Koronavirus leviää hanakimmin sisätiloissa. Animaatiot näyttävät pienet pisarat, jotka levittävät virusta tartunnan saaneen limakalvoilta kaikkialle huoneilmaan.

Mikko Puttonen HS, teksti

Hanna Kainulainen HS, animaatiot

Kun ihminen puhuu, yskii tai hengittää, suusta lentää aina ilmaan mikroskooppisen pieniä pisaroita eli aerosoleja.

Ne voivat levittää myös koronavirusta mukanaan. Aerosolit ovat kuin virustaksi, joka kuljettaa viruksia yhdeltä limakalvolta toiselle.

Tämän jutun animaatiot näyttävät, miten nämä mikroskooppisen pienet pisarat leviävät huoneilmassa.

Animaatiot perustuvat kokeisiin ja mallinnuksiin, joita on tehnyt ryhmä ilmakehäfyysikkoja, virologeja ja lääketieteen tutkijoita Ilmatieteen laitoksesta, Helsingin yliopistosta, Työterveyslaitoksesta ja Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiiristä (Hus).

Kokeet tehtiin helsinkiläisessä ravintolasalissa, mutta ilman asiakkaita. Tutkijat suihkuttivat saliin ensin vaaratonta Phi6-virusta. Tämän jälkeen he tekivät matemaattisen mallinnuksen siitä, miten virus leviäisi ravintolan ilmassa.

Samalla tavalla aerosolien mukana leviää myös koronavirus.

Se tiedettiin jo entuudestaan, että koronavirus leviää hanakimmin juuri sisätiloissa. Siitä on monia surullisia esimerkkejä. Ehkä tunnetuin sattui melko tarkalleen vuosi sitten naistenpäivän konsertissa Helsingin Musiikkitalossa.

Uusien virusmuunnosten takia koronavirus leviää nyt entistäkin herkemmin. Siksi hallitus on halunnut muun muassa sulkea ravintolat kolmeksi viikoksi.

Ihmiset voivat erota suuresti sen suhteen, kuinka paljon aerosoleja he tuottavat. Joku voi päästää suustaan tuhatkertaisesti sen, mitä toinen. Sairastuneet tuottavat aerosoleja enemmän kuin terveet.

Aerosolien määrään vaikuttaa myös äänenkäytön voimakkuus. Laulusta tai kovaäänisestä puheesta purkautuu sakeammin aerosoleja kuin hiljaisesta puheesta.

Muun muassa tästä syystä Suomessa tuli tällä viikolla voimaan ”tanssi- ja laulukielto”. Se kestää kesäkuun loppuun asti.

Eräässä tutkimuksessa arvioitiin, että tavanomaisesti virusta levittävän ihmisen uloshengityksen mukana tulee noin 5 000 virusta kuutiometriä eli tuhatta litraa kohden. Tämän verran ihminen hengittää levossa ollessaan kahden tunnin aikana.

Hajonta on kuitenkin valtava: joku voi erittää uloshengitysilmaan 30 virusta kuutiometriä kohti, toinen jopa 900 000.

Näin suuri määrä viruksia uloshengitysilmassa on harvinaista mutta mahdollista, jos paljon virusta erittävä henkilö puhuu kovaa tai huutaa.

Ei tiedetä, kuinka monta viruspartikkelia ihmisen pitää saada limakalvoilleen tartunnan synnyttämiseksi. Arviot ovat vain karkeita ja liikkuvat sadoissa tai tuhansissa.

Seuraavassa animaatiossa näkyy, miten kooltaan pienimmät aerosolit leviävät pikkuhiljaa ympäri huonetta. Jos niitä levittää sairastunut henkilö ja ne kantavat virusta mukanaan, tartunnan leviämisen riski kasvaa.

Vaaleimmissa kohdissa aerosolien pitoisuus ilmassa on pienentynyt sadasosaan siitä, mitä se oli suusta lähtiessään. Jos tummimmassa kohdassa on esimerkiksi tuhat aerosolia tilavuusyksikköä kohden, vaaleimmassa on siis kymmenen.

Mitä enemmän aikaa kuluu, sitä enemmän huonetilaan kertyy aerosoleja. Huono ilmanvaihto pahentaa asiaa.

Seuraava animaatio näyttää tilanteen samassa helsinkiläisessä ravintolassa puolen tunnin kuluttua. Aerosoleja on levinnyt joka puolelle.

Voisivatko tiloja erottavat seinämät estää aerosolien leviämistä? Tätä testattiin asettamalla ravintolatilaan kaksi sermiä.

Tutkijoiden mallinnusten mukaan kävi juuri päinvastoin. Sermit heikensivät ilman sekoittumista ja johtivat suurten pitoisuuksien kasaumiin. Se näkyy seuraavista animaatioista, joista ensimmäisessä sermit vertailun vuoksi puuttuvat.

Huoneilmaan levitessään aerosolipilvi siis sekoittuu ilmaan ja laimenee.

Lisäksi ilmanvaihto nimensä mukaisesti vaihtaa ilmaa – siis poistaa hiukkaspitoista ilmaa ja tuo puhdasta tilalle. Mitä tehokkaampi ilmanvaihto, sen parempi.

Tilannetta voi vielä parantaa ilmanpuhdistimella. Se paitsi puhdistaa ilmaa myös sekoittaa sitä, jolloin ilman aerosolipitoisuudet laimenevat.

Seuraavat animaatiot näyttävät eron aerosolien leviämisessä ilman ilmanpuhdistinta sekä kahden ilmanpuhdistimen kanssa.

Animaatiossa ilmanpuhdistimet lisäävät ilmanvaihdon kapasiteettia 60 prosenttia, jolloin aerosolipitoisuudet putoavat noin 40 prosenttia.

Ilmanpuhdistimien vaikutusta voi ajatella ilmanvaihdon lisäämisenä. Tälle on olemassa peukalosääntökin: jos ilmanpuhdistimet kaksinkertaistavat ilmanvaihdon kapasiteetin, aerosolipitoisuudet karkeasti arvioiden puolittuvat.

Vaikka sisätiloissa tartunnan riski on suurin, riskiä voi siis pienentää. Siinä auttavat turvavälit ja maskit mutta myös se, että pistää ilmanvaihdon täysille, avaa ikkunoita ja käyttää ilmanpuhdistimia.

Mikko Puttonen, teksti

Sami Simola, tekstin editointi

Hanna Kainulainen, animaatiot

Mikko Auvinen ja Antti Hellsten / Ilmatieteen laitos, tutkimus ja tila-animaatiot

Antti Nikunen, tuottaminen