研究表明，交谈能使水滴在建筑物内迅速扩散到6英尺高的地方

研究人员发现，普通的交谈会产生一个锥形的、“喷射状”气流，将微小的液滴从扬声器的口中迅速喷出，穿过室内数米的空间，这可能会对COVID-19等疾病的传播产生影响。

“人们应该认识到，他们对周围的人有影响，”霍华德·斯通(Howard Stone)、69年的唐纳德·r·迪克森(Donald R. Dixon)和伊丽莎白·w·迪克森(Elizabeth W. Dixon)说。“不仅仅是在你的脑袋周围。它是以米为单位的。”

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由普林斯顿大学霍华德·斯通领导的一个国际研究小组发现，普通的谈话会产生一种类似喷气的气流，它会将微小的水滴从说话者的口中迅速吹过室内空间的许多英尺处。

为了研究呼出物质的流动，研究人员拍摄了一个人在说几个不同短语时的呼吸运动。

尽管科学家尚未完全确定COVID-19病毒的传播机制，但目前的研究表明，没有症状的人可以通过说话、唱歌或大笑时产生的微小液滴传染他人。斯通和法国蒙彼利埃大学(University of Montpellier)的联合首席研究员马努克·阿布卡里安(Manouk Abkarian)希望了解，一个普通演讲者呼出的气体在室内空间能传播多广、多快。

斯通说:“很多人都写过关于咳嗽和打喷嚏以及你担心流感的一些事情。”“但这些特征都与可见的症状有关。我们看到很多没有症状的人传播了这种疾病。”

发表的一篇文章中9月25日在《美国国家科学院学报》上,研究人员得出结论,在室内活动,正常对话可以呼出材料至少到传播,如果不是之外,社会距离世界卫生组织推荐的指南(1米)和美国官员(2米,约6英尺)。这项工作检查了没有良好通风的室内空间中的颗粒流动。

斯通和阿布卡里安强调，他们不是公共卫生专家，也不会提出医疗建议。然而，他们说，公共卫生官员应该考虑，仅仅由语言产生的气溶胶颗粒的空气动力学运动是定向传播的一个重要因素。

“这当然凸显了通风的重要性，”斯通说。“尤其是如果你要进行一场持久战的话。”

研究人员还表示，虽然口罩不能完全阻挡气溶胶的流动，但它们在阻断从扬声器口中喷出的“喷射状”气流方面发挥了关键作用，阻止了飞沫迅速传播到一英尺以外的地方。

“面具真的极大地切断了水流，”斯通说。这也说明了为什么(大多数)口罩发挥着重要作用。他们切断了一切。”

研究人员专门研究流体动力学，它描述了液体和气体的运动。他们使用高速摄像机，拍摄由微小水滴组成的雾的运动，这些雾被激光片照亮，而旁边的人说着几个不同的短语。这些短语包括“我们将击败冠状病毒”这样的简短语句，以及“彼得·派珀挑起了一啄”和“唱一首六便士的歌”等童谣。研究人员选择了不同的声音来影响说话者呼气时的湍流。

研究人员发现，像“P”这样的爆破音会在说话者面前产生一阵阵的气流，而谈话则会产生研究人员所说的“一阵阵的气流”。每一次吹气都会在扬声器前方产生一个小的空气漩涡，这些漩涡的相互作用会从扬声器的口中产生一个锥形的“喷射式”气流。研究人员发现，这种气流可以很容易、非常迅速地将微小颗粒从扬声器中带走。阿布卡里安说，即使是一句简短的话，也能在几秒钟内使颗粒超过世界卫生组织建议的1米距离。

研究人员说，距离部分取决于谈话的持续时间。说话时间长的人会把粒子送得更远。他们说，在没有良好通风的室内空间，6英尺的距离规定可能不足以成为一个充分的屏障。

斯通说:“如果你大声说话30秒，你就会把气雾投射到说话者6英尺(约合6米)以上的方向。”

在这篇论文中，研究人员发现，在讲话时喷出的气溶胶通常在30秒内到达6英尺的距离，在这段距离内，气溶胶的浓度稀释到原来体积的3%左右。尽管研究人员注意到，许多人会发现这个浓度比预期的要高，但要说明稀释是否足以防止感染，这已经超出了论文的范围。研究人员说，他们希望这些信息可以帮助公共卫生官员做出决定。他们还指出，长时间的对话有可能传播更多的材料，并将病毒传播到更大的距离。

研究人员写道:“更多的长时间讨论，以及在有限的空间开会，意味着当地环境可能会将呼出的空气阻隔到更远的地方。”

研究人员称，该实验表明，6英尺(2米)的社交距离并不能像一堵墙那样起到保护人们的作用。随着时间的推移，对话可以使材料越过距离移动，特别是在建筑物内部。

谈话产生的一连串的气流比单一的气流产生的湍流更复杂，研究人员必须在计算中考虑到这一点。研究人员利用实验中的数据建立了一个数学框架来量化水滴从说话者口中到周围区域的传输。他们指出，这项研究没有考虑到扬声器头部或身体的移动，以及通风和其他扬声器造成的背景空气移动。分析这些因素需要进一步的工作。

除了斯通和阿布卡里安，研究人员还包括蒙彼利埃大学的西蒙·门德斯，以及普林斯顿大学机械和航空航天工程专业的研究生薛南和杨帆。

由Manouk Abkarian, Simon Mendez, Nan Xue, Fan Yang Howard A. Stone撰写的《语言可以产生与病毒无症状传播相关的喷射式传输》首次发表在9月25日的《美国国家科学院院刊》(DOI: 10.1073/pnas.2012156117)上。这项研究的部分资金来自美国国家科学基金会快速拨款(CBET 2029370)。