UNIVERSITÀ ATLANTICA DELLA FLORIDA
Riepilogo Le goccioline aerosolizzate svolgono un ruolo centrale nella trasmissione di varie malattie infettive, tra cui la malattia dei legionari, il norovirus che causa la gastroenterite e, più recentemente, il COVID-19. È noto che le goccioline respiratorie sono la fonte più importante di trasmissione del COVID-19; tuttavia, potrebbero esistere percorsi alternativi data la scoperta di un piccolo numero di virus vitali nei campioni di urina e feci. Il lavaggio del biomateriale può portare all’aerosolizzazione di microrganismi; Pertanto, esiste la possibilità che i bioaerosol generati nei bagni pubblici possano costituire un problema per la trasmissione del COVID-19, soprattutto perché queste aree sono relativamente confinate, sono soggette a traffico intenso e possono soffrire di una ventilazione inadeguata. Per quantificare l’entità dell’aerosolizzazione, abbiamo misurato la dimensione e la quantità di goccioline generate dallo sciacquone di WC e orinatoi in un bagno pubblico. I risultati indicano che i particolari progetti testati nello studio generano un gran numero di goccioline di dimensioni comprese tra 0,3 μm e 3 μm, che possono raggiungere altezze di almeno 1,52 m. Coprire la toilette riduceva i livelli di aerosol, ma non li eliminava completamente, suggerendo che le goccioline di aerosol fuoriuscivano attraverso piccoli spazi tra la copertura e il sedile. Oltre ai consistenti aumenti dei livelli di aerosol immediatamente dopo il lavaggio, si è verificato un notevole aumento dei livelli di aerosol nell’ambiente dovuto all’accumulo di goccioline derivanti da scarichi multipli eseguiti durante il test. Ciò evidenzia la necessità di incorporare un’adeguata ventilazione nella progettazione e nel funzionamento degli spazi pubblici, che può aiutare a prevenire l’accumulo di aerosol nelle aree ad alta occupazione e mitigare il rischio di trasmissione di malattie trasmesse per via aerea. |
Lo sciacquone di una toilette può generare grandi quantità di aerosol contenenti microbi, a seconda del design, della pressione dell’acqua o della capacità di scarico della toilette. Una varietà di agenti patogeni si trova solitamente nell’acqua stagnante, così come nelle urine, nelle feci e nel vomito. Se ampiamente dispersi attraverso l’aerosol, questi agenti patogeni possono causare l’Ebola, il norovirus che provoca una violenta intossicazione alimentare, nonché il COVID-19 causato dalla SARS-CoV-2.
Le goccioline respiratorie sono la fonte più importante di trasmissione del COVID-19; tuttavia, potrebbero esistere percorsi alternativi data la scoperta di una piccola quantità di virus vitale nelle urine e nei campioni fecali.
| I bagni pubblici destano particolare preoccupazione per la trasmissione del COVID-19 perché sono relativamente angusti, sono soggetti a un intenso traffico pedonale e potrebbero non avere una ventilazione adeguata. |
Un team di scienziati del College of Engineering and Computer Science della Florida Atlantic University ha nuovamente messo alla prova la fisica dei fluidi per studiare le goccioline generate durante lo scarico di una toilette e di un orinatoio in un bagno pubblico in normali condizioni di ventilazione. . Per misurare le goccioline, hanno utilizzato un contatore di particelle posizionato a varie altezze della toilette e dell’orinatoio per catturare la dimensione e il numero di goccioline generate durante lo scarico.
I risultati dello studio, pubblicato sulla rivista Physics of Fluids , dimostrano come i bagni pubblici potrebbero fungere da focolai per la trasmissione di malattie trasmesse per via aerea, soprattutto se non dispongono di un’adeguata ventilazione o se i WC non hanno coperchio o coperchio. La maggior parte dei bagni pubblici negli Stati Uniti spesso non sono dotati di coprisedili e gli orinatoi non sono coperti.
Per lo studio, i ricercatori hanno ottenuto dati da tre diversi scenari: scarico del WC; WC coperto e sciacquone per orinatoio. Hanno esaminato i dati per determinare l’aumento della concentrazione di aerosol, il comportamento delle goccioline di diverse dimensioni, l’altezza delle goccioline e l’impatto della copertura della toilette. I livelli di aerosol ambientale sono stati misurati prima e dopo l’esecuzione degli esperimenti.
