قالت دراسة جديدة, نُشرت اليوم في مجلة Scientific Reports أنه بمتابعة الرزاز المتطاير من المراحيض وقت شد المياه بعد التبول أو التبرز تتطاير البكتريا والميكروبات من المراحيض وتصل الى عدة مترات في خلال ثمانية ثواني.. وتنصح الدراسة بتغطية المرحاض قبل شد تيار المياه.. وهذا للأسف غير متوفر في الكثير من المراحيض العامة.
وتقول الدراسة ان هذه الميكروبات تتطاير ويتنفسها الناس الأخرون المتواجدون في المحيط مما يساعد على نقل الكثير من العدوى والميكروبات, وربما من الأفضل تفادي استعمال المراحيض العامة قدر المستطاع في أي مكان.. ليس فقط بسبب عدم نظافة المكان.. بل وأيضاً بسبب تطاير الميكروبات في هواء هذه المراحيض حسب الدراسة.
تفصيل الدارسة
خلال اليصف الماضي، في بولدر، كولورادو، اجتمع جون كريمالدي وفريقه من المهندسين المدنيين والبيئيين حول مرحاض – من أجل العلم.
وضعوا ليزرًا لإشعاع الضوء الأخضر فوق وعاء بدون غطاء: إذا ظهرت أي جسيمات غير مرئية بشكل طبيعي أثناء تدفق المرحاض، افترضوا أنها ستشتت الضوء وتظهر كنقاط خضراء. لتسجيل ديناميكيات النونية، جهز الفريق كاميرا على بعد أمتار قليلة. ثم… دافق .
ما حدث بعد ذلك أسكت الباحثين. يتذكر كريمالدي قائلاً: “لقد أذهلنا جميعًا”. “لقد رأينا هذه الجسيمات النشيطة بشكل لا يصدق تتصاعد نحو السقف”.
التقط ليزرهم سحابة، أو عمودًا، من الجسيمات المتطايرة في الهواء – ثم باقية هناك. “بدأ الناس يضحكون للتو. كانوا مثل، يا إلهي، يجب أن تمزح معي. هذا ما يحدث عندما تغسل المرحاض؟ “
ما الجديد
في دراسة نُشرت في مجلة Scientific Reports، يصف فريق Crimaldi من جامعة كولورادو كيف يتصور جهاز الليزر الخاص بهم أعمدة المراحيض بدون غطاء بتفاصيل أكثر من أي وقت مضى.
أفاد العلماء الذين يدرسون الجسيمات غير المرئية المحمولة في الهواء منذ أكثر من عقد من الزمان أن المراحيض العامة بدون غطاء يمكنها إخراج قطرات صغيرة تحتوي على البول والبراز ومسببات الأمراض التي يحتمل أن تكون خطرة في البيئة المحيطة. لكن ليس من الواضح بالضبط كيف ينهار هذا التبادل القذر.
الآن، هذه الدراسة الجديدة هي من بين أولى الدراسات التي تغوص في تلك المياه الموحلة. سمح جهاز الليزر للفريق ليس فقط برؤية العمود ومشاهدة شكله يتطور بمرور الوقت ، ولكن أيضًا لحساب وقياس سرعة اندلاع الجسيمات المحمولة جواً.
ها هي الخلفية – تبدأ كل حركة الهباء الجوي المزعجة بدفق. في الحمامات العامة في أمريكا الشمالية، يتم تشغيل التدفق بواسطة مقياس تدفق، وهو محول ميكانيكي يقوم بإخلاء المياه واستبدالها بدون خزان. إذا كنت قد أنجزت عملك في مطار أو مدرسة أو مركز تجاري أمريكي، فقد رأيت هذه الأشياء.
سوف يتدفق مقياس التدفق الدليل المرئي للراكب السابق للكشك بعيدًا في الأنابيب. ولكن ماذا عن الأشياء غير المرئية التي يمكن أن تجعلنا مرضى؟
الليجيونيلا
يمكن للفيروسات والبكتيريا، مثل SARS-CoV-2 والمطثية العسيرة، أن تنتشر عبر الهباء الجوي الذي ينتقل من المؤخرة إلى المرحاض إلى الرئة. حتى إذا كانت مياه المرحاض لا تحتوي على بول أو براز، فقد تحتوي على الليجيونيلا، والتي يمكن أن تسبب التهابات رئوية حادة.
يقول كريمالدي: “تحتوي مياه الوعاء في المرحاض على مستويات مرتفعة من مسببات الأمراض لعشرات الهبات بعد أن تم وضع البراز الملوث هناك”. من خلال دراسة هذه الأعمدة العامة بتفاصيل دقيقة، يمكن للباحثين المساعدة في التخفيف من انتشار الأمراض المشتقة من المراحيض.
سبب الأهمية – تسلط التجربة الأخيرة الضوء على المسافة التي يمكن أن تنتقل بها الجسيمات وتتسكع وتسبب المرض. يقول إيفان فلويد، خبير حفظ الصحة الصناعية وعالم الصحة البيئية في مركز العلوم الصحية بجامعة أوكلاهوما، والذي لم يشارك في الدراسة الجديدة: “الرؤية هي تصديق”. بعد كل شيء، يمكن للجمهور الأكثر معرفة أن يكون جمهورًا أكثر صحة. “هذا مهم حقًا، وربما يكون هناك الكثير من القيمة لذلك.”
