Всеки път, когато пуснете водата в тоалетната, тя изхвърля струйки от малки водни капчици във въздуха около вас. Тези капчици, наречени аерозолни струи, могат да разпространят патогени от човешки отпадъци и да изложат хората в обществените тоалетни на заразни болести.

Научното разбиране на разпространението на аерозолните струи и общественото съзнание за тяхното съществуване е възпрепятствано от факта, че те обикновено са невидими. Изследователят Джон Крималди, заедно с Арън Тру, Карл Линден, Марк Ернандес, Ларс Ларсън и Анна Паулс използвали високомощни лазери, за да осветят тези струи, което позволило да изобразят и измерят местоположението и движението им след пускане на водата в комерсиална тоалетна чиния детайлно.

Учените установили, че типичната комерсиална тоалетна генерира силна възходяща струя аерозоли със скорост над 2 метра в секунда, като бързо пренася тези частици до 1,5 метра над тоалетната чиния в рамките на осем секунди след пускането на водата.

Учените използвали специална оптика, за да създадат тънък вертикален лист лазерна светлина, който осветява района от горната част на купата до тавана. След ппускане на водата дистанционно, аерозолните частици разпръскват достатъчно лазерна светлина, за да станат видими, което  позволило да буде заснета струята.

Макар да очаквали да видят тези частици, учените все пак били изненадани от силата на струята, изхвърляща частиците от купата.

Свързано проучване използва изчислителен модел на идеализирана тоалетна, за да предскаже образуването на аерозолни струи. То показва възходящ транспорт на частици над тоалетната чиния със скорост близо 1 метър в секунда. Това, което показал лазерният експеримент с истинска тоалетна, се оказало двойно повече.

Защо лазери?

Учените знаят от десетилетия, че тоалетните могат да отделят аерозолни частици във въздуха. Експерименталните проучвания обаче до голяма степен разчитат на устройства, които вземат проби от въздуха на фиксирани места, за да определят броя и размера на частиците, произвеждани от тоалетните.

Докато предишните подходи могат да потвърдят наличието на аерозоли, те предоставят малко информация за физиката на струите - как изглеждат, как се разпространяват и колко бързо се движат. Тази информация е от решаващо значение за разработването на стратегии за смекчаване на образуването на аерозолни струи и намаляване на способността им да предават болести.

Като професор по инженерство, чиито изследвания се фокусират върху взаимодействията между физиката на флуидите и екологичните или биологични процеси, лабораторията на Джон Крималди е специализирана в използването на лазери, за да определи как различни неща се транспортират от сложни флуидни потоци. В много случаи тези неща са невидими, докато не ги освети с лазери.

Предимство на използването на лазерна светлина за измерване на флуидни потоци е, че за разлика от физическата сонда, светлината не променя или нарушава самото нещо, което се опитвате да измерите. Освен това използването на лазери, за да направят невидимите неща видими, помага на хората, като визуални същества, да разберат по-добре сложността на течната среда, в която живеят.

Аерозоли и болести

Аерозолните частици, съдържащи патогени, са важни преносители на човешки заболявания. По-малки частици, които остават във въздуха за определен период от време, могат да изложат хората на респираторни заболявания като грип и COVID-19 чрез вдишване. По-големите частици, които се полеповат бързо върху повърхностите, могат да разпространят чревни заболявания като норовирус чрез контакт с ръцете и устата.

Водата от тоалетната чиния, може да има концентрации на патогени, които продължават след десетки промивания. Но все още е открит въпросът дали тоалетните аерозолни струи носят риск от предаване.

Учените подчертават, че са успели визуално и количествено да опишем как аерозолните струи се движат и разпръскват, но тяхната работа не се занимава директно с това как тоалетните струи предават болести.

Ограничаване на разпространението

Нашата експериментална методология предоставя основа за бъдеща работа за тестване на набор от стратегии за минимизиране на риска от излагане на болести от тоалетната.

Междувременно има начини да се намали излагането на хората на тоалетни струи аерозоли. Очевидна стратегия е да затворите капака преди да пуснете водата. Това обаче не премахва напълно аерозолните струи, а много тоалетни в обществени, търговски и здравни заведения нямат капаци. Системите за вентилация или UV дезинфекция също могат да намалят излагането на аерозолни струи в банята.

Оригиналната статия е публикувана в The Conversation под лиценз Creative Commons.