一種減少便器衝水時病菌氣溶膠擴散的方法
2023-10-11 02:21:29 1
一種減少便器衝水時病菌氣溶膠擴散的方法
【專利摘要】本發明提供了一種減少便器衝水時病菌氣溶膠擴散的方法，其特徵在於，在便器水封表面覆蓋一層平均直徑為0.001～3mm，厚度大於5mm的泡沫，在衝水時該泡沫能夠在衝水過程的至少前70％時間段完全覆蓋在汙水水面上。
【專利說明】一種減少便器衝水時病菌氣溶膠擴散的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種減少便器衝水時病菌氣溶膠擴散的方法，屬於疾病防控領域。
【背景技術】
[0002]人的糞便含有大量潛在的致病菌和病毒，人在如廁時，這些病菌就大量存在於便器的水封和便器內部的表面。2005年,英國阿斯頓大學的Barker JjPJones MV在應用微生物學雜誌發表了衝水導致生物氣溶膠傳播的實證文章，文章結論是第一次給馬桶衝水後，空氣中的細菌濃度上升到1370CFU m-3，病毒濃度上升為2420PFU m-3。第二次和第三次衝水儘管產生的微生物數量變少，但是同樣進一步導致了空氣中微生物的增加和擴散。很多專業人士指出蓋上馬桶蓋子會明顯減低這種氣溶膠傳播的風險，然而研究表明無論蓋於不蓋馬桶蓋，都在衛生間產生了同樣多的生物氣溶膠。同時，蓋上馬桶蓋子更會使大量氣溶膠粒子沾滿整個馬桶內腔，馬桶內蓋板和坐墊，這似乎也並不是一個完好的解決方案。由於幾乎所有的便器都是敞口的，當衝水時有病菌飛散出來並沉降在牙刷，毛巾上這一事實已確認無疑。尤其是當人患痢疾等腸道或者通過腸道傳播的呼吸道疾病時，這些飛散出來的病菌對易感人群是個潛在威脅。如何能減少這些病菌的擴散，降低衛生間內疾病傳播的風險就是本發明所要解決的問題。
[0003]研究如何減低病菌傳播風險的首要任務是了解這種細菌是在何種動力下進入空氣的。病菌往往不是單獨存在的個體，而是與水，糞便中其他的有機物，空氣構成了一個能夠在空氣中較長時間漂浮的具有膠體性質的聚集體，即生物氣溶膠。
[0004]很多人錯誤地認為現有的很多馬桶都是具有很強吸力的，能把所有的東西通過虹吸吸入馬桶，而不會產生細菌外噴的現象，其實這是誤解。氣溶膠能夠擴散是以空氣流動作為動力的。衝水時，在猛然進入衝水水道的水力推擠作用下，導致馬桶內腔空氣從馬桶上沿口衝水孔噴發出來。溶解在水封中的細菌和病毒在衝洗水流和這股空氣的作用下就會從汙水表面脫離，從而形成向各個方向噴射的生物氣溶膠。
[0005]所以防止生物氣溶膠在馬桶中產生的方法無非兩種:一是採用真空負壓的方式，以最小的上向流空氣擾動減少病菌氣溶膠的飛散；二就是將汙水和空氣隔離，讓猛然噴發的空氣無法接觸到汙水表面。因為真空便器普及程度低，顯然第二種方法更加現實。
[0006]泡沫是水，表面活性劑，氣 體組成的水膜氣泡，泡沫顆粒之間具有一定的粘性，互相結合使得泡沫層具有密閉性，當糞便穿透泡沫層時，形成的孔能夠在張力和泡沫粘性的作用下迅速密封起來，所以無論糞便是漂浮在水封表面還是沉入水封內，都能夠將其進行較好的覆蓋。這樣當衝水開始，快速流動的空氣席捲而來的時候，空氣接觸不到汙水，從而也就無法產生並帶動病菌流動。
