ต้องขอบคุณการวิจัยใหม่ของมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ นักวิทยาศาสตร์มองเห็นผลกระทบของการกดชักโครกในแง่มุมใหม่ทั้งหมด และตอนนี้ โลกก็เช่นกัน
ทีมวิศวกรของ CU Boulder ใช้เลเซอร์สีเขียวสว่างและอุปกรณ์กล้องทำการทดลองเพื่อเผยให้เห็นว่าหยดน้ำเล็กๆ ที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่าถูกขับออกไปในอากาศอย่างรวดเร็วได้อย่างไรเมื่อกดชักโครกในห้องน้ำสาธารณะแบบไม่มีฝาปิด เผยแพร่ใน Scientific Reportsเป็นการศึกษาชิ้นแรกที่แสดงภาพละอองลอยที่เกิดขึ้นโดยตรง และวัดความเร็วและการแพร่กระจายของอนุภาคภายใน
เป็นที่ทราบกันดีว่าอนุภาคละอองลอยเหล่านี้สามารถขนส่งเชื้อโรคและอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อผู้มาใช้บริการห้องน้ำสาธารณะ อย่างไรก็ตาม การสร้างภาพที่ชัดเจนของการสัมผัสกับโรคที่อาจเกิดขึ้นยังเป็นวิธีการที่จะช่วยลดได้
“ถ้าเป็นสิ่งที่คุณมองไม่เห็น มันก็ง่ายที่จะแสร้งทำเป็นว่าไม่มีอยู่จริง แต่เมื่อคุณดูวิดีโอเหล่านี้แล้ว คุณจะไม่คิดถึงชักโครกแบบเดิมอีกต่อไป” จอห์น คริมัลดีผู้เขียนนำผลการศึกษาและศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมโยธา สิ่งแวดล้อม และสถาปัตยกรรม กล่าว “ด้วยการสร้างภาพที่น่าทึ่งของกระบวนการนี้ การศึกษาของเราสามารถมีบทบาทสำคัญในการส่งข้อความด้านสาธารณสุข”
นักวิจัยทราบมานานกว่า 60 ปีแล้วว่าเมื่อกดชักโครก ของแข็งและของเหลวจะไหลลงไปตามการออกแบบ แต่อนุภาคขนาดเล็กที่มองไม่เห็นจะถูกปล่อยออกสู่อากาศด้วย การศึกษาก่อนหน้านี้ได้ใช้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ในการตรวจจับการมีอยู่ของอนุภาคในอากาศเหล่านี้เหนือชักโครกแบบกดชักโครก และแสดงให้เห็นว่าอนุภาคขนาดใหญ่สามารถตกลงบนพื้นผิวโดยรอบได้ แต่จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีใครเข้าใจว่าขนนกเหล่านี้มีหน้าตาเป็นอย่างไร หรืออนุภาคเหล่านี้ไปอยู่ที่นั่นได้อย่างไร
การทำความเข้าใจเส้นทางการเคลื่อนที่และความเร็วของอนุภาคเหล่านี้ ซึ่งสามารถขนส่งเชื้อโรค เช่น E. coli, C. difficile, noroviruses และ adenoviruses มีความสำคัญต่อการลดความเสี่ยงจากการสัมผัสผ่านกลยุทธ์การฆ่าเชื้อและการระบายอากาศ หรือการปรับปรุงห้องน้ำและการออกแบบชักโครก ในขณะที่ไวรัสที่ก่อให้เกิด COVID-19 (SARS-CoV-2) มีอยู่ในของเสียจากมนุษย์ แต่ปัจจุบันยังไม่มีหลักฐานแน่ชัดว่าแพร่กระจายอย่างมีประสิทธิภาพผ่านละอองลอยในห้องน้ำ
“ผู้คนรู้ว่าโถส้วมปล่อยละอองลอยออกมา แต่พวกเขาไม่สามารถมองเห็นได้” Crimaldi กล่าว “เราแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้เป็นขนนกที่มีพลังและแพร่กระจายอย่างรวดเร็วกว่าที่แม้แต่คนที่รู้เรื่องนี้ก็ยังเข้าใจ”
