सीयू वैज्ञानिक इस बात पर प्रकाश डालते हैं कि जब आप बहते हैं तो क्या होता है | सीयू बोल्डर टुडे

बैनर फोटो: एक शक्तिशाली हरे रंग का लेजर एक शौचालय से एयरोसोल प्लम को फ्लश करने में मदद करता है। (क्रेडिट: पैट्रिक कैंपबेल / सीयू बोल्डर)

नए सीयू बोल्डर अनुसंधान के लिए धन्यवाद, वैज्ञानिक पूरी तरह से नई रोशनी में टॉयलेट फ्लशिंग के प्रभाव को देख रहे हैं – और अब, दुनिया भी कर सकती है।

सीयू बोल्डर इंजीनियरों की एक टीम ने चमकीले हरे रंग के लेजर और कैमरा उपकरण का उपयोग करते हुए एक प्रयोग किया, जिसमें पता चला कि बिना ढक्कन वाले सार्वजनिक शौचालय को फ्लश करने पर नंगी आंखों से न दिखने वाली पानी की छोटी-छोटी बूंदें हवा में कैसे तेजी से निकलती हैं। में अब प्रकाशित हो चुकी है। वैज्ञानिक रिपोर्टपरिणामी एयरोसोल कॉलम को प्रत्यक्ष रूप से देखने और इसके भीतर कणों के वेग और प्रसार को मापने वाला यह पहला अध्ययन है।

ये वाष्पशील कण रोगजनकों को प्रसारित करने के लिए जाने जाते हैं और सार्वजनिक स्नान करने वालों के लिए खतरा पैदा कर सकते हैं। हालांकि, संभावित रोग जोखिम का यह ज्वलंत दृश्य इसे कम करने में मदद करने के लिए एक पद्धति भी प्रदान करता है।

“अगर यह कुछ ऐसा है जिसे आप नहीं देख सकते हैं, तो यह नाटक करना आसान है कि यह वहां नहीं है। लेकिन एक बार जब आप इन वीडियो को देखते हैं, तो आप कभी भी उसी तरह टॉयलेट फ्लश करने के बारे में नहीं सोचेंगे।” जॉन क्रिमाल्डी, अध्ययन के प्रमुख लेखक और सिविल, पर्यावरण और वास्तु इंजीनियरिंग के प्रोफेसर। “इस प्रक्रिया के रोमांचक दृश्य बनाकर, हमारा अध्ययन सार्वजनिक स्वास्थ्य संदेश में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है।”

शोधकर्ताओं ने 60 से अधिक वर्षों के लिए जाना है कि जब एक शौचालय को फ्लश किया जाता है, तो ठोस और तरल पदार्थ डिजाइन के अनुसार बाहर निकलते हैं, लेकिन छोटे, अदृश्य कण भी हवा में छोड़े जाते हैं। पिछले अध्ययनों ने फ्लशिंग शौचालयों के ऊपर इन वायुजनित कणों की उपस्थिति का पता लगाने के लिए वैज्ञानिक उपकरणों का उपयोग किया है और दिखाया है कि बड़े कण आसपास की सतहों पर उतर सकते हैं, लेकिन अब तक, कोई भी यह नहीं समझ पाया कि ये पंख क्या दिखते हैं या कण वहां कैसे पहुंचे।

इन कणों के प्रक्षेपवक्र और वेग को समझना – जो एस्चेरिचिया कोलाई, क्लोस्ट्रीडियम डिफिसाइल, नोरोवायरस और एडेनोवायरस जैसे रोगजनकों को प्रसारित कर सकता है – कीटाणुशोधन और वेंटिलेशन रणनीतियों, या बेहतर शौचालय और फ्लश डिजाइन के माध्यम से जोखिम जोखिम को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है। जबकि वायरस जो COVID-19 (SARS-CoV-2) का कारण मानव अपशिष्ट में मौजूद है, वर्तमान में कोई निर्णायक सबूत नहीं है कि यह टॉयलेट स्प्रे के माध्यम से कुशलता से फैलता है।

“लोगों को पता था कि शौचालयों से स्प्रे निकलता है, लेकिन वे इसे देख नहीं पाए,” क्रिमाल्डी ने कहा। “हम दिखाते हैं कि यह बात इस अवधारणा के बारे में जानने वाले लोगों की तुलना में कहीं अधिक सक्रिय और फैलाने वाला स्तंभ है।”

अध्ययन में पाया गया कि ये वायुजनित कण 6.6 फीट (2 मीटर) प्रति सेकंड की गति से यात्रा करते हैं, 8 सेकंड के भीतर शौचालय के ऊपर 4.9 फीट (1.5 मीटर) तक पहुंच जाते हैं। जबकि बड़ी बूंदें सेकंड के भीतर सतहों पर बसने लगती हैं, छोटे कण (5 माइक्रोन से कम एरोसोल, या एक मीटर के दस लाखवें हिस्से) हवा में मिनटों या उससे अधिक समय तक निलंबित रह सकते हैं।

यह सिर्फ उनका अपना कचरा नहीं है जिसके बारे में बाथरूम जाने वालों को चिंता करनी है। कई अन्य अध्ययनों से पता चला है कि रोगजनक एक पोत में दर्जनों चमक के लिए बने रह सकते हैं, जिससे संभावित जोखिम का खतरा बढ़ जाता है।

क्रिमाल्डी ने कहा, “शौचालय का लक्ष्य कटोरे से कचरे को प्रभावी ढंग से हटाना है, लेकिन यह इसके विपरीत भी करता है, जो बहुत सारी सामग्री को शीर्ष पर स्प्रे करना है।” “हमारी प्रयोगशाला ने एक पद्धति बनाई है जो इस समस्या को सुधारने और कम करने के लिए आधार प्रदान करती है।”

समय की बर्बादी नहीं

क्रिमाल्डी एक फाइल चलाता है पर्यावरणीय द्रव गतिकी प्रयोगशाला सीयू बोल्डर में, जो हर चीज का अध्ययन करने के लिए लेजर-आधारित उपकरणों, रंगों और द्रव के विशाल टैंकों का उपयोग करने में माहिर हैं गंध हमारी नाक तक कैसे पहुँचती है? पानी के अशांत निकायों में रसायन कैसे चलते हैं। शौचालय के फ्लश होने के बाद हवा में क्या होता है, इसे ट्रैक करने के लिए लैब तकनीक का उपयोग करने का विचार सुविधा, जिज्ञासा और परिस्थिति में से एक था।

पिछले जून में एक मुफ़्त सप्ताह के दौरान, साथी प्रोफेसर कार्ल लिंडेन और यह मार्क हर्नांडेज़ पर्यावरण इंजीनियरिंग कार्यक्रम से, और प्रयोग को स्थापित करने और चलाने के लिए क्रिमाल्डी लैब के कई स्नातक छात्र उसके साथ शामिल हुए। क्रिमाल्डी लैब में अध्ययन के दूसरे लेखक और अनुसंधान भागीदार आरोन ट्रू ने अध्ययन के लिए लेजर-आधारित मापों को चलाने और रिकॉर्ड करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई थी।

उन्होंने दो लेज़रों का इस्तेमाल किया: एक जो शौचालय के ऊपर और ऊपर लगातार चमकता था, और दूसरा जो उसी क्षेत्र में प्रकाश की तेज दालों को भेजता था। स्थिर लेजर ने पता लगाया कि अंतरिक्ष में हवाई कण कहाँ स्थित थे, जबकि स्पंदित करने वाला लेजर उनकी गति और दिशा को माप सकता था। इस बीच, दो कैमरों ने उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाली तस्वीरें लीं।

शौचालय स्वयं उसी प्रकार का था जो आम तौर पर उत्तरी अमेरिका में सार्वजनिक टॉयलेट में देखा जाता था: एक बेलनाकार फ्लशिंग तंत्र के साथ एक ढक्कन रहित इकाई – या तो मैनुअल या स्वचालित – जो कि दीवार के करीब पीछे की ओर धंसा हुआ था, जिसे फ्लशमीटर-शैली वाल्व के रूप में जाना जाता है। नया स्वच्छ शौचालय केवल नल के पानी से भरा था।

वे जानते थे कि यह अचानक किया गया प्रयोग समय की बर्बादी हो सकता है, लेकिन इसके बजाय, शोध ने एक बड़ा बढ़ावा दिया।

क्रिमाल्डी ने कहा, “हम उम्मीद कर रहे थे कि ये एरोसोल तैरेंगे, लेकिन वे रॉकेट की तरह निकले।”

ऊर्जावान, हवाई पानी के अणु ज्यादातर ऊपर और पीछे की दीवार की ओर जाते थे, लेकिन उनकी गति अप्रत्याशित थी। शाफ्ट भी प्रयोगशाला की छत तक पहुंच गया, और कहीं और जाने के लिए, यह दीवार से बाहर निकल गया और कमरे में आगे फैल गया।

प्रायोगिक सेटअप में कटोरे में कोई ठोस कचरा या टॉयलेट पेपर शामिल नहीं था, और कोई स्टॉल या लोग इधर-उधर नहीं जा रहे थे। क्रिमाल्डी ने कहा कि ये वास्तविक दुनिया के चर सभी समस्या को बढ़ा सकते हैं।

उन्होंने एक ऑप्टिकल कण काउंटर का उपयोग करके हवाई कणों को भी मापा, एक उपकरण जो एक छोटी ट्यूब के माध्यम से हवा के नमूने में चूसता है और उस पर प्रकाश डालता है, जिससे कणों को गिनने और मापने की अनुमति मिलती है। न केवल छोटे कण हवा में लंबे समय तक तैरते हैं, बल्कि वे नाक के बालों से भी बच सकते हैं और फेफड़ों में गहराई तक पहुंच सकते हैं-उन्हें मानव स्वास्थ्य के लिए और अधिक खतरनाक बनाते हैं-इसलिए कणों की संख्या और आकार जानना भी महत्वपूर्ण था।

हालांकि ये निष्कर्ष खतरनाक हो सकते हैं, अध्ययन प्लंबिंग और सार्वजनिक स्वास्थ्य विशेषज्ञों को सार्वजनिक टॉयलेट में रोगजनकों के संपर्क के जोखिम को कम करने के लिए बेहतर प्लंबिंग डिज़ाइन, कीटाणुशोधन और वेंटिलेशन रणनीतियों का परीक्षण करने के लिए एक सुसंगत तरीका प्रदान करता है।

क्रिमाल्डी ने कहा, “ऐरोसोल कॉलम कैसे विकसित होता है और यह कैसे चलता है, यह जाने बिना इनमें से कोई भी सुधार प्रभावी ढंग से नहीं किया जा सकता है।” “इस अदृश्य स्तंभ को देखने में सक्षम होना गेम चेंजर है।”

इस प्रकाशन पर अतिरिक्त लेखकों में शामिल हैं: आरोन ट्रू, कार्ल लिंडेन, मार्क हर्नांडेज़, लार्स लार्सन, और सिविल, पर्यावरण और वास्तुकला इंजीनियरिंग विभाग से अन्ना पॉल्स।