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洗手已經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。近日，美國物理學會旗下刊物《流體物理學》發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”。2017年，英國皇家藥學會曾發布建議，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，近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。近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性、簡單性和技術獨立性，或者之前的文獻非常缺乏，洗手一直沒有引起衛生領域專家的注意。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生的化學或生物過程。

“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，應該加以改進，從而包括壁面鄰近影響，以及流體慣性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境后會發生什么。”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現，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。結果發現，人們洗手的平均時間約為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。一項發表在美國化學會旗下期刊《環境科學與技術通訊》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。研究人員發現，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）