Sveikata

2021.08.28 21:25

Siekiant suvaldyti COVID-19 plitimą mokyklose vien gryno oro neužteks

LRT.lt2021.08.28 21:25

Pačioje pandemijos pradžioje mokslininkai teigė, kad pagrindinis SARS-CoV-2 perdavimo būdas yra per stambius lašelius, patenkančius į orą kosint ar čiaudint arba per užterštus paviršius. Tačiau neseniai atliktas tyrimas parodė, kad viruso dalelės gali plisti ir tolimoje aplinkoje, rašo „Medical News Today“.

Tokiu būdu plinta bioaerozoliai – mažesni nei 5 mikrometrų lašeliai ar dalelės. Rizikos požiūriu jie kelia problemų dėl to, kad ilgą laiką gali išbūti ore, judėdami kartu su oro srovėmis.

Stambesnės dalelės šiuo aspektu nekelia tokio susirūpinimo, nes jos paprastai leidžiasi žemyn ir lieka ant žemės.

Naujausiame tyrime, kuris buvo paskelbtas internetiniame leidinyje „Building and Environment“, mokslininkai nusprendė giliau patyrinėti šį reiškinį, analizuodami jį mokyklos klasių aplinkoje, kad išsiaiškintų, ar patalpoje esantys mokiniai ir mokytojai keičia SARS-CoV-2 poveikio riziką.

Kūno šilumos poveikio tyrimas

Siekdami suprasti COVID-19 perdavimo mokyklose riziką, tyrėjai iš Masačiusetso technologijos instituto (MIT) imitavo klasėje naudojamus du skirtingus vėdinimo tipus: lubų difuzorius ir atvirus langus. Siekdami išanalizuoti abiejų sistemų poveikį, jie pasinaudojo skaičiuojamąja hidrodinamika ir kelių atvejų rezultatais.

Mokslininkai nustatė, kad ramybės būsenoje žmonės išskiria apie 75 vatus kūno šilumos ir kad aplink juos susidaro į viršų kylantys šilto oro srautai. Šie šiluminiai srautai įtraukia šaltą orą (ir visas jame esančias daleles) ir toliau kyla, kol pasiekia tos pačios temperatūros oro sluoksnį.

Mokslininkai iškėlė hipotezę, kad lubose esantys ventiliatoriai ir difuzoriai gali dar labiau paskatinti šių srautų judėjimą aukštyn.

Jie nustatė, kad tik tas oras, kuris išeina iš burnos labai nedideliu greičiu, gali pakilti kartu su žmogaus šiluminiais srautais.

Todėl nedėvint veido kaukės, dalelės, išskiriamos kosint ar stipriai iškvepiant orą, gali lengvai pasklisti po patalpą, sąveikaudamos su aplinkiniu oru.

Tyrimas parodė, kad šios dalelės rečiau kyla į viršų, todėl ilgesnį laiką laikosi žmogaus kvėpavimo lygyje ar kiek žemiau jo, sukurdamos palankesnę aplinką virusui plisti.

Siekdami išvengti tokio rezultato, tyrėjai taip pat išanalizavo langų poveikį.

Prielaida apie persimaišiusį orą

Anksčiau buvo daroma prielaida, kad tam tikru momentu aerozolių koncentracija visoje patalpoje yra vienoda.

Naujasis tyrimas parodė, kad tai buvo per daug konservatyvus vertinimas. Iš tiesų aerozolių dalelių tankis aplink žmones patalpoje gali būti 2,5 karto didesnis, nei manyta iki šiol.

Todėl galima daryti prielaidą, kad oras patalpose nėra gerai persimaišęs ir rizika užsikrėsti tose vietose, kur nėra žmonių, yra mažesnė.

Mokslininkai pastebi, kad iš tiesų žmonių išsidėstymas ir ventiliacijos tipas daro didelę įtaką aerozolių pasiskirstymui patalpoje.

Eksperimentai su įvairiais scenarijais

MIT mokslininkai klasėse išbandė įvairius scenarijus ir nustatė, kad viruso dalelių koncentracija jose buvo 50–150 proc. didesnė nei skaičiuojant pagal plačiai paplitusią, oro persimaišymu grįstą prielaidą.

„Dėl riboto laiko negalėjome sumodeliuoti visų galimų vėdinimo variantų ir užsikrėtusių mokinių sėdėjimo vietos derinių. Mūsų gauti rezultatai iliustruoja keletą galimų pavojingų situacijų“, – „Medical News Today“ sakė MIT pastatų technologijų ir mechaninės inžinerijos profesorius Leonas Glicksmanas.

Tyrimo metu buvo išskirtos dvi didžiausią nerimą keliančios situacijos.

I scenarijus

Pagal vieną scenarijų mokslininkai nustatė, kad atviri langai gali paskatinti horizontalų dalelių plitimą.

Nors klasės vėdinimas, atidarant langus, yra natūralus instinktas ir pagrindinis vėdinimo būdas daugelyje mokyklų, tyrimas parodė, kad reikėtų būti atsargesniems.

Jei langai yra tame pačiame lygyje kaip ir mokinių suolai, modeliavimas rodo, kad į patalpą patekęs šaltas oras paskatina horizontalų dalelių ir lašelių plitimą.

