人可以三周不进食,最多三天不喝水,但不能超过短短三分钟不呼吸。重要的不只是空气是否充足,空气质量也至关重要。遗憾的是,空气可能受到危险病菌污染,这些病菌被称为空气传播病原体,例如细菌和病毒。
空气传播疾病极易传染,并可能导致危及生命的呼吸道疾病。因此,空气传播传染病的暴发成为重大公共卫生问题,研究人员也在努力开发提供洁净空气的技术,这并不令人意外。然而迄今为止,这类技术的成效有限。
现在,一项新研究表明,非热等离子体——一种由带电粒子组成、但整体不带电的低温气体——或可灭活空气中的病毒,并提供无菌空气。
这项技术历史悠久,应用也很多(包括医学和食品行业),但这是它一种全新的用途。
毁灭性的疫情暴发
可通过空气传播的病毒包括流感病毒、普通感冒(鼻病毒)、水痘-带状疱疹病毒、腮腺炎病毒和麻疹病毒。尤其是麻疹,已被称为公共卫生定时炸弹,因为许多父母没有给孩子接种疫苗。值得注意的是,接种疫苗是完全预防麻疹的唯一方法。
感染者会通过打喷嚏和咳嗽时排出的飞沫和微小颗粒传播空气中的病毒。这些病毒可通过空气在人与人之间迅速传播,尤其是在学校和养老院等拥挤场所。
流感是最常见的空气传播病毒之一,而且传染性很强。病情可能从轻微不适发展为严重呼吸道疾病,甚至导致死亡;症状包括突发发热、咳嗽、喉咙痛、流鼻涕、头痛、全身不适以及肌肉和关节疼痛。儿童、老年人、孕妇、免疫系统较弱者(如艾滋病毒感染者或癌症患者)以及一些慢性病患者等高危人群,可能因感染流感病毒而住院或死亡。

据世界卫生组织称,流感每年导致超过300万例重症病例,并造成约290,000至650,000人死亡。死亡人数最多的流感病毒大流行是1918至1919年的西班牙流感(H1N1),感染了约四分之一的全球人口,造成超过4,000万人死亡。新出现的空气传播病毒,例如严重急性呼吸综合征(SARS)也曾迅速传播,从中国传至世界各地的许多国家。
轻度空气传播病毒感染的治疗包括休息和补充液体。然而,严重感染没有特效抗病毒药物。要避免感染也很困难,不过,勤洗手等良好习惯可以减少接触病毒的机会。如果已经感染,可以用纸巾或医用口罩遮住打喷嚏和咳嗽,以降低传染给他人的风险。
净化空气
目前已有空气消毒方法,但存在若干局限。紫外线杀菌照射(UVGI)就是一种消毒方法,它利用紫外线破坏微生物的DNA,从而杀死或灭活微生物,使其无法在人体内繁殖。然而,过度暴露于UVGI会损害健康,导致皮肤红斑(皮肤表层发红)和一种名为光性角膜炎的疼痛性眼部疾病。
空气过滤是净化空气的有效方法,做法是让空气通过滤网,滤网会去除颗粒物,并阻止外部病原体进入医疗机构等建筑物。然而,有些空气传播病原体体积过小,无法被去除,能够穿过滤网。
不过,密歇根大学研究人员开发的新方法带来了希望。他们发表在《物理学杂志》上的研究显示,非热等离子体释放高能带电的空气分子碎片,可灭活99.9%的空气传播病毒,并能在不到一秒内摧毁病毒。非热等离子体还可以通过破坏细菌的细胞壁来杀灭细菌。
等离子体是在非热等离子体反应器中产生的。空气中的病原体通过反应器时,会与其中不稳定的原子发生反应,这些原子被称为自由基(如臭氧)。它们会改变所接触微生物的脂质、蛋白质和核酸,从而杀死病原体或使其失去危害。该设备还会过滤气流中的病原体。
将过滤与空气传播病原体灭活结合起来,比现有设备更有效地提供无菌空气。研究团队已开始在养猪场的通风气流中测试反应器,以确定其防止空气传播病原体扩散的效果。
不过,该设备有效,是否安全呢?我们知道,臭氧与呼吸系统疾病有关联。但研究人员表示,该设备造成的臭氧暴露量符合监管标准,因此不应构成安全隐患。
看来,非热等离子体反应器有望取代传统口罩并提供无菌空气,尤其适用于公共交通工具、学校和医院等拥挤场所。
考虑到预防空气传播疾病如此困难,这无疑是个好消息。毕竟,我们往往可以选择吃什么食物、喝什么饮料,却无法选择呼吸什么空气。


