फ्लशिंग टायलेट एरेसॉल 12 10
 वाणिज्यिक शौचालयों से एयरोसोल पंख कटोरे से 5 फीट ऊपर उठ सकते हैं। जॉन क्रिमाल्डी / वैज्ञानिक रिपोर्ट, सीसी द्वारा नेकां एन डी

हर बार जब आप किसी शौचालय को फ्लश करते हैं, तो यह आपके आस-पास की हवा में पानी की छोटी-छोटी बूंदों को छोड़ता है। इन बूंदों को कहा जाता है एयरोसोल पंख, मानव अपशिष्ट से रोगजनकों को फैला सकता है और सार्वजनिक शौचालयों में लोगों को संक्रामक रोगों के संपर्क में ला सकता है।

एरोसोल प्लूम्स के प्रसार की वैज्ञानिक समझ - और उनके अस्तित्व के बारे में सार्वजनिक जागरूकता - इस तथ्य से बाधित हुई है कि वे सामान्य रूप से अदृश्य हैं। अपने सहयोगियों हारून सच, कार्ल लिंडेन, मार्क हर्नांडेज़, लार्स लार्सन और अन्ना पॉल्स और मैं उपयोग करने में सक्षम थे इन प्लमों को रोशन करने के लिए हाई-पावर लेजर, हमें व्यावसायिक शौचालयों को फ्लश करने से एयरोसोल प्लम फैलाने के स्थान और गति को स्पष्ट विवरण में चित्रित करने और मापने में सक्षम बनाता है।

यह वीडियो एक प्रयोगशाला में लेज़रों के बिना और बिना फ्लश के एक एयरोसोल प्लूम की दृश्यता की तुलना करता है।

 

नीचे की बजाय ऊपर जा रहा है

शौचालयों को नाली के पाइप में नीचे की ओर गति के माध्यम से कटोरे के अंदर की सामग्री को कुशलता से खाली करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। फ्लश चक्र में, पानी कटोरे के अंदर की सामग्री के साथ जबरदस्ती संपर्क में आता है और हवा में निलंबित कणों का एक अच्छा स्प्रे बनाता है।


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हमने पाया कि एक विशिष्ट व्यावसायिक शौचालय 6.6 फीट प्रति सेकंड (2 मीटर प्रति सेकंड) से अधिक गति के साथ हवा का एक मजबूत ऊपर की ओर जेट उत्पन्न करता है, इन कणों को तेजी से 5 फीट (1.5 मीटर) तक कटोरे के ऊपर ले जाने के शुरू होने के आठ सेकंड के भीतर फ्लश।

इन पंखों की कल्पना करने के लिए, हम एक विशिष्ट ढक्कन रहित वाणिज्यिक शौचालय स्थापित करते हैं फ्लशोमीटर-शैली वाल्व हमारी प्रयोगशाला में पूरे उत्तरी अमेरिका में पाया गया। फ्लशोमीटर वाल्व पानी को कटोरे में निर्देशित करने के लिए गुरुत्वाकर्षण के बजाय दबाव का उपयोग करते हैं। हमने लेज़र प्रकाश की एक पतली ऊर्ध्वाधर शीट बनाने के लिए विशेष प्रकाशिकी का उपयोग किया, जिसने कटोरे के ऊपर से छत तक के क्षेत्र को रोशन किया। एक दूरस्थ विद्युत ट्रिगर के साथ शौचालय को फ्लश करने के बाद, एयरोसोल के कण दिखाई देने के लिए पर्याप्त लेजर प्रकाश बिखेरते हैं, जिससे हमें कणों के पंखों की छवि बनाने के लिए कैमरों का उपयोग करने की अनुमति मिलती है।

भले ही हमें इन कणों को देखने की उम्मीद थी, फिर भी हम कटोरे से कणों को बाहर निकालने वाले जेट की ताकत से हैरान थे।

A संबंधित अध्ययन एयरोसोल प्लम के गठन की भविष्यवाणी करने के लिए एक आदर्श शौचालय के एक कम्प्यूटेशनल मॉडल का इस्तेमाल किया, कटोरे के ऊपर की गति से कणों के ऊपर की ओर परिवहन के साथ 3.3 फीट प्रति सेकंड (1 मीटर प्रति सेकंड) तक पहुंच गया, जो कि हमने वास्तविक के साथ लगभग आधा देखा शौचालय।

लेजर क्यों?

