毒,通过打喷嚏、咳嗽或说话从原始宿主排出的飞沫传播。
与细菌不同,病毒本身不具有任何代谢机制。换句话说,病毒只能在宿主外存活有限的时间,需要迅速到达下一个宿主。如果一个潜在的宿主站在含有病毒的飞沫的传播范围内,那么他们很有可能被飞沫感染。
液滴可以移动的范围是多少?
在一个研究研究人员在距离流感患者不同距离的医院房间里对空气进行了采样,发现即使是距离患者六英尺的地方,医护人员也可能受到感染。这一发现驳斥了之前的观点,即气溶胶液滴可以从3到6英尺的高度传播。
另一个研究甚至还发现,液滴不是直接从嘴里掉到地上,而是在其液体成分干燥后继续传播。因此,病毒颗粒可以传播10米(30英尺)远。
从这些研究中可以推断出30英尺的距离是最安全的。然而,由于保持这样的距离并不总是可行的,我们可以从保持社交距离的6英尺开始。
社交距离的数学解释
保持社交距离如何减少病毒的传播?
任何时间(t)的感染人数可计算为:
N(t) = N0e ^ (a * t)
N(t): t时刻感染人数
N0:起始感染人数
A:感染(传播)率;A越小,案件数量的增加就越小。
根据教授卢·布卢姆菲尔德在弗吉尼亚大学的研究中,一个被感染的病人通常会感染两到三个人,或者当a = 2或a = 3时。
当一个病人感染另外两个病人时,a = 2:
N(t) = N0e ^ t (2)
当一个病人感染三个病人时,a = 3:
N(t) = N0e ^ (3 t)
像任何其他y = e ^ a(> 1)指数图一样,y的值将迅速翻倍。在病毒感染的情况下,病例数将在短短几天内翻一番,图表的形状将看起来像下面曲线的“指数”部分。
保持社交距离可以将患者感染的人数减少到1人(a = 1),因此:
N(t) = N0e的t次方= N0e
结果是一条平坦的线,看起来像下图中“平坦”的部分,感染的传播已经显著放缓。
图1:韩国冠状病毒病例总数随时间的变化。
数据来源:https://www.worldometers.info/coronavirus/country/south-korea/.
图片来源:何希亚。
为什么肥皂和水比洗手液更好?
消毒程序的有效性因不同类型的病毒而异。
病毒有两种类型:裸病毒和包膜病毒。裸病毒由外壳内的遗传物质组成,外壳由蛋白质组成(衣壳),而包膜病毒在衣壳外有一层额外的脂肪分子外壳(脂质双分子膜)。
导致COVID-19的冠状病毒是一种包膜病毒。一旦病毒包膜被破坏或破坏,病毒就会失去活性。
肥皂是一种由脂肪分子组成的洗涤剂,它可以溶解病毒的脂质层,很容易使病毒失去活性。一个教育学已经证明水和肥皂在去除污垢和病原体方面比无水产品更有效。
那人们买的那些洗手液呢?
尽管有一个研究高浓度酒精(95%)在灭活裸病毒方面比肥皂和水更有效,这一点在这里是没有意义的,因为冠状病毒不是裸病毒。
此外,在70%的酒精浓度下,洗手液的效果会低于高浓度和几乎纯酒精。一个研究研究表明,虽然基于酒精的产品可以快速有效地灭活细菌,但它们对病毒的效果较差。
此外,洗手液的用途也受到使用方式的限制。人们喜欢消毒剂,因为他们认为每次只需要用一小团。在上述研究中,使用了足够浸泡的酒精量进行消毒。如果洗手液要达到最佳消毒水平,每次需要一瓶,也许是几瓶。最后,由于肥皂水粘性较小,蒸发不快,可以实现全覆盖消毒。相比之下,使用更粘稠、蒸发更快的洗手液,就更难确保覆盖范围。
肥皂和水的有效性和低成本是疾病控制中心推荐肥皂和水而不是洗手液的原因,特别是在涉及已知感染或感染患者的情况下。当没有肥皂和水或情况可能有传染性时,建议使用消毒剂。
为什么我们要对着手肘而不是手咳嗽
最后,我们被建议对着手肘咳嗽而不是对着手咳嗽的原因不仅是对着手咳嗽很恶心——确实很恶心——而且对着手咳嗽能更有效地灭活病毒。
虽然温度、阳光、pH值和盐度的变化会影响病毒包膜的完整性,但湿度也至关重要。
一个研究研究表明,病毒可以在无孔表面(如电灯开关和桌面)上存活的时间比在织物和组织等多孔表面上存活的时间长,因为多孔表面会吸收病毒的水分,并导致病毒分解。
有趣的是,同样的研究还发现,由于人体皮肤的pH值和多孔性,对病毒来说是一个很差的庇护所。尽管如此,我们还是应该立即洗手,因为我们经常用手接触其他表面和人。不管我们的手能多快自我消毒,对我们或其他人来说,冒险还是不值得的。