Блог

Apr 23, 2024

Коммерческие туалеты испускают энергичные и быстро распространяющиеся шлейфы аэрозолей.

Scientific Reports Volume 12, Номер статьи: 20493 (2022) Цитировать эту статью 54k Доступов 1 Цитирований 3173 Подробности Altmetric Metrics Аэрозоли могут передавать инфекционные заболевания, включая SARS-CoV-2,

Том 12 научных докладов, номер статьи: 20493 (2022) Цитировать эту статью

54 тыс. доступов

1 Цитаты

3173 Альтметрия

Подробности о метриках

Аэрозоли могут передавать инфекционные заболевания, включая SARS-CoV-2, грипп и норовирус. Туалеты со смывом выбрасывают аэрозоли, которые распространяют болезнетворные микроорганизмы, содержащиеся в фекалиях, но мало что известно о пространственно-временной эволюции этих шлейфов или полях скоростей, которые их переносят. Используя лазерный свет для освещения выбрасываемых аэрозолей, мы количественно определяем кинематику шлейфов, исходящих из коммерческого туалета типа смывометра, и используем движение частиц аэрозоля для расчета полей скоростей соответствующего потока. Смыв в унитазе производит сильную хаотичную струю со скоростью более 2 м/с; эта струя транспортирует аэрозоли на высоту до 1,5 м в течение 8 секунд после начала промывки. Количественная оценка шлейфа унитаза и связанных с ним скоростей потока обеспечивает основу для будущих стратегий проектирования, направленных на смягчение образования шлейфа или дезинфекцию находящихся в нем патогенов.

Смыв унитаза создает энергичный турбулентный поток, который выбрасывает капли и аэрозоли в воздух1,2,3,4, достигая высоты более 1,5 м5 в сценариях, которые представляют повышенный риск передачи заболеваний, опосредованных аэрозолями и фомитами, через фекалии6,7, 8,9. Самые крупные капли оседают в течение нескольких секунд, а более мелкие аэрозоли (<5 мкм) остаются во взвешенном состоянии10, 11. Присутствие болезнетворных микроорганизмов на боковых стенках унитаза или в воде унитаза способствует загрязнению аэрозолей4, а также загрязнению вода в унитазе может сохраняться после десятков смывов12, 13. Концентрация биоаэрозолей, выделяющихся из унитаза со смывом, варьируется в зависимости от типа унитаза14, 15, характеристик вентиляции16, радиального положения вокруг унитаза17, уровня давления воды18 и наличия фекальных отходов11. Хотя рост шлейфа аэрозоля снижается, но не устраняется, благодаря наличию закрытой крышки2, 10, 19, туалеты в общественных, коммерческих или медицинских учреждениях обычно не имеют крышек. Хотя предыдущие исследования документально подтвердили, куда попадают туалетные аэрозоли, очень мало известно о физике и кинематике того, как они туда попадают.

Хотя многие эпидемиологические связи с фекально-оральным санитарным контекстом хорошо известны, их аэрозольные аналоги отсутствуют. Воздействие респираторных микроорганизмов, передающихся по воздуху, в санитарных помещениях было в центре внимания общественного здравоохранения, поскольку доступность закрытых общественных туалетов увеличилась с урбанизацией. Несмотря на то, что количественные оценки риска в этом контексте гигиены были построены20, их практическое применение требует характеристик источников выбросов, а также временной идентификации, распределения, численности и специфической устойчивости потенциальных патогенов, аэрозольных в вдыхаемых диапазонах размеров21. Воздействие санитарных аэрозолей носит острый характер и сильно зависит от поведения обитателей, что усложняет оценку респираторных рисков в закрытых туалетах. Риски, связанные с передачей респираторных и кишечных вирусов при использовании общественных туалетов из-за загрязненных аэрозолей из шлейфа туалета, взвешенных аэрозолей от предыдущих пользователей или передачи через поверхности, к которым часто прикасаются, должны быть снижены, где это возможно4, 22, 23. SARS-CoV-2 и другие вирусы, как было показано, выживают на поверхностях в течение нескольких дней24,25,26, а кишечные бактерии – потенциально патогенные и иные – такие как C. difficile, распыляются при смывании и впоследствии откладываются на местных архитектурных поверхностях в качестве потенциальных фомитов10.

Современные знания о шлейфах туалетных аэрозолей основаны главным образом на дискретных измерениях концентраций частиц в воздухе и оседающих частицах. Знания о кинематике шлейфа унитаза ограничиваются высокоскоростным видеосъемкой крупных выбрасываемых капель в непосредственной близости от унитаза8, качественной визуализацией шлейфа сухого льда из туалета самолета27 и численным моделированием скоростей потока и выбрасываемых частиц в рамках идеализированной модели унитаза15. Полномасштабные измерения пространственно-временной динамики шлейфа с временным разрешением, включая поля скоростей воздушного потока, отсутствуют, и они имеют решающее значение для разработки и тестирования будущих стратегий проектирования для смягчения воздействия на человека посредством образования шлейфа, дезинфекции болезнетворных микроорганизмов, переносимых шлейфом28, 29 и улучшить удаление паров посредством вентиляции20.