UNIVERSITÉ ATLANTIQUE DE FLORIDE
Résumé Les gouttelettes en aérosol jouent un rôle central dans la transmission de diverses maladies infectieuses, notamment la maladie du légionnaire, le norovirus responsable de la gastro-entérite et, plus récemment, le COVID-19. Les gouttelettes respiratoires sont connues pour être la source la plus importante de transmission du COVID-19 ; cependant, des voies alternatives peuvent exister étant donné la découverte d’un petit nombre de virus viables dans des échantillons d’urine et de matières fécales. Le lavage des biomatériaux peut conduire à l’aérosolisation de micro-organismes ; Par conséquent, il est possible que les bioaérosols générés dans les toilettes publiques posent un problème de transmission du COVID-19, d’autant plus que ces zones sont relativement confinées, connaissent un trafic intense et peuvent souffrir d’une ventilation inadéquate. Pour quantifier l’étendue de l’aérosolisation, nous avons mesuré la taille et la quantité de gouttelettes générées par les chasses d’eau des toilettes et des urinoirs dans des toilettes publiques. Les résultats indiquent que les conceptions particulières testées dans l’étude génèrent un grand nombre de gouttelettes d’une taille comprise entre 0,3 μm et 3 μm, qui peuvent atteindre des hauteurs d’au moins 1,52 m. Couvrir les toilettes réduisait les niveaux d’aérosols, mais ne les éliminait pas complètement, ce qui suggère que les gouttelettes d’aérosol s’échappaient par de petits espaces entre le couvercle et le siège. En plus des augmentations constantes des niveaux d’aérosols immédiatement après le rinçage, il y a eu une augmentation notable des niveaux d’aérosols ambiants en raison de l’accumulation de gouttelettes provenant de plusieurs décharges effectuées au cours des tests. Cela met en évidence la nécessité d’intégrer une ventilation adéquate dans la conception et l’exploitation des espaces publics, ce qui peut aider à prévenir l’accumulation d’aérosols dans les zones à forte fréquentation et à atténuer le risque de transmission de maladies aéroportées. |
La chasse d’eau des toilettes peut générer de grandes quantités d’ aérosols contenant des microbes, selon la conception, la pression de l’eau ou la capacité de la chasse d’eau des toilettes. Divers agents pathogènes se trouvent généralement dans l’eau stagnante, ainsi que dans l’urine, les selles et les vomissements. Lorsqu’ils sont largement dispersés par aérosol, ces agents pathogènes peuvent provoquer le virus Ebola, un norovirus entraînant de violentes intoxications alimentaires, ainsi que le COVID-19 causé par le SRAS-CoV-2.
Les gouttelettes respiratoires sont la source la plus importante de transmission du COVID-19 ; cependant, des voies alternatives peuvent exister étant donné la découverte d’une petite quantité de virus viable dans des échantillons d’urine et de matières fécales.
| Les toilettes publiques sont particulièrement préoccupantes pour la transmission du COVID-19 car elles sont relativement confinées, subissent une forte circulation piétonnière et peuvent ne pas disposer d’une ventilation adéquate. |
Une équipe de scientifiques du Collège d’ingénierie et d’informatique de la Florida Atlantic University a de nouveau testé la physique des fluides pour étudier les gouttelettes générées lors de la chasse d’eau des toilettes et des urinoirs dans des toilettes publiques dans des conditions de ventilation normales. . Pour mesurer les gouttelettes, ils ont utilisé un compteur de particules placé à différentes hauteurs des toilettes et de l’urinoir pour capturer la taille et le nombre de gouttelettes générées lors de la chasse d’eau.
Les résultats de l’étude, publiés dans la revue Physics of Fluids , démontrent comment les toilettes publiques pourraient servir de foyers de transmission de maladies aéroportées, surtout si elles ne disposent pas d’une ventilation adéquate ou si les toilettes n’ont pas de couvercle ou de couvercle. Aux États-Unis, la plupart des toilettes publiques ne sont souvent pas équipées de couvre-sièges et les urinoirs ne sont pas couverts.
Pour l’étude, les chercheurs ont obtenu des données provenant de trois scénarios différents : chasse d’eau des toilettes ; toilettes couvertes et chasse d’urinoir. Ils ont examiné les données pour déterminer l’augmentation de la concentration d’aérosols, le comportement des gouttelettes de différentes tailles, la hauteur des gouttelettes et l’impact du recouvrement des toilettes. Les niveaux d’aérosols ambiants ont été mesurés avant et après la réalisation des expériences.
