Hyvä ilmanvaihto ja UVC-säteily avuksi koronalta suojautumiseen?

Koronaviruksen kulkeutumista ja tartuttamistietä huonetiloissa on pandemian aikana aktiivisesti pyritty selvittämään ja tutkimaan. Kunnollisen ilmanvaihdon merkitys on osoittautunut ratkaisevaksi. Ilmanvaihdon parantaminen ei kuitenkaan aina ole helppoa tai halpaa. Ilmavirtojen lisääminen, ilmanpuhdistimien oikea tehostettu käyttö sekä ultraviolettisäteilyn käyttö yhdistettynä riittävään ilmanvaihtoon näyttävät tarjoavan tähän mahdollisuuksia. Näin kirjoittaa vuosikymmeniä sisäilma-alan asiantuntija- ja tutkimustehtävissä toiminut DI Esko Kukkonen.

Koronavirus, virallisemmin covid-19, ilmestyi vuoden 2019 lopulla ihmisten tietoisuuteen, kun siihen alettiin sairastua Kiinassa. Ilmeisesti eläimistä peräisin oleva tauti oli ihmiskunnalle uusi. Tauti levisi nopeasti eri puolille maailmaa ja aiheutti suurta tuhoa. Siitä kärsivät miljoonat ihmiset, ja se oli myös miljoonille kohtalokas. WHO nimesi sen pian maailmanlaajuiseksi pandemiaksi.

Kaikki meistä ovat tavalla tai toisella joutuneet viruksen kanssa ongelmiin. Muiden virusten tapaan myös koronavirus on osoittanut muuntelukykynsä ja muuttunut vuosien aikana tarttuvammaksi, mutta onneksi samalla vähemmän vakavaa tautimuotoa aiheuttavaksi. Tutkimuksissa ja käytännössä on pandemian aikana selvinnyt, että viruksen leviäminen ja tarttuminen tapahtuu pääasiassa ilmateitse.

Virus tartuttaa erityisesti lähietäisyydellä

Koronavirus, kuten monet muutkin samankaltaiset virukset, elää ihmisen elimistössä lähinnä hengityselimissä. Suussa, nenässä, nielussa, keuhkoputkissa ja keuhkoissakin. Se aiheuttaa siellä vakavan tulehduksen ja saattaa altistaa vielä vakavammille jälkitaudeille. Näihin on kuollut tuhansittain ihmisiä vuosien mittaan myös Suomessa.

Virus kasvaa ja viihtyy ihmisen hengitysteissä, joista se lähettää uusia aktiivisia viruksia tarttumaan seuraaviin uhreihin. Tautia sairastava potilas levittää viruksia ympäriinsä monella tavoin. Jo normaalista uloshengitysilmasta löytyy lukemattomia tartuttavia viruksia. Vielä enemmän nämä leviävät, jos ihminen yskii, aivastaa, laulaa tai huutaa. Eikä sellaista ole aina helppo välttää.

Alussa arveltiin, että koronavirus tarttuu muutenkin kuin ilmateitse. Pintoja puhdistettiin, ja käsien pesua ja desinfiointia pidettiin tärkeänä. Pandemian edetessä kävi kuitenkin ilmi, että ilmateitse tapahtuva tartunta oli merkittävämpi. Hyvästä käsihygieniasta kannattaa silti pitää jatkuvasti huolta. Se on kaikkien virustartuntojen kannalta tärkeää.

Virukset eivät leviä yksin, vaan ne matkustavat aina pienten hiukkasten ja pisaroiden mukana. Lähialueelle, enintään noin kahden metrin etäisyydelle tartuttajasta, ne kulkeutuvat isojen hiukkasten ja pisaroiden mukana. Nämä eivät kuitenkaan pysy ilmassa kauaa, vaan putoavat pian pois hengitysvyöhykkeeltä. Ainoat tehoavat torjuntamuodot tämän lähialueen tartuttamisen estämiseksi ovat lähikontaktien välttäminen ja kunnollinen hengityssuojain. Ilmanvaihdolla ei tällä alueella ole merkittävää roolia tartuntojen estämisessä.

Suojain on tehokkaampi, jos se suodattaa myös sisään hengitettävän ilman uloshengitysilman lisäksi. Tällaisia FFP2-luokan maskeja kannattaa siksi suosia. Maskin käyttöä kannattaa harkita aina esimerkiksi hississä, jossa lähikontaktia on lähes mahdoton välttää. Myös muissa liikennevälineissä, joissa ollaan pitkään lähietäisyydellä, tähän on varmasti syytä. 

Kauempana on ilmanvaihdon vaikutus merkittävä

Virus pystyy kulkeutumaan sisätiloissa myös pidemmälle pienempien partikkelien ja pisaroiden, aerosolien, mukana. Nämä ovat kevyempiä ja pysyvät ilmassa pitkään, jopa päiviä, ja kulkeutuvat kauemmaksi tartuntalähteestä. Niihin voidaan kuitenkin vaikuttaa merkittävästi ilmanvaihdolla. Ilmanvaihdon tulisi poistaa pieniä hiukkasia tehokkaasti hengitysalueelta ja tuoda tilalle puhdasta viruksetonta ilmaa. Mutta toimiiko se tehokkaasti tässä?

