防止空氣傳染要訣:避免群聚、室內通風、加上口罩輔助  原載於泛科學

過去一年半來 COVID-19(武漢肺炎、新冠肺炎)席捲世界,其病原體 SARS 二世冠狀病毒(SARS-CoV-2)的傳染力可以很強。這種全新的傳染病怎麼傳染,該如何預防,我們的認識不斷翻新。如今知道常見口號「戴口罩、勤洗手」對防疫有用,卻不是最重要的事;更關鍵的是減少接觸、避免群聚,尤其「長期不通風的室內」,可謂傳播病毒的溫床。

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除了戴口罩、勤洗手,也要注意減少接觸、避免群聚。圖 / 熊本縣提供

 

阻止空氣傳染:從防範飛沫到重視氣膠

 

SARS 二世冠狀病毒主要由空中傳播(airborne),可以想像成空軍,落到地面便威力大減,因此防空是第一要務。有時學術上有些混淆,一般人不計較數字的話,簡單說可以分為兩類: 較大的飛沫、較小的氣膠。

 

飛沫分子大,離開感染者的身體後,飛行不遠就會墜毀,空中停留時間短。「社交距離」就是為了防止這類傳播:把距離拉開,不直接被飛沫擊中。即使仍有機會觸摸落到表面的病毒,只要搭配洗手和清潔,便能有效阻絕傳染大部份的可能性。

 

氣膠(aerosol)分子小,正常的呼吸、講話都會產生不少。離開身體後由於比較輕,漂浮距離遠,可以存在空氣中一段時間。因此應付飛沫的手段:拉開社交距離和洗手,對於由氣膠輸送病毒的空氣傳染,效果有限。口罩在此展現價值,卻又引起許多爭議。

 

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拉開社交距離可以防止飛沫傳染,對氣膠傳染卻效果有限。圖/取自 臺北市勞動力重建運用處

 

許多台灣人嘲笑洋人不戴口罩,但事實上過去正確的衛生教育並不建議口罩。有病的人戴口罩可以減少感冒病毒外傳機會,但是沒有病的人「戴口罩想防範呼吸道傳染病」,這即使不是邪道,也是「缺乏正確知識」的旁門左道。

 

如今會從防範飛沫演變為重視氣膠,來自科技的進步。畢竟氣膠分子很小,不容易觀測,最近利用尖端科技的結晶偵測與追蹤氣膠,才更加認識過去被忽略的這塊「空氣傳染」。

 

這也讓我們深刻體驗,科學知識並非不可撼動的權威,必需根據新證據與時俱進。比起擺出知識權威的派頭教訓草民,科學家更應該時時警惕,自我心靈拷問還有哪裡不足。

 

漏掉一半空氣,為什麼口罩還會有用?

 

先不管其他傳染病,如果目的是防範 SARS 二世冠狀病毒,戴一般的醫療口罩有用嗎?這個攸關生死的問題,沒有錯誤的回答是:有時候有用、有時候沒用。

 

是否正確配戴口罩是技術問題,戴不好跟沒戴一樣,本來就無法發揮口罩該有的效果。這兒的心靈拷問是:如果口罩能發揮「該有的效果」,效果會有多好?

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圖/取自 Bex Glendining

 

顯而易見的事實是,口罩的漏洞很多。2020 年 6 月一篇討論口罩效果的短文中,提出一個想像:攜帶病毒的氣膠顆粒,大小應該和香菸類似;因此病毒的空氣傳播,或許接近香菸燃燒的傳播,假如聞得到菸味,便意謂病毒有入侵機會。

 

但是普通的醫療口罩,再怎麼正確使用,還是不可能完全阻擋菸味!難道這表示口罩都是騙人的?

 

的確,就算台灣也有戴口罩還是被傳染的案例(例如看病時被傳染的 908 號確診者),有些人還懷疑是未知的接觸,實在是輕視空氣傳染的威力。可是也有大量實例支持口罩的防疫效果,矛盾何解?

 

根據已知資訊最合理的解釋是: 空氣中的病毒量不同,口罩的阻絕效果,在病毒量不多時足夠、超過一定量則不夠。

 

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傳染能否成功,取決於空氣中的病毒量。量不多時口罩效果很好,超過一定量以後風險大增,口罩也難以發揮作用。圖/取自 Face masks effectively limit the probability of SARS-CoV-2 transmission.

