课题组博士生李艺群（导师：叶蔚副教授）围绕日常口腔清洁行为中的气溶胶排放问题开展研究，采用受控舱室人体实验、Monte Carlo不确定性分析等方法，系统揭示了电动牙刷使用过程中可吸入气溶胶的排放特征、形成机制及其潜在暴露影响。研究发现，刷牙产生的颗粒物以细颗粒物为主，超过85%的颗粒物小于2.5 μm，约97%的颗粒物小于5 μm；其排放主要受牙刷机械运动方式控制，声波式牙刷的排放量明显高于往复旋转式牙刷。该研究拓展了以呼吸活动为主的传统人体气溶胶源认知，为公共卫生间等受限空间中的空气质量与暴露风险管理提供了新的科学依据。该成果发表于《Journal of Hazardous Materials》（JCR Q1，影响因子：10.6）。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.142993

研究背景

人体活动产生的气溶胶是室内颗粒物暴露和空气传播疾病研究的重要对象。现有研究主要关注呼吸、说话、唱歌和咳嗽等呼吸活动，而对刷牙、洗漱等日常卫生行为产生的非呼吸源气溶胶关注较少。电动牙刷通过刷头的高频振动或往复旋转扰动口腔中的唾液、水和牙膏，并可能导致液膜破碎和细小颗粒物释放。与牙科高速器械相比，日常刷牙的机械作用强度相对较低，但具有使用频率高、持续时间长且缺乏专门控制措施等特点。尤其是在公共卫生间、宿舍盥洗室等相对封闭或多人共用的空间中，刷牙产生的气溶胶可能构成一种长期被忽视的局部暴露来源。然而，此前有关口腔活动气溶胶的研究主要集中于牙科诊疗过程或模拟实验，对于真实刷牙条件下颗粒物的粒径分布、排放强度、时间变化规律及不同牙刷工作机制的影响仍缺少系统认识。因此，本研究在受控环境中开展人体刷牙实验，对不同牙刷类型、运行模式和牙膏配方条件下的气溶胶排放进行了系统比较。

研究结论

（1）刷牙排放以可吸入细颗粒物为主，并呈现持续性的时间变化特征。

粒径分析结果表明，电动牙刷使用过程中产生的颗粒物超过50%位于PM₁范围，超过85%小于2.5 μm，约97%小于5 μm，说明其排放主要集中在可吸入细颗粒物范围，而非传统认知中的大尺寸飞沫。刷牙排放并非单次、短暂的瞬时喷溅，而是表现出渐升、快速上升、准稳定和衰减等阶段性变化特征。在30 s的主动刷牙阶段内，细颗粒物能够持续释放；刷牙停止后，颗粒物浓度迅速降低。与此同时，超细颗粒物浓度相对于刷牙前基线未出现明确增加，说明刷牙产生的颗粒物主要集中于微米级细

颗粒物范围。

（2）牙刷机械运动方式是影响气溶胶排放的主导因素。

不同牙刷之间的排放差异主要取决于刷头运动机制及运行模式。声波式牙刷通过高频往复振动扰动口腔液膜，表现出更快的排放增长、更明显的峰值以及更高的累积颗粒物排放；往复旋转式牙刷的排放水平相对较低，时间变化也更加平缓。统计分析表明，牙刷类型对排放强度和时间变化特征的影响最为显著。牙膏配方的单独影响相对有限，但其作用会随牙刷机械运动方式发生变化；在对刷牙位置、张口面积、身体姿态和采样条件进行控制后，受试者之间的差异并未产生显著影响。

（3）声波式刷牙的气溶胶排放可接近常见发声活动水平。

研究将电动刷牙与呼吸、说话、唱歌和咳嗽等常见人体活动产生的气溶胶排放进行了比较。结果显示，电动刷牙的颗粒物排放速率约为10²–10³个/s，整体处于说话的排放范围，并可接近唱歌排放的较低水平。在统一的30 s暴露情景下，研究基于设定的病原体浓度、气溶胶存活率和呼吸道沉积比例等参数进行了剂量–反应计算。结果表明，高排放声波式牙刷情景的模型相对感染风险明显高于呼吸基准，并可接近说话情景；相比之下，往复旋转式牙刷的模型风险相对较低。Monte Carlo分析进一步显示，在考虑参数不确定性的情况下，唱歌通常处于最高风险等级，而说话和高排放声波式刷牙则多位于其后的较高等级。需要强调的是，上述结果是在特定参数假设下进行的情景比较，并不意味着研究直接检测到了具有感染活性的病原体，也不能作为刷牙引发实际疾病传播的直接证据。

（4）主观感受不能准确反映实际颗粒物排放。

多数参与者在刷牙过程中没有报告明显不适或刺激感。虽然部分参与者能够感知牙膏气味或较大的可见飞溅，但这些主观感受与仪器测得的细颗粒物排放强度并不完全一致。该结果说明，细小且可吸入的刷牙气溶胶可能在缺乏明显视觉或感觉提示的情况下持续产生，仅依据可见飞溅或个人感受难以判断实际暴露水平。因此，对日常卫生行为相关颗粒物源的评估仍需依赖客观测量。

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