A kereskedelmi WC-kből származó aeroszolcsóvák 5 méterrel a tál fölé emelkedhetnek. John Crimaldi/Tudományos jelentések, CC BY-NC-ND
Minden alkalommal, amikor lehúzod a WC-t, apró vízcseppeket bocsát ki a körülötted lévő levegőbe. Ezeket a cseppeket, az ún aeroszol tömbök, kórokozókat terjeszthet az emberi hulladékból, és fertőző betegségeknek teheti ki az embereket a nyilvános mosdókban.
Az aeroszolcsóvák terjedésének tudományos megértését – és létezésükről a közvéleményt – hátráltatta az a tény, hogy általában láthatatlanok. A kollégáim Aaron igaz, Karl Linden, Mark Hernandez, Lars Larson és Anna Pauls és én tudtuk használni nagy teljesítményű lézerek, amelyek megvilágítják ezeket a csóvákat, amely lehetővé teszi számunkra, hogy élénk részletességgel leképezzük és megmérjük az öblítő kereskedelmi WC-kből szétszóródó aeroszolcsóvák helyét és mozgását.
Ez a videó összehasonlítja az aeroszolcsóva láthatóságát egy laboratóriumi lézer nélküli és lézeres öblítés után.
Lefelé helyett felfelé haladva
A WC-ket úgy tervezték, hogy hatékonyan ürítsék ki a tálban lévő tartalmat lefelé irányuló mozgással a lefolyócsőbe. Az öblítési ciklusban a víz erőteljesen érintkezik az edényben lévő tartalommal, és a levegőben szuszpendált részecskék finom permetét hoz létre.
Azt találtuk, hogy egy tipikus kereskedelmi WC erős felfelé irányuló levegősugarat hoz létre, amelynek sebessége meghaladja a 6.6 láb/s (2 méter/másodperc) sebességet, és gyorsan felviszi ezeket a részecskéket akár 5 méter magasra a csésze felett, nyolc másodpercen belül az öblítés.
E tollak megjelenítéséhez egy tipikus fedél nélküli kereskedelmi WC-t állítottunk fel a öblítésmérő típusú szelep Laboratóriumunkban egész Észak-Amerikában megtalálható. Az öblítésmérő szelepek a gravitáció helyett nyomást használnak, hogy a vizet a tálba irányítsák. Speciális optikával egy vékony, függőleges lézerfénylapot hoztunk létre, amely megvilágította a tartományt a tál tetejétől a mennyezetig. Miután leöblítettük a WC-t egy távoli elektromos kioldóval, az aeroszol részecskék elegendő lézerfényt szórnak szét ahhoz, hogy láthatóvá váljanak, így kamerák segítségével leképezhetjük a részecskék csóváját.
Bár arra számítottunk, hogy látni fogjuk ezeket a részecskéket, mégis meglepett minket a sugár ereje, amely kidobja a részecskéket a tálból.
A kapcsolódó tanulmány egy idealizált vécé számítási modelljét használta az aeroszolcsóvák kialakulásának előrejelzésére, ahol a részecskék felfelé irányuló transzportja a tál feletti sebességgel megközelíti a 3.3 láb/s (1 méter/másodperc) sebességet, ami körülbelül a fele annak, amit valós mérésnél tapasztaltunk. WC.
Miért lézerek?
A tudósok tudták évtizedek óta hogy az öblítő WC-kből aeroszol részecskék kerülhetnek a levegőbe. Azonban, kísérleti vizsgálatok nagyrészt olyan eszközökre támaszkodtak, amelyek rögzített helyeken vettek mintát a levegőből a WC-k által termelt részecskék számának és méretének meghatározásához.
Bár ezek a korábbi megközelítések megerősíthetik az aeroszolok jelenlétét, kevés információt adnak a csóvák fizikájáról: hogyan néznek ki, hogyan terjednek és milyen gyorsan mozognak. Ezek az információk létfontosságúak olyan stratégiák kidolgozásához, amelyek mérséklik az aeroszolcsóvák képződését és csökkentik azok betegségátviteli képességét.
Ebben a videóban Aaron True egy öblítő WC-csóva élőképadatait figyeli a számítógép képernyőjén.
Mint mérnök professzor amelynek kutatása a folyadékfizika és az ökológiai vagy biológiai folyamatok közötti kölcsönhatásokra összpontosít, a laboratóriumom a lézerek használatára specializálódott a különféle dolgok meghatározására komplex folyadékáramlások szállítják. Sok esetben ezek a dolgok láthatatlanok, amíg lézerrel meg nem világítjuk őket.
A folyadékáramlás mérésére szolgáló lézerfény használatának az az előnye, hogy a fizikai szondával ellentétben a fény nem változtatja meg vagy zavarja meg a mérni kívánt dolgot. Továbbá a lézerek használata a láthatatlan dolgok láthatóvá tételére segít az embereknek, mint vizuális lények, jobban megértsék a komplexitásokat abban a folyékony környezetben, amelyben élnek.
Aeroszolok és betegségek
Fontosak a kórokozókat tartalmazó aeroszol részecskék emberi betegségek vektorai. A kisebb részecskék, amelyek egy ideig a levegőben maradnak, légúti betegségeknek tehetik ki az embereket, mint pl influenza és COVID-19 belégzés útján. A felületeken gyorsan leülepedő nagyobb részecskék terjeszthetik a bélbetegségeket, mint pl norovirus kézzel és szájjal érintkezve.
A széklettel szennyezett vécécsésze víz olyan kórokozó-koncentrációval rendelkezhet, amely több tucat után is megmaradnak a kipirulások. De még mindig az nyitott kérdés arra vonatkozóan, hogy a WC-aeroszol csóvák jelentenek-e átviteli kockázatot.
Míg vizuálisan és mennyiségileg le tudtuk írni, hogyan mozognak és oszlanak el az aeroszolcsóvák, munkánk nem foglalkozik közvetlenül azzal, hogy a WC-csóva hogyan továbbítja a betegségeket, és ez továbbra is a kutatás folyamatában van.
A WC-csóva terjedésének korlátozása
Kísérleti módszertanunk alapot ad a jövőbeni munkához, amelynek célja egy sor stratégia tesztelése a WC-öblítésből eredő betegségeknek való kitettség kockázatának minimalizálása érdekében. Ez magában foglalhatja az új WC-csésze-konstrukciókból vagy az öblítési ciklus időtartamát vagy intenzitását megváltoztató öblítőszelepekből származó aeroszoloszlopok változásainak értékelését.
Eközben vannak módok arra, hogy csökkentsék az emberi WC-csóvoknak való kitettséget. Nyilvánvaló stratégia az csukja le a fedelet öblítés előtt. Ez azonban nem szünteti meg teljesen az aeroszolos csóvákat, és sok nyilvános, kereskedelmi és egészségügyi helyiségben található WC-nek nincs fedele. Szellőztetés ill UV fertőtlenítés a rendszerek csökkenthetik a fürdőszobában lévő aeroszolsugárnak való kitettséget is.
A szerzőről
John Crimaldi, az építő-, környezet- és építészmérnök professzor, University of Colorado Boulder
Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.
Kapcsolódó könyvek:
A test tartja a pontszámot: Az agy és a test a traumák gyógyításában
írta Bessel van der Kolk
Ez a könyv a trauma, valamint a fizikai és mentális egészség összefüggéseit tárja fel, betekintést és stratégiákat kínálva a gyógyuláshoz és felépüléshez.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
Lélegzet: Egy elveszett művészet új tudománya
írta: James Nestor
Ez a könyv a légzés tudományát és gyakorlatát tárja fel, betekintést és technikákat kínálva a testi és lelki egészség javítására.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
A növényi paradoxon: Az „egészséges” élelmiszerek rejtett veszélyei, amelyek betegségeket és súlygyarapodást okoznak
szerző: Steven R. Gundry
Ez a könyv az étrend, az egészség és a betegségek közötti összefüggéseket tárja fel, betekintést és stratégiákat kínálva az általános egészség és jólét javítására.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
Az Immunity Code: A valódi egészség és a radikális öregedésgátlás új paradigmája
írta Joel Greene
Ez a könyv új perspektívát kínál az egészségről és az immunitásról, az epigenetika alapelveire támaszkodva, valamint betekintést és stratégiákat kínál az egészség és az öregedés optimalizálásához.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
A böjt teljes útmutatója: Gyógyítsa meg testét időszakos, váltakozó napos és hosszabb böjtöléssel
Dr. Jason Fung és Jimmy Moore
Ez a könyv a böjt tudományát és gyakorlatát tárja fel, betekintést és stratégiákat kínálva az általános egészség és jólét javítására.
