冲马桶时发生了什么？

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利维坦按：

我们经常使用的马桶一般分为直冲式和虹吸式两种，理论上来说，马桶冲水时，水在冲力下会产生漩涡，并形成气溶胶（悬浮在空气中的固态粒子或液态小滴物质的统称）。这些气溶胶会腾空升起，或飘浮在空气中，或附着在墙壁、牙刷、毛巾等物体的上面。不过，就家庭常用的虹吸式马桶冲水时，由于水量小、压力低，气旋带上来的细菌数量有限，倒是不必特别担心，反倒是直冲式马桶，最好在使用后盖上马桶盖再冲水为宜。

在新冠病毒大流行初期那段黑暗的日子里，我们对病毒还几乎一无所知、几乎什么都害怕，有那么一段时间，人们变得非常、非常担心厕所里的事。更具体地说，他们担心马桶冲水时喷射到空气中的“颗粒云”可能会是新冠病毒的重要传播媒介，在科学文献中，这种颗粒云被称为“马桶羽流”（toilet plume）。

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2020年6月，《纽约时报》（New York Times）警告说[1]，由于新冠病毒也存在于人类的排泄物中，“冲厕所可能会将新冠病毒气溶胶喷洒到各处”。自那以后的几年里，科学家或公共卫生专家不时发表相关的公益告示内容，每次都会重新引发人们对粪便的恐慌。

回头看看，我们在疫情早期自以为了解的很多事情都是错误的。事实证明，给采购回来的食品杂货喷来苏水消毒并没有什么用。事实还证明，戴面具非常有用。尽管洗手很重要，但它并不像人们吹嘘的那么重要，还有，群体免疫最终也只是场海市蜃楼[2]。随着这个国家步入大流行后的生活，当我们评估过去这三年，有一件事值得一问：马桶羽流到底是怎么回事？

简而言之，我们的担忧并未得到证实，但这种担忧也并非完全是夸张。科学家们已经研究马桶羽流几十年了。他们发现，羽流的大小取决于马桶的类型和冲水机制。冲水的能量也起到了一定的作用：冲水的力道越大，羽流就越大。盖上马桶盖（如果马桶有盖的话）有很大的帮助，但即使这样也不能完全消除马桶羽流——微粒仍然可以通过马桶座圈和马桶盖之间的间隙逃逸。

不论各项研究之间的细节差异如何，在新冠大流行之前，多年研究得出的主要结论是彼此一致的，都恶心兮兮：在2013年的一篇题为《揭开马桶羽流气溶胶秘密之盖》（“Lifting the Lid on Toilet Plume Aerosol”）的