环境科学与工程学院要茂盛团队发现全球疫情传播差异新解
在COVID-19疫情中，全球不同语言使用地区的病毒传播模式呈现显著差异，但背后机制一直未被系统揭示。北京大学环境科学与工程学院要茂盛团队近日发表于Environment & Health的研究发现，在日常交流中不同语言的使用影响人体呼出气溶胶的排放浓度和粒径分布，进而影响呼吸道疾病的传播潜力。这一发现为理解全球疫情传播差异提供了全新视角。
图1 文章的TOC
研究招募了50余名精通多种语言的志愿者，让他们用中文、英文等8种语言（俄语、法语、阿拉伯语、西班牙语、日语、韩语）说相同语义的对话（图1），并通过纳米粒子计数仪等设备实时监测呼出气溶胶的粒径分布和浓度（图2）。研究发现，说话时排放的呼出气溶胶颗粒主要集中在1微米以下；粒径分布与语言特性关联密切，例如，在测试的对话中发现，日语和韩语的气溶胶排放浓度最高，可以释放大量纳米级气溶胶颗粒，分析认为这可能与两种语言中元音使用频率高、信息密度低等多种语言学差异有关；而阿拉伯语、俄语等的语言气溶胶排放浓度较低。基于随机森林模型分析显示，在影响气溶胶排放的因素中，语言差异对粒径分布的影响显著大于性别，但小于BMI（身体质量指数）和年龄。这表明语言是独立于生理特征的重要变量。这一研究解释了为何疫情初期部分东亚国家在严格防控下仍反复出现超级传播事件：语言特性可能加剧了气溶胶传播潜力。研究成果揭示了跨语言地区的疫情模型需纳入语言变量：例如，在多语言社区中，可根据语言特性调整社交距离标准或通风要求。
图2 日常交流中不同语言使用时排放的颗粒物浓度与粒径分布
图3 说不同语言时声音的频率与振幅
说不同语言的时候，在发声过程中，呼吸道的声带、口腔、鼻腔等不同部位的参与程度存在显著差异，改变了说话时声音的频率与振幅（图3）。该研究量化了语言对呼吸道气溶胶排放的影响，对疫情传播研究中“语言维度”的作用进行了阐述。未来可以扩大语言样本量，探索方言、口音对气溶胶排放的影响，并结合流行病学数据验证语言因素在真实疫情中的贡献。研究成果以“Speaking Different Languages Impacts Size-resolved Exhaled Breath Aerosol Particle Emission ”为题发表在Environment & Health上，同时该文章也被录用为封面文章。论文第一作者为北京大学环境科学与工程学院博雅博士后李心月，通讯作者为要茂盛。
该项目主要得到了国家自然科学基金创新研究群体项目（基金号22221004）、国家重点研发计划（2022YFC3702801和2023YFC3708200）、广州国家实验室项目（SRPG22-007）以及国家自然科学基金青年科学基金（22406008）的资助，相关成果为全球呼吸道传染病防控提供了兼具科学性和实用性的新思路。
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