Các luồng sol khí từ nhà vệ sinh thương mại có thể cao hơn 5 feet so với bồn cầu. John Crimaldi/Báo cáo khoa học, CC BY-NC-ND
Mỗi khi bạn xả nước trong nhà vệ sinh, nó sẽ giải phóng những giọt nước nhỏ li ti vào không khí xung quanh bạn. Những giọt này, được gọi là chùm sol khí, có thể lây lan mầm bệnh từ chất thải của con người và khiến những người trong nhà vệ sinh công cộng mắc các bệnh truyền nhiễm.
Sự hiểu biết của khoa học về sự lan rộng của các chùm sol khí - và nhận thức của cộng đồng về sự tồn tại của chúng - đã bị cản trở bởi thực tế là chúng thường vô hình. Đồng nghiệp của tôi Aaron đúng, Karl Linden, Mark Hernandez, Lars Larson và Anna Pauls và tôi đã có thể sử dụng tia laze công suất cao để chiếu sáng những chùm khói này, cho phép chúng tôi hình ảnh và đo lường vị trí cũng như chuyển động của các luồng sol khí lan rộng từ việc xả nước trong nhà vệ sinh thương mại một cách chi tiết sống động.
Video này so sánh khả năng hiển thị của chùm sol khí sau khi xả mà không có và có tia laser trong phòng thí nghiệm.
Đi lên thay vì đi xuống
Bồn cầu được thiết kế để làm rỗng hiệu quả các chất bên trong bồn cầu thông qua chuyển động đi xuống vào ống thoát nước. Trong chu kỳ xả nước, nước tiếp xúc mạnh với các chất bên trong tô và tạo ra một tia bụi mịn gồm các hạt lơ lửng trong không khí.
Chúng tôi thấy rằng một nhà vệ sinh thương mại điển hình tạo ra một luồng không khí mạnh đi lên với vận tốc vượt quá 6.6 feet mỗi giây (2 mét mỗi giây), nhanh chóng mang các hạt này lên cao tới 5 feet (1.5 mét) phía trên bồn cầu trong vòng tám giây kể từ khi bắt đầu. tuôn ra.
Để hình dung những đám khói này, chúng tôi thiết lập một nhà vệ sinh thương mại không có nắp điển hình với một van kiểu flushometer được tìm thấy trên khắp Bắc Mỹ trong phòng thí nghiệm của chúng tôi. Van xả kế sử dụng áp suất thay vì trọng lực để dẫn nước vào bát. Chúng tôi đã sử dụng quang học đặc biệt để tạo ra một tấm ánh sáng laze mỏng thẳng đứng chiếu sáng khu vực từ đỉnh bát lên trần nhà. Sau khi xả bồn cầu bằng bộ kích hoạt điện từ xa, các hạt sol khí phân tán đủ ánh sáng laze để có thể nhìn thấy được, cho phép chúng tôi sử dụng máy ảnh để chụp ảnh chùm hạt.
Mặc dù chúng tôi dự kiến sẽ nhìn thấy những hạt này, nhưng chúng tôi vẫn ngạc nhiên trước sức mạnh của tia nước đẩy các hạt ra khỏi bát.
A nghiên cứu liên quan đã sử dụng một mô hình tính toán của một nhà vệ sinh lý tưởng hóa để dự đoán sự hình thành các đám khí dung, với sự vận chuyển các hạt lên phía trên với tốc độ bên trên bồn cầu đạt gần 3.3 feet mỗi giây (1 mét mỗi giây), bằng khoảng một nửa so với những gì chúng tôi quan sát được với một nhà vệ sinh thực. phòng vệ sinh.
Tại sao laze?
Các nhà khoa học đã biết trong nhiều thập kỷ rằng nhà vệ sinh xả nước có thể giải phóng các hạt aerosol vào không khí. Tuy nhiên, nghiên cứu thực nghiệm chủ yếu dựa vào các thiết bị lấy mẫu không khí tại các vị trí cố định để xác định số lượng và kích thước của các hạt mà nhà vệ sinh tạo ra.
Mặc dù những cách tiếp cận trước đó này có thể xác nhận sự hiện diện của sol khí, nhưng chúng cung cấp rất ít thông tin về tính chất vật lý của các đám khói: chúng trông như thế nào, cách chúng lan rộng và tốc độ di chuyển của chúng. Thông tin này rất quan trọng để phát triển các chiến lược nhằm giảm thiểu sự hình thành các đám khí dung và giảm khả năng truyền bệnh của chúng.
Video này cho thấy Aaron True đang theo dõi dữ liệu hình ảnh trực tiếp về vòi xả nước trong nhà vệ sinh trên màn hình máy tính.
Là một giáo sư kỹ thuật có nghiên cứu tập trung vào sự tương tác giữa vật lý chất lỏng và các quá trình sinh thái hoặc sinh học, phòng thí nghiệm của tôi chuyên sử dụng tia laser để xác định xem mọi thứ khác nhau như thế nào vận chuyển bởi dòng chất lỏng phức tạp. Trong nhiều trường hợp, những thứ này là vô hình cho đến khi chúng ta chiếu sáng chúng bằng tia laze.
