الأشعة الليزرية الخضراء تكشف: عليك إغلاق غطاء التواليت قبل سحب السيفون

أكد المهندسون في جامعة كولورادو بيلدور على أن الخوف من الجراثيم الموجودة بيننا أمر محق.. وهو ما تم الاشتباه به لفترة طويلة.

إن سحب السيفون في المراحيض العامة يطلق العديد من الجزيئات التي تبدو بشكل غيمة صغيرة من القطرات والرذاذ يصل مداها إلى 5 أقدام فوق كرسي المرحاض. وبالرغم من عدم رؤيته بالعين المجردة إلا أن عمود المياه يبدو وكأنه انفجار لقصاصات مجهرية ألقيت في حفلة كبيرة وكل قصاصة منها تتكون من الماء مع الأشياء الموجودة في وعاء الكرسيَ.

لقد كان البحث الذي نشر في ديسمبر في مجلة التقارير العلمية مجرد اكتشاف في ميكانيك الموائع.. فقد قام الفريق بغسل المراحيض التي تحتوي على ماء نظيف فقط ولم يتحقق من وجود الجزيئات المسببة للمرض في عمود المرحاض، لكن أدواتهم أثبتت أنه مع كل تدفق للمياه يصل مدى الجزيئات المسببة للمرض أبعد بكثير مما يتمنى بعضنا تصديقه.

لقد صرح جون كرامالدي المؤلف الرئيسي للدراسة: “لقد دهشنا جميعًا.. يا إلهي.. . هل هذا ما يحدث حقًا؟!”.

كريمالدي أستاذ علم الهيدرولوجيا المتخصص في ميكانيك الموائع وعلى وجه التحديد، كيف يقوم الهواء والماء بنقل المواد الأخرى المتدفقة معهما. لقد بحث في الطرق التي توزع بها تيارات المحيط الحيوانات المنوية والبيض لتخصيب الشعاب المرجانية وكيف تنتقل جزيئات الرائحة عبر الهواء لإيصال المعلومات إلى الحيوانات.

وبناء على طلب زميله في جامعة بولدر قام كريمالدي بتحويل اهتمامه إلى المراحيض وذلك بمشاركة كارل ليندر وهو مهندس بيئي يدرس الخصائص المطهرة للأشعة فوق البنفسجية. وأثناء مرحلة العصف الذهني لحالة الاختبار المثالية لمطهر الأسطح المعتمد على الأشعة فوق البنفسجية، كان على ليندن أولًا التفكير ببعض الأماكن القذرة.

فسأل نفسه: “أين نتعرض للفيروسات، وأين نتعرض لمسببات الأمراض؟” فكانت إحدى الأفكار التي خطرت له: ما الذي يحدث في المراحيض؟

قام ليندن بتصوير المراحيض التجارية وبشكل خاص التي لاتحوي خزانات. لقد تم تجهيز معظم المراحيض العامة في أميركا الشمالية بما يعرف بصمام نمط مقياس التدفق، والذي يعتمد على الضغط بدلًا من الجاذبية لإجبار الماء للنزول إلى الوعاء. وكانت النتيجة تدفقًا قويًّا ترك سحابة من بخار الماء كما ترك في أعقابه سحابة أصغر من الضباب الذي يرتفع فوق كل قطعة خشب بينما يغوص في نهايته أسفل جبل سبلاش في ديزني لاند.

لقد أكدت الدراسات السابقة أن الأسطح المحيطة بالمراحيض العامة غالبًا ما تكون بؤرًا للبكتيريا البرازية. يعتقد لندن أنه يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تكون مطهرًا فعالًا، لكنه يحتاج أولًا إلى فهم أفضل لكيفية تحرك المسببات المرضية المجهرية في أنحاء الفضاء.

من جهة لا يبدو أي شيء مرئيًا للعين المجردة، ومن الناحية الأخرى تساعد أشعة الليزر الخضراء القوية في تصور أعمدة الهواء الجوي من المرحاض أثناء غسلها.

بالعودة إلى كريمالدي، الذي يستخدم مختبره الليزري الخاص لتصوير حركات السوائل التي كانت قبل ذلك غير مرئية للعين البشرية. لدى مختبر كريمالدي لميكانيك الموائع تقليد صيفي سنوي يقضي بأخذ أسبوع لمواجهة تحدٍّ علمي صغير الحجم دون تمويل أو أي ضغوط للنشر، وقد كان سؤال المراحيض مناسبًا تمامًا.