Tärkein tekijä ilmanvaihdon tehokkuudessa on ilmavirran suuruus. Suomessa on melko laajassa käytössä Sisäilmayhdistyksen sisäilmaluokitus, jossa sisäilmaston eri tekijät, myös ilmavirrat, on jaettu kolmeen laatuluokkaan. Huonoin luokka vastaa virallisia ilmanvaihtomääräysten vaatimuksia, ja paremmat luokat 1 ja 2 antavat paremmat olosuhteet ja viihtyisyyden ja myös paremman suojan virustartuntoja vastaan. Tällä hetkellä yleisimmässä käytössä lienee luokka 2.

LVI-alan yhdistysten eurooppalaisessa yhteistyöjärjestössä REHVAssa on annettu uusi suositus ilmavirtojen kasvattamiseksi koronapandemian takia. Uusi suositus vastaa suunnilleen meikäläisen luokituksen parasta, luokan 1, tasoa tai on sitä vähän suurempi.

Ilmavirtojen kasvattaminen ei kuitenkaan nykytilanteessa ole helppoa. Olemassa olevissa laitoksissa se ei yleensä ole lainkaan mahdollista, ja uudisrakentamisessa ilmavirtojen kasvattaminen tulee kalliiksi ja aiheuttaa lisääntyvää energiankulutusta. Samankaltaisia ohjeita on antanut myös maailman terveysjärjestö WHO. Kaikissa näissä ohjeissa on lähtökohtana tavanomaisen niin sanotun sekoittavan ilmanvaihtojärjestelmän käyttö. Peruslaskelmien mukaan tarvittava ilmanvaihtovirta olisi tällöin jopa 10 l/henkeä ja sekuntia kohti – nykyvaatimuksiimme verrattuna suuri.

Ilmanvaihtojärjestelmissä on eroa

Uusimmat julkaistut tutkimukset osoittavat entistä selvemmin, että koronavirusten, kuten muidenkin sisäilman epäpuhtauksien, poistamisessa ilmanvaihtojärjestelmillä on hyvin erilainen tehokkuus. Jotkut poistavat epäpuhtauksia tehokkaammin kuin toiset.

Tehokkaimmaksi on osoittautunut henkilökohtainen ilmanvaihto, jossa kullakin tilassa olevalla on oma poisto- ja tuloilmalaitteensa. Se on kuitenkin ymmärrettävästi mahdoton käytäntö ainakin yleisissä tiloissa.

Seuraavaksi parhaaksi on osoittautunut syrjäyttävä ilmanvaihto, jossa tuloilma tuodaan huoneen alaosiin, josta se nousee termistenkin virtausten mukana ylös siellä oleviin poistoventtiileihin. Tällöin voidaan päästä parhaimmillaan lähes kaksinkertaiseen poistotehoon verrattuna tavanomaiseen sekoittavaan ilmanvaihtoon.

Sekoittava ilmanvaihto osoittautui uusissa tutkimuksissa lähes huonoimmaksi kaikista. Se on Suomessa yleisin, vaikka syrjäyttävän ilmanvaihdon järjestelmiä on vuosia jossain määrin käytetty jo Suomessakin.

Nykyiset ilmanvaihtoa koskevat määräykset ja ohjeet eivät tee eroa ilmanvaihtotavan suhteen. Poistotehokkuuden eroista huolimatta kaikilla on samat ilmavirtavaatimukset. Ehkä koronatilanteen ja uuden tutkimuksen valossa olisi syytä ottaa tämäkin tekijä vahvemmin huomioon ja ottaa ilmanvaihdon poistotehokkuus mukaan ilmavirtojen suuruutta määrättäessä?

Miten voidaan tehostaa ilmanvaihdon toimintaa?

Ilmanvaihto on ilmeisen merkittävä tekijä niin koronan kuin muiden virusten torjunnassa. Kuitenkaan varsinkaan olemassa olevissa rakennuksissa ei aina päästä kunnollisiin tuloksiin ilman kohtuuttomia kustannuksia. Myös uudisrakentamiseen tarvitaan uusia ratkaisuja.

