乐器演奏时会传播新冠病毒吗？

乐器演奏时会传播新冠病毒吗？

2020年，费城交响乐团和许多文化机构一样，由于新冠疫情而暂停了演出。乐团通过宾夕法尼亚大学卫生系统首席医疗官P.J. Brennan寻求专业知识，以帮助了解其音乐家是否可以安全地演奏，以尽量减少彼此或其观众接触新冠病毒的机会。

“乐团总监不希望音乐家们相距甚远，乐器需要紧密结合才能产生最佳声音。”工程与应用科学学院的Arratia说。然而，如果需要用有机玻璃将其分开，那也带来了一个问题。音乐家们表示会产生听力问题以及有机玻璃隔板的视线差。

现在，在《流体物理学》（Physics of Fluids）中，Arratia，Jerolmack及其同事报告了他们的发现，研究表明音乐家产生的气溶胶在大约六英尺内消散。这些结果不仅为费城交响乐团在2020年夏天恢复演出时的安排提供了信息，而且还为其他音乐团体如何考虑安全地聚集和演奏奠定了基础。

实验方法

这项研究取决于音乐家产生多少气溶胶颗粒，这些颗粒从乐器中释放的密度以及它们在空气中传播的速度。

“如果有气溶胶浓度非常低的一大股空气射出，或者是有很多气溶胶，但集中在一个狭窄的条带中，这些情况都不会有太大影响。”艺术与科学学院的Jerolmack说。

为了收集数据，研究人员邀请乐团音乐家到校园，带上他们的管乐器，包括长笛、大号、单簧管、小号、双簧管和巴松管。

为了可视化和跟踪音乐家演奏时从乐器中流出的气溶胶，研究人员操作了一个加湿器，该加湿器在乐器的钟端排放水蒸气滴。这种安排只为长笛演奏者转移，加湿器被放置在音乐家的嘴巴而不是铃铛附近，因为在演奏该乐器时空气通过吹嘴传播。

然后，研究人员通过加湿器产生的“雾”照射激光束，照亮气溶胶颗粒，并使它们被高速相机和粒子计数器捕获。

“这就像在雨天一样：如果阳光照射进来，你会看到水滴。“Arratia说。

音乐家们连续演奏音阶两分钟。研究人员发现，管乐器音乐家产生的气溶胶浓度与正常呼吸和说话时释放的气溶胶相似，直径约为0.3至1微米，这让研究人员感到有些惊讶。

研究人员说，这种大小的颗粒足够小，只要气流足够强就可以在空气中传播很远。因此，测量他们的注意力和流量对于了解音乐家可能将新冠病毒传染给另一个人的潜在风险变得很重要。

在评估流速时，研究人员测量的速度约为每秒0.1米，比咳嗽喷嚏慢几个数量级，打喷嚏每秒可以传播5到10米。笛子是一个特例，但仍然只达到每秒约0.7米的流速。

“当你观察气流时，你会看到这些气泡和涡流，我们知道它们会扩散，但我们不知道这些仪器之间是否会有任何普遍的现象。”Jerolmack说。“我们发现，通过只测量流量和气溶胶浓度和计数，我们可以预测气溶胶将传播多远。”

根据他们的观察，这些“迷你音乐会”产生的气溶胶消散，沉淀在大约2米或6英尺内的背景气流中，研究人员说，这与普通说话或呼吸的测量相似。只有长笛和长号产生的气溶胶才能传播到该距离之外，因为长笛可能是因为空气在乐器上传播，而不是像面罩一样防止气溶胶扩散的乐器。

总体而言，木管乐器发出的气溶胶浓度略低于铜管乐器，研究人员推测，这可能是因为乐器的木制元素吸收了一些湿度，并且沿着仪器的众多孔可能会减少一些气溶胶的流动。

由于研究人员所做的测量与新冠病毒的任何特定质量无关，因此它们可用于推断演奏如何影响其它呼吸道病原体的传播。

信息源于：phys.org