 

避免群聚、室內通風,口罩在病毒不多時才有效

 

實測指出一個人在 30 分鐘間,大概可以排放 600 萬個氣膠顆粒,可以想見更多人、更長時間、活動更激烈,累積的數量會更多。而醫療口罩大約能阻擋 30% 到 70% 的顆粒,假如每個顆粒上頭都有病毒,將會有大量病毒穿越口罩。

 

所幸,攜帶病毒的顆粒,比例非常低。 一系列實測、量化、模擬得到結論的大意是:如果空氣中的病毒有限,即使少數能穿透,口罩仍然有足夠的隔離效果;但是當病毒累積超過一定的量,口罩將變得毫無幫助。

 

可想而知,環境的影響非常非常大。 空氣流通的室外,正常空氣流動便能分散具有病毒的顆粒,另外像紫外線、高溫、濕度等因素,都會摧毀離開人體的病毒。空中的病毒不容易累積,傳染風險便不高。

 

相對地,密閉的室內,一旦病毒隨著氣膠進入空中,難以排除之下,容易長期漂浮,時間一長將大幅增加傳染的風險。

 

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室外空氣相對流通,風險大減。但是即使在室外,群聚還是有風險的。圖/取自 新北板橋500例淪重災區 華江黃昏市場一張圖曝「恐怖群聚」

 

完全免於人與人的接觸不切實際,不過仍然可以避免群聚,這有好幾個作用。一方面是,假如其中存在傳染源,與其接觸的人愈少愈好;另一方面是如果傳染源不只一個,而是兩個,風險不單純只有兩倍,而是更高。

 

空中病毒量的累積,和傳染風險並非線性關係,一旦超過臨界值,風險會大幅提升。一些案例便是密閉空間中,幾個傳染源傳染給一大群人。

 

口罩的防疫效果是雙向的,對於沒有感染的多數人,口罩可以防止病毒入侵,但是如上所述,只有在病毒量低的時候有效。

 

另一個方向是,正在感染病毒,成為傳染源的少數人,戴口罩也能減少病毒輸出,減低傳染給別人的機率;而且減少輸出的效果,比防止輸入更大。

 

雙方都戴口罩,減少病毒輸出加上降低輸入,效果最佳。但是只要接觸傳染源,就有被病毒入侵的機會。因此減少接觸、避免群聚,把不通風的場所變得通風、不要久留密閉空間,比戴口罩更重要。

 

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口罩減少空氣傳染的各種效果。圖/取自 Reducing transmission of SARS-CoV-2

 

這是一場空戰,防空!防空!防空!

 

綜合已知情報,SARS 二世冠狀病毒是空軍,雖然仍須留意來自地面的少量威脅,主要戰場還是在空中,防空!防空!防空!

 

以空戰想像,可以想成人是飛機,口罩是防護罩,感染者是發射飛彈的敵機,病毒是敵軍飛彈。防護罩在飛彈不多的時候,大部分能擋下來。但是第一要務是避免進入飛彈密集的領空,否則防護罩遲早會被打穿。

 

群聚的敵機愈多,飛彈密度愈高,在密閉領空中停留時間愈長,防護罩被打穿的風險愈高。保持通風讓空氣流通,即使有飛彈升空,也能迅速減少飛彈的密度,降低風險。

 

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第一要務是避免進入飛彈密集的領空,否則防護罩遲早被打穿。圖/取自 Most infrastructure issuers insulated against pandemic impact

 

飛彈一旦落到地面,大部分會很快自爆,只要不在附近被一起炸到就沒事。不過少數比較慢爆炸,還是要注意一下,這就是洗手和清潔希望達到的效果。

 

至於大面積噴灑表面消毒之類的手段,對付某些病原體有效,對於 SARS 二世冠狀病毒的傳染,意義不大。話說回來,化學兵只會噴藥,不可能升級變空軍,像是對馬路大範圍噴藥這種事,即使防疫上沒什麼用,也是他們只能做的事。

 

作戰要贏,講的是效果實在。比起不切實際的花招和花腔,如茶道一般的消毒表演,個人防疫最重要的是防空,以及避免進入飛彈密集的領空。

 

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馬路上大面積噴灑消毒,對 SARS二世冠狀病毒的防疫效果很有限。圖/取自 Zhai Yujia/China News Service via Getty

 

承受飛彈不多時,防護罩可以有效保護,但是來襲飛彈太多,防護罩即使再強,時間一久也受不了。何況口罩仍有一定機率被病毒穿透,不要想說有防護罩,就傻傻地衝進飛彈海中找死。

 

日常環境本來是不通風的危險區,盡力將其變成通風的安全區。盡量避免進入飛彈密集的範圍,萬一非得進入,務必正確使用防護罩,也不要在不通風的危險區久留。

 

SARS 二世冠狀病毒全球廣傳下,也大幅增加空氣傳染的知識。和透過水源、食物傳播的傳染途徑相比,過去對空氣傳染沒那麼重視,這回也付出慘痛的代價。從各層面防止空氣傳染,例如設計建築時,更注意室內通風的問題,將是未來可以改善的方向。

 

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1. Reducing transmission of SARS-CoV-2

2. Cheng, Y., Ma, N., Witt, C., Rapp, S., Wild, P. S., Andreae, M. O., … & Su, H. (2021). Face masks effectively limit the probability of SARS-CoV-2 transmission. Science.

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