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洗手已經(jīng)被證明可有效防止疾病和感染的傳播

2021-08-23 13:31:15 來源：中國科學(xué)報(bào)

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(shí)長是有科學(xué)依據(jù)的。近日，美國物理學(xué)會(huì)旗下刊物《流體物理學(xué)》發(fā)表了一個(gè)簡單的模型，描述了為何洗手需要20秒。

時(shí)間要保證

實(shí)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(xué)會(huì)曾發(fā)布建議，稱洗手時(shí)長20秒為宜。

洗手已經(jīng)被證明可有效防止疾病和感染的傳播，皇家藥學(xué)會(huì)估計(jì)，如果每個(gè)人能認(rèn)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(shí)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(huì)把細(xì)菌傳播給易受感染者，比如孩子和老人。

一項(xiàng)針對(duì)2000名英國人的調(diào)查曾顯示，84％的人洗手不到20秒，近2/3有過進(jìn)食前不洗手的經(jīng)歷，一半在接觸動(dòng)物后不洗手，1/3在準(zhǔn)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(yù)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(shí)間。而且CDC認(rèn)為，在大多數(shù)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(fēng)險(xiǎn)降至最低，但洗手背后的物理原理卻很少被研究。近日從美國物理學(xué)會(huì)獲悉，一個(gè)研究組描述了一個(gè)洗手模型，使用流體力學(xué)闡述了20秒背后的科學(xué)解釋。

“也許因?yàn)橄词中袨榈氖煜?span id="wsgssosg" class="keyword">性、簡單性和技術(shù)獨(dú)立性，或者之前的文獻(xiàn)非常缺乏，洗手一直沒有引起衛(wèi)生領(lǐng)域?qū)＜业淖⒁?。于是，我們提出了一個(gè)簡單的流體力學(xué)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(xué)顧問Paul Hammond說。

原理很簡單

通過模擬洗手，研究人員估計(jì)了從手上去除病毒和細(xì)菌等顆粒的時(shí)間尺度。

這個(gè)數(shù)學(xué)模型是二維的，一個(gè)波形面沿著另一個(gè)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(dòng)的液體強(qiáng)度取決于手的移動(dòng)速度。越強(qiáng)的流動(dòng)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(dòng)的，以及它們是否被移除。”研究人員把這個(gè)過程比作搓洗襯衫上的污漬，動(dòng)作越快，污漬就越有可能被洗出來。

“如果一只手相對(duì)于另一只手移動(dòng)得太輕柔或太慢，流體產(chǎn)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(gè)過程也不可能很快。模型顯示，需要大約20秒的劇烈運(yùn)動(dòng)才能清除潛在的病毒和細(xì)菌。不過，研究人員表示，該模型沒有考慮使用肥皂時(shí)發(fā)生的化學(xué)或生物過程。

“這里所使用的用于分析剛性壁面附近懸浮粒子流體力的模型是粗糙的，應(yīng)該加以改進(jìn)，從而包括壁面鄰近影響，以及流體慣性和粒子布朗運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容。”Hammond說。

但是從物理上弄清去除手上顆粒的機(jī)制，可能會(huì)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(dāng)洗滌化學(xué)品經(jīng)過排污孔進(jìn)入環(huán)境后會(huì)發(fā)生什么。”他說。

洗手不簡單

實(shí)際上，洗手并不簡單。

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

Carl Borchgrevink團(tuán)隊(duì)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(jié)果發(fā)現(xiàn)，人們洗手的平均時(shí)間約為6秒。其中，15%的男性根本不洗手，而女性的這一比例為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(lì)人們洗手的標(biāo)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(yīng)該好好洗手的原因之一。一項(xiàng)發(fā)表在美國化學(xué)會(huì)旗下期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)通訊》的研究顯示，有毒阻燃劑可以從電視轉(zhuǎn)移到手機(jī)，再轉(zhuǎn)移到你的手上。

鹵代阻燃劑，如多溴二苯醚，已知會(huì)對(duì)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(gè)房間的表面都可能會(huì)有這種有毒物質(zhì)。尤其是鹵化阻燃劑可以從電視轉(zhuǎn)移到室內(nèi)空氣和灰塵中，進(jìn)而大量聚集在手機(jī)和其他手持電子設(shè)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(jīng)常洗手，避免生病。”加拿大多倫多大學(xué)地球科學(xué)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(yīng)該經(jīng)常好好洗手的另一個(gè)原因。”（記者唐鳳）

標(biāo)簽：洗手時(shí)長科學(xué)依據(jù) 細(xì)菌傳播呼吸道感染