Mabomba ya erosoli kutoka vyoo vya kibiashara yanaweza kupanda futi 5 juu ya bakuli. John Crimaldi/Ripoti za kisayansi, CC BY-NC-ND

Kila wakati unapotoa choo, hutoa matone ya matone madogo ya maji kwenye hewa iliyo karibu nawe. Matone haya, yanayoitwa mabomba ya erosoli, inaweza kueneza vimelea kutoka kwa kinyesi cha binadamu na kuwaweka watu kwenye vyoo vya umma kwa magonjwa ya kuambukiza.

Uelewa wa kisayansi wa kuenea kwa mabomba ya erosoli - na ufahamu wa umma wa kuwepo kwao - umetatizwa na ukweli kwamba kwa kawaida hauonekani. Wenzangu Aaron Kweli, Karl Linden, Marko Hernandez, Lars Larson na Anna Pauls nami tuliweza kutumia leza zenye nguvu nyingi kuangazia manyoya haya, hutuwezesha kupiga picha na kupima mahali na mwendo wa kueneza mabomba ya erosoli kutoka kwa kusafisha vyoo vya kibiashara kwa undani wazi.

Video hii inalinganisha mwonekano wa bomba la erosoli baada ya flush bila na leza kwenye maabara.

Kwenda juu badala ya chini

Vyoo vimeundwa kwa ufanisi kumwaga yaliyomo ndani ya bakuli kupitia mwendo wa kushuka ndani ya bomba la kukimbia. Katika mzunguko wa kuvuta maji, maji hugusana kwa nguvu na yaliyomo ndani ya bakuli na hutengeneza dawa laini ya chembe zinazoning'inia hewani.

Tuligundua kuwa choo cha kawaida cha kibiashara huzalisha ndege yenye nguvu ya juu ya hewa yenye kasi inayozidi futi 6.6 kwa sekunde (mita 2 kwa sekunde), ikibeba haraka chembe hizi hadi futi 5 (mita 1.5) juu ya bakuli ndani ya sekunde nane za kuanza kwa safisha.

Ili kuibua mabomba haya, tunaweka choo cha kawaida cha kibiashara kisicho na mifuniko na valve ya mtindo wa flushometer hupatikana kote Amerika Kaskazini katika maabara yetu. Vali za flushometer hutumia shinikizo badala ya mvuto kuelekeza maji kwenye bakuli. Tulitumia optics maalum ili kuunda karatasi nyembamba ya wima ya mwanga wa leza ambayo iliangazia eneo kutoka juu ya bakuli hadi dari. Baada ya kusafisha choo kwa kichochezi cha umeme cha mbali, chembe za erosoli hutawanya mwanga wa leza wa kutosha ili kuonekana, na hivyo kuturuhusu kutumia kamera kupiga picha ya chembechembe.

Ingawa tulitarajia kuona chembe hizi, bado tulishangazwa na nguvu ya ndege inayotoa chembe kutoka kwenye bakuli.

A utafiti kuhusiana ilitumia modeli ya kukokotoa ya choo kilichoboreshwa kutabiri uundaji wa mabomba ya erosoli, na usafiri wa juu wa chembe kwa kasi juu ya bakuli unakaribia futi 3.3 kwa sekunde (mita 1 kwa sekunde), ambayo ni karibu nusu ya kile tulichoona na halisi. choo.

Kwa nini lasers?

Wanasayansi wamejua kwa miongo kwamba vyoo vya kuvuta maji vinaweza kutoa chembechembe za erosoli hewani. Hata hivyo, masomo ya majaribio wameegemea kwa kiasi kikubwa vifaa ambavyo vilitoa sampuli za hewa katika maeneo maalum ili kubaini idadi na ukubwa wa chembe chembe za vyoo huzalisha.

Ingawa mbinu hizi za awali zinaweza kuthibitisha kuwepo kwa erosoli, hutoa habari kidogo kuhusu fizikia ya plumes: jinsi wanavyoonekana, jinsi wanavyoenea na jinsi wanavyosonga. Taarifa hii ni muhimu ili kuendeleza mikakati ya kupunguza uundaji wa mabomba ya erosoli na kupunguza uwezo wao wa kusambaza magonjwa.

Video hii inamwonyesha Aaron True akifuatilia data ya picha ya moja kwa moja ya bomba la choo linalotiririka kwenye skrini ya kompyuta.

Kama profesa wa uhandisi ambao utafiti wake unazingatia mwingiliano kati ya fizikia ya maji na michakato ya kiikolojia au ya kibaolojia, maabara yangu mtaalamu wa kutumia leza kubainisha jinsi mambo mbalimbali yalivyo kusafirishwa na mtiririko tata wa maji. Mara nyingi, vitu hivi havionekani hadi tuviangazie kwa leza.

