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口罩：“有用”与“安全”的区别
——兼答李维博士
拙文“口罩，国民抵抗呼吸道传染病的无奈选择”发表后，李维博士是一位热心的读者，不但连发评论，而且还专门写了一篇博文“面对半杯水，是说还有半杯呢？还是说才半杯？”[作者: mirror (*)（李维博士）日期: 01/29/2013 17:11:34（http://blog.sciencenet.cn/blog-362400-658053.html）]，让我感到非常荣幸并在此深表谢意。但有以下两个问题也许李博士没有注意到：
一、口罩的“有用”与“安全”的不同意义
先引用几段评论：
作为劳保用品的防尘口罩，只有10%左右阻尘率的一般纱布口罩当然不成。因为目的设置不一样。但是作为一般人家庭使用时，有10%的作用就比没有好。有花粉症的人在花粉季节里戴口罩，显然是来自有比没有好的选择。
——拷贝自：面对半杯水，是说还有半杯呢？还是说才半杯？作者: mirror (*)（李维博士）[http://blog.sciencenet.cn/blog-362400-658053.html]
现在的HEPA和ULPA解决绝大多数细菌病毒的问题如同刀切豆腐。
——拷贝自：[18]morrow8http://blog.sciencenet.cn/blog-809009-657413.html
漏洞百出的分析，罗列了一堆数据，得出了一个错误结论。
……
或许楼主可以分辨出最外层纱布的网眼大小，但是您绝对不可能看穿整个口罩。这时，气流通道会变得错综复杂，这些气溶胶颗粒就会有极大的概率碰撞的纤维表面并”粘“上去，从而被拦截下来。当然，我倒不是说普通医用口罩是百分百有效，但至少可以极大的减少病毒飞沫和其他airborne particulate matters 的吸入。
——拷贝自：[15]李刚 2013-1-29 23:25http://blog.sciencenet.cn/blog-809009-657413.html
上面几段评论的意思是指我在文章里提出的“口罩不能阻挡病毒感染”的论点是站不住脚的，因为戴上口罩后无论如何也可阻挡一部分病毒，有总比没有好。这就牵涉到了口罩的“有用”与“安全”的含义与区别了。为了说明这个问题，我就用李维博士提出的花粉症患者作为例子。
假设有一位对某种植物花粉过敏的花粉症患者要出门，而且肯定会遇上他所过敏的花粉。为了好理解，再假设这位患者发病临界值是500万颗花粉（不一定科学，但具体数字让人好理解），即他如果吸入500万颗这种花粉粒子就会哮喘发作。这位患者戴好口罩出门了。我再假设他戴的虽然是普通防护口罩，但质量很好，滤效达80%。好，如果假设该患者沿途呼吸遇上了2000万颗花粉，经计算他的口罩帮他阻挡了1600万颗花粉，那当然可以说口罩是“有用”的；而且，由于进入他呼吸道内的花粉只有400万颗，没有达到发病临界值，所以还可以说在这种情况下，这个口罩是安全的。但是，如果假设他沿途呼吸遇上的花粉颗粒是3000万颗呢？这个口罩阻挡了2400万颗花粉，这说明“更有用”；但进入他呼吸道内的花粉颗粒已有600万颗，超过了发病临界值，他的花粉症发作了，此时，说明这个口罩对他是“不安全”的！
以上还只考虑了“口罩体滤材”的拦截作用，但你不能指望吸入的空气全部都只会通过口罩体滤材而不会从其它地方进入你的肺部。有一个重要问题不知李维与李刚两位博士是否听说：口罩的“密合度”问题。密合度指口罩体与佩戴者脸部结合的严密程度，或反过来说是指从口罩边缘与脸部接缝处进入呼吸道的空气量。由于口罩是按标准规格生产的，而戴口罩的人脸型、鼻型等各有特点，所以，任何人戴口罩或多或少都会在口罩边缘与脸部结合处留下缝隙（见图1）。
“确定密合一般可采用密合度检点（fit check）与密合度测试（fit test）……，密合检点每次佩戴口罩时都应进行，……，这两种方式是不能相互取代的。”[陈春万、黄盛修: 抛弃式口罩泄漏研究（IOSH93-H307）(http://oa.lib.ksu.edu.tw/OA/bitstream/987654321/57676/2/93h307.pdf)]
台湾有学者检测过口罩的密合系数（fit factor，FF）。由于陈春万一文的数据有点复杂，我且引用朱政昆等人的研究结果[朱政昆、廖元培: 市售平面口罩泄漏率探讨(第26届纤维纺织科技研讨会) http://www.tipo.org.tw/docs/fup/%E6%8B%8B%E6%A3%84%E5%BC%8F%E5%B9%B3%E9%9D%A2%E5%8F%A3%E7%BD%A9%E6%B4%A9%E6%BC%8F%E7%8E%87%E6%8E%A2%E8%A8%8E.pdf]
