쪼그리고 앉은 변기 물을 내린 후 화장실 사용자의 입자 노출 위험

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 21088(2022) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

스쿼트 변기는 현지 관습과 저렴한 비용으로 인해 개발도상국에서 널리 사용됩니다. 쪼그리고 앉은 변기의 물을 내리면 강한 공기 흐름이 유입되어 에어로졸이 생성될 수 있습니다. 이 조사에서는 쪼그리고 앉은 변기를 갖춘 화장실 모형을 만들었습니다. 플러싱으로 인한 기류는 입자 이미지 속도계를 통해 시각화되고 정량적으로 측정되었습니다. 영향을 받은 기류의 최대 높이는 초음파 풍속계로 식별되었습니다. 입자 방출률을 추론하기 위해 변기를 입자 농도 측정용 상자로 덮었습니다. 세척 버튼과 도어 손잡이에 쌓인 입자의 피부 접촉으로 인한 위험과 방출된 에어로졸의 흡입 가능성을 평가했습니다. 그 결과, 쪼그리고 앉은 변기를 물을 내리면 변기 기둥이 변기 위로 0.9m까지 올라갈 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 단일 플러싱 공정으로 직경이 0.3μm보다 큰 29만 개의 입자를 생성할 수 있으며, 그 중 90%는 서브마이크론 크기입니다. 세척으로 인해 세척 버튼과 화장실 문 손잡이에 입자가 쌓일 수 있을 뿐만 아니라 세척 후 30분 동안 화장실에 남아 있는 흡입 노출도 발생할 수 있습니다. 특히 호흡 구역이 1.0m 미만인 화장실 사용자의 경우 더욱 그렇습니다.

변기 물을 내리면 공기 흐름이 유입되어 물방울과 물방울 핵이 생성될 수 있습니다. 감염자가 화장실을 사용한 후 비말과 비말 핵에는 감염성 미생물이 포함될 수 있습니다1. 감염자의 소변과 대변에서 검출된 SARS-CoV-2는2,3,4,5 대변-구강 경로를 통한 전파 위험을 강조합니다. 초기 연구에서는 또한 소변과 대변에 SARS-CoV-16, MERS-CoV7, 노로바이러스 및 로타바이러스8가 존재한다고 보고했습니다. 여러 번 물을 내리더라도 변기 표면의 미생물을 완전히 제거할 수는 없습니다1,9,10. 미생물은 또한 변기의 내벽에 생물막을 형성할 수 있으며1, 따라서 며칠 또는 몇 주 후에도 여전히 검출될 수 있습니다11. 따라서 일반 대중이 공중 화장실에 접근하거나 화장실을 사용할 때 감염 전파 위험을 이해하는 것이 중요합니다.

그림 1과 같이 수조가 있는 일반적인 스쿼트 변기의 경우 수세 버튼을 누르면 물 제트가 변기 한쪽에 있는 많은 작은 포트와 주 플러시 포트를 통해 배출됩니다. 세정수는 변기 내부 표면, 배설물, 배설물과 세정수 혼합물과 충돌합니다. 세정수는 변기를 헹구고, 이후 배설물과 함께 세정수는 하수구로 배출된다. 사이펀 변기의 물을 내리면 변기에 강한 공기 흐름이 생성된다고 주장되었습니다12. 고속 공기에 의한 미는 것, 액체 및/또는 고체 혼합물과의 다상 힘 작용, 그리고 변기 표면에 의한 전단은 액체와 그 혼합물을 원자화하고 물방울을 생성합니다13. 물방울은 공기 흐름의 전단력을 받으면 부서질 수 있습니다14. 대부분의 물방울은 물방울 핵으로 빠르게 증발합니다. 또한, 파도 작용과 흰모자에 의해 해수 위의 공기가 연행되는 경우와 같이 교반된 물에 의해 공기가 연행될 때 기포가 생성될 수 있습니다15. 기포 파열로 인해 에어로졸이 생성될 수도 있습니다16.

스쿼트 변기 시스템 및 물 흐름 경로의 개략도: (a) 변기 위의 사용자, (b) 실제 스쿼트 변기의 단면도 및 물 흐름 경로.

에어로졸의 원자화는 변기 디자인과 플러시 에너지16,17의 영향을 받습니다. 동일한 유형의 변기의 경우 플러시 에너지가 클수록 더 많은 물방울과 물방울 핵이 생성됩니다. 수세계가 있는 고압 변기는 직경이 0.3μm17 이상인 에어로졸을 최대 28만 개까지 생성하는 것으로 보고되었습니다. 유사한 수세량에도 불구하고 수세계 변기에서 생성된 에어로졸의 수는 압력 보조식 중력 흐름 변기에서 생성된 수의 3배 이상이었습니다16. 사이펀식 변기는 동일한 플러시 용량에 대해 세척 팬의 약 1/14 양의 바이오에어로졸을 생성했습니다18. 분변 폐기물 없이 세척하는 것과 비교하여 폐기물을 사용하여 세척하는 것은 바이오에어로졸의 양을 증가시킨다고 주장되지만 전체 에어로졸에는 큰 영향을 미치지 않습니다19. 화장실에서 1~2m 이내에 큰 물방울이 쌓였습니다20. 변기, 뚜껑, 물통, 수도꼭지 손잡이, 화장실 문 손잡이, 바닥 등 자주 접촉하는 표면에서 미생물이 검출되었습니다21,22,23,24. 이러한 표면의 미생물은 오염된 손25 또는 튀거나 쌓인 물방울21,26에서 발생할 수 있습니다. 따라서 표면을 만지는 후속 화장실 사용자에게 잠재적인 위험이 있습니다27.