[0007]迄今為止，對便器衝水過程所產生的氣溶膠擴散仍知之甚少，對其潛在危害程度仍處於研究之中，更沒有任何一種明確的解決這種氣溶膠擴散的方法。將泡沫應用於便器的技術和專利僅針對其節水，防止濺水等宏觀層面。對於其如何控制病菌氣溶膠擴散則沒有任何涉及。本發明通過實驗首次明確了能夠阻隔細菌擴散的泡沫所應具備的特徵和使用方法。
[0008]由於泡沫平均直徑的大小、在水面上覆蓋的厚度以及衝水時泡沫停留時間這幾個因素對泡沫阻隔氣溶膠具有直接的影響，所以發明人進行了大量的測試。發明人使用經過鏈黴素標記的大腸桿菌作為測試菌種，模擬人痢疾時產生的細菌數量將其倒入便器水封進行測試。這種鏈黴素標記的大腸桿菌在自然界並不存在，可以明顯地區分出空氣中自然存在的細菌和模擬的從馬桶中擴散到空氣中的細菌。發明人在馬桶水封中倒入測試細菌濃度為109CFU/ml，所有測試使用的便器為馬桶，馬桶水封高度50mm，水封面積100mmX85mm，水封存水體積1.2L。測試使用沉降法計數，衝完馬桶後30min結束取樣，用於截獲細菌的平板放置在距離馬桶座圈正上方30cm處。
[0009]為了清晰表明泡沫對細菌的隔離效果，發明人用如下實驗展示有、無泡沫覆蓋兩種狀態下氣溶膠攜帶病菌擴散的結果，見附圖1，測試在5平方米的模擬衛生間中進行，附圖2示出裝有泡沫發生裝置的馬桶。該馬桶正常安裝在地面的排水管道上，在馬桶座圈的正上方30cm處放置一支架，能擺放10個培養皿。測試結果見附圖3，馬桶在沒有泡沫覆蓋的情況下五次衝水都截獲了較高的細菌數量，馬桶上方30cm處的細菌數量30?75CFU(CFU，菌落形成單位，可粗略理解為單位，個)不等。培養皿是直徑90mm的圓盤,這也就意味著,在一個5平方米的衛生間裡，每衝一次馬桶將有超過50000CFU的細菌衝入到衛生間。在50mm厚度泡沫覆蓋情況下只零星檢測到菌落，表明泡沫覆蓋對細菌擴散具有極好的阻隔性能。
【發明內容】
[0010]本發明提供了一種減少便器衝水時病菌氣溶膠擴散的方法，其特徵在於，在便器水封表面覆蓋一層平均直徑為0.001?3mm，厚度大於5mm的泡沫，在衝水時該泡沫能夠在衝水過程的至少前50%時間段完全覆蓋在汙水水面上。
[0011]所述泡沫為水,表面活性劑,泡沫穩定劑,空氣構成的的水膜氣泡聚集體。所述泡沫在便器內體積自行減少一半的時間大於I小時。
[0012]所述泡沫在便器衝水過程的前50%時間時間段能夠完全覆蓋在汙水表面，並且能夠在衝水結束前完全被衝出便器。
[0013]作為另一種形式的泡沫使用方法，所述泡沫在便器衝水過程的全部時間內都能覆蓋在汙水表面，但殘留在便器內的泡沫能在I小時內自行破解。
[0014]所述泡沫還含有廣譜殺菌劑，廣譜殺菌劑包括但不限於碘酊，戊二醛，三氯異氰尿酸。
[0015]本發明的優點
[0016]本發明首次實證了泡沫對馬桶衝水導致生物氣溶膠的阻隔作用，並且對能夠阻隔生物氣溶膠擴散的泡沫特徵和使用方法進行了詳盡的研究。這對於醫療衛生部門控制便器傳播傳染病具有重要的意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1示出裝有泡沫發生裝置的座便器
[0018]圖2示出測定病菌氣溶膠數量的衛生間和便器
[0019]圖3示出有、無泡沫覆蓋狀態下馬桶衝水時細菌擴散數量的對比[0020]圖4示出不同厚度的泡沫對衝水時細菌擴散的影響
[0021]圖5示出不同平均直徑的泡沫對衝水時細菌擴散的影響
[0022]圖6示出不同泡沫停留時間對衝水時細菌擴散的影響