。朱政昆的方法（见图2）是：用（美国TSI公司）“TSI 8020 Protacount 密合度测试仪依据人体在使用口罩时的动作执行呼吸所分析之效率，测试依序顺序为：1.正常呼吸、2.深呼吸、3.上下点头、4.左右摇头、5.说话、6.作鬼脸、7.弯腰、8.正常有规律呼吸后得到的使用时的口罩内粒子浓度，因此可得到口罩与脸型之间密合系数的高低与得到口罩泄露空隙位置。”
其结论是：“本研究密合系数试验结果市售产品密合系数大多为2.0，含意佩戴此类型密合度之口罩有50%以上的感染率，即如处于医院院所或者高污染环境中有一半受到感染风险，根据N95密合系数FF>10以上才符合防护等级，因此本研究所采购之平面口罩所样品中只有编号4之立体性口罩部分产品合格，……，而对于编号6之N95之密合度试验，密合系数达到81泄漏防护率达到99.8%（注：数据与图3的表2所列不同，但原文如此），然而，戴上N95之口罩因为闷热与不透气关系有更不舒服感。”（见图3）[注：17楼朋友kif16先生想了解口罩到底起多大作用，建议去看看这2篇研究报告。] 
从检测密合度的方法可知，密合度是随头部活动（如点头说笑等，更不要说打喷嚏了）不断变化的。这就告诉我们，戴上口罩后，吸入的空气是通过口罩体和口罩边缘同时进入的。而且，你也不能命令有害粒子只能聚集在你口鼻的正前方而不能在你头部的左右侧面或上下面。空气及其携带的有害粒子如何进入你的呼吸道，只会按照流体力学的规律，人的意愿是左右不了的。因此，如果考虑口罩边缘的泄漏，前面假设的那位花粉症患者可能遇上1000万颗花粉粒子就发病了。[作为一名医学免疫学教师，对花粉症患者顺便说一句，在你对之过敏的植物开花时，你最好去没有这种开花植物的地方居住一阵、要不就准备点抗过敏药，千万别认为普通口罩真的有用。在这方面我比李维博士更专业。]
非专业人士中还有一种口罩“有用”的说法，说的是如果病毒少，戴口罩就能挡住了。好比打仗，我有一千名战士，来500个敌人，我就把他们灭了；如果来两千个，我就挡不住了。这种类比是不成立的。我要提请大家注意：花粉颗粒进入体内后并没有繁殖能力，所以进入体内的花粉颗粒数目不会增加。但病毒不同，病毒在体内可以利用容纳细胞快速大量增殖，1个细胞大约几～十几小时后，生产的病毒颗粒数可以是几百、几千甚至几万。因此，用口罩抵抗高致病性病毒入侵，那就不是能拦截10%还是99%病毒颗粒的问题了，只要有这类病毒进入体内（不论多少）而你的免疫力又没能抵抗住，那你绝对是处于危险状态。以N95口罩为例，其泄漏率为5%、密合系数81意味着泄漏率有2%（见图3），简单相加泄漏率约为7%。如果遇上一位SARS患者对着你打一个喷嚏，那包绕在你周围的病毒颗粒是以“亿”来计数的。就算你戴着N95口罩，此时哪怕你只呆了几分钟，哪怕病毒尚未随气流穿透你的口罩体滤材，但只要你在呼吸，从口罩边缘吸进去的病毒颗粒就可能要以百万或千万来计数了（专业术语叫“暴露”）（这点要特别提请李刚博士注意）。
所以，在接触像SARS病毒、埃博拉病毒、马尔堡病毒等极危险的呼吸道传播疾病中，接触者只有穿戴自带氧气的密封防护服才安全，任何口罩都是不安全的。为了使大家有个直观认识，我在此介绍一部史蒂文·索德伯格导演的美国影片《传染病》（http://v.youku.com/v_show/id_XMzM2NjUzODY4.html）给大家，这部电影虽然说的是WHO医生抗击一个杜撰病毒传染病的故事，但实际上是用抗SARS经历作为素材的。
戴口罩的朋友们不必关心我的博文是否“漏洞百出”，但是一定要关心自己戴的口罩是否漏洞百出。上述台湾学者的研究是在理想实验条件下、在口罩专家直接操作下进行的，研究得到的检测数据是理想数据。而在大众使用口罩的过程中，这些数据肯定是达不到的。即使你的脸部是标准型、且戴密合系数很高（理论上密合系数越高口罩越安全）的口罩，但你们（也包括我）不是专家，不可能把每个密合点都掌控好。况且，戴口罩是准备去活动的，即使你开始把口罩戴得非常密实，但也不能确保活动时口罩边缘的缝隙不加大。所以，我想善意地提醒各位朋友：当你戴口罩是为了阻挡霾或尘，那没问题，不管能阻挡多少，总归能降低危害，是“有用”的；但是假如你戴口罩是为了阻挡细菌和病毒、特别是诸如新亚型甲型流感病毒、H5禽流感病毒、SARS病毒、炭疽杆菌芽孢的话，我建议你千万别相信专家告诉你的百分比而以身涉险。《传染病》影片中有一名WHO的女专家一直戴着密合系数较高的立体口罩，但后来还是感染病毒殉职了。专家与政府看重百分比，是因为在宏观上安全百分比大总比百分比小要好，可以降低人群发病率和死亡率，这既牵涉民众安危和社会稳定，同时也是政绩。但具体到每一个人，我们谁敢拍胸脯说：我就是那受到口罩保护的50%中的一员，而不是那50%感染中的一员？除非上帝是你爹。我写文章或讲课会讲百分比，但对每一位咨询我意见的人，我只会告诉他哪儿或怎样做有危险。而且我会给他强调，如果贸然涉险，每一个人都可能百分百的危险。
