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상업용 화장실은 강력하고 빠르게 퍼지는 에어로졸 기둥을 방출합니다.

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상업용 화장실은 강력하고 빠르게 퍼지는 에어로졸 기둥을 방출합니다.

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 20493(2022) 이 기사 인용 54k 액세스 1 인용 인용 3173 Altmetric Metrics 세부 정보 에어로졸은 SARS-CoV-2,

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 20493(2022) 이 기사 인용

54k 액세스

1 인용

3173 알트메트릭

측정항목 세부정보

에어로졸은 SARS-CoV-2, 인플루엔자 및 노로바이러스를 포함한 전염병을 전염시킬 수 있습니다. 수세식 화장실은 대변에 포함된 병원균을 퍼뜨리는 에어로졸을 방출하지만 이러한 기둥의 시공간적 진화나 이를 운반하는 속도장에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 분출된 에어로졸을 비추기 위해 레이저 광을 사용하여 상업용 수세계형 변기에서 나오는 기둥의 운동학을 정량화하고 에어로졸 입자의 움직임을 사용하여 관련 흐름의 속도장을 계산합니다. 변기 물내리는 속도는 2m/s를 초과하는 강력한 혼돈의 제트를 생성합니다. 이 제트기는 세척 시작 후 8초 이내에 에어로졸을 1.5m 높이까지 운반합니다. 변기 기둥 및 관련 유속을 정량화하면 연기 형성을 완화하거나 그 안의 병원균을 소독하기 위한 미래 설계 전략의 기초를 제공합니다.

변기를 물을 내리면 작은 물방울과 에어로졸이 공기 중으로 방출되는 강력한 난류가 생성되어1,2,3,4 배설물에서 에어로졸 및 매개물 매개 질병 전파 위험이 증가하는 시나리오에서 1.5m5를 초과하는 높이에 도달합니다6,7, 8,9. 가장 큰 물방울은 몇 초 안에 가라앉지만 더 작은 에어로졸(\(<5\\mu\)m)은 부유 상태로 남아 있습니다10, 11. 변기 측벽이나 변기 물에 병원균이 존재하면 에어로졸이 오염되고4 수세식 변기에서 방출되는 바이오에어로졸 농도는 변기 유형14, 15, 환기 성능16, 변기 주변의 반경 위치17, 급수 압력 수준18 및 배설물의 존재 여부11에 따라 달라집니다. 뚜껑을 닫으면 에어로졸 기둥의 성장이 감소하지만 제거되지는 않지만2, 10, 19 공공, 상업 또는 의료 시설의 화장실에는 일반적으로 뚜껑이 없습니다. 이전 연구에서는 화장실 에어로졸이 어디에서 끝나는지 문서화했지만, 에어로졸이 거기에 도달하는 방법에 대한 물리학 및 운동학에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다.

대변-구강 위생 상황과 관련된 많은 역학적 연관성은 잘 확립되어 있지만 에어로졸 대응물은 부족합니다. 도시화와 함께 밀폐된 공중 화장실의 가용성이 확대됨에 따라 위생 환경에서 공기 중 미생물에 대한 호흡기 노출은 공중 보건의 초점이 되었습니다. 이러한 위생 맥락에서 정량적 위험 평가가 구성되었지만20 실제 적용하려면 배출원 특성뿐만 아니라 호흡 가능한 크기 범위에서 에어로졸화된 잠재적 병원체의 시간 분해 식별, 분포, 풍부함 및 특정 지속성이 필요합니다21. 위생 에어로졸 노출은 심각하며 탑승자의 행동에 크게 의존하므로 밀폐된 화장실 환경에서 호흡기 위험을 평가하는 것이 더 어렵습니다. 화장실 물기둥에서 오염된 에어로졸, 이전 사용자의 부유 에어로졸 또는 접촉이 잦은 표면을 통한 전염으로 인해 공중 화장실 사용을 통해 호흡기 및 장 바이러스 전염과 관련된 위험은 가능한 경우 완화되어야 합니다4, 22, 23. SARS-CoV-2 다른 바이러스는 며칠 동안 표면에서 생존하는 것으로 나타났으며24,25,26 C. difficile과 같은 잠재적으로 병원성이 있거나 다른 장내 세균은 세척 시 에어로졸화되어 잠재적인 매개물로서 국소 건축 표면에 침착됩니다10.

화장실 에어로졸 기둥에 대한 현재의 지식은 대부분 공기 중의 입자 농도와 침전된 입자 농도의 개별적인 측정에서 비롯됩니다. 변기 기둥 운동학에 대한 지식은 변기 가까이에 분출된 큰 물방울의 고속 비디오8, 항공기 화장실에서 드라이아이스 기둥의 정성적 시각화27, 이상적인 변기 모델 내에서 유속 및 배출된 입자의 수치 시뮬레이션으로 제한됩니다. 기류 속도 장을 포함한 시공간 기둥 역학의 전체 필드, 시간 분해 측정은 부족하며, 기둥 형성을 통해 인간 노출을 완화하고 기둥에 의해 운반되는 병원균을 소독하기 위한 미래 설계 전략의 개발 및 테스트에 중요합니다28, 29 환기를 통해 연기 제거를 강화합니다20.

6\) s is associated with the bowl refilling after the flush./p> 8 s, we use a more sensitive airborne particle counting instrument, as discussed below./p> 1 m) as is the case for ours (\(\approx\) 2 m). Digitization and quantization of the continuous particle image signal onto a discrete pixel grid can also enlarge the recorded particle size. Thus, individual aerosol particles are expected to produce imaged spots that are several pixels or more in diameter. Furthermore, given that the true size of individual aerosol particles is tiny compared to the pixel resolution of our system, it is reasonable to expect that the light gathered by a single pixel is due to a large number of particles, all of which contribute to the imaged intensity at that point. Consistent with these arguments, our recorded images exhibit strong particle images with typical diameters \(d_D\) of 1.5 to 4 pixels (see PIV section below). The result is that the strong multi-pixel images of particles (or even large numbers of particles) are well suited for instantaneous mapping of the spatial envelope of the aerosol plume (Fig. 3) and computing aerosol velocities (Fig. 4). However, the same optical properties that render the optical system suitable for these tasks preclude its use for counting and sizing of individual aerosols. For this reason, counting and sizing are done separately with the airborne particle counter (Fig. 5)./p>