В журнале Physics of Fluids, изданном AIP Publishing, Талиб Дбук и Димитрис Дрикакис исследуют, как пыльца способствует распространению РНК-вируса, такого как вирус COVID-19. В исследовании используются передовые вычислительные подходы к анализу динамики жидкости, чтобы имитировать движение пыльцы с ивы, прототипа источника пыльцы.
Переносимые по воздуху пыльцевые зерна способствуют распространению переносимых по воздуху вирусов, особенно в местах скопления людей.
«Насколько нам известно, мы впервые показываем с помощью моделирования и симуляции, как переносимые по воздуху микрозерна пыльцы переносятся легким ветерком, способствуя передаче вируса по воздуху в толпах на открытом воздухе», – сказал Дрикакис.
Исследователи заметили корреляцию между уровнем заражения COVID-19 и концентрацией пыльцы на Национальной карте аллергии.
Каждое зерно пыльцы может нести сотни вирусных частиц одновременно. Только деревья могут поднять в воздух 1500 зерен на кубический метр в тяжелые дни.
Исследователи приступили к работе, создав все производящие пыльцу части своего вычислительного дерева ивы. Они смоделировали собрания примерно 10 или 100 человек на открытом воздухе, некоторые из которых выделяли частицы COVID-19, и подвергали людей воздействию 10 000 пыльцевых зерен.
«Одна из серьезных задач – воссоздать полностью реалистичную среду зрелой ивы», – сказал Дбоук. "Это включало тысячи листьев деревьев и частиц пыльцы, сотни стеблей и реалистичное скопление толпы из примерно 100 человек примерно в 20 метрах от дерева."
Настройка модели на температуру, скорость ветра и влажность типичного весеннего дня в U.S., пыльца прошла через толпу менее чем за одну минуту, что могло значительно повлиять на переносимую вирусную нагрузку и увеличить риск заражения.
Авторы заявили, что расстояние в 6 футов, которое часто упоминается в рекомендациях COVID-19, может быть неадекватным для тех, кто подвержен риску заболевания в густонаселенных районах с высоким содержанием пыльцы.
Новые рекомендации, основанные на местных уровнях пыльцы, могут быть использованы для более эффективного управления риском заражения.
Обращая внимание на другие формы передачи COVID-19, авторы надеются, что их исследование пробудит дополнительный интерес к гидродинамике растений.
Затем они стремятся лучше понять механизмы, лежащие в основе взаимодействия между переносимыми по воздуху пыльцевыми зернами и дыхательной системой человека в различных условиях окружающей среды.