一項建模研究提出了關於呼吸道飛沫在變得無害之前可以傳播多遠的問題，例如那些傳播導致COVID-19的病毒的飛沫。攜帶病毒的空氣傳播顆粒是否有可能在超過 200 英尺或超過曲棍球場的長度內保持傳染性？
可以追溯到20世紀30年代的實驗表明，呼吸道飛沫，如打噴嚏或咳嗽產生的飛沫，有兩種途徑。要麼它們又大又重，翻滾着落到地上，幾乎不可能感染另一個人。或者它們又小又輕，幾乎立即乾涸，使它們能夠保持在空氣中傳播，但迅速變得無害。這種乾燥可以防止冠狀病毒等“包膜”病毒的傳播。
然而，美國能源部西北太平洋國家實驗室（PNNL）的科學家最近的一項研究提供了第三種可能性：微小的呼吸道顆粒可能保持潮濕並在空氣中傳播更長的時間，並且比以前想象的更遠。
該研究的通訊作者Leonard Pease說：“有報告稱，人們在感染者的下風處或在感染者離開房間數分鐘后感染了冠狀病毒。”該研究結果發表在2月份的《國際傳熱與傳質》雜誌上。
“包膜病毒可能保持良好的水合狀態，從而在相當長的距離內具有完全的感染性，這一觀點與現實世界的觀察結果一致。”Pease補充說：“也許傳染性呼吸道飛沫的持續時間比我們意識到的要長。”
PNNL團隊對包裹着人們從肺部噴出的呼吸道飛沫的粘液進行了長時間的觀察。科學家們知道，粘液使許多病毒能夠比其他方式走得更遠，使它們能夠從一個人走到另一個人。
傳統的觀點認為，非常小的、只有幾微米的氣溶膠飛沫，就像在肺部產生的那些，在空氣中幾乎瞬間就會變干，變得無害。但是PNNL團隊發現，粘液改變了這個方程式。
研究小組發現，環繞呼吸道飛沫的粘液殼可能降低了蒸發率，增加了飛沫中病毒顆粒保持濕潤的時間。由於像SARS-CoV-2這樣的包膜病毒有一層脂肪塗層，必須保持濕潤才能使病毒具有感染性，所以較慢的蒸發速度使病毒顆粒具有更長時間的感染性。
該小組估計，被粘液包裹的飛沫可以保持濕潤達30分鐘，並可傳播約200英尺。
Pease說：“雖然有許多因素被提議作為COVID傳播方式的變量，但 粘液在很大程度上仍然被忽視。”
該論文的作者包括Pease和Nora Wang Esram、Gourihar Kulkarni、Julia Flaherty和Carolyn Burns。
對粘液的關注有助於解決另一個問題：病毒如何在多房間的辦公大樓中移動。
在呼吸道飛沫中“搭便車”是病毒成為空氣傳播者並感染吸入者的第一步。化學家Carolyn Burns的任務是製造人工的、類似呼吸器的液滴，以研究顆粒如何在房間之間移動。
最終，Burns確定了兩種物質來攜帶人工病毒樣顆粒。一種是牛的粘液；另一種是海藻酸鈉，一種從褐色海藻中提取的化合物。這種化合物通常被用作冰淇淋和奶酪等食品的增稠劑。
該團隊使用噴氣機在一個多房間實驗樓的一個房間里散布液滴。液滴和氣槍一起模擬了一個人的咳嗽，在一個源室中釋放了大約一分鐘的顆粒。由Alex Vlachokostas和Burns領導的團隊在兩個相鄰的房間測量了飛沫水平，並控制了建築通風。
該團隊的實驗結果於2022年1月19日發表在《室內空氣》雜誌上，與去年發表在《建築與環境》雜誌上的其先前建模研究結果相呼應。
科學家們發現，低水平和高水平的過濾都能有效降低所有房間的呼吸道飛沫水平。過濾迅速降低了相鄰房間的飛沫水平–在大約三個小時內，達到了沒有過濾時的三分之一或更少。
研究小組還發現，增加通風量能迅速降低源房間的顆粒物水平。但是其他相鄰房間的顆粒物水平立即躍升；20至45分鐘后，隨着大力換氣，顆粒物水平激增。最終，在最初的飆升之後，所有房間的液滴水平在有過濾的情況下3小時后逐漸下降，在沒有過濾的情況下5小時后逐漸下降。
科學家們說，增加擁擠空間的空氣交換在某些情況下可能是有益的，比如大型會議或學校集會，但在正常的工作和學校條件下，它實際上可能會增加整個建築的所有房間的傳播率。
Pease說：“如果你在一個下游的房間里，而且你不是病毒的來源，你可能不會因為更多的通風而變得更好。”
室內空氣論文的作者包括Burns, Vlachokostas和Pease以及Timothy Salsbury, Richard C. Daniel, Daniel P. James, Julia E. Flaherty, Nora Wang Esram, Ronald M. Underhill和Gourihar Kulkarni。
這兩個項目都是通過國家虛擬生物技術實驗室資助的，該實驗室是美國能源部所有17個國家實驗室的聯合體，專註於應對COVID-19，資金由《新冠病毒援助、救濟和經濟保障法案》（CARES Act）提供。這些項目是PNNL的幾項研究之一，旨在了解更多關於SARS-CoV-2病毒和COVID-19的信息。