"Dopo circa tre ore di test che hanno coinvolto più di 100 scariche, abbiamo riscontrato un aumento sostanziale dei livelli di aerosol misurati nell’ambiente circostante con un numero totale di goccioline generate in ciascun test di scarica fino a decine di migliaia", ha affermato Siddhartha Verma. . , Ph.D., coautore e professore assistente presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Oceanica della FAU. "Sia la toilette che l’orinatoio generano grandi quantità di goccioline di dimensioni inferiori a 3 micrometri, che presentano un rischio significativo di trasmissione se contengono microrganismi infettivi. A causa delle loro piccole dimensioni, queste goccioline possono rimanere sospese per lungo tempo ."
Sono state rilevate goccioline ad altezze fino a 5 piedi per 20 secondi o più dopo l’inizio della scarica. I ricercatori hanno rilevato un minor numero di goccioline trasportate dall’aria quando la toilette veniva scaricata con il coperchio chiuso , anche se non di molto, suggerendo che le goccioline aerosolizzate fuoriuscivano attraverso piccoli spazi tra il coperchio e il sedile.
"Il significativo accumulo di goccioline di aerosol generate dallo scarico nel tempo suggerisce che il sistema di ventilazione non è stato efficace nel rimuoverle dallo spazio chiuso, anche se non vi era alcuna mancanza percepibile di flusso d’aria all’interno del bagno", ha affermato. Masoud Jahandar Lashaki, Ph.D. , coautore e professore assistente presso il Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Geomatica della FAU. "A lungo termine, questi aerosol potrebbero salire con le correnti ascensionali create dal sistema di ventilazione o dalle persone che si muovono nel bagno."
Si è verificato un aumento del 69,5% nei livelli misurati per particelle da 0,3 a 0,5 micrometri, un aumento del 209% per particelle da 0,5 a 1 micrometro e un aumento del 50% per particelle da 1 a 3 micrometri. Oltre agli aerosol più piccoli, anche gli aerosol relativamente più grandi rappresentano un rischio in aree scarsamente ventilate, anche se soggette a sedimentazione gravitazionale più forte. Spesso subiscono una rapida evaporazione nell’ambiente e la conseguente diminuzione di dimensioni e massa, o l’eventuale formazione di nuclei di goccioline, può consentire ai microbi di rimanere sospesi per diverse ore.
"Lo studio suggerisce che incorporare un’adeguata ventilazione nella progettazione e nel funzionamento degli spazi pubblici aiuterebbe a prevenire l’accumulo di aerosol in aree ad alta occupazione come i bagni pubblici", ha affermato Manhar Dhanak, Ph.D., coautore e presidente. del Dipartimento di Ingegneria Oceanica e Meccanica e professore e direttore di SeaTech. "La buona notizia è che potrebbe non essere sempre necessario rivedere l’intero sistema, poiché la maggior parte degli edifici sono progettati secondo determinati codici. Potrebbe trattarsi semplicemente di reindirizzare il flusso d’aria in base alla disposizione dei bagni."
Durante il campionamento di 300 secondi, la toilette e l’orinatoio sono stati lavati manualmente cinque volte diverse ai segni dei 30, 90, 150, 210 e 270 secondi, con la maniglia dello scarico premuta per cinque secondi consecutivi. Il bagno è stato accuratamente pulito e chiuso 24 ore prima di condurre gli esperimenti, con il sistema di ventilazione funzionante normalmente. La temperatura e l’umidità relativa all’interno del bagno erano rispettivamente di 21 gradi Celsius (69,8 gradi Fahrenheit) e 52%.
"Le goccioline di aerosol svolgono un ruolo centrale nella trasmissione di varie malattie infettive, incluso il COVID-19, e quest’ultima ricerca del nostro team di scienziati fornisce ulteriori prove a sostegno del rischio di trasmissione dell’infezione in spazi confinati e scarsamente ventilati." disse Stella Batalama. Ph.D., preside della Facoltà di Ingegneria e Informatica.