Faida ya kutumia mwanga wa leza kupima mtiririko wa maji ni kwamba, tofauti na uchunguzi wa kimwili, mwanga haubadilishi au kutatiza jambo hasa unalojaribu kupima. Zaidi ya hayo, kutumia leza kufanya vitu visivyoonekana kuonekana husaidia watu, kama viumbe vya kuona, kuelewa vyema hali changamano katika mazingira ya umajimaji wanamoishi.

Erosoli na ugonjwa

Chembe za erosoli zenye vimelea vya magonjwa ni muhimu wadudu wa magonjwa ya binadamu. Chembe ndogo ambazo hubakia hewani kwa muda fulani zinaweza kuwaweka watu kwenye magonjwa ya kupumua kama vile mafua na COVID-19 kwa kuvuta pumzi. Chembe kubwa zinazokaa haraka kwenye nyuso zinaweza kueneza magonjwa ya matumbo kama norovirus kwa kugusa mikono na mdomo.

Maji ya bakuli ya choo yaliyochafuliwa na kinyesi yanaweza kuwa na viwango vya pathojeni kuendelea baada ya kadhaa ya flushes. Lakini bado ni swali wazi kuhusu kama mabomba ya erosoli ya choo yana hatari ya maambukizi.

Ingawa tuliweza kueleza kwa macho na kwa wingi jinsi mabomba ya erosoli yanavyosonga na kutawanyika, kazi yetu haishughulikii moja kwa moja jinsi mabomba ya choo yanavyosambaza magonjwa, na hii inasalia kuwa kipengele kinachoendelea cha utafiti.

Kupunguza bomba la choo

Mbinu yetu ya majaribio hutoa msingi wa kazi ya baadaye ya kujaribu mikakati kadhaa ili kupunguza hatari ya kuambukizwa magonjwa kutokana na kusafisha vyoo. Hii inaweza kujumuisha kutathmini mabadiliko ya mabomba ya erosoli yanayotokana na miundo mipya ya bakuli ya choo au vali za kuvuta maji ambazo hubadilisha muda au ukubwa wa mzunguko wa kuvuta maji.

Wakati huo huo, kuna njia za kupunguza mfiduo wa binadamu kwa mabomba ya choo. Mkakati wa wazi ni funga kifuniko kabla ya kuosha. Hata hivyo, hii haina kuondoa kabisa mabomba ya aerosol, na vyoo vingi katika mazingira ya umma, biashara na huduma za afya hazina vifuniko. Uingizaji hewa au Kutokuonekana kwa UV mifumo pia inaweza kupunguza mfiduo wa mabomba ya erosoli katika bafuni.

Kuhusu Mwandishi

John Crimaldi, Profesa wa Uhandisi wa Kiraia, Mazingira na Usanifu, Chuo Kikuu cha Colorado Boulder

Makala hii imechapishwa tena kutoka Mazungumzo chini ya leseni ya Creative Commons. Soma awali ya makala.

Vitabu kuhusiana:

Mwili Huweka Alama: Akili ya Ubongo na Mwili katika Uponyaji wa Kiwewe

na Bessel van der Kolk

Kitabu hiki kinachunguza uhusiano kati ya kiwewe na afya ya mwili na akili, kikitoa maarifa na mikakati ya uponyaji na kupona.

Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza

Pumzi: Sayansi Mpya ya Sanaa Iliyopotea

na James Nestor

Kitabu hiki kinachunguza sayansi na mazoezi ya kupumua, kutoa maarifa na mbinu za kuboresha afya ya mwili na akili.

Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza

Kitendawili cha Mimea: Hatari Zilizofichwa katika Vyakula "Zenye Afya" vinavyosababisha Ugonjwa na Kuongezeka kwa Uzito.

na Steven R. Gundry

Kitabu hiki kinachunguza uhusiano kati ya lishe, afya na magonjwa, na kutoa maarifa na mikakati ya kuboresha afya na siha kwa ujumla.

Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza

Kanuni ya Kinga: Mtazamo Mpya wa Afya Halisi na Kupambana na Kuzeeka Kubwa

na Joel Greene

Kitabu hiki kinatoa mtazamo mpya kuhusu afya na kinga, kikizingatia kanuni za epijenetiki na kutoa maarifa na mikakati ya kuboresha afya na kuzeeka.

Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza

Mwongozo Kamili wa Kufunga: Uponye Mwili Wako Kupitia Mfungo wa Mara kwa Mara, Siku Mbadala, na Kufunga kwa Kurefusha.

na Dk. Jason Fung na Jimmy Moore

Kitabu hiki kinachunguza sayansi na mazoezi ya kutoa maarifa ya kufunga na mikakati ya kuboresha afya na siha kwa ujumla.

Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza