Koronavirusta kuljettavan hengitysaerosolin leviäminen sisätilassa: Tartuntariskin tarkastelu
Hoilijoki, Anniina (2022)
2022
Tekniikan ja luonnontieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering and Natural Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2022-05-23
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202205114723
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202205114723
Tiivistelmä
Loppuvuodesta 2019 alkunsa saanut COVID-19-pandemia on runsaan levinneisyytensä vuoksi herättänyt mielenkiintoa tutkia viruksen leviämistä aerosolivälitteisesti. Leviäminen aerosolivälitteisesti tarkoittaa viruksen kulkemista ilmateitse sellaisten pienhiukkasten välityksellä, jotka ovat peräisin tartuttajan hengityselimistöstä. Tässä työssä on tarkasteltu virusta kantavien pienhiukkasten leviämistä sisätilassa turbulenttina diffuusiona. Diffuusiota on kuvattu Gaussisella mallilla, jonka avulla arvioitiin pienhiukkasen pitoisuutta ajan ja paikan funktiona.
Työn teoriaosassa on keskitytty tarkastelemaan Gaussiseen malliin liittyviä termejä. Mallinnusosassa on arvioitu riskejä COVID-19-tartunnan saamiselle Gaussisen mallin mukaisten pitoisuuksien ja Wells-Riley-yhtälön avulla. Tartuntariskejä on laskettu erilaisissa skenaarioissa, joiden tarkoituksena on havainnollistaa tiettyjen parametrien muuttamisen vaikutusta. Gaussisen mallin antamia riskejä on verrattu tasaisesti sekoittuneen mallin antamiin riskeihin. Tasaisesti sekoittuneessa mallissa nimensä mukaan oletetaan, että viruspitoisuus huoneessa on tasaista, eikä se siten riipu tarkasteltavasta kohdasta.
Mallinnuksesta huomataan, että esimerkiksi etäisyys tartuttajaan, tilassa vietetty aika ja ilmanvaihtuvuus ovat tartuntariskiin oleellisesti vaikuttavia tekijöitä. Mallinnuksessa haasteena on tartuttajan tuottaman virusmäärän suuri variaatio, sillä esimerkiksi puhuessa virustuotto voi olla moninkertainen verrattuna pelkän hengityksen tuottamaan viruskuormaan. Myös tarkasteltavan tilan dimensioilla on vaikutus siihen, kuinka paljon viruspitoisuus ilmassa laimenee. Virusta kantavan hiukkasen koolla puolestaan on vaikutus hiukkasen depositioon, eli siihen kauanko hiukkanen pysyy tilan ilmassa ja sitä kautta voi toimia tartuttajana.
Työn teoriaosassa on keskitytty tarkastelemaan Gaussiseen malliin liittyviä termejä. Mallinnusosassa on arvioitu riskejä COVID-19-tartunnan saamiselle Gaussisen mallin mukaisten pitoisuuksien ja Wells-Riley-yhtälön avulla. Tartuntariskejä on laskettu erilaisissa skenaarioissa, joiden tarkoituksena on havainnollistaa tiettyjen parametrien muuttamisen vaikutusta. Gaussisen mallin antamia riskejä on verrattu tasaisesti sekoittuneen mallin antamiin riskeihin. Tasaisesti sekoittuneessa mallissa nimensä mukaan oletetaan, että viruspitoisuus huoneessa on tasaista, eikä se siten riipu tarkasteltavasta kohdasta.
Mallinnuksesta huomataan, että esimerkiksi etäisyys tartuttajaan, tilassa vietetty aika ja ilmanvaihtuvuus ovat tartuntariskiin oleellisesti vaikuttavia tekijöitä. Mallinnuksessa haasteena on tartuttajan tuottaman virusmäärän suuri variaatio, sillä esimerkiksi puhuessa virustuotto voi olla moninkertainen verrattuna pelkän hengityksen tuottamaan viruskuormaan. Myös tarkasteltavan tilan dimensioilla on vaikutus siihen, kuinka paljon viruspitoisuus ilmassa laimenee. Virusta kantavan hiukkasen koolla puolestaan on vaikutus hiukkasen depositioon, eli siihen kauanko hiukkanen pysyy tilan ilmassa ja sitä kautta voi toimia tartuttajana.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [10744]