Bồn vệ sinh giải phóng rất nhiều giọt nhỏ li ti vào không khí mỗi lần xả nước, chứng minh bằng tia laser

Bình luận Văn Thiện • 00:45, 12/12/22

Giúp NTDVN sửa lỗi

Mỗi khi bạn xả nước, bồn vệ sinh sẽ giải phóng những giọt nhỏ li ti vào không khí xung quanh. Tập hợp những giọt này, hay còn được gọi là chùm sol khí, có thể phát tán mầm bệnh trong chất thải của con người và khiến dịch bệnh lây lan từ việc dùng chung nhà vệ sinh công cộng.

Hiểu biết của khoa học về sự khuếch tán của các chùm sol khí - và nhận thức của công chúng về sự tồn tại của chúng - đã bị hạn chế bởi thực tế là chúng thường vô hình. Do đó, các đồng nghiệp và tôi đã sử dụng tia laze công suất cao để có thể chiếu sáng những chùm hạt nhỏ li ti đó. Điều này cho phép chúng tôi chụp ảnh, đo vị trí cũng như chuyển động chi tiết một cách sống động của các chùm sol khí phát ra từ việc xả nước bồn vệ sinh thương mại.

Video so sánh khả năng hiển thị của chùm sol khí trong lúc xả nước bồn vệ sinh khi không/có tia laser chiếu vào.

Bốc lên thay vì trôi xuống

Thông thường, bồn cầu được thiết kế để làm đẩy các chất thải bên trong trôi xuống chảy vào ống thoát nước. Trong mỗi lần xả, nước sẽ dội mạnh vào các chất thải, đồng thời tạo ra một chùm các hạt lơ lửng trong không khí.

Chúng tôi phát hiện rằng một nhà vệ sinh thương mại điển hình tạo ra một luồng khí bốc lên rất mạnh với vận tốc hơn 2 mét/giây. Luồng khí này nhanh chóng kéo theo các giọt nhỏ lên tới độ cao 1,5 mét tính từ mặt bồn cầu trong vòng 8 giây.

Để hiển thị các chùm sol khí này, chúng tôi đã thiết lập trong phòng thí nghiệm một nhà vệ sinh thương mại không có nắp điển hình với van có kiểu máy đo mức độ xả nước, thứ được tìm thấy trên khắp Bắc Mỹ. Máy đo mức độ xả nước sẽ sử dụng áp lực nước trực tiếp từ hệ thống cấp nước thay vì trọng lực từ bể nâng để dẫn nước vào bồn cầu. Tiếp theo, chúng tôi đã sử dụng các tia sáng đặc biệt để tạo ra một tấm sáng laze mỏng thẳng đứng chiếu sáng khu vực từ mặt bồn cầu lên trần nhà. Sau khi xả bồn cầu bằng bộ kích hoạt điện từ xa, ánh sáng laze giúp chúng tôi có thể nhìn thấy các hạt sol khí khuếch tán, và cho phép chúng tôi chụp ảnh chùm hạt.

Mặc dù đã dự kiến ​​sẽ nhìn thấy những chùm hạt này, nhưng chúng tôi vẫn ngạc nhiên trước sức mạnh của chùm tia đẩy các hạt ra khỏi bồn.

Một nghiên cứu trước kia liên quan đến vấn đề này đã sử dụng mô hình máy tính về một nhà vệ sinh lý tưởng để dự đoán sự hình thành các chùm sol khí. Kết quả khi đó cho thấy sự vận chuyển các hạt lên phía trên bồn cầu có thể đạt tới tốc độ 1 mét/giây, bằng khoảng một nửa so với những gì chúng tôi quan sát được tại một nhà vệ sinh trong thực tế.

Tại sao nghiên cứu sử dụng tia laze?

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã biết rằng việc xả nước trong nhà vệ sinh có thể giải phóng các hạt nhỏ vào không khí. Tuy nhiên, các nghiên cứu thực nghiệm chủ yếu dựa vào các thiết bị lấy mẫu không khí tại các địa điểm cố định để xác định số lượng và kích thước của các hạt mà nhà vệ sinh phát ra.