वैज्ञानिकों ने जान लिया है दशकों के लिए कि फ्लशिंग शौचालय एयरोसोल कणों को हवा में छोड़ सकते हैं। हालांकि, प्रायोगिक अध्ययन बड़े पैमाने पर उन उपकरणों पर निर्भर हैं जो कणों के शौचालय उत्पादन की संख्या और आकार निर्धारित करने के लिए निश्चित स्थानों पर हवा का नमूना लेते हैं।

जबकि ये पहले के दृष्टिकोण एरोसोल की उपस्थिति की पुष्टि कर सकते हैं, वे प्लूम्स के भौतिकी के बारे में बहुत कम जानकारी प्रदान करते हैं: वे क्या दिखते हैं, कैसे फैलते हैं और कितनी तेजी से चलते हैं। एरोसोल प्लूम्स के गठन को कम करने और रोग फैलाने की उनकी क्षमता को कम करने के लिए रणनीति विकसित करने के लिए यह जानकारी महत्वपूर्ण है।

यह वीडियो हारून ट्रू को एक कंप्यूटर स्क्रीन पर फ्लशिंग टॉयलेट प्लम की लाइव इमेज डेटा की निगरानी करते हुए दिखाता है।

 

एक के रूप में इंजीनियरिंग के प्रोफेसर जिसका शोध द्रव भौतिकी और पारिस्थितिक या जैविक प्रक्रियाओं के बीच परस्पर क्रियाओं पर केंद्रित है, मेरी प्रयोगशाला विभिन्न चीजें कैसी हैं यह निर्धारित करने के लिए लेज़रों का उपयोग करने में माहिर हैं जटिल द्रव प्रवाह द्वारा ले जाया गया. कई मामलों में, ये चीजें तब तक अदृश्य होती हैं जब तक हम उन्हें लेज़रों से रोशन नहीं करते।

द्रव प्रवाह को मापने के लिए लेजर प्रकाश का उपयोग करने का एक फायदा यह है कि भौतिक जांच के विपरीत, प्रकाश उस चीज को परिवर्तित या बाधित नहीं करता है जिसे आप मापने की कोशिश कर रहे हैं। इसके अलावा, अदृश्य चीजों को दृश्यमान बनाने के लिए लेज़रों का उपयोग करने से लोगों को मदद मिलती है, जैसे दृश्य जीव, वे जिस तरल वातावरण में रहते हैं, उसकी जटिलताओं को बेहतर ढंग से समझते हैं।

एरोसोल और रोग

रोगजनकों वाले एरोसोल कण महत्वपूर्ण हैं मानव रोग वैक्टर. छोटे कण जो हवा में कुछ समय के लिए निलंबित रहते हैं, लोगों को सांस की बीमारियों जैसे उजागर कर सकते हैं इन्फ्लूएंजा और COVID-19 इनहेलेशन के माध्यम से। बड़े कण जो सतहों पर जल्दी से बस जाते हैं, जैसे आंतों के रोग फैला सकते हैं नोरोवायरस हाथों और मुंह के संपर्क के माध्यम से।

मल से दूषित शौचालय के कटोरे के पानी में रोगजनक सांद्रता हो सकती है दर्जनों के बाद बने रहें फ्लश का। लेकिन यह अभी भी है एक खुला प्रश्न क्या टॉयलेट एयरोसोल प्लम से संक्रमण का खतरा है।

जबकि हम एयरोसोल प्लम कैसे चलते और फैलते हैं, इसका वर्णन करने के लिए हम नेत्रहीन और मात्रात्मक रूप से सक्षम थे, हमारा काम सीधे तौर पर संबोधित नहीं करता है कि टॉयलेट प्लम कैसे बीमारी फैलाते हैं, और यह शोध का एक सतत पहलू बना हुआ है।

टॉयलेट प्लम को सीमित करना

हमारी प्रयोगात्मक कार्यप्रणाली शौचालयों को फ्लश करने से होने वाली बीमारियों के जोखिम को कम करने के लिए कई रणनीतियों का परीक्षण करने के लिए भविष्य के काम के लिए एक आधार प्रदान करती है। इसमें नए टॉयलेट बाउल डिज़ाइन या फ्लश वाल्व से निकलने वाले एरोसोल प्लम में परिवर्तन का आकलन करना शामिल हो सकता है जो फ्लश चक्र की अवधि या तीव्रता को बदलते हैं।

इस बीच, टॉयलेट प्लम के मानव जोखिम को कम करने के तरीके हैं। करने के लिए एक स्पष्ट रणनीति है ढक्कन बंद करो निस्तब्धता से पहले। हालांकि, यह एयरोसोल प्लूम्स को पूरी तरह से खत्म नहीं करता है, और सार्वजनिक, वाणिज्यिक और स्वास्थ्य देखभाल सेटिंग्स में कई शौचालयों में ढक्कन नहीं होते हैं। वेंटिलेशन या यूवी कीटाणुशोधन सिस्टम बाथरूम में एयरोसोल प्लम के संपर्क को कम कर सकता है।वार्तालाप

के बारे में लेखक

जॉन क्रिमाल्डी, सिविल, पर्यावरण और वास्तुकला इंजीनियरिंग के प्रोफेसर, कोलोराडो बोल्डर विश्वविद्यालय

इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.

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