Spolning av en toalett kan generera stora mängder mikrobehaltiga aerosoler beroende på design, vattentryck eller spolningskraft på toaletten. En mängd olika patogener finns vanligtvis i stillastående vatten såväl som i urinen, avföring och kräkningar. Vid spridning i stor utsträckning genom aerosolisering, dessa patogener kan orsaka ebola, norovirus som resulterar i våldsam matförgiftning, samt COVID-19 orsakad av SARS-CoV-2.

Andningsdroppar är den mest framträdande källan för överföring av COVID-19, dock, alternativa vägar kan finnas med tanke på upptäckten av ett litet antal livskraftiga virus i urin- och avföringsprover. Offentliga toaletter är särskilt oroande för överföring av COVID-19 eftersom de är relativt begränsade, upplever tung fottrafik och kanske inte har tillräcklig ventilation.

Ett team av forskare från Florida Atlantic University's College of Engineering and Computer Science satte återigen prov på vätskefysik för att undersöka droppar som genererades genom att spola en toalett och en urinal i ett offentligt toalett under normala ventilationsförhållanden. För att mäta dropparna, de använde en partikelräknare placerad på olika höjder på toaletten och urinalen för att fånga storleken och antalet droppar som genererades vid spolning.

Resultat av studien, publicerad i tidningen Vätskans fysik , visa hur offentliga toaletter kan fungera som hotbeds för överföring av luftburna sjukdomar, särskilt om de inte har tillräcklig ventilation eller om toaletterna inte har lock eller lock. De flesta offentliga toaletter i USA är ofta inte utrustade med toalettsitslock och urinaler täcks inte.

För studien, forskare erhöll data från tre olika scenarier:toalettspolning; täckt toalettspolning och urinalspolning. De undersökte data för att bestämma ökningen av aerosolkoncentrationen, beteendet hos droppar av olika storlekar, hur högt dropparna steg, och effekten av att täcka toaletten. Omgivande aerosolnivåer mättes före och efter genomförda experiment.

"Efter cirka tre timmars tester med mer än 100 spolningar, vi fann en väsentlig ökning av de uppmätta aerosolnivåerna i omgivningsmiljön med det totala antalet droppar som genererades i varje spolningstest som sträcker sig upp till tiotusentals, "sa Siddhartha Verma, Ph.D., medförfattare och biträdande professor vid FAU:s institution för havs- och maskinteknik. "Både toaletten och urinalen genererade stora mängder droppar mindre än 3 mikrometer i storlek, utgör en betydande överföringsrisk om de innehåller infektiösa mikroorganismer. På grund av deras lilla storlek, dessa droppar kan förbli upphängda under en lång tid. "

Dropparna detekterades i höjder upp till 5 fot i 20 sekunder eller längre efter att spolningen påbörjades. Forskare upptäckte ett mindre antal droppar i luften när toaletten spolades med ett stängt lock, fast inte så mycket, vilket tyder på att aerosoliserade droppar rymde genom små luckor mellan locket och sätet.

"Den betydande ackumuleringen av spolgenererade aerosoliserade droppar över tid tyder på att ventilationssystemet inte var effektivt för att ta bort dem från det slutna utrymmet trots att det inte fanns någon märkbar brist på luftflöde i toaletten, "sa Masoud Jahandar Lashaki, Ph.D., medförfattare och biträdande professor vid FAU:s institution för civilrätt, Miljö- och geomatiksteknik. "På lång sikt, dessa aerosoler kan stiga med uppslag som skapas av ventilationssystemet eller av människor som rör sig i toaletten. "

Det var en ökning med 69,5 procent i uppmätta halter för partiklar i storleken 0,3 till 0,5 mikrometer, en ökning med 209 procent för partiklar i storlek 0,5 till 1 mikrometer, och en ökning med 50 procent för partiklar i storlek 1 till 3 mikrometer. Förutom de minsta aerosolerna, jämförelsevis större aerosoler utgör också en risk i dåligt ventilerade områden trots att de upplever starkare gravitationell sedimentering. De genomgår ofta snabb avdunstning i den omgivande miljön och de resulterande minskningarna i storlek och massa, eller eventuell bildning av droppkärnor, kan låta mikrober förbli avstängda i flera timmar.

"Studien tyder på att införlivande av tillräcklig ventilation vid utformning och drift av offentliga utrymmen skulle hjälpa till att förhindra ansamling av aerosoler i områden med hög beläggning, till exempel offentliga toaletter, "sade Manhar Dhanak, Ph.D., medförfattare, ordförande för FAU:s institution för havs- och maskinteknik, och professor och chef för SeaTech. "Den goda nyheten är att det kanske inte alltid är nödvändigt att se över hela systemet, eftersom de flesta byggnader är utformade enligt vissa koder. Det kan bara vara att omdirigera luftflödet baserat på toalettens layout. "

Under provtagningen på 300 sekunder, toaletten och urinalen spolades manuellt fem olika gånger vid 30-, 90-, 150-, 210-, och 270 sekunders märke, med spolhandtaget intryckt i fem på varandra följande sekunder. Toaletten rengjordes djupt och stängdes 24 timmar innan experimenten genomfördes, ventilationssystemet fungerar normalt. Temperaturen och relativ fuktighet i toaletten var 21 grader Celsius (69,8 grader Fahrenheit) och 52 procent, respektive.

"Aerosoliserade droppar spelar en central roll vid överföring av olika infektionssjukdomar, inklusive COVID-19, och den senaste forskningen från vårt team av forskare ger ytterligare bevis för att stödja risken för smittspridning i trånga och dåligt ventilerade utrymmen, sa Stella Batalama, Ph.D., dekanus vid tekniska högskolan och datavetenskap.