所以，我说“口罩，国民抵抗呼吸道传染病的无奈选择”，难道不是吗？
二、关于我十年前的帖子“口罩，可靠吗”的用意
还是先引用两段评论：
刘老师从他的专业角度看口罩的空孔，得出了“才半杯”的说法，认为“口罩不能阻止病毒传播”，并且写了《口罩，可靠吗？》的文章。但是刘老师的这个认识与百姓的“常识”、政府的见解有乖戾。
——拷贝自：面对半杯水，是说还有半杯呢？还是说才半杯？作者: mirror (*)（李维博士）[http://blog.sciencenet.cn/blog-362400-658053.html]
1986年 过滤式防微粒口罩的相关国家标准出台。
……
2000年，劳动防护用品配备标准(试行) 的通知国经贸安全[2000]189 号，禁止纱布口罩作为防尘口罩。
……
2003年4月 GB19083-2003 （已作废）医用防护口罩技术要求。
……
据以上资料，我国并不是在sars之后才搞明白纱布口罩不能做防护口罩的问题。
如果非典时小汤山的医生是带的纱布口罩，那是就不是一个科技发展水平的问题，也不是一个认识问题，而是有人涉嫌否犯了渎职罪的问题。
——拷贝自：[20]morrow8 2013-1-31 23:25http://blog.sciencenet.cn/blog-809009-657413.html
我想指出两点：
其一，我十年前的帖子中没有任何一处指责政府，所以不知何为“乖戾”。作为专业人士，我深知在非典期间政府的难处。非典突如其来，再高效的政府也会措手不及。况且早期（2003年三月底以前），谁也不知道非典的病原体是何方神圣，应对不力也情有可原。到了03年三月底，虽然知道非典的病原体是SARS冠状病毒，但由于我国长期存在“重治轻防”的思想，疾病预防方面的投资是不够的（我在防疫站工作过两年多，对此了解一二），因此不可能在短期内就给所有抗非典医务人员配备防护衣或防护面具，直到小汤山医院建立，部队医生才戴上防护面具。所以这里也不存在政府整体渎职的问题。我写帖子的目的，是指责少数明知道纱布口罩不能抵挡SARS病毒而又一本正经建议大家戴口罩的专家。例如，记得当时有某教授兼博导在CCTV4公开讲座上说（大意）：要防止感染非典，戴36层纱布口罩没有必要，那会导致呼吸不畅，戴18层纱布口罩就足够了。我认为这种“专业说法”，会使得非专业人士误认为只要戴上口罩就安全，去任何地方都没有顾忌了。
其二，我当然知道在“非典”之前就有口罩标准和使用说明了，不然我的帖子中如何有好几篇引用文献？我当然也知道政府与专家在“非典”之前就知道口罩标准及各种口罩的用途了，不然我引用的文献从何而来？（但还是要谢谢李维博士现在教我。）但当年（2003年五月以前）我们看见有几名医生戴着哪怕是N95口罩也好？绝大多数医护人员戴的不都是普通口罩（包括纱布口罩）吗？在电影《传染病》中的护士因为防护装备不安全就罢工了，对比起来，我国的医护人员真是伟大，并没有因为口罩不安全就退缩不前了。像叶欣等人的牺牲真的让人非常痛惜！（记得03年4月我在中山医一次给学生讲课时说起叶欣，说起口罩不安全之事，我对着那些未来的医生们说：“如果白衣天使们都不能保护自己，那谁来救护患者？”当时学生们热烈鼓掌，让我眼泪都差点掉了下来）。正因为我知道那些专家教授应该比我更明白才令我更加愤怒！作为政府或行政管理机构，在不明真相或力所不能及之时采取权宜之法，我们不能过于苛责。但作为自然科学专家，就应当凭科学良知和道德说话，应该信奉自然法则，而不是无原则服从权力。即使头顶高压，也可以保持沉默嘛，我认识的好几位教授就是这么做的。
认识我的一些人常说我有点“不识时务”（这可能是“愚蠢”的委婉说法，不知是否也属于“乖戾”），要不然那名记者怎么就轻易看出来我那篇文章不是口罩的科普文章，抛下一句“不合时宜”就把文章封杀了（我没敢把“不合时宜”写在那篇帖子内，怕帖子也被封杀）。哈哈，李维博士看来少了点那名记者的那类敏感性，否则怎么就只与我较真十年前那只具体的“口罩”呢？
我的帖子与文章实际上只是指出用口罩防病毒不可靠，并未涉及防尘，但有读者老是与我争论防尘。在此声明：我是微生物学与免疫学老师，不是防尘专家，也不是口罩专家。从今往后，我不再在博文中讨论口罩了，也不回答口罩的问题了。
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