2020年12月10日訊/生物谷BIOON/---一項(xiàng)關(guān)于汽車乘客車廂內(nèi)氣流模式的新研究，為可能降低與他人一起乘車時(shí)的COVID-19傳播風(fēng)險(xiǎn)提供了一些建議。這項(xiàng)研究由來自美國布朗大學(xué)和馬薩諸塞大學(xué)的研究人員開展，他們使用計(jì)算機(jī)模型模擬了一輛小型汽車在各種車窗打開或關(guān)閉組合下的內(nèi)部氣流。模擬結(jié)果顯示，打開車窗---越多車窗打開越好--產(chǎn)生的氣流模式，大大降低了司機(jī)和單個(gè)乘客之間交換的空氣顆粒濃度。他們發(fā)現(xiàn)，*大量開啟汽車的通風(fēng)系統(tǒng)并不能像打開幾扇車窗那樣好地讓空氣流通。相關(guān)研究結(jié)果于2020年12月4日在線發(fā)表在Science Advances期刊上，論文標(biāo)題為“Airflows inside passenger cars and implications for airborne disease transmission”。

論文共同**作者、布朗大學(xué)工程學(xué)院研究生Asimanshu Das說，“根據(jù)我們的計(jì)算機(jī)模擬，關(guān)著車窗開著空調(diào)或暖氣開車**是*糟糕的情況。我們發(fā)現(xiàn)的*佳方案是讓所有四扇車窗都打開，但即使有一兩扇車窗打開，也比全部關(guān)閉要好得多?！?br /> Das與論文通訊作者兼論文共同**作者、布朗大學(xué)前博士后研究員Varghese Mathai共同領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。Mathai如今是馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校物理學(xué)助理教授。
這些研究人員強(qiáng)調(diào)，沒有辦法完全消除風(fēng)險(xiǎn)---當(dāng)然，目前美國**控制中心（CDC）的指導(dǎo)意見指出，推遲旅行和待在家里是保護(hù)個(gè)人和社區(qū)健康的*佳方式。這項(xiàng)研究的目標(biāo)只是研究汽車內(nèi)氣流的變化如何惡化或降低病原體傳播的風(fēng)險(xiǎn)。
這項(xiàng)研究中使用的計(jì)算機(jī)模型模擬了一輛汽車，大致以豐田普銳斯為基礎(chǔ)，汽車內(nèi)有兩個(gè)人：一名司機(jī)和一名乘客坐在司機(jī)對(duì)面的后座上。這些研究人員之所以選擇這種座位安排，是因?yàn)樗?大限度地增加了這兩個(gè)人之間的物理距離（盡管仍然小于CDC推薦的6英尺）。這些模型模擬了以每小時(shí)50英里的速度移動(dòng)的汽車周圍和內(nèi)部的氣流，以及來自司機(jī)和乘客的氣溶膠的移動(dòng)和濃度。氣溶膠是微小的顆粒，可以在空氣中停留很長時(shí)間。它們被認(rèn)為是SARS-CoV-2病毒傳播的一種方式，特別是在封閉的空間里。
開車窗在降低氣溶膠傳播方面效果較好的部分原因是，它增加了汽車內(nèi)的每小時(shí)換氣次數(shù)（air change per hour, ACH），有助于降低氣溶膠的整體濃度。但是，這些研究人員表示，ACH只是故事的一部分。這項(xiàng)研究表明，不同的開窗組合在汽車內(nèi)產(chǎn)生了不同的氣流，從而可以增加或減少對(duì)殘留氣溶膠的暴露。
由于空氣流過汽車外部的方式，后車窗附近的氣壓往往高于前車窗的氣壓。因此，空氣往往從后車窗進(jìn)入車內(nèi)，從前車窗排出。在所有車窗都打開的情況下，這種趨勢(shì)會(huì)在車廂兩側(cè)形成兩個(gè)或多或少的獨(dú)立氣流。鑒于模擬中的乘客都坐在車廂的對(duì)面，因此*終在司機(jī)和乘客之間傳遞的顆粒非常少。由于汽車內(nèi)的平均氣流是從后向前流動(dòng)的，因此在這種情況下，司機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)比乘客略高，但與其他任何情況相比，這兩人經(jīng)歷的顆粒轉(zhuǎn)移都大大降低。
對(duì)部分而非全部車窗關(guān)閉的情景進(jìn)行的模擬得出了一些可能違反直覺的結(jié)果。例如，人們可能認(rèn)為打開汽車上每個(gè)人旁邊的車窗可能是減少暴露的*簡單方法。這些模擬發(fā)現(xiàn)，雖然這種配置比完全沒有車窗好，但與打開每個(gè)人對(duì)面的車窗相比，這會(huì)產(chǎn)生更高的暴露風(fēng)險(xiǎn)。
論文**作者、布朗大學(xué)工程教授Kenny Breuer說，“當(dāng)與汽車上每個(gè)人相對(duì)的車窗打開時(shí)，汽車上形成的一股氣流從司機(jī)身后進(jìn)入汽車，掃過乘客身后的車廂，然后從乘客側(cè)的前車窗出去。這種模式有助于減少司機(jī)和乘客之間的交叉污染。”
這些研究人員表示，需要注意的是，氣流調(diào)整并不能代替乘員在汽車內(nèi)時(shí)都戴上口罩。而且這些研究結(jié)果**于可能含有病原體的殘留氣溶膠的潛在暴露。這項(xiàng)研究沒有模擬較大的呼吸道飛沫或?qū)嶋H被這種病毒感染的風(fēng)險(xiǎn)。
不過，這些研究人員表示，這項(xiàng)研究為汽車乘客車廂內(nèi)的空氣循環(huán)模式提供了有價(jià)值的新見解，而這一點(diǎn)此前很少受到關(guān)注。
Breuer說，“這是我們所知道的**項(xiàng)真正研究汽車內(nèi)部微氣候的研究。曾經(jīng)有一些研究，探究了外部污染物進(jìn)入汽車的程度，或者香煙煙霧在汽車內(nèi)停留多長時(shí)間。但是，這是**次有人詳細(xì)研究氣流模式?！?br /> 這項(xiàng)研究是由在布朗大學(xué)成立的COVID-19研究小組開展的，該研究小組旨在收集該校各方面的專業(yè)知識(shí)，以應(yīng)對(duì)這次疫情的各個(gè)方面。這個(gè)研究小組是由這項(xiàng)研究的論文共同作者、布朗大學(xué)病理學(xué)與實(shí)驗(yàn)室醫(yī)學(xué)副教授Jeffrey Bailey領(lǐng)導(dǎo)的。Bailey對(duì)這項(xiàng)研究進(jìn)展如此之快印象深刻，Mathai建議在布朗大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室研究因疫情暫停時(shí)進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬。
Bailey說，“這真地是一個(gè)很好的例子，說明不同的學(xué)科如何快速地聚集在一起，并產(chǎn)生有價(jià)值的發(fā)現(xiàn)。我和Kenny簡短地談了一下這個(gè)想法，在三四天內(nèi)，他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在做一些初步的測試。這就是在布朗大學(xué)這樣的地方的偉大之處，人們渴望跨學(xué)科合作和工作。”

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