Ang mga aerosol plume mula sa mga komersyal na banyo ay maaaring tumaas ng 5 talampakan sa itaas ng mangkok. John Crimaldi/Scientific Reports, CC BY-NC-nd
Sa tuwing mag-flush ka ng banyo, naglalabas ito ng mga patak ng maliliit na patak ng tubig sa hangin sa paligid mo. Ang mga droplet na ito, tinatawag aerosol plumes, ay maaaring kumalat ng mga pathogen mula sa dumi ng tao at ilantad ang mga tao sa mga pampublikong banyo sa mga nakakahawang sakit.
Ang pang-agham na pag-unawa sa pagkalat ng mga aerosol plume - at kamalayan ng publiko sa kanilang pag-iral - ay nahadlangan ng katotohanang karaniwan silang hindi nakikita. Mga kasamahan ko Totoo si Aaron, Karl Linden, Mark Hernandez, Nagamit namin nina Lars Larson at Anna Pauls mga high-power na laser upang maipaliwanag ang mga plum na ito, na nagbibigay-daan sa amin na imahen at sukatin ang lokasyon at galaw ng mga kumakalat na aerosol plume mula sa pag-flush ng mga komersyal na palikuran sa malinaw na detalye.
Inihahambing ng video na ito ang visibility ng isang aerosol plume pagkatapos ng flush nang wala at may mga laser sa isang lab.
Paakyat sa halip na pababa
Ang mga palikuran ay idinisenyo upang mahusay na alisan ng laman ang mga nilalaman sa loob ng mangkok sa pamamagitan ng paggalaw pababa sa drain pipe. Sa flush cycle, ang tubig ay dumarating sa malakas na pakikipag-ugnayan sa mga nilalaman sa loob ng mangkok at lumilikha ng isang pinong spray ng mga particle na nasuspinde sa hangin.
Nalaman namin na ang isang tipikal na komersyal na palikuran ay bumubuo ng isang malakas na paitaas na jet ng hangin na may bilis na lampas sa 6.6 talampakan bawat segundo (2 metro bawat segundo), mabilis na dinadala ang mga particle na ito hanggang 5 talampakan (1.5 metro) sa itaas ng mangkok sa loob ng walong segundo ng pagsisimula ng ang flush.
Upang mailarawan ang mga plume na ito, nag-set up kami ng tipikal na walang takip na commercial toilet na may a flushometer-style na balbula matatagpuan sa buong North America sa aming lab. Ang mga flushometer valve ay gumagamit ng presyon sa halip na gravity upang idirekta ang tubig sa mangkok. Gumamit kami ng mga espesyal na optika upang lumikha ng isang manipis na patayong sheet ng laser light na nag-iilaw sa rehiyon mula sa tuktok ng mangkok hanggang sa kisame. Pagkatapos i-flush ang banyo gamit ang isang malayuang electrical trigger, ang mga particle ng aerosol ay nakakalat ng sapat na liwanag ng laser upang makita, na nagbibigay-daan sa amin na gumamit ng mga camera upang imahen ang balahibo ng mga particle.
Kahit na inaasahan naming makita ang mga particle na ito, nagulat pa rin kami sa lakas ng jet na naglalabas ng mga particle mula sa bowl.
A kaugnay na pag-aaral gumamit ng computational model ng isang idealized na palikuran upang mahulaan ang pagbuo ng mga aerosol plume, na may pataas na transportasyon ng mga particle sa bilis sa itaas ng bowl na papalapit sa 3.3 talampakan bawat segundo (1 metro bawat segundo), na halos kalahati ng aming naobserbahan sa isang tunay na palikuran.
Bakit lasers?
Alam na ng mga siyentipiko para sa mga dekada na ang pag-flush ng mga banyo ay maaaring maglabas ng mga particle ng aerosol sa hangin. gayunpaman, pang-eksperimentong pag-aaral higit na umasa sa mga device na nagsa-sample ng hangin sa mga nakapirming lokasyon upang matukoy ang bilang at laki ng mga particle na ginagawa ng mga banyo.
Habang ang mga naunang pamamaraang ito ay maaaring kumpirmahin ang pagkakaroon ng mga aerosol, nagbibigay sila ng kaunting impormasyon tungkol sa pisika ng mga plume: kung ano ang hitsura ng mga ito, kung paano kumalat ang mga ito at kung gaano kabilis sila gumagalaw. Ang impormasyong ito ay kritikal upang makabuo ng mga estratehiya upang mapagaan ang pagbuo ng mga aerosol plume at bawasan ang kanilang kapasidad na magpadala ng sakit.
Ipinapakita ng video na ito si Aaron True na sinusubaybayan ang live na data ng imahe ng isang nag-flush na toilet plume sa isang computer screen.
Bilang isang propesor sa engineering na ang pananaliksik ay nakatuon sa mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng fluid physics at ecological o biological na proseso, aking laboratoryo dalubhasa sa paggamit ng mga laser upang matukoy kung paano ang iba't ibang bagay dinadala ng mga kumplikadong daloy ng likido. Sa maraming mga kaso, ang mga bagay na ito ay hindi nakikita hanggang sa maipaliwanag natin ang mga ito gamit ang mga laser.