Tällaiseksi voidaan ajatella sisäilman puhdistamista erillisillä paikallisilla ilmanpuhdistimilla, joissa huoneilmaa kierrätetään tehokkaiden suodattimien läpi. Ratkaisuja on jo olemassa, ja niillä voidaan kohtalaisen helposti ja halvalla poistaa ilmasta haitallisia, varsinkin hiukkas- ja aerosolimuotoisia epäpuhtauksia. Ongelmana on kuitenkin se, että ollakseen virustorjunnan kannalta tehokkaita niiden on sijaittava huoneen siinä osassa, missä virusten tuotanto on suurin. Tämä tarkoittaa niiden sijoittamista huoneen keskiosaan ihmisten oleskelualueelle. Se ei kuitenkaan ole aina mahdollista, sillä se vaikeuttaa huoneen käyttöä tarkoitukseensa, kun ilmanpuhdistimet ovat ihmisten ja kalusteiden tiellä. Ilmanpuhdistimilta vaaditaan myös riittävää ilmavirtaa, jotta niillä olisi todellista tehoa puhdistamisessa. Tästä taas aiheutuu usein haitallista vetoa ja melua. Ilmanpuhdistimien puhdistuskyvyllä on myös huomattavia eroja.

Olisiko UVC-säteilystä apua?

Ultraviolettisäteily tappaa tunnetusti mikrobeja ja viruksia. Moni laboratorio sekä monet instrumentit ja juomavesikin puhdistetaan niistä UV-säteilyllä. Ongelmana on vain se, että tähän asti käytetyt UV-säteilyn aallonpituudet ovat sellaisia, että ne aiheuttavat sisälläolijoille terveysriskin iholle ja etenkin silmille. UV-säteilyltä pitää suojautua, mikä haittaa menetelmän käyttöä ihmisten käyttämissä tiloissa.

Äskettäin on kuitenkin pystytty kehittämään uudenlaista niin sanottua Far-UVC-säteilyä, joka ei aiheuta ihmisille eikä muille ongelmia mutta pystyy tappamaan mikrobit ja virukset tehokkaasti. Myös Suomessa asia tunnetaan. STUKista kerrotaan, että Far-UVC:n tutkiminen ja käyttö alkoi käytännössä koronapandemian myötä. Nämä Far-UVC -lamput oli kehitetty kylläkin jo jonkin aikaa aikaisemmin, mutta kiinnostus niillä tehtävään desinfiointiin suuressa mittakaavassa on käynnistynyt vasta koronan myötä.

Auringosta tuleva ultraviolettisäteily jaetaan A-, B- ja C-säteilyalueeseen pääasiassa säteilyn ihmisterveyteen ja ympäristöön aiheuttamien vaikutusten mukaan:

• UVA-säteily, aallonpituus 315–380 nm
• UVB-säteily, aallonpituus 280–315 nm
• UVC-säteily, aallonpituus 100–280 nm

Niistä ensimmäinen tunkeutuu syvimmälle kudoksiin ja läpäisee myös lasia. Auringosta tulevista UV-säteistä vain UVA ja UVB pääsevät maanpinnalle. UVC jää ilmakehän otsonikerrokseen. Moni meistä on kokenut näiden säteiden vaikutukset ihollaan aluksi rusketuksena ja sitten ihon palamisena.

Kaikkia UV-säteilyn tyyppejä on mahdollista tuottaa myös teknisesti erilaisilla lampuilla, joissa voidaan valita ulostulevan säteilyn aallonpituus.

Uusia ratkaisuja tulossa

UVC-lamppujen kehitystyö on viime vuosina ollut vauhdikasta. Tämänhetkisen tiedon mukaan Far-UVC:llä tehtävään desinfiointiin liittyvät riskit ovat pienemmät näillä uusilla ratkaisuilla kuin tavanomaisella UVC-loisteputkiin (253,7 nm) ja UVC-ledeihin 260–280 nm) perustuvalla tekniikalla.

Uusimmissa tutkimuksissa on käytetty 222 nm:n aallonpituutta. Se on useammassa amerikkalaisessa yliopistossa tehdyissä kokeissa osoittautunut tappavan tehokkaaksi sisäilmassa olevia patogeenisia bakteereja ja viruksia vastaan. Tämän säteilyn ei myöskään ole todettu olevan kovin haitallista ihmisen iholle ja silmille. Jos tällainen säteily yhdistetään kunnolliseen ilmanvaihtoon, voidaan saavuttaa oleellisesti parempia virusten torjuntatuloksia kuin ilman niitä. Amerikkalaisten tutkimusten mukaan virusten puhdistusteho voi näin olla jopa kymmenkertainen. Käytännössä siihen tuskin päästään, mutta menettely ilmeisesti parantaa ilmanvaihdon tehoa virusten torjunnassa merkittävästi.

Tällaisia uusia Far-UVC-säteilyä hyödyntäviä ratkaisuja on tuotu jo Suomenkin markkinoille. Niissä on UVC-lamput sijoitettu huoneen yläosaan poispäin ihmisistä, jolloin säteilyn vaikutus ihmisiin vähenee. Ehkä riittävän ilmanvaihdon ja UVC-säteilyn yhdistäminen on jatkossa yksi hyvä keino estää sisäilmaan leviävien virusten haitat ja vähentää tulevien viruspandemioiden vaikutuksia. Paljon tutkimusta ja kehitystyötä asiassa kuitenkin vielä tarvitaan.