Siekiant išvengti tokios situacijos, tyrėjai rekomenduoja naudoti „išstumiamąją ventiliaciją“, kurią nesudėtinga užtikrinti, uždėjus ant lango pertvarą, nukreipiančią orą į grindis.

„Eilėje prie atviro lango sėdinčio užsikrėtusio moksleivio aerozoliai gali būti pernešami už jo sėdintiems mokiniams. Toks pavojus sumažėja, jei pro langą patenkantis oro srautas paprastu deflektoriumi ar ventiliatoriumi nukreipiamas į grindis“, – aiškina prof. L. Glicksmanas.

II scenarijus

Kitas nerimą keliantis scenarijus susijęs su COVID-19 sergančiu moksleiviu, sėdinčiu prie uždaryto šalto lango.

Kaip ir buvo tikėtasi, atliekant šį modeliavimą, kiekvieno kosulio ir iškvėpimo metu lašeliai ir aerozolinės dalelės pasklisdavo į orą. Tai kėlė itin daug problemų, nes žemyn langu tekantis šaltas oras paskleisdavo aerozolius po kvėpavimo zoną.

„Klasėje su uždarytais langais, kur veikia šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo (ŠVOK) sistema, šalti viengubi stiklo paketai kelia pavojų. Aerozoliai iš [užsikrėtusio žmogaus], sėdinčio šalia šalto lango, iš pradžių pakyla, bet paskui patenka į palei langą tekantį šalto oro srautą ir grįžta į kvėpavimo lygį“, – aiškina prof. L. Glicksmanas.

Mokslininkai siūlo kovoti su šia problema naudojant langų dangas, geresnę šilumos izoliaciją arba prie lango pastatyti nešiojamąjį šildytuvą.

Kaukės: kas svarbiausia

Prof. L. Glicksmanas teigia, kad tyrimas pabrėžia svarbų veido kaukių vaidmenį, ribojant aerozolių plitimą tarp moksleivių.

„Nors mes neatsižvelgėme į kaukių filtravimo efektyvumą, tyrimo metu buvo modeliuojamas kaukių dėvėjimas, pakeičiantis burnos plotą ir išskyrų paplitimo greitį. Mes nustatėme, kad nedideliu greičiu aplink kaukę išsiskiriančios aerozolio dalelės greitai pakyla aukštyn kartu su aplink žmogaus kūną cirkuliuojančiu šiltu oru. Kaukės nedėvinčio asmens išskiriamos aerozolio dalelės nepatenka į šilto oro srautą ir ilgiau išlieka kvėpavimo zonoje“, – aiškina profesorius.

Ventiliacija ir nauji mokslo metai

Šiuo metu galiojančios gairės, skatinančios žmones patalpose nešioti veido kaukes ir laikytis bent 2 metrų atstumo vieniems nuo kitų, yra puikus COVID-19 plitimo rizikos ribojimo klasėse pagrindas.

Atviri langai ir reikiamas šildymas, taip pat tinkamų ŠVOK sistemų įrengimas gali padėti klasėms tapti dar saugesne vieta pandemijos metu.

Senesniuose mokyklų pastatuose ir ten, kur nėra pakankamai lėšų modernioms vėdinimo sistemoms įrengti, greičiausiai ir toliau teks kliautis vėdinimu atidarant langus, kaukių dėvėjimu ir atstumo laikymusi.

Kolorado universiteto chemijos profesoriaus Jose-Luiso Jimenezo teigimu, tyrimo rezultatai labai priklauso nuo klasės geometrijos ir oro srauto, tačiau tyrimą atlikusių mokslininkų žinia mokykloms yra aiški – reikalingas tinkamas vėdinimas visose klasėse, kad galėtume kontroliuoti delta varianto plitimą. Kol kas žinome, kad perdavimas per aerozolius yra dominuojantis viruso plitimo būdas tiek artimoje aplinkoje tiek bendrose patalpose.

Anot jo, daugelis mokyklų turėtų rimtai išanalizuoti savo vėdinimo sistemas ir imtis atitinkamų priemonių, kad būtų išvengta viruso plitimo.

„Jei ventiliacija nėra pakankamai efektyvi, kad oras patalpoje pasikeistų bent šešis kartus per valandą, ją reikia tobulinti, įrengiant filtrą, pavyzdžiui, naudojant nešiojamus HEPA (didelio efektyvumo kietųjų dalelių oro) filtrus“, – aiškina J. L. Jimenezas.

„Uždarose patalpose labai svarbu patobulinti vėdinimo sistemas, kad jos tiektų kuo daugiau oro iš lauko, atnaujinti ŠVOK sistemų filtrus, išmatuoti CO2 klasėse, kad įsitikintumėte, jog ventiliacija yra pakankama, ir išlaikyti ją žemiau 700 [milijonųjų dalių (ppm)], užtikrinti filtravimą tose vietose, kur ventiliacijos nepakanka, ir venkti elektroninių oro valymo prietaisų“, – sako profesorius ir tuo pačiu pabrėžia, kad užsikrėtimo rizika patalpose visada bus didesnė nei lauke, net ir laikantis atstumo ar dėvint kaukes.

Mums svarbus tikslumas ir sklandi tekstų kalba. Jei pastebėjote klaidų, praneškite portalas@lrt.lt