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洗手已經被證明可有效防止疾病和感染的傳播

來源:中國科學報

新冠疫情初期,英國首相約翰遜曾親自示范正確的洗手方式:唱完兩遍《生日歌》(約20秒),手才算洗干凈。

雖然唱兩遍《生日歌》沒能讓約翰遜免于新冠病毒感染,但這一洗手時長是有科學依據的。日,美國物理學會旗下刊物《流體物理學》發(fā)表了一個簡單的模型,描述了為何洗手需要20秒。

時間要保證

實際上,唱兩遍《生日歌》并非約翰遜的“原創(chuàng)”。2017年,英國皇家藥學會曾發(fā)布建議,稱洗手時長20秒為宜。

洗手已經被證明可有效防止疾病和感染的傳播,皇家藥學會估計,如果每個人能認真洗手,英國1/3的腹瀉、1/6的呼吸道感染可以避免。但洗手時間過短無法起到殺滅致病菌的作用,甚至容易引起腸道和呼吸道感染。原因是如果不洗凈手,可能會把細菌傳播給易受感染者,比如孩子和老人。

一項針對2000名英國人的調查曾顯示,84%的人洗手不到20秒,2/3有過進食前不洗手的經歷,一半在接觸動物后不洗手,1/3在準備食材前不洗手,1/5做不到每次如廁后洗手。

此外,美國疾病控制和預防中心(CDC)也建議,使用肥皂和水洗手至少20秒,這大概是將《生日歌》從頭到尾哼唱兩遍的時間。而且CDC認為,在大多數情況下,用肥皂和水洗手是消滅病原體的最好方法。如果沒有肥皂和水,可使用酒精含量至少為60%的酒精類洗手液。

雖然幾乎沒有人懷疑,良好的手部衛(wèi)生有助于控制疾病的傳播,并將感染風險降至最低,但洗手背后的物理原理卻很少被研究。日從美國物理學會獲悉,一個研究組描述了一個洗手模型,使用流體力學闡述了20秒背后的科學解釋。

“也許因為洗手行為的熟悉、簡單和技術獨立,或者之前的文獻非常缺乏,洗手一直沒有引起衛(wèi)生領域專家的注意。于是,我們提出了一個簡單的流體力學模型,用于解釋洗手過程中顆粒的去除。”論文作者、哈蒙德咨詢公司科學顧問Paul Hammond說。

原理很簡單

通過模擬洗手,研究人員估計了從手上去除病毒和細菌等顆粒的時間尺度。

這個數學模型是二維的,一個波形面沿著另一個波形面變化,兩者之間有一層液體薄膜。波形面的表面代表手,它們在小空間尺度上是粗糙的。

粒子被困在粗糙表面上。換句話說,顆粒在山谷底部,為了讓它們逃脫,水流的能量必須足夠高,才能讓它們“爬”上來離開山谷。而流動的液體強度取決于手的移動速度。越強的流動越容易去除顆粒。

“基本上,流體能告訴你作用在粒子上的力。”Hammond說,“然后你就可以弄清楚這些粒子是如何移動的,以及它們是否被移除。”研究人員把這個過程比作搓洗襯衫上的污漬,動作越快,污漬就越有可能被洗出來。

“如果一只手相對于另一只手移動得太輕柔或太慢,流體產生的力就不足以克服保持粒子向下的力,從而無法讓粒子離開粗糙表面。”Hammond告訴記者。

即使粒子能被清除,這個過程也不可能很快。模型顯示,需要大約20秒的劇烈運動才能清除潛在的病毒和細菌。不過,研究人員表示,該模型沒有考慮使用肥皂時發(fā)生的化學或生物過程。

“這里所使用的用于分析剛壁面附懸浮粒子流體力的模型是粗糙的,應該加以改進,從而包括壁面鄰影響,以及流體慣和粒子布朗運動等內容。”Hammond說。

但是從物理上弄清去除手上顆粒的機制,可能會為制造更有效、更環(huán)保的肥皂提供線索。“我們還需要更多地考慮,當洗滌化學品經過排污孔進入環(huán)境后會發(fā)生什么。”他說。

洗手不簡單

實際上,洗手并不簡單。

密歇根州立大學研究人員的一項調查曾發(fā)現(xiàn),只有5%的人能夠正確洗手。

Carl Borchgrevink團隊觀察了3749人在酒吧、餐館和其他公共場所洗手間洗手的情況。結果發(fā)現(xiàn),人們洗手的均時間約為6秒。其中,15%的男根本不洗手,而女的這一比例為7%。此外,33%的人不使用肥皂,而且如果水槽很臟,人們不太可能洗手;如果有鼓勵人們洗手的標志,人們更有可能洗手。

另一方面,除了病毒顆粒外,有毒阻燃劑也是人們應該好好洗手的原因之一。一項發(fā)表在美國化學會旗下期刊《環(huán)境科學與技術通訊》的研究顯示,有毒阻燃劑可以從電視轉移到手機,再轉移到你的手上。

鹵代阻燃劑,如多溴二苯醚,已知會對兒童的健康造成威脅。研究人員發(fā)現(xiàn),如果電視使用了阻燃劑,那么整個房間的表面都可能會有這種有毒物質。尤其是鹵化阻燃劑可以從電視轉移到室內空氣和灰塵中,進而大量聚集在手機和其他手持電子設備上,最后附于手上。

“眾所周知,病毒在物體表面和手之間傳播。新冠疫情大流行告訴我們要經常洗手,避免生病。”加拿大多倫多大學地球科學系教授Miriam Diamond說,“我們的研究表明,洗手還可以減少接觸到的有毒阻燃劑,這也是我們應該經常好好洗手的另一個原因。”(記者 唐鳳)

標簽: 洗手時長 科學依據 細菌傳播 呼吸道感染

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