Gumpalan aerosol dari toilet komersial bisa naik 5 kaki di atas mangkuk. John Crimaldi/Laporan Ilmiah, CC BY-NC-ND
Setiap kali Anda menyiram toilet, ia melepaskan gumpalan tetesan air kecil ke udara di sekitar Anda. Tetesan ini, disebut gumpalan aerosol, dapat menyebarkan patogen dari kotoran manusia dan membuat orang di toilet umum terkena penyakit menular.
Pemahaman ilmiah tentang penyebaran semburan aerosol – dan kesadaran publik akan keberadaannya – terhambat oleh fakta bahwa mereka biasanya tidak terlihat. Rekan-rekan saya Harun Benar, Karl Linden, Mark Hernandez, Lars Larson dan Anna Pauls dan saya dapat menggunakan laser berdaya tinggi untuk menerangi gumpalan ini, memungkinkan kami untuk mencitrakan dan mengukur lokasi dan gerakan semburan aerosol dari pembilasan toilet komersial dengan detail yang jelas.
Video ini membandingkan visibilitas semburan aerosol setelah pembilasan tanpa dan dengan laser di laboratorium.
Naik bukannya turun
Toilet dirancang untuk mengosongkan isi di dalam mangkuk secara efisien melalui gerakan ke bawah ke dalam pipa pembuangan. Dalam siklus pembilasan, air mengalami kontak yang kuat dengan isi di dalam mangkuk dan menciptakan semburan halus partikel yang tersuspensi di udara.
Kami menemukan bahwa toilet komersial biasa menghasilkan semburan udara ke atas yang kuat dengan kecepatan melebihi 6.6 kaki per detik (2 meter per detik), dengan cepat membawa partikel-partikel ini hingga 5 kaki (1.5 meter) di atas mangkuk dalam waktu delapan detik sejak awal. siram.
Untuk memvisualisasikan semburan ini, kami menyiapkan toilet komersial tanpa tutup dengan a katup bergaya flushometer ditemukan di seluruh Amerika Utara di lab kami. Katup flushometer menggunakan tekanan alih-alih gravitasi untuk mengarahkan air ke dalam mangkuk. Kami menggunakan optik khusus untuk membuat lembaran vertikal tipis sinar laser yang menyinari area dari atas mangkuk hingga langit-langit. Setelah menyiram toilet dengan pemicu listrik jarak jauh, partikel aerosol menyebarkan sinar laser yang cukup untuk terlihat, memungkinkan kami menggunakan kamera untuk mencitrakan kepulan partikel.
Meskipun kami berharap untuk melihat partikel-partikel ini, kami masih terkejut dengan kekuatan semburan yang mengeluarkan partikel dari mangkuk.
A studi terkait menggunakan model komputasi toilet ideal untuk memprediksi pembentukan gumpalan aerosol, dengan perpindahan partikel ke atas dengan kecepatan di atas mangkuk mendekati 3.3 kaki per detik (1 meter per detik), yaitu sekitar setengah dari apa yang kami amati dengan nyata toilet.
Mengapa laser?
Para ilmuwan telah mengetahui selama beberapa dekade bahwa pembilasan toilet dapat melepaskan partikel aerosol ke udara. Namun, studi eksperimental sebagian besar mengandalkan perangkat yang mengambil sampel udara di lokasi tetap untuk menentukan jumlah dan ukuran partikel yang dihasilkan toilet.
Sementara pendekatan sebelumnya ini dapat mengkonfirmasi keberadaan aerosol, mereka memberikan sedikit informasi tentang fisika bulu: seperti apa bentuknya, bagaimana penyebarannya dan seberapa cepat gerakannya. Informasi ini sangat penting untuk mengembangkan strategi untuk mengurangi pembentukan gumpalan aerosol dan mengurangi kapasitasnya untuk menularkan penyakit.
Video ini menunjukkan Aaron True memantau data gambar langsung dari semburan toilet pembilasan di layar komputer.
Sebagai profesor teknik yang penelitiannya berfokus pada interaksi antara fisika fluida dan proses ekologi atau biologis, laboratorium saya berspesialisasi dalam menggunakan laser untuk menentukan berbagai hal diangkut oleh aliran fluida yang kompleks. Dalam banyak kasus, hal-hal ini tidak terlihat sampai kita menyinari mereka dengan laser.
Keuntungan menggunakan sinar laser untuk mengukur aliran fluida adalah, tidak seperti probe fisik, cahaya tidak mengubah atau mengganggu hal yang ingin Anda ukur. Selain itu, menggunakan laser untuk membuat hal-hal yang tidak terlihat menjadi terlihat membantu orang, seperti makhluk visual, lebih memahami kompleksitas dalam lingkungan cair tempat mereka tinggal.
Aerosol dan penyakit
Partikel aerosol yang mengandung patogen penting vektor penyakit manusia. Partikel yang lebih kecil yang tetap tersuspensi di udara untuk jangka waktu tertentu dapat membuat orang terkena penyakit pernapasan seperti influenza dan COVID-19 melalui inhalasi. Partikel yang lebih besar yang mengendap dengan cepat di permukaan dapat menyebarkan penyakit seperti usus norovirus melalui kontak dengan tangan dan mulut.
Air mangkuk toilet yang terkontaminasi oleh feses dapat memiliki konsentrasi patogen yang bertahan setelah lusinan dari flushes. Tapi itu masih pertanyaan terbuka apakah semburan aerosol toilet menimbulkan risiko penularan.
Meskipun kami dapat menggambarkan secara visual dan kuantitatif bagaimana semburan aerosol bergerak dan menyebar, pekerjaan kami tidak secara langsung membahas bagaimana semburan toilet menularkan penyakit, dan ini tetap menjadi aspek penelitian yang sedang berlangsung.
Membatasi penyebaran plume toilet
Metodologi eksperimental kami memberikan dasar untuk pekerjaan di masa depan untuk menguji berbagai strategi guna meminimalkan risiko paparan penyakit dari pembilasan toilet. Ini dapat mencakup menilai perubahan pada semburan aerosol yang berasal dari desain mangkuk toilet baru atau katup siram yang mengubah durasi atau intensitas siklus siram.
Sementara itu, ada cara untuk mengurangi paparan bulu toilet pada manusia. Strategi yang jelas adalah tutup tutupnya sebelum pembilasan. Namun, ini tidak sepenuhnya menghilangkan gumpalan aerosol, dan banyak toilet di tempat umum, komersial, dan perawatan kesehatan tidak memiliki penutup. Ventilasi atau Disinfeksi UV sistem juga dapat mengurangi paparan gumpalan aerosol di kamar mandi.
Tentang Penulis
John Krimaldi, Guru Besar Teknik Sipil, Lingkungan dan Arsitektur, University of Colorado Boulder
Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.
Buku terkait:
Tubuh Menjaga Skor: Otak Pikiran dan Tubuh dalam Penyembuhan Trauma
oleh Bessel van der Kolk
Buku ini mengeksplorasi hubungan antara trauma dan kesehatan fisik dan mental, menawarkan wawasan dan strategi untuk penyembuhan dan pemulihan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Napas: Ilmu Baru Seni yang Hilang
oleh James Nestor
Buku ini mengeksplorasi ilmu dan praktik pernapasan, menawarkan wawasan dan teknik untuk meningkatkan kesehatan fisik dan mental.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Paradoks Tumbuhan: Bahaya Tersembunyi dalam Makanan "Sehat" yang Menyebabkan Penyakit dan Kenaikan Berat Badan
oleh Steven R. Gundry
Buku ini mengeksplorasi hubungan antara diet, kesehatan, dan penyakit, menawarkan wawasan dan strategi untuk meningkatkan kesehatan dan kebugaran secara keseluruhan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Kode Imunitas: Paradigma Baru untuk Kesehatan Sejati dan Anti Penuaan Radikal
oleh Joel Greene
Buku ini menawarkan perspektif baru tentang kesehatan dan kekebalan, berdasarkan prinsip-prinsip epigenetik dan menawarkan wawasan dan strategi untuk mengoptimalkan kesehatan dan penuaan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Panduan Puasa Lengkap: Sembuhkan Tubuh Anda Melalui Puasa Intermiten, Hari Alternatif, dan Perpanjangan
oleh Dr. Jason Fung dan Jimmy Moore
Buku ini mengeksplorasi ilmu dan praktik puasa yang menawarkan wawasan dan strategi untuk meningkatkan kesehatan dan kebugaran secara keseluruhan.
