Инженеры из Университета Колорадо в Боулдере (University of Colorado Boulder) подтвердили то, о чем давно подозревали бактериофобы: при смыве высвобождается облако крошечных капель и аэрозольных частиц, которое достигает высоты более 1,5 метра над унитазом. Результаты научной работы опубликованы в журнале Scientific Reports.
Новизна исследования
При освещении зелеными лазерами шлейф выглядит как взрыв микроскопических конфетти, брошенных на самую отвратительную вечеринку в мире, состоящий из крошечных капель воды и чего-то еще, что может быть в унитазе. Ученые изучали строго гидромеханику и смывали только чистую воду и не исследовали заразность каких-либо частиц. Однако их инструменты подтвердили, что каждый смыв выходит за пределы унитаза гораздо дальше, чем хотелось бы верить большинству из нас.
Материалы и методы исследования
Ученые использовали лазеры для визуализации движений жидкости, которые незаметны для человеческого глаза. Вместо того, чтобы возить свое оборудование в ближайшую ванную комнату, ученые установили рабочий туалет в лаборатории поверх металлического каркаса, который можно было выровнять с их лазерами. Затем исследователи откалибровали давление воды в водопроводе, чтобы оно соответствовало давлению в обычном туалете.
Результаты научной работы
Ученые знали, что их лазер сделает видимыми некоторые аэрозоли, однако не были готовы к «взрыву», который встретил их при первом смыве.
«Это похоже на извержение вулкана», — заявил автор исследования Джон Кримальди (John Crimaldi).
Затем ученые направили импульсный лазер и пару камер на брызги, чтобы измерить скорость отдельных частиц воды. Смыв унитаза не имеет такой скорости, как при чихании, когда капли разлетаются со скоростью до 160 километров в час, или даже кашле, при котором капли могут разлетаться со скоростью до 80 километров в час.
Авторы исследования сообщили, что аэрозоли в «удивительно энергичном и хаотичном» шлейфе достигли максимальной скорости 2 метра в секунду, или чуть менее 4,5 миль в час. Тем не менее, оказавшись в воздухе, им потребовалось некоторое время, чтобы осесть. Спустя почти восемь секунд после смыва частицы все еще зависли на высоте более 1,5 метра над краем унитаза, что для большинства людей намного выше уровня носа. Многие оставались в воздухе более минуты.
«После просмотра этих видео я, конечно, гораздо больше склонен носить маску в общественном туалете, чем раньше», — комментирует Кримальди.
Хотя эксперименты проводились с туалетами, в которых не было ничего, кроме чистой воды, ученые считают, что добавление в смесь туалетной бумаги и человеческих отходов только добавляет хаоса и энергии в смыв.
«У меня есть интуитивное ощущение, что присутствие твердых частиц может усилить проблему, поскольку вода может столкнуться с дополнительными вещами и создать больше возможностей для этого энергичного смешивания жидкостей», — добавляет автор исследования.
Ученые надеются использовать данный эксперимент в качестве отправной точки для будущих исследований, которые отследят расстояние, на которое бактерии и другие патогены перемещаются в этих аэрозольных облаках и как долго они остаются заразными. В зависимости от этих результатов «мы можем начать думать о том, какие вмешательства мы можем использовать?» «Какие изменения дизайна туалета мы могли бы рассмотреть?»
«Это новое исследование добавляет некоторые драматические визуальные доказательства еще одного недостатка традиционных западных туалетов и нашего сильного желания смыть и забыть», — заключает микробиолог Брин Нельсон (Bryn Nelson). «Многие биотуалеты используют вакуумный смыв и практически не используют воду, так что это может быть еще одной причиной, чтобы рассмотреть достоинства этих экологически чистых моделей».
Авторы другого исследования показали, что внутри автомобиля грязнее, чем в туалете.