"Après environ trois heures de tests impliquant plus de 100 décharges, nous avons constaté une augmentation substantielle des niveaux d’aérosols mesurés dans l’environnement ambiant, le nombre total de gouttelettes générées lors de chaque test de décharge pouvant atteindre des dizaines de milliers", a déclaré Siddhartha Verma. . , Ph.D., co-auteur et professeur adjoint au Département de génie mécanique et océanique de la FAU. "Les toilettes et les urinoirs génèrent de grandes quantités de gouttelettes de moins de 3 micromètres, ce qui présente un risque de transmission important si elles contiennent des micro-organismes infectieux. En raison de leur petite taille, ces gouttelettes peuvent rester en suspension pendant une longue période ."
Des gouttelettes ont été détectées à des hauteurs allant jusqu’à 5 pieds pendant 20 secondes ou plus après le début de la décharge. Les chercheurs ont détecté moins de gouttelettes en suspension dans l’air lorsque la chasse d’eau était tirée avec le couvercle fermé , mais pas de beaucoup, ce qui suggère que les gouttelettes aérosolisées se sont échappées par de petits espaces entre le couvercle et le siège.
"L’accumulation significative de gouttelettes d’aérosol générées par la décharge au fil du temps suggère que le système de ventilation n’a pas été efficace pour les éliminer de l’espace clos, même s’il n’y avait aucun manque perceptible de circulation d’air dans la salle de bain", a-t-il déclaré. Masoud Jahandar Lashaki, Ph.D. , co-auteur et professeur adjoint au Département de génie civil, environnemental et géomatique de la FAU. "A terme, ces aérosols pourraient monter avec les courants ascendants créés par le système de ventilation ou par les déplacements des personnes dans la salle de bain."
Il y a eu une augmentation de 69,5 pour cent des niveaux mesurés pour les particules de 0,3 à 0,5 micromètres, une augmentation de 209 pour cent pour les particules de 0,5 à 1 micromètre et une augmentation de 50 pour cent pour les particules de 1 à 3 micromètres. Outre les aérosols plus petits, les aérosols relativement plus gros présentent également un risque dans les zones mal ventilées, même s’ils subissent une sédimentation gravitationnelle plus forte. Ils subissent souvent une évaporation rapide dans l’environnement et la diminution de taille et de masse qui en résulte, ou la formation éventuelle de noyaux de gouttelettes, peut permettre aux microbes de rester en suspension pendant plusieurs heures.
"L’étude suggère que l’intégration d’ une ventilation adéquate dans la conception et le fonctionnement des espaces publics aiderait à prévenir l’accumulation d’aérosols dans les zones à forte fréquentation telles que les toilettes publiques", a déclaré Manhar Dhanak, Ph.D., co-auteur et président. du Département de génie océanique et mécanique, et professeur et directeur de SeaTech. "La bonne nouvelle est qu’il n’est pas toujours nécessaire de réviser l’ensemble du système, car la plupart des bâtiments sont conçus selon certains codes. Il pourrait simplement s’agir de rediriger le flux d’air en fonction de la disposition des salles de bains."
Au cours de l’échantillonnage de 300 secondes, les toilettes et l’urinoir ont été tirés manuellement cinq fois différentes aux marques 30, 90, 150, 210 et 270 secondes, la poignée de chasse d’eau étant enfoncée pendant cinq secondes consécutives. Le bain a été soigneusement nettoyé et fermé 24 heures avant de réaliser les expériences, le système de ventilation fonctionnant normalement. La température et l’humidité relative à l’intérieur de la salle de bain étaient respectivement de 21 degrés Celsius (69,8 degrés Fahrenheit) et de 52 pour cent.
"Les gouttelettes d’aérosol jouent un rôle central dans la transmission de diverses maladies infectieuses, dont le COVID-19, et cette dernière recherche menée par notre équipe de scientifiques fournit des preuves supplémentaires à l’appui du risque de transmission d’infections dans des espaces confinés et mal ventilés." dit Stella Batalama. Ph.D., doyen de la Faculté d’ingénierie et d’informatique.
