馬克斯·普朗克動力學和自組織研究所(MPI-DS)和化學研究所與UMG合作進行的一項研究的關鍵發現。研究人員調查了在呼吸、說話、唱歌和喊叫時隨呼吸釋放的氣溶膠顆粒和液滴的濃度，對132名不同年齡的人進行了測量。這些發現有助于理解如何控制流感或Covid-19等疾病的傳播。

傳染病通常是通過受感染者呼出的顆粒傳播的。然而，這些氣溶膠顆粒的大小差別很大，這取決于它在呼吸道中的來源。在肺部，大部分小于5微米的小顆粒——也就是千分之五毫米——被產生，也被稱為PM5。相比之下，更大的顆粒產生于上呼吸道。測量結果顯示，兒童呼出的小顆粒比成年人少得多。

“我們發現，5微米以下的小顆粒濃度隨著年齡的增長而增加，兒童的濃度尤其低。因此，如果只在下呼吸道感染，成年人更有可能引發傳播，”MPI-DS研究小組負責人、該研究的主要作者Mohsen Bagheri說。值得注意的是，根據這項研究，來自喉嚨的較大顆粒在兒童和成人中的傳播程度相同。研究人員沒有發現呼出顆粒的濃度與人的性別、體重、健康狀況或吸煙習慣之間的相關性。

發聲活動增加了小顆粒的濃度

在這項綜合研究中，研究人員記錄了132名健康志愿者的數據。這項研究還包括了5歲至18歲的兒童和青少年，關于這方面的數據很少。他們使用安裝在潔凈室中的各種儀器來測量呼出的顆粒大小的全部范圍:從十分之一微米到四分之一毫米。參與者總共進行了20分鐘的唱、說、喊等不同的發聲活動。密歇根大學感染控制和傳染病系的Simone Scheithauer教授報告說:“聲音和年齡被證明是產生顆粒的獨立風險因素。”

呼出的顆粒量決定了潛在的感染風險

雖然人類的液滴和氣溶膠大多含有小顆粒，但較大的顆粒構成了可含有病原體的總體積的主要部分。MPI-DS主任Eberhard Bodenschatz解釋說:“如果病原體主要存在于上呼吸道，那么大顆粒是迄今為止疾病的主要傳播媒介。因此，重要的是要考慮傳染性顆粒在呼吸道中的定位，以決定適當的保護措施。例如，目前的奧密克戎變種的冠狀病毒似乎更多地局限于上呼吸道，這就是為什么即使是簡單的過濾口罩也是一種很好的保護。”

保護措施取決于病原體的定位

相比之下，主要存在于肺部的傳染病主要通過小顆粒傳播。根據這項研究，由于它們的產量隨著年齡的增長而增加，兒童傳播此類疾病的可能性比成人低。為防止肺部疾病經空氣傳播，佩戴合身、高效的口罩可有效避免疾病傳播，尤其是成年人。

Size, concentration, and origin of human exhaled particles and their dependence on human factors with implications on infection transmission