تصميم المراحيض
يمكن أن توجه هذه النتائج أيضًا التغييرات في تصميم المراحيض، وتشغيل المرحاض، والسباكة، أو حتى التهوية، وفقًا لكريمالدي، وتحسين الصرف الصحي في المباني المزدحمة مثل المدارس والمكاتب والمستشفيات، حيث يمكن أن تنتشر مسببات الأمراض المميتة بسرعة.
قد تتساءل: لماذا لا تحتوي المراحيض العامة على أغطية فقط؟ يؤدي إغلاق الغطاء قبل الشطف إلى تقليل عمود المرحاض بشكل كبير. لكن إضافة سطح آخر للتعقيم – سطح آخر يلمسه الناس – يزيد من خطر انتقال العدوى عن طريق البراز الفموي.
يقول فلويد: ” لقد اتخذ شخص ما على طول الطريق قرارًا بأن خطر الاتصال الفموي البرازي كان خطرًا وتكلفة أكبر من رذاذ المرحاض “. “لكن بصراحة، لم يصدق الناس حقًا أن هناك الكثير من رذاذ المرحاض لفترة طويلة. لم يصبح الأمر مقبولًا إلا في السنوات العشر الماضية أو نحو ذلك “.
فيزياء الأعمدة المتدفقة
حتى الآن، لا يزال فهمنا لفيزياء الأعمدة المتدفقة خامًا. في السنوات الأخيرة، أبلغ العلماء عن فيديو عالي السرعة للقطرات ومحاكاة حاسوبية للفيزياء المعنية. لكن لا تصور ولا تحدد ما يحدث مع أصغر جزيئات المرحاض.
ما فعلوه – باستخدام مرحاض تجاري يعمل بمقياس التدفق، سعى مختبر كريمالدي للحصول على رؤية شاملة لأعمدة المراحيض (بدون البراز المعتاد). نبضات الليزر التي يبلغ طولها 5 نانوثانية تنفجر كل 100 مللي ثانية أو نحو ذلك، إلى حد ما مثل الوميض الأخضر.
قام العلماء بقياس كيفية تطور شكل العمود بمرور الوقت من خلال التقاط صور للهباء الجوي المضيء كل بضع ثوانٍ بعد التنظيف.
قدمت كل نبضة ليزر تم التقاطها بواسطة الكاميرا إطارًا متجمدًا من الهباء الجوي، والذي يمكنهم تحليله باستخدام خوارزمية خاصة لرسم سرعات الجسيمات في جميع أنحاء العمود.
لاحظوا أن العمود انطلق بسرعة وعاد باتجاه الحائط خلف المرحاض. ارتفعت المنطقة الأكثر كثافة من الجسيمات – والتي من المحتمل أن تحتوي على أعلى تركيز لمسببات الأمراض – بمقدار قدم فوق وعاء المرحاض في غضون 5.5 ثانية. في غضون 8 ثوانٍ من التدفق، لاحظ الباحثون أن الجسيمات ارتفعت حوالي 5 أقدام. يقول فلويد: “هذا في منطقة تنفس معظم الناس”.
استمر الهباء الجوي في الانتشار على مدى 60 ثانية. يقول فلويد: “لا يدرك معظم الناس أن هناك جسيمات دقيقة في كل مكان”. “من الجيد أن يكون لديك تصور سريع.”
في الواقع، يشك فلويد في أن عدد جسيمات كريمالدي قد يكون متحفظًا. سوف تتبخر المياه من الهباء الجوي، لذلك من المحتمل أن الفريق قاس شدة أقل بمرور الوقت. لكنه يقول عمليًا: “كل المواد الصلبة لا تزال موجودة. لذلك تمامًا كما هو الحال مع COVID، قد يكون لديك قطيرات الجهاز التنفسي التي يتراوح قطرها من 2 إلى 10 ميكرون “.
“المواد الصلبة تذهب فقط حيثما تدفعها الريح”، يتابع، حتى خارج الكشك. التهوية تدفع الجزيئات حولها. يؤدي فتح باب الكشك والمشي إلى خلق دوامات تدور الرذاذ. “المشكلة الحقيقية مع الهباء الجوي الناعم هي أنه لا توجد طريقة حقيقية جيدة لإزالتها من خلال أخذ كل هذا الهواء وتمريره عبر آلية التنظيف.”
ما التالي
يأمل كريمالدي أنه مع استيعاب الجمهور لكثافة أعمدة المراحيض، ستتحسن النظافة الصناعية. لتعزيز نظافة الحمام، يمكن إضافة تهوية فوق العمود. ربما بعض التطهير بالأشعة فوق البنفسجية أيضًا، أو أدوات تسمى المرسبات الكهروستاتيكية التي تزيل الجسيمات بشحنة كهربائية.
لم يكرر الفريق تجربته مع الفضلات في الوعاء، لكن كريمالدي متفائل بشأن طريقة التصور القائمة على الليزر. يقول: “يمنحنا هذا أداة تمكننا من اختبار تصاميم مرحاض جديدة”. يتخيل أن المهندسين يمكنهم العبث بمتغيرات مثل ضغط الماء، وكثافة التدفق، وشكل الوعاء عند العصف الذهني لمفاهيم المراحيض التجارية المستقبلية. من الآن فصاعدًا، يمكن أن تقدم لهم هذه الدراسة أساسًا لمقارنة عملهم به.
قد تكون عمليات إعادة التصميم صعبة لأن تغيير كل عنصر يمكن أن يجعل المراحيض أقل كفاءة أو فعالية فيما تفعله جيدًا الآن، لكن كريمالدي يؤكد أنه سيكون من الأهمية بمكان معالجة خطر العمود: “انظر إلى الفيديو”، مازحًا. “لا يمكن أن يكون أسوأ من ذلك.”
