Американские инженеры выяснили, что смыв воды (даже с закрытой крышкой унитаза) заметно увеличивает концентрацию аэрозольных частиц в воздухе, повышая риск передачи заболеваний воздушно-капельным путем. Исследователи посчитали, сколько частиц и каких размеров образуется на разных расстояниях от унитаза и писсуара после нажатия кнопки смыва и пришли к выводу, что общественные туалеты следует оборудовать хорошей системой вентиляции. Работа опубликована в журнале Physics of Fluids.
Известно, что при смыве воды над унитазом поднимается аэрозольное облако с частицами фекалий и мочи. В этих аэрозолях находили бактерии легионеллы, вирус Эбола, норовирус, а также коронавирус. Так как общественный туалет довольно тесное место, через которое проходит большое количество людей, есть высокий риск получить заболевание воздушно-капельным путем.
Ученые из Флоридского Атлантического университета под руководством Джесси Шрека (Jesse H. Schreck) решили выяснить какого размера и в каких количествах аэрозольные частицы образуются при смыве воды в унитазах и писсуарах, и как далеко они распространяются. Для этого исследователи отправились в общественный туалет университетского городка. В туалете было три кабинки с унитазами и шесть писсуаров. Для своих экспериментов инженеры выбрали один конкретный унитаз и один писсуар, оба оборудованные системами смыва флюсометрического типа.
Количество аэрозольных частиц измеряли с помощью портативного счетчика частиц, который отбирал пробы воздуха с объемной скоростью 2,83 литра в минуту и измерял концентрацию аэрозолей в диапазоне размеров частиц от 0,3 до 25 микрометров. Ученые делали замеры в случае с унитазом на высоте 0,43 метра от пола, 1,22 метра и 1,52 метра. Для писсуара: 0,53, 0,97 и 1,22 метра.
Высоты, на которых размещался счетчик частиц, в эксперименте с (а) унитазом и (б) писсуаром
Jesse H. Schreck et. al. / Physics of Fluids
Инженеры проводили измерения после смыва воды в писсуаре, в унитазе без крышки и в унитазе с крышкой. В течение пяти минут ученые производили серию по пять смывов и фиксировали концентрацию частиц различных размеров на заданных высотах. Однако вместо крышки исследователи использовали плоскую тарелку, так как в университетском туалете крышек на унитазах не было (сами авторы в статье никак не комментируют, как это могло повлиять на результат).
Выяснилось, что после смыва воды в открытом унитазе образовались аэрозольные частицы в основном размерами от 0,3 до 3 микрометров, которые достигали высоты 1,52 метра.
Гистограмма распределения частиц по размерам. Каждая группа столбиков соответствует частицам в определенном диапазоне размеров и показывает, как количество частиц изменяется в зависимости от высоты измерения в случае унитаза без крышки
Jesse H. Schreck et. al. / Physics of Fluids
Смыв воды в закрытом унитазе выдал меньшую концентрацию аэрозолей, но капли все равно просачивались между крышкой и сиденьем. В этом эксперименте ученые зафиксировали, что капель размером более 5 микрометров, по сравнению с экспериментом в открытом унитазе, стало меньше. Однако в этом случае на высоте 1,52 метра практически не было обнаружено аэрозольных частиц. В статье ученые пишут, что крышка не позволила аэрозолям подняться вверх, вместо этого она отклоняла их на уровни пониже. Однако со временем аэрозоли способны подниматься вместе с потоками воздуха от вентиляции или перемещения людей в туалете.
Гистограмма измерений при смыве воды в унитазе с крышкой
Jesse H. Schreck et. al. / Physics of Fluids
Гистограмма измерений при смыве воды в писсуаре
Jesse H. Schreck et. al. / Physics of Fluids
Из-за своего небольшого размера аэрозольные частицы могут оставаться во взвешенном состоянии довольно долгое время. Поэтому инженеры измерили также концентрации аэрозолей в пространстве туалета до начала экспериментов и после завершения всех тестов. Через 3 часа испытаний, включающих более 100 смывов, ученые зафиксировали существенное увеличение аэрозольных частиц в воздухе. Частиц размерами от 0,3 до 0,5 микрометров стало больше на 69,5 процентов, содержание в воздухе частиц от 0,5 до 1 микрометра повысилось на 209 процентов, а количество частиц размерами от 1 до 3 микрометров увеличилось на 50 процентов .
Результаты указывают на значительное накопление аэрозольных частиц, образующихся при смыве воды, в пространстве всего туалета. Согласно выводам инженеров, важно оборудовать общественные туалеты хорошей системой вентиляции, чтобы снизить риск передачи болезней между посетителями уборной воздушно-капельным путем.
Ученые считают не только капли после смыва воды в унитазе. Недавно исследователи посчитали количество пузырьков CO₂, которое содержится в бокале с 250 миллилитрами охлажденного лагера.
