Bir tuvalet sifonu, etrafınızdaki havaya küçük su damlacıkları gönderir. Damlacık olarak da bilinen bu aerosol bulutları, insan atıklarından mikroorganizmaları dağıtarak umumi tuvaletlerdeki bireyleri bulaşıcı hastalıklara maruz bırakabilir.
Aerosol bulutlarının tipik olarak görünmez olması, bilim insanlarının nasıl yayıldıklarını anlamalarını ve halkın bunlardan haberdar olmasını zorlaştırmıştır. Bu bulutları aydınlatmak için yüksek güçlü lazerler kullanıldı ve bu sayede meslektaşlarım Aaron True, Karl Linden, Mark Hernandez, Lars Larson ve Anna Pauls ile birlikte sifonlu ticari tuvaletlerden yayılan aerosol bulutlarının yerini ve hızını ayrıntılı bir şekilde görüntüleyip ölçebildik.
Tuvaletler, haznenin içindekileri aşağı doğru hareket ettirerek verimli bir şekilde tahliye borusuna boşaltmak için yapılmıştır. Sifon döngüsü sırasında su, hazne içeriği ile temas etmeye zorlanır ve havadaki partiküllerden oluşan küçük bir sprey üretir.
Sifon çekildikten sonraki sekiz saniye içinde, tipik bir ticari tuvaletin saniyede 6,6 feet’i (saniyede 2 metre) aşan hızlarda yukarı doğru güçlü bir hava jeti ürettiğini ve bu partikülleri hızla haznenin 5 feet (1,5 metre) üzerine kadar ittiğini keşfettik.
Bu akıntıları görebilmek için laboratuvarımızda sifon tarzı bir vanaya sahip tipik bir kapaksız ticari tuvalet inşa ettik. Sifon vanaları suyu yerçekimi yerine basınç kullanarak hazneye taşır. Klozetin tepesinden tavana kadar olan alanı aydınlatan sofistike optikler kullanarak ince bir dikey lazer ışığı tabakası oluşturduk. Aerosol parçacıklarının görünür hale gelmesi için yeterli lazer ışığını saçmasına neden olan uzaktan bir elektrik tetikleyicisi ile tuvaleti sifonu çektikten sonra aerosol parçacık bulutunu incelemek için kameraları kullanabiliriz.
Parçacıkları klozetten fırlatan jetin gücü, onları görmeyi beklememize rağmen bizi şaşırttı.
Gerçek bir tuvalette gözlemlediğimizin kabaca yarısı olan saniyede 3,3 feet’i (saniyede 1 metre) aşan hızlarda partiküllerin klozetin üzerinde yukarı doğru taşınmasıyla, aerosol bulutlarının oluşumunu tahmin etmek için ilgili bir çalışmada idealize edilmiş bir tuvaletin hesaplamalı modeli kullanılmıştır.
Neden lazer kullanılıyor?
Bilim insanları uzun yıllardır tuvalet sifonunun havaya aerosol partiküllerinin salınmasına neden olabileceğinin farkındaydı. Ancak deneysel araştırmalar, tuvaletlerin ürettiği partiküllerin miktarını ve boyutunu ölçmek için çoğunlukla sabit bölgelerde havayı örnekleyen cihazlara dayanıyordu.
Bu önceki yöntemler aerosollerin varlığını doğrulayabilir, ancak görünümleri, dağılımları ve hızları da dahil olmak üzere bulutların fiziği hakkında fazla bilgi vermezler.
Aerosol bulutlarının üretimini önleyecek ve hastalık yayma kabiliyetlerini azaltacak çözümlerin geliştirilmesi bu bilgilere bağlıdır.
Laboratuvarım, çeşitli maddelerin karmaşık akışkan akışları tarafından nasıl taşındığını tespit etmek için lazerler kullanma konusunda uzmanlaşmıştır. Araştırmaları akışkan fiziği ile ekolojik veya biyolojik süreçler arasındaki bağlantılara odaklanan bir mühendislik profesörüyüm. Bu nesneler, biz üzerlerine lazer tutana kadar genellikle görünmezdir.
Akışkan akışlarını izlemek için fiziksel bir sonda yerine lazer ışığı kullanmak, ölçülen nesneyi değiştirmeme veya ona müdahale etmeme avantajına sahiptir. Ayrıca, görünmez nesneleri görünür kılmak için lazer kullanmak, insanların içinde yaşadıkları dinamik ortamdaki karmaşıklığı kavrama becerilerine yardımcı olur.
Hastalık ve aerosoller
Patojen içeren aerosol partikülleri insanlarda önemli hastalık vektörleridir. Havada uzun süre asılı kalan daha küçük partiküllerin solunması, hastaları grip ve COVID-19 gibi solunum yolu hastalıklarına maruz bırakabilir. Yüzeylere hızla yerleşen daha büyük partiküller, eller ve ağızlarla temas ettiklerinde norovirüs ve diğer gastrointestinal hastalıkları yayabilir.
Dışkı ile kirlenmiş klozet suyu, çok sayıda sifon çekildikten sonra bile kalan patojen konsantrasyonları içerebilir. Bununla birlikte, tuvalet aerosollerinin bir bulaşma riski oluşturup oluşturmadığı hala tartışılmaktadır.
Kaynak: techxplore