การศึกษาพบว่าอนุภาคในอากาศเหล่านี้พุ่งออกไปอย่างรวดเร็วด้วยความเร็ว 6.6 ฟุต (2 เมตร) ต่อวินาที สูงถึง 4.9 ฟุต (1.5 เมตร) เหนือชักโครกภายใน 8 วินาที ในขณะที่ละอองที่ใหญ่ที่สุดมีแนวโน้มที่จะตกลงบนพื้นผิวภายในไม่กี่วินาที อนุภาคขนาดเล็กกว่า (ละอองที่มีขนาดน้อยกว่า 5 ไมครอน หรือหนึ่งในล้านของเมตร) สามารถลอยอยู่ในอากาศได้นานหลายนาทีหรือนานกว่านั้น
ไม่ใช่แค่ขยะของตัวเองเท่านั้นที่ผู้ใช้ห้องน้ำต้องกังวล การศึกษาอื่น ๆ อีกมากมายแสดงให้เห็นว่าเชื้อโรคสามารถคงอยู่ในชามได้หลายสิบครั้ง เพิ่มความเสี่ยงในการสัมผัส
“เป้าหมายของโถส้วมคือการกำจัดของเสียออกจากโถอย่างมีประสิทธิภาพ แต่มันก็ทำตรงกันข้ามเช่นกัน นั่นคือการพ่นของเสียจำนวนมากขึ้นข้างบน” Crimaldi กล่าว “ห้องปฏิบัติการของเราได้สร้างวิธีการที่เป็นรากฐานสำหรับการปรับปรุงและบรรเทาปัญหานี้”
ไม่เสียเวลา
Crimaldi ดำเนินการ ห้องปฏิบัติการ Ecological Fluid Dynamics ที่ CU Boulder ซึ่งเชี่ยวชาญในการใช้เครื่องมือที่ใช้เลเซอร์ สีย้อม และถังบรรจุของเหลวขนาดยักษ์ เพื่อศึกษาทุกอย่างตั้งแต่ กลิ่นที่มาถึงรูจมูกของเรา ไปจนถึงการเคลื่อนที่ของสารเคมีในน้ำที่ไหลเชี่ยว แนวคิดในการใช้เทคโนโลยีของห้องปฏิบัติการเพื่อติดตามสิ่งที่เกิดขึ้นในอากาศหลังจากกดชักโครกเป็นหนึ่งในความสะดวกสบาย ความอยากรู้อยากเห็น และสภาพแวดล้อม
ในช่วงสัปดาห์ว่างเมื่อเดือนมิถุนายนที่ผ่านมา เพื่อนอาจารย์ Karl Linden และ Mark Hernandez จากโครงการวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาหลายคนจากห้องทดลองของ Crimaldi ได้เข้าร่วมกับเขาเพื่อตั้งค่าและดำเนินการทดลอง
พวกเขาใช้เลเซอร์สองตัว: อันหนึ่งฉายแสงอย่างต่อเนื่องบนและเหนือโถส้วม ในขณะที่อีกอันส่งแสงเป็นจังหวะเร็วไปทั่วบริเวณเดียวกัน เลเซอร์คงที่เผยให้เห็นว่าอนุภาคในอากาศอยู่ที่ไหนในอวกาศ ในขณะที่เลเซอร์พัลซิ่งสามารถวัดความเร็วและทิศทางของพวกมันได้ ในขณะเดียวกัน กล้องสองตัวก็ถ่ายภาพที่มีความละเอียดสูง
โถสุขภัณฑ์เป็นแบบเดียวกับที่เห็นได้ทั่วไปในห้องน้ำสาธารณะในอเมริกาเหนือ: โถสุขภัณฑ์แบบไม่มีฝาปิดพร้อมกลไกการชำระล้างทรงกระบอก ไม่ว่าจะเป็นแบบแมนนวลหรือแบบอัตโนมัติ ที่ยื่นขึ้นมาจากด้านหลังใกล้ผนัง เรียกว่าวาล์วสไตล์ฟลัชมิเตอร์ โถส้วมใหม่เอี่ยมสะอาดมีน้ำก๊อกเติมเท่านั้น
พวกเขารู้ว่าการทดลองแบบกระทันหันนี้อาจทำให้เสียเวลา แต่การวิจัยกลับสร้างผลกระทบครั้งใหญ่
Crimaldi กล่าวว่า “เราคาดว่าอนุภาคละอองลอยเหล่านี้จะลอยขึ้นได้ แต่พวกมันจะออกมาเหมือนจรวด”
อนุภาคน้ำที่มีพลังและลอยอยู่ในอากาศมุ่งขึ้นและลงไปยังผนังด้านหลังเป็นส่วนใหญ่ แต่การเคลื่อนที่ของพวกมันไม่สามารถคาดเดาได้ ขนนกยังลอยขึ้นไปบนเพดานของห้องแล็บด้วย และไม่มีที่ให้ไปอีกแล้ว เคลื่อนออกจากผนังและกระจายไปข้างหน้าเข้าไปในห้อง