Ang isang bentahe ng paggamit ng ilaw ng laser upang sukatin ang mga daloy ng likido ay, hindi tulad ng isang pisikal na probe, hindi binabago o ginagambala ng liwanag ang mismong bagay na sinusubukan mong sukatin. Higit pa rito, ang paggamit ng mga laser upang gawing nakikita ang mga bagay na hindi nakikita ay nakakatulong sa mga tao, bilang biswal na nilalang, mas mahusay na maunawaan ang mga kumplikado sa tuluy-tuloy na kapaligiran kung saan sila nakatira.
Aerosol at sakit
Ang mga particle ng aerosol na naglalaman ng mga pathogen ay mahalaga mga vector ng sakit ng tao. Ang mas maliliit na particle na nananatiling nakasuspinde sa hangin sa loob ng mahabang panahon ay maaaring maglantad sa mga tao sa mga sakit sa paghinga tulad ng influenza at COVID-19 sa pamamagitan ng paglanghap. Ang mga malalaking particle na mabilis na tumira sa mga ibabaw ay maaaring kumalat sa mga sakit sa bituka tulad ng norovirus sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa mga kamay at bibig.
Ang tubig sa toilet bowl na kontaminado ng dumi ay maaaring magkaroon ng mga pathogen concentrations na magpatuloy pagkatapos ng dose-dosenang ng mga flushes. Ngunit ito pa rin isang bukas na tanong kung ang mga plume ng aerosol sa banyo ay nagpapakita ng panganib sa paghahatid.
Bagama't nailalarawan namin sa visual at quantitatively kung paano gumagalaw at nagkakalat ang mga aerosol plume, hindi direktang tinutugunan ng aming trabaho kung paano nagpapadala ng sakit ang mga plume sa banyo, at nananatili itong isang patuloy na aspeto ng pananaliksik.
Nililimitahan ang pagkalat ng balahibo ng banyo
Ang aming pang-eksperimentong pamamaraan ay nagbibigay ng pundasyon para sa hinaharap na trabaho upang subukan ang isang hanay ng mga diskarte upang mabawasan ang panganib ng pagkakalantad sa mga sakit mula sa pag-flush ng mga banyo. Maaaring kabilang dito ang pagtatasa ng mga pagbabago sa mga aerosol plum na nagmumula sa mga bagong disenyo ng toilet bowl o flush valve na nagbabago sa tagal o intensity ng flush cycle.
Samantala, may mga paraan upang mabawasan ang pagkakalantad ng tao sa mga plume ng banyo. Ang isang malinaw na diskarte ay upang isara ang takip bago mag-flush. Gayunpaman, hindi nito ganap na inaalis ang mga aerosol plume, at maraming mga palikuran sa pampubliko, komersyal at mga setting ng pangangalagang pangkalusugan ay walang takip. Bentilasyon o Disimpeksyon sa UV Ang mga system ay maaari ring mabawasan ang pagkakalantad sa mga aerosol plum sa banyo.
Tungkol sa Ang May-akda
John Crimaldi, Propesor ng Civil, Environmental at Architectural Engineering, University of Colorado Boulder
Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.
Mga Kaugnay na Libro:
The Body Keeps the Score: Brain Mind and Body in the Healing of Trauma
ni Bessel van der Kolk
Tinutuklas ng aklat na ito ang mga koneksyon sa pagitan ng trauma at pisikal at mental na kalusugan, na nag-aalok ng mga insight at diskarte para sa pagpapagaling at pagbawi.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
Paghinga: Ang Bagong Agham ng Nawalang Sining
ni James Nestor
Sinasaliksik ng aklat na ito ang agham at kasanayan sa paghinga, na nag-aalok ng mga insight at diskarte para sa pagpapabuti ng pisikal at mental na kalusugan.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
The Plant Paradox: Ang Mga Nakatagong Panganib sa "Malulusog" na Pagkaing Nagdudulot ng Sakit at Pagtaas ng Timbang
ni Steven R. Gundry
Tinutuklas ng aklat na ito ang mga link sa pagitan ng diyeta, kalusugan, at sakit, na nag-aalok ng mga insight at diskarte para sa pagpapabuti ng pangkalahatang kalusugan at kagalingan.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
The Immunity Code: The New Paradigm for Real Health and Radical Anti-Aging
ni Joel Greene
Ang aklat na ito ay nag-aalok ng bagong pananaw sa kalusugan at kaligtasan sa sakit, na kumukuha sa mga prinsipyo ng epigenetics at nag-aalok ng mga insight at diskarte para sa pag-optimize ng kalusugan at pagtanda.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
Ang Kumpletong Gabay sa Pag-aayuno: Pagalingin ang Iyong Katawan sa Pamamagitan ng Pasulput-sulpot, Kahaliling Araw, at Pinahabang Pag-aayuno
ni Dr. Jason Fung at Jimmy Moore
Tinutuklas ng aklat na ito ang agham at kasanayan ng pag-aayuno na nag-aalok ng mga insight at diskarte para sa pagpapabuti ng pangkalahatang kalusugan at kagalingan.
