教室內如何遏制新冠病毒擴散?空氣淨化器的擺放也很有講究
科學家最新模擬的氣溶膠實驗,展示了含有SARS-CoV-2 (新冠)病毒的空氣顆粒如何在音樂教室內傳播的,以及如何更好使用便攜式HEPA 式空氣淨化器來減少其傳播。在新冠疫情期間,明尼蘇達大學音樂學院實行了一對一教學,他們想直到是否在現有通風系統之上使用便攜式HEPA 空氣淨化器。
於是該學校官員找到了科學與工程學院內的Suo Yang 教授和他的團隊。在AIP 出版的《Physics of Fluids》最新期刊中,Yang 帶領的團隊描述了他們預測病毒顆粒如何在音樂教室內傳播的工作。
HEPA(HighEfficiency Particulate Arrestment )就是高效阻隔顆粒的簡稱,通常也稱為高效顆粒過濾網。HEPA的過濾原理,主要是通過篩效應、慣性效應、攔截效應和擴散效應的作用,過濾流動空氣中的顆粒物。而小於1μm的物質主要以布朗運動為主,容易吸附於大顆粒物和纖維上,所以在過濾大顆粒物時部分的細菌、病毒、VOC也能被過濾掉,而大部分的微小粒子,依然是暢通無阻的。
Yang表示:“COVID-19病毒通過液滴或液滴核在空氣中的傳播可以被模擬為典型的含顆粒的流動,模擬工作需要準確捕捉顆粒在湍流環境中的運動。顆粒沉積到牆壁和其他表面上的情況也需要準確捕捉,我們希望探索顆粒是被困在一些再循環區,通風出去,還是被空氣淨化器清除。”
他們的模擬結果表明,HEPA 空氣淨化器應直接放置在排出氣溶膠的人或儀器前,並遠離房間內其他需要保護的人。研究人員的目標是,按照世界衛生組織的指南,房間內每個人的通風率為每小時288立方米。據他們所知,這是使用HEPA 空氣淨化器對抗COVID-19 的最全面調查。
Yang 表示:“最關鍵的是,雖然便攜式淨化器可以提供很大的幫助,但其擺放位置是至關重要的”。與Yang 一起工作的研究生研究助理Sai Ranjeet Narayanan 表示,通過誘導非常分散的流動,不進一步傳播氣溶膠是絕對關鍵的。
研究人員的一個大驚喜是,便攜式HEPA 空氣淨化器減少空氣中氣溶膠的速度比單純通風快得多–與不使用淨化器相比,提供了數量級更高的氣溶膠去除率。如果知道HVAC 系統的流量,這項工作可以作為所需便攜式淨化器的大小和數量以及放置位置的指南。