قال كريمالدي: “ربما لن نجد شيئًا وربما نحصل على شيء رائع”.

وبدلًا من نقل معداتهم إلى أقرب حمام، قام فريق الدراسة بتركيب مرحاض في المختبر في أعلى إطار معدني يمكن مواءمته مع أشعة الليزر الخضراء خاصتهم، ثم قاموا بمعايرة ضغط المياه في السباكة لتتناسب مع ضغط المياه العامة في المراحيض التجارية.

كان العلماء يعرفون أن الليزر الخاص بهم سيجعل بعض الهباء للجوي مرئيًا، ولم يكونوا على استعداد للانفجار الطفيف الذي واجههم في أول تدفق.

قال كريمالدي: “إنه مثل ثوران البركان، ذهل بعضنا بينما كان البعض الآخر يضحك فقط بدافع السخرية، يا إلهي لقد وجدنا شيئًا ما حقًّا”.

ثم قام الفريق بتدركيب ليزر نابض وزوج من الكاميرات العلمية على الرذاذ لقياس سرعة جزيئات المياه الفردية.

لا تبلغ سرعة شطف المرحاض سرعة العطس، والتي يمكن أن ترسل قطرات تتدفق بسرعة تصل إلى 100 ميل في الساعة ولا حتى سرعة السعال، التي يمكن أن تنقل القطرات إلى 50 ميلًا في الساعة.

أفاد مؤلفو الدراسة أن الهباء الجوي في العمود النشط والفوضوي بشكل مدهش بلغت سرعته القصوى مترين في الثانية أو أقل بقليل من 4.5 ميل في الساعة، وقد استغرقت بعض الوقت حتى تستقر مرة أخرى، بعد ما يقرب من ثمان ثوان بعد الشطف. كانت الجزيئات لا تزال تتحرك فوق حافة الوعاء لمسافة أكثر من 5 أقدام وهو ما يتجاوز مستوى الأنف بالنسبة لمعظم الأشخاص، وقد بقي الكثير من الأشخاص لأكثر من دقيقة في هذا الجو.

صرح كريمالدي: “بالتأكيد أنا أميل كثيرًا لارتداء قناع في دورة المياه بعد مشاهدة مقاطع الفديو، أكثر مما كنت سأكون عليه من قبل”.

على الرغم من أن التجارب أجريت في مراحيض خالية من جميع المياه باستثناء المياه النظيفة. فإن كريمالدي يشك بقوة بأن إضافة ورق التواليت والفضلات البشرية إلى المزيج لن يؤدي إلا لمزيد من الفوضى، وقال: “لدي شعور بديهي بأن وجود المواد الصلبة قد يؤدي إلى تفاقم المشكلة لأن هناك أشياء إضافية يمكن للمياه أن تؤثر عليها وتخلق المزيد من الفرص لهذا المزج النشط للسؤال”.

يأمل ليندن في استخدام هذه التجربة كنقطة انطلاق لبحث مستقبلي لتتبع المسافة التي تقطعها البكتيريا ومسببات الأمراض الأخرى في غيوم الهباء الجوي ومدة بقائها مسببة للعدوى، واعتمادًا على هذه النتائج يمكننا البدء بالتفكير.. ما هي الإجراءات التي يمكننا استخدامها؟ ما هي العمليات التي يمكن إجراؤها في إعادة تصميم المراحيض التي نرغب بأخذها بعين الاعتبار؟

لقد قال المدافعون عن بدائل المراحيض المتدفقة أن الدراسة تعزز الحجة للبحث عن طريق أفضل للتخلص من النفايات البشرية. هذه الدراسة الجديدة تضيف بعض الدراماتيكية. برين نيلسون عالم الأحياء ومؤلف كتاب.

‘التدفق: علم العلامات للكنوز المحتملة’ قال: “هذا دليل مرئي على عيب آخر للمراحيض الغربية التقليدية ورغبتنا القوية في التنظيف والنسيان”.

تستخدم العديد من مراحيض التسميد شطفًا بالمكنسة الكهربائية مع أو بدون قليل من الماء، لذلك قد يكون هذا سببًا آخر للنظر في مزايا هذه النماذج الصديقة للبيئة.