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01 人人都劝你戴口罩
新型冠状病毒肺炎（Covid-19”）疫情以来，我们听到最多的就是“戴口罩、勤洗手、多通风”。
尤其是戴口罩，政府部门为了提醒大家戴口罩，拉横幅、刷标语，可谓竭尽所能。
图：防疫横幅
各个社区的工作人员不辞辛苦，整天在社区巡视，还苦心编了各种口号，不厌其烦地重复。
图：社区防疫宣传
好多家庭里的年轻一辈，反过来开始劝长辈们戴口罩。
图：网络截图
各级政府领导在会议上戴起口罩，为大家做表率。连历来受人敬重的钟南山院士，也特别提到了戴口罩等居家防疫手段。
图：戴口罩的与会人员
口罩成了抗击新冠肺炎最简单、最有效的手段。
至于口罩的作用，各类媒体都说得简单而且清楚，就是避免飞沫传播、气溶胶传播和防止口鼻途径的传播。
但具体是怎么防的？疫情期间不戴口罩会面临什么样的危险？我们却很少了解。这恐怕也是好多人不太重视戴口罩的根本原因。
好在科学家们对这个问题曾经有过深入地研究，他们的工作让我们可以直观的通过图像了解咳嗽、喷嚏的影响程度，还有口罩的防护原理。
02 喷嚏和咳嗽干了些什么？
科学家的研究中，咳嗽和喷嚏的产生大致是这样一个过程：
人深呼吸后，肺部的空气被压缩，最后，被吸入的空气在几分之一秒内被肺压出来。
2014年，有一位名叫Lydia Bourouiba的数学家利用高速视频对喷嚏和咳嗽进行了研究，还计算出了两者的传播距离。我们来了解一下研究结果。
先看看咳嗽和喷嚏喷出来的有哪些东西？这些东西都去了哪里？
咳嗽和喷嚏产生的物质除了气体，还有液滴（这里面就包括气溶胶），大小在100微米以下，相当于人类头发丝的宽度。液滴能将肺部、支气管、气管黏附的体液一并带出，一次咳嗽或者喷嚏，能喷涌出数万个小液滴。它们形成高密度喷射物，科学家称之为“云”。
图：喷嚏产生的雾状物质
在重力的作用下，“云”中较大的液滴会很快落到地板上，较小的液滴（直径小于或等于5微米的颗粒）随着气流扩散，就飞得比较远了。当然，随着液滴扩散的，还有大量的病毒和细菌。
虽然人的肉眼很难看清这些物质，但它们的传播效率实在不低。高速视频能帮助我们清晰地观察喷嚏产生的液滴运行轨迹。
图：高速视频下的喷嚏
如上图。喷嚏后，较大的液滴(绿色)不受气流影响，下坠速度比较快，距离也比较近，大约在1米范围内；而雾状的液滴“云”(红色)，以不同程度的湍流气云悬浮，射程较远，最远的传播距离可以到达8米左右。
这团“云”在喷射过程中，会将周围的空气卷入，“云”的体积会不断增大，但速度也会逐渐减慢。（下图建议横屏查看）
图：咳嗽中“云”的产生
通过大量测量和计算，科学家得出结论：打喷嚏产生的液滴可以最远到达8米远的地方，而咳嗽则达到6米远。喷嚏和咳嗽在空中的停留时间则可以长达10分钟。如果是在室内打喷嚏或咳嗽，产生的“云”肯定可以从房间一端飘到另一端。
那我们站在10米以外，是不是就不受这些“云”的影响了呢？并非如此！
在喷嚏和咳嗽产生的这些“云”里面，较小（5微米以下）的液滴可能在空中一直漂浮。“云”里面的大小液滴会落在各种物体上，比如桌子、手机、键盘、门把柄，或者你的手上……所以，戴口罩是必须手段，此外，还要注意勤洗手和通风。
图：喷嚏的大液滴运动轨迹
03 口罩的作用到底有多大？
这段时间，各种口罩的信息在新闻、药房和朋友圈飞速传播。无论什么口罩都被一抢而空。但口罩能挡住多少病毒，它究竟是怎样起到防护作用的呢？
科学家用了一种能通过图像观察的方式来研究了这个问题。在下面的系列图中，红色部分显示了测试时的气流流动。
图：不戴口罩时的气体流动
结果发现，不戴口罩时，咳嗽时从嘴中呼出的气流自然涌入空气中，传播最远。
图：外科口罩咳嗽的气体流动
戴上普通外科口罩之后，咳嗽或者喷嚏产生绝大多数“云”会被口罩阻挡并且过滤，但仍然有少量气体从口罩上下方的边缘渗透出来。
戴上N95口罩，咳嗽和喷嚏后，边缘没有出现侧漏的气体，都被口罩过滤了。
图：N95口罩下咳嗽的气体流动
所以，戴口罩肯定能降低咳嗽和喷嚏产生的气溶胶的传播效率。而且不论标准医用外科口罩还是N95口罩都有很好的保护效果。即使没有这两种口罩，其它的口罩也能起到一定作用。
但不戴口罩肯定是最糟糕的选择，尤其是当你旁边有人咳嗽喷嚏或者自己已经出现咳嗽等症状时，更需要戴上口罩。
参考资料：
还不戴口罩？来看看喷嚏和咳嗽到底能飞多远？中国科普博览网站 2020/01/29
《新型冠状病毒肺炎预防手册》 湖北科学技术出版社
编辑︱禾云
校对︱阿凡
图︱自网络
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