Một lợi thế của việc sử dụng ánh sáng laze để đo lưu lượng chất lỏng là, không giống như đầu dò vật lý, ánh sáng không làm thay đổi hoặc phá vỡ chính thứ mà bạn đang cố đo. Hơn nữa, sử dụng tia laser để làm cho những thứ vô hình trở nên hữu hình sẽ giúp ích cho mọi người, như sinh vật trực quan, hiểu rõ hơn về sự phức tạp trong môi trường chất lỏng mà họ đang sống.
Khí dung và bệnh tật
Các hạt sol khí có chứa mầm bệnh rất quan trọng vật trung gian truyền bệnh cho con người. Các hạt nhỏ hơn lơ lửng trong không khí trong một khoảng thời gian có thể khiến con người mắc các bệnh về đường hô hấp như cúm và COVID-19 qua đường hô hấp. Các hạt lớn hơn lắng nhanh trên bề mặt có thể lây lan các bệnh đường ruột như norovirus qua tiếp xúc với tay và miệng.
Nước bồn cầu bị ô nhiễm bởi phân có thể có nồng độ mầm bệnh vẫn tồn tại sau hàng chục của đỏ bừng. Nhưng nó vẫn còn một câu hỏi mở về việc liệu các chùm sol khí trong nhà vệ sinh có nguy cơ lây truyền bệnh hay không.
Mặc dù chúng tôi có thể mô tả một cách trực quan và định lượng cách các chùm sol khí di chuyển và phân tán, nhưng công việc của chúng tôi không giải quyết trực tiếp cách các chùm bụi trong nhà vệ sinh truyền bệnh và đây vẫn là một khía cạnh nghiên cứu đang được tiến hành.
Hạn chế sự lan rộng của khói nhà vệ sinh
Phương pháp thử nghiệm của chúng tôi cung cấp nền tảng cho công việc trong tương lai để thử nghiệm một loạt các chiến lược nhằm giảm thiểu nguy cơ tiếp xúc với các bệnh từ nhà vệ sinh dội nước. Điều này có thể bao gồm việc đánh giá những thay đổi đối với các tia sol khí phát ra từ thiết kế bồn cầu mới hoặc van xả làm thay đổi thời lượng hoặc cường độ của chu trình xả.
Trong khi đó, có nhiều cách để giảm sự tiếp xúc của con người với khói nhà vệ sinh. Một chiến lược rõ ràng là đóng nắp lại trước khi xả nước. Tuy nhiên, điều này không loại bỏ hoàn toàn các chùm sol khí và nhiều nhà vệ sinh ở các cơ sở chăm sóc sức khỏe, thương mại và công cộng không có nắp đậy. thông gió hoặc Khử trùng tia cực tím các hệ thống cũng có thể giảm thiểu việc tiếp xúc với các luồng sol khí trong phòng tắm.
Giới thiệu về Tác giả
John Crimaldi, Giáo sư Kỹ thuật Xây dựng, Môi trường và Kiến trúc, Đại học Colorado Boulder
Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.
Sách liên quan:
Cơ thể ghi điểm: Bộ não và cơ thể trong quá trình chữa lành chấn thương
bởi Bessel van der Nikol
Cuốn sách này khám phá mối liên hệ giữa chấn thương với sức khỏe thể chất và tinh thần, đưa ra những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để chữa lành và phục hồi.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Hơi thở: Khoa học mới về nghệ thuật đã mất
bởi James Nestor
Cuốn sách này khám phá khoa học và thực hành thở, cung cấp những hiểu biết sâu sắc và kỹ thuật để cải thiện sức khỏe thể chất và tinh thần.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Nghịch lý thực vật: Nguy cơ tiềm ẩn trong thực phẩm "lành mạnh" gây bệnh và tăng cân
của Steven R. Gundry
Cuốn sách này khám phá mối liên hệ giữa chế độ ăn uống, sức khỏe và bệnh tật, đưa ra những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để cải thiện sức khỏe tổng thể và sức khỏe.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Mã miễn dịch: Mô hình mới cho sức khỏe thực sự và chống lão hóa triệt để
bởi Joel Greene
Cuốn sách này đưa ra một quan điểm mới về sức khỏe và khả năng miễn dịch, dựa trên các nguyên tắc biểu sinh và đưa ra những hiểu biết sâu sắc cũng như chiến lược để tối ưu hóa sức khỏe và lão hóa.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Hướng dẫn hoàn chỉnh về nhịn ăn: Chữa lành cơ thể thông qua nhịn ăn gián đoạn, luân phiên và kéo dài
bởi Tiến sĩ Jason Fung và Jimmy Moore
Cuốn sách này khám phá khoa học và thực hành nhịn ăn, cung cấp những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để cải thiện sức khỏe tổng thể và sức khỏe.