Tuy những cách tiếp cận trước kia có thể xác nhận sự hiện diện của các hạt nhỏ, nhưng chúng cung cấp rất ít thông tin về tính chất vật lý của chùm sol khí: các chùm này trông như thế nào, chúng khuếch tán ra sao và chúng di chuyển nhanh như thế nào. Thông tin này rất quan trọng để phát triển các chiến lược nhằm giảm thiểu sự hình thành các chùm sol khí này, từ đó giảm khả năng lây truyền dịch bệnh của nhà vệ sinh.

Là một giáo sư kỹ thuật nghiên cứu tập trung vào sự tương tác giữa vật lý chất lỏng và các quá trình sinh thái hoặc sinh học, phòng thí nghiệm của tôi chuyên sử dụng tia laze để xác định cách nhiều thứ được vận chuyển bởi các dòng chất lỏng phức tạp. Trong nhiều trường hợp, những thứ này là vô hình cho đến khi chúng tôi chiếu sáng chúng bằng tia laze.

Một lợi thế của việc sử dụng ánh sáng laze để đo thông lượng chất lỏng là, không giống như đầu dò vật lý, ánh sáng không làm thay đổi hoặc phá vỡ thứ mà bạn đang cố để đo. Hơn nữa, việc tia laze làm cho những thứ vô hình trở nên hữu hình sẽ giúp con người, với tư cách là những sinh vật sử dụng thị giác, hiểu rõ hơn về sự phức tạp của môi trường chất lỏng mà họ đang sống.

Các hạt sol khí và dịch bệnh

Các hạt sol khí có chứa mầm bệnh là một loại trung gian truyền bệnh chính ở người. Trong khi những hạt có kích thước nhỏ có thể lơ lửng trong không khí trong một khoảng thời gian và khiến con người mắc các bệnh về đường hô hấp như cúm và COVID-19 khi hít phải, thì các hạt lớn hơn lại rơi xuống các bề mặt nhanh hơn và có thể lây lan các bệnh đường ruột như norovirus khi tiếp xúc với tay và miệng.

Đối với nước bồn cầu bị ô nhiễm bởi phân, mầm bệnh có thể vẫn tồn tại sau hàng chục lần xả nước. Tuy nhiên, hiện tại chúng ta vẫn còn một câu hỏi mở rằng liệu các giọt sol khí trong nhà vệ sinh có nguy cơ lây truyền bệnh hay không.

Mặc dù chúng tôi có thể mô tả một cách trực quan và định lượng cách các chùm sol khí di chuyển và khuếch tán, nhưng nghiên cứu của chúng tôi không trực tiếp giải quyết câu hỏi về cách các chùm sol khí trong nhà vệ sinh truyền bệnh và đây vẫn là một khía cạnh nghiên cứu đang được tiến hành.

Có cách nào để hạn chế sự khuếch tán của chùm sol khí trong nhà vệ sinh không?

Phương pháp thực nghiệm của chúng tôi cung cấp nền tảng cho các nghiên cứu trong tương lai - thử nghiệm một loạt các chiến lược nhằm giảm thiểu nguy cơ tiếp xúc với các mầm bệnh từ nhà vệ sinh xả nước. Điều này có thể bao gồm việc đánh giá những thay đổi đối với sự khuếch tán của các tia sol khí dựa trên thiết kế bồn cầu mới hoặc kiểu van mới làm thay đổi thời lượng hoặc cường độ của chu trình xả.

Ngoài ra, hiện tại chúng ta cũng có nhiều cách để giảm thiểu sự tiếp xúc của con người với chùm sol khí nhà vệ sinh. Một chiến lược rõ ràng là đóng nắp bồn cầu trước khi xả nước. Tuy nhiên, điều này không loại bỏ hoàn toàn các chùm sol khí và nhiều nhà vệ sinh ở các cơ sở chăm sóc sức khỏe, thương mại và công cộng không có nắp đậy. Hệ thống thông gió hoặc khử trùng bằng tia cực tím cũng có thể giảm thiểu khả năng tiếp xúc với các chùm sol khí trong nhà vệ sinh.

Bài viết này của tác giả John Crimaldi, Giáo sư Kỹ thuật Xây dựng, Môi trường và Kiến trúc, Đại học Colorado Boulder, đăng lần đầu tiên trên The Conversation.

Văn Thiện

Bạn bình luận gì về tin này?



BÀI CHỌN LỌC

Bồn vệ sinh giải phóng rất nhiều giọt nhỏ li ti vào không khí mỗi lần xả nước, chứng minh bằng tia laser