N95 過濾器太大,無法阻止 COVID-19 顆粒?

聲明:“N95 口罩幾乎不會阻擋”COVID-19 顆粒,因為它們的大小

隨著美國許多州和社區放寬與 COVID-19 大流行相關的限制,關於口罩使用的爭論愈演愈烈。企業、教堂和政府已經實施了各種政策——有些要求戴口罩,有些則由每個人決定,有些甚至禁止戴口罩。這促使許多坐在椅子上的流行病學家參與進來,其中包括一個擁有近 100 萬粉絲的 Facebook 頁面。

有帖子聲稱即使是醫護人員使用的 N95 口罩在 COVID-19 面前也毫無意義

“COVID 19 病毒顆粒大小為 125 納米(0.125 微米);範圍是 0.06 微米到 0.14 微米,”該帖子說。“N95 口罩可過濾至 0.3 微米。因此,N95 口罩幾乎不會阻擋病毒粒子(病毒顆粒))。”

換句話說,帖子斷言病毒比 N95 口罩上的過濾器小,因此 N95 口罩不起作用。

專家表示,這一說法與眾多研究背道而馳,反映出未能掌握病毒行為方式和口罩工作原理的基本原理。

病毒顆粒不單獨存在

該聲明中針對 N95 的基於尺寸的論據假設面罩過濾的工作原理類似於流過網的水——水中小於網開口的顆粒會通過,而較大的物品則不會。

但所涉及的物理學根本不是那樣工作的。

COVID-19 顆粒的大小確實約為 0.1 微米,但它總是與更大的物體結合。

“從來沒有一種裸露的病毒漂浮在空氣中或由人釋放,”弗吉尼亞理工大學土木與環境工程教授、專門研究病毒空氣傳播的教授林西馬爾說。

病毒附著在由呼吸、說話、咳嗽等產生的水滴或氣溶膠(即非常小的飛沫)上。這些水滴、粘液蛋白和其他生物材料均大於 1 微米。

“呼吸和說話會產生大約 1 微米大小的顆粒,這些顆粒將由 N95 呼吸器過濾器以非常高的效率進行收集,”環境與職業健康科學退休教授麗莎·布羅索 ( Lisa Brosseau ) 說,她的職業生涯都在研究呼吸保護。

前 CDC 流行病學家和大學預防醫學住院醫師項目主任帕特里克·雷明頓 ( Patrick Remington ) 說,針對 COVID-19 的醫療保健預防措施是圍繞阻止飛沫建立的,因為“沒有太多證據表明 COVID-19 的氣溶膠傳播” 威斯康星-麥迪遜。

大小很重要,但不是你的想法

但這並不是這種說法中唯一的邏輯缺陷。

N95 過濾器的物理尺寸確實在 0.3 微米左右。但這並不意味著它只能阻止比這更大的粒子。面罩實際上最適合大於或小於 0.3 微米閾值的顆粒。

“對於 0.3 左右的顆粒,N95 的過濾效率最差,”Marr 說。“如果你比那個小,那些實際上收集得更好。這是違反直覺的,因為口罩不像篩出較大的顆粒那樣起作用。這不像是濾鍋裡的意大利面,小的不能通過。”

N95 口罩實際上之所以有這個名字,是因為它們在阻止其效率最低的粒徑範圍內的顆粒(在本例中為 0.3 微米左右)的效率為 95%。

為什麼它們更適合較小的?有許多因素在起作用,但這裡有兩個專家指出的主要因素:

第一個是稱為“布朗運動”的東西,這是一種物理現象,其中小於 0.3 微米的粒子以一種不穩定的鋸齒形運動進行運動。這種動作大大增加了它們被面罩纖維纏住的機會。

其次,N95 口罩本身使用靜電吸收,這意味著顆粒會被吸引到纖維上並被捕獲,而不僅僅是穿過。

“雖然這些顆粒比毛孔小,但它們可以被帶電纖維拉過去並卡住,”西北大學材料科學家黃嘉興教授說,他致力於開發一種新型醫用口罩。“當電荷在使用或儲存過程中消散時,阻止病毒大小顆粒的能力就會減弱。這是不建議重複使用N95口罩的主要原因。”

我們將此聲明評為 FALSE,因為我們的研究不支持它。COVID-19 病毒本身確實小於 N95 過濾器尺寸,但病毒總是附著在較大的顆粒上,這些顆粒始終被過濾器捕獲。即使顆粒小於 N95 過濾器尺寸,該尺寸顆粒的不穩定運動和麵罩產生的靜電吸引力也意味著它們也會被持續捕獲。

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