【具體實施方式】
[0023]具體實施例，見圖1，示出泡沫進入便器的狀態。使用氣泵I將氣體壓入60目的曝氣頭2，該曝氣頭置於混有表面活性劑的水溶液中，從而產生本發明所規定直徑的泡沫4。在泡沫源與便器的水封之間安置專門的輸送管道3，該管道單獨在便器盆腔上開孔，連接泡沫源與該孔。通過該管道泡沫被輸送並覆蓋在便器水封5表面，由於泡沫生成量與氣泵工作時間成正比，設置一個固定的時間，當泡沫達到一定高度時就停止氣泵工作，從而實現每次使用都一致高度的泡沫。
[0024]本實施例還測試了不同厚度泡沫覆蓋下，細菌擴散的數量，見圖4。測試表明，當泡沫厚度在12_以上時就能起到很好的阻隔效果，而當厚度低於5_時，阻隔效果較低。考慮到實際使用馬桶時，泡沫自身的消泡損耗，選取最優的厚度為50mm。
[0025]本實施例還採用不同目數的微孔曝氣石製作不同粒徑的泡沫，如採用500目的曝氣石製作0.025mm的極為細膩的泡沫，採用40目製作Imm以上的泡沫。將不同細膩程度的泡沫布置在倒入測試菌液的馬桶水封上，厚度50mm。當分別衝水，採集落入培養皿中的細菌數量時，得到結論:泡沫越細膩，隔絕細菌的效果越好，而平均粒徑大於5mm的泡沫基本喪失了對細菌的隔離作用。考慮到製備孔徑越細的泡沫能耗越高，時間越長，所以綜合考慮確定本發明較佳泡沫平均直徑的範圍為0.35mm?1mm。
[0026]本實施例還在6L衝水的情況下，將同等體積的泡沫注入到衝水時間不同的馬桶中。在衝水時，泡沫在各個馬桶中停留的時間均不相同，但都能被完全衝出馬桶。細菌擴散測試結果表明:泡沫在馬桶內停留時間越長，泡沫隔絕病菌擴散的作用就越明顯，當泡沫在整個衝水過程的30%時間以內就衝出的，基本起不到隔絕細菌的作用，50%停留時間內，細菌仍有一定的擴散量。當泡沫停留時間超過衝水過程70%時，細菌數量明顯降低，所以本發明優選的泡沫停留時間不低於整個衝水過程70 %的時間。
【權利要求】
1.一種減少便器衝水時病菌氣溶膠擴散的方法,其特徵在於，在便器水封表面覆蓋一層平均直徑為0.0Ol?3mm,厚度大於5_的泡沫,在衝水時該泡沫能夠在衝水過程的至少前50%時間段完全覆蓋在汙水水面上。
2.根據權利要求1所述的一種減少便器衝水時病菌氣溶膠擴散的方法，其特徵在於，所述泡沫為水，表面活性劑，泡沫穩定劑，空氣構成的的水膜氣泡聚集體。
3.根據權利要求1所述的一種減少便器衝水時病菌氣溶膠擴散的方法，其特徵在於，所述泡沫在便器內體積自行減少一半的時間大於I小時。
4.根據權利要求1所述的一種減少便器衝水時病菌氣溶膠擴散的方法，其特徵是，所述泡沫在便器衝水過程的前50%時間時間段能夠完全覆蓋在汙水表面，並且能夠在衝水結束前完全被衝出便器。
5.根據權利要求1所述的一種減少便器衝水時病菌氣溶膠擴散的方法，其特徵是，所述泡沫在便器衝水過程的全部時間內都能覆蓋在汙水表面，並且殘留在便器內的泡沫能在I小時內自行破解。
6.根據權利要求2?5所述的一種減少便器衝水時病菌氣溶膠擴散的方法，其特徵是，所述泡沫還含有廣譜殺菌劑成分。
【文檔編號】E03D9/02GK103790218SQ201310375933
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年8月27日 優先權日:2013年8月27日
【發明者】史春龍 申請人:史春龍