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Aerosol and droplet generation from performing with woodwind and brass instruments
Aerosol Science and Technology ( IF 5.2 ) Pub Date : 2021-07-15 , DOI: 10.1080/02786826.2021.1947470
Lauren P. McCarthy 1 , Christopher M. Orton 2, 3, 4 , Natalie A. Watson 5 , Florence K. A. Gregson 1 , Allen E. Haddrell 1 , William J. Browne 6 , James D. Calder 7, 8 , Declan Costello 9 , Jonathan P. Reid 1 , Pallav L. Shah 2, 3, 4 , Bryan R. Bzdek 1
Affiliation  

Abstract

The performing arts have been significantly restricted due to the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) pandemic. We report measurements of aerosol and droplet concentrations generated when playing woodwind and brass instruments and comparisons with breathing, speaking, and singing. These measurements were conducted in a room with zero number concentration aerosol background in the 0.5-20 µm diameter size range, allowing clear attribution of detected particles to specific activities. A total of 13 instruments were examined across 9 participants. Respirable particle number concentrations and size distributions for playing instruments are consistent with those from the participant when breathing, based on measurements with multiple participants playing the flute and piccolo as well as measurements across the entire cohort. Due to substantial interparticipant variability, we do not provide a comparative assessment of the aerosol generated by playing different instruments, instead considering only the variation in aerosol yield across all instruments studied. Both particle number and mass concentrations from playing instruments are lower than those from speaking and singing at high volume, and no large droplets >20 µm diameter are detected. Combined, these observations suggest that playing instruments generates less aerosol than speaking or singing at high volumes. Moreover, there is no difference between the aerosol concentrations generated by professional and amateur performers while breathing, speaking, or singing, suggesting conclusions for professional singers may also apply to amateurs.



中文翻译:

使用木管乐器和铜管乐器演奏时产生气溶胶和液滴

摘要

由于严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 大流行,表演艺术受到严重限制。我们报告了演奏木管乐器和铜管乐器时产生的气溶胶和液滴浓度的测量结果,并与呼吸、说话和唱歌进行了比较。这些测量是在 0.5-20 µm 直径尺寸范围内零数浓度气溶胶背景的房间中进行的,可以明确地将检测到的颗粒归因于特定活动。9 名参与者共检查了 13 种仪器。根据多名演奏长笛和短笛的参与者的测量结果以及整个队列的测量结果,演奏乐器的可吸入粒子数浓度和大小分布与参与者呼吸时的粒子数浓度和大小分布一致。由于参与者之间存在很大的可变性,我们不提供对演奏不同乐器产生的气溶胶的比较评估,而是仅考虑所研究的所有乐器的气溶胶产量的变化。演奏乐器的粒子数和质量浓度都低于高音量说话和唱歌的粒子数和质量浓度,并且没有检测到直径大于 20 µm 的大液滴。综上所述,这些观察结果表明,与高音量说话或唱歌相比,演奏乐器产生的气溶胶更少。此外,专业和业余表演者在呼吸、说话或唱歌时产生的气溶胶浓度没有差异,表明专业歌手的结论也可能适用于业余爱好者。我们不提供对演奏不同乐器产生的气溶胶的比较评估,而是仅考虑所研究的所有乐器的气溶胶产量的变化。演奏乐器的粒子数和质量浓度都低于高音量说话和唱歌的粒子数和质量浓度,并且没有检测到直径大于 20 µm 的大液滴。综上所述,这些观察结果表明,与高音量说话或唱歌相比,演奏乐器产生的气溶胶更少。此外,专业和业余表演者在呼吸、说话或唱歌时产生的气溶胶浓度没有差异,表明专业歌手的结论也可能适用于业余爱好者。我们不提供对演奏不同乐器产生的气溶胶的比较评估,而是仅考虑所研究的所有乐器的气溶胶产量的变化。演奏乐器的粒子数和质量浓度都低于高音量说话和唱歌的粒子数和质量浓度,并且没有检测到直径大于 20 µm 的大液滴。综上所述,这些观察结果表明,与高音量说话或唱歌相比,演奏乐器产生的气溶胶更少。此外,专业和业余表演者在呼吸、说话或唱歌时产生的气溶胶浓度没有差异,表明专业歌手的结论也可能适用于业余爱好者。取而代之的是只考虑所研究的所有仪器的气溶胶产量的变化。演奏乐器的粒子数和质量浓度都低于高音量说话和唱歌的粒子数和质量浓度,并且没有检测到直径大于 20 µm 的大液滴。综上所述,这些观察结果表明,与高音量说话或唱歌相比,演奏乐器产生的气溶胶更少。此外,专业和业余表演者在呼吸、说话或唱歌时产生的气溶胶浓度没有差异,表明专业歌手的结论也可能适用于业余爱好者。取而代之的是只考虑所研究的所有仪器的气溶胶产量的变化。演奏乐器的粒子数和质量浓度都低于高音量说话和唱歌的粒子数和质量浓度,并且没有检测到直径大于 20 µm 的大液滴。综上所述,这些观察结果表明,与高音量说话或唱歌相比,演奏乐器产生的气溶胶更少。此外,专业和业余表演者在呼吸、说话或唱歌时产生的气溶胶浓度没有差异,表明专业歌手的结论也可能适用于业余爱好者。综上所述,这些观察结果表明,与高音量说话或唱歌相比,演奏乐器产生的气溶胶更少。此外,专业和业余表演者在呼吸、说话或唱歌时产生的气溶胶浓度没有差异,表明专业歌手的结论也可能适用于业余爱好者。综合起来,这些观察结果表明,演奏乐器比高音量说话或唱歌产生的气溶胶更少。此外,专业和业余表演者在呼吸、说话或唱歌时产生的气溶胶浓度没有差异,表明专业歌手的结论也可能适用于业余爱好者。

更新日期:2021-09-23
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