Tark Tartu ⟩ Teadlane: CO2 hulga teadmine ruumide õhus võiks päästa meid ühiskonna sulgemisest

Professor Heikki Junninen kaalub kaht maski. Ühes käes hoiab ta üliheade omadustega kirurgilist maski, teises Poolast ostetud suveniirmaski. Mõlemal on oma koht, ütleb ta.  Foto: Margus Ansu

• TÜ keskkonnafüüsika laboris uuriti 140 korduvkasutatavat maski.
• Heas maskis on filter, ja sellega on kaasas desifitseerimisõpetus.
• Süsihappegaasirikas õhk annab märku, et risk viirust saada tõuseb.
• Üks viis end viiruse eest kaitsta, on olla veendunud, et ruumides on värske õhk.

Tartu ülikooli keskkonnafüüsika professoril Heikki Junninenil on jagada hea idee, mis on natuke nagu unustatud vana, kuid koroonaaega arvestades väärt meelde tuletada.

Olles kolm nädalat tudengitega laboris korduskasutatavaid maske uurinud ja neid pingeritta seadnud, ütleb ta aga kõigepealt, et ükski mask ei vääri halvustamist.

Ka seitsmeprotsendilise efektiivsusega näokate kaitseb hästi piiskade teel leviva viiruse vastu. See kaitseb inimest ka selle eest, et ta saastunud kätega oma nägu ei puudutaks. Ning maski kandes kaitseb inimene mitte üksi ennast, vaid teisigi juhul, kui teda peaks tabama köhahoog.

Aga viirused levivad ka aerosoolidega, mille tee suudavad tõkestada vaid kirurgilised maskid ning, nagu katsetes selgus, ka üksikud korduskasutatavad maskid.

Mis need aerosoolid on?

Inimkeeli öelduna on need imepisikeste tahkete ja vedelate osakeste segud gaasides, näiteks õhus. Neid levitavad ümbritsevasse ruumi aga ka inimesed, kes räägivad või naeravad, karjuvad, laulavad.

Kui intensiivne suhtlus leiab aset kinnises ruumis, kus keegi on koroonaviirusega nakatunud, satub tema hingamisteedest õhku samuti viirus ja jääb sinna aerosoolina hõljuma. Sellise aerosooli eest ei pruugi teisi inimesi päästa isegi mitte mask, kui see on tavaline poemask.

Nüüd on õige hetk professor Heikki Junnineni heast ideest edasi rääkida.

Heikki Junninen on veendunud, et heade maskide kasutamise kõrval on oluline suurt tähelepanu pöörata ka ruumides olevale süsihappegaasi hulgale. Foto: MARGUS ANSU

Kui selle asemel, et kõik inimesed kannavad ruumides superhäid maske, neid ruume korralikult tuulutada, on saavutatav mõju sama hea. Või vähemalt nii hea, et seal piisaks kehvemate korduskasutatavate maskide kandmisest.

Inimestel ei ole vaja ju muud kui kindlust, et õhk, mida nad kas kodus, kontoris, tehases, kooliklassis, spordisaalis, kontserdi- ja kinosaalis, restoranis ja kohvikus sisse hingavad, oleks puhas. Seda mõõta ei ole sugugi raske, tuleb jälgida CO2- ehk süsihappegaasisisaldust ruumis. Kui õhk on süsihappegaasist vaene, siis ei ole seal ka aerosoole ja need kõige peenemate osakestega levivad viirused ei pääse hõljuma.

Ning CO₂-sensorid on kauplustest kergesti leitavad.

Väga väike maailm

Et aerosoole, piisku ja pritsmeid ning maskides kasutatavaid materjale paremini mõista, tuleb tinistada end väiksemast väiksemaks.

Näiteks püüda jagada millimeeter tuhandeks osaks. Üks tuhandik millimeetrit on mikromeeter. Juuksekarv võib olla kuni 100 mikromeetrit ehk 0,1 mm paks. Juuksekarva saab palja silmaga näha, see suurus on isegi hoomatav.

Edasi tuleks proovida jagada millimeeter miljoniks osaks. Üks miljondik millimeetrit on nanomeeter. Kui sedasama 0,1-millimeetrilist juuksekarva paksust nanomeetritesse ümber teisendada, on see 100 000 nanomeetrit. Üht nanomeetrit ette kujutada on niisiis raske.

Koroonaviiruse keskmiseks suuruseks loetakse 100 nanomeetrit. Viirus ei levi aga üksi, seda kannavad edasi õhus hõljuvad ja pindadele maanduvad osakesed. Need on kas piisad, pritsmed ja pisarad või aerosooliosakesed, mida inimene paiskab koos väljahingatava õhuga ruumi näiteks rääkides ja lauldes.

Viirused levivad niisiis osakestega, mille mõõtude vahe on sama suur nagu tuhandikul millimeetril ja sajal meetril. Ilmselgelt käituvad need osakesed keskkonnas väga erinevalt. See teeb viiruse levikuteed mitmekesiseks ning viiruse eest hoidumise raskeks.

Filter on oluline.

Nagu juba öeldud, ka kehva kaitsevõimega mask on viiruse ühe või teise levikutee tõkestamisel oluline abimees. Sel on igal juhul viirusedoosi vähendav mõju, mis nakatumisel ka haiguse raskusastet mõjutab.

Pealegi, kui läbi maski on hea ja kerge hingata, hoiab inimene seda kauem ees ja terviseefekt on suurem. Kui inimene juba tunni ajaga maskist väsib ja ülejäänud aja viibib ilma maskita keset ohtu, on ülejäänud ajal kaitse null.

Inimestel ei ole vaja muud, kui kindlust, et õhk oleks puhas. Seda mõõta ei ole sugugi raske, tuleb jälgida CO₂ sisaldust ruumis.

Aga ikkagi, milline uuritud maskidest on hea?

Väga head on maskid, milles on kasutatud filtermaterjali ning millega on kaasas desinfitseerimisõpetus. Mõnda maski soovitatakse desinfitseerida kuumas vees, teist triikides.

Läbi voolikute suunatakse seadmesse, mille vahele on kinnitatud meditsiiniline mask, imeväikesi soolaosakesi, mis on pihustatud soolalahusest üles korjatud ja kuivatatud. Iga maskiga tehti kaks katset, üks katse oli umbes 100nm suuruste osakestega, teine umbes 300 nm suuruste osakestega. Meditsiinilise maski filter hoidis neid osakesi kinni ligi 90 protsendi ulatuses. Maskide testimisel hinnati ka, kui kerge on läbi nende hingata. See sõltub rõhust ja sellest, kui palju on rõhk maski all välisrõhuga võrreldes muutunud. Mida väiksem rõhulang, seda kergem. Foto: MARGUS ANSU

Filter on oluline seetõttu, et filter sunnib õhku suunda muutma. Mida rohkem õhk seda teeb, seda tõenäolisem on, et aerosooliosakestega liikuv viirus põrkub mingi kiukese vastu ja takerdub.

Suuri osakesi ei ole väga keeruline filtrisse püüda. Kummalisel kombel pole ka üliväikesi osakesi keeruline püüda, kuna need võtavad õhumolekulidelt vastu kõik müksud ja tantsivad edasi-tagasi, põrgates filtrit läbides ikka kuhugi kinni.

Kõige keerulisemad on Heikki Junnineni sõnul 300-nanomeetrised osakesed. Need on piisavalt suured, et mitte õhumolekuli müksudele reageerida, samas aga parajad, et võtta koos õhuvooluga välja kõik kurvid ja jõuda absoluutselt igale poole, kuhu jõuab õhkki.

Puhas õhk

Nüüd puhta õhu juurde tagasi. Küsimuseks jääb, millise süsihappegaasisisalduse korral viiruse leviku oht ruumides suureneb. Heikki Junninen vastab, et inimese heaolu ja töövõime seisukohalt ei tohiks süsihappegaasisensori näit olla üle 1000 ppm – ppm tähendab osade arvu miljoni osakese kohta.

Üks süsihappegaasi mõõtja on siin. Hea näiduga - 582 ppm. Foto: Aime Jõgi

Halb siseõhk ei tähenda muidugi, et seal levib tingimata viirus, aga süsihappegaasirikas õhk on märk sellest, et risk viirust saada on sealt suurem kui muidu.

«Kui meil oleksid CO₂ mõõtmise sensorid avalikes ruumides kõikjal näha, ja nad annavad märku, kas koha ventilatsioon on piisav, looks see inimestele turvalisema tunde ja aitaks ka ühiskonda töös hoida,» leiab Heikki Junninen.

Ta on veendunud, et ruumide paremasse sisekliimasse tasub koroonaajastul kindlasti investeerida, kuna hea õhk on oluline ka pärast koroonapandeemiat. Ka riigi toetuspaketid neile ettevõtetele, õppeasutustele ja firmadele, kes otsustanud oma vananenud ventilatsioonisüsteeme ajakohastada, on praegu tema sõnul väga vajalikud.

Tartu ülikooli keskkonnafüüsika laboris uuritud 140 maski efektiivsuse näitajad on peagi veebilehel atmos.ut.ee näha.

 

Keskkonnatervishoiu dotsent Hans Orru. Foto: Margus Ansu

Hans Orru,

Tartu ülikooli keskkonnatervishoiu dotsent

CO₂ sisaldus ruumis on üks laialdaselt kasutatud indikaatoreid, mis näitab, kui hästi ruum on ventileeritud. CO₂ sisaldus üle 1000 ppm ei ole veel tervisele ohtlik, aga see näitab, et õhuvahetus ei ole piisav. Sellises olukorras võivad lisaks CO₂-le koguneda ka muud saasteained, sealhulgas koroonaviirus.

Mis oleks ohutu CO₂ näit, mis viitaks väiksele viiruseriskile, on raske öelda. Kui me võtame ülemiseks piiriks 1000 ppm, puudub selle ohutuse kohta teaduspõhisus koroonaviiruse seisukohast. Inimesed võivad ikka haigeks jääda.

Probleemid on seal, kus on väike ruum ja koos palju inimesi. Näiteks väikestes restoranides ei pruugi ventilatsioon olla piisav, kui seal on palju kliente. Tavaliselt oma nina juba tunneb selle ära, kui õhk ei ole puhas.