你能想象沖馬桶時(shí),包含著各種病菌的氣溶膠飛濺的場(chǎng)景嗎?
美國(guó)科學(xué)家利用綠色激光和攝像設(shè)備,揭示了人們?cè)诠残l(wèi)生間沖無(wú)蓋馬桶時(shí),肉眼看不見(jiàn)的微小水滴是如何迅速?lài)娚涞娇諝庵械。相關(guān)論文12月8日發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》。
該研究首次使沖馬桶產(chǎn)生的氣溶膠羽流可視化,并測(cè)量其顆粒飛濺速度和擴(kuò)散軌跡,以全新視角揭示了沖馬桶的影響。
此前研究發(fā)現(xiàn),沖馬桶時(shí)有些微小的、看不見(jiàn)的顆粒會(huì)釋放到空氣中。這些顆粒會(huì)運(yùn)輸大腸桿菌、艱難梭菌、腺病毒等病原體,給公共衛(wèi)生間使用者帶來(lái)暴露風(fēng)險(xiǎn)。而這種對(duì)潛在疾病暴露的可視化研究,為減少疾病傳播提供了新方法。
“當(dāng)你肉眼看不到病菌時(shí),就容易假裝它不存在。一旦看到液滴飛濺的視頻,你就再也不能像此前一樣看待沖馬桶這件事了!痹撗芯孔髡摺⒖屏_拉多大學(xué)博爾德分校教授John Crimaldi說(shuō),通過(guò)制作生動(dòng)的視覺(jué)圖像,該研究可以在公共衛(wèi)生信息傳遞方面發(fā)揮重要作用。
此外,了解這些顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度,對(duì)于通過(guò)消毒通風(fēng)策略或改進(jìn)馬桶沖水設(shè)計(jì)以降低暴露風(fēng)險(xiǎn)非常重要。
Crimaldi等人使用了兩臺(tái)激光器,其中一臺(tái)持續(xù)照射無(wú)蓋馬桶上方,另一臺(tái)在同一區(qū)域發(fā)出快速的光脈沖。恒定的激光照射可以揭示顆粒的空間位置,而脈沖激光可以測(cè)量它們的移動(dòng)速度和方向。同時(shí),兩臺(tái)攝像機(jī)負(fù)責(zé)拍攝高分辨率圖像。
該研究發(fā)現(xiàn),沖馬桶時(shí)產(chǎn)生的顆粒以2米/秒的速度快速射出,在8秒內(nèi)能到達(dá)馬桶上方1.5米高處。雖然最大的顆粒往往會(huì)在幾秒內(nèi)沉降至馬桶表面,但小于5微米或百萬(wàn)分之一米的氣溶膠顆粒,可以在空氣中懸浮幾分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間。
“我們?cè)詾檫@些氣溶膠顆粒會(huì)飄浮起來(lái),但它們卻像火箭一樣發(fā)射出來(lái)。”Crimaldi說(shuō),這些充滿(mǎn)活力的顆粒大多向上和朝后墻移動(dòng),但也有一部分的運(yùn)動(dòng)方向無(wú)法預(yù)測(cè)。噴射形成的羽流可能會(huì)上升到實(shí)驗(yàn)室天花板,由于無(wú)處可去,顆粒會(huì)沿著墻壁向外移動(dòng),擴(kuò)散至其他房間。
Crimaldi指出,實(shí)驗(yàn)室中不存在其他干擾,但現(xiàn)實(shí)生活中存在的變量可能使問(wèn)題加劇。
研究人員還用光學(xué)粒子計(jì)數(shù)器測(cè)量了空氣中顆粒的大小和數(shù)量,發(fā)現(xiàn)其中較小的顆粒物不僅在空氣中飄浮的時(shí)間更長(zhǎng),而且可以深入肺部,從而對(duì)人體健康造成更大危害。
上述研究結(jié)果可能令人感到不安,但這為公共衛(wèi)生專(zhuān)家改進(jìn)衛(wèi)生間管道設(shè)計(jì)、消毒和通風(fēng),從而降低公共衛(wèi)生間病原體暴露風(fēng)險(xiǎn)提供了參考。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1038/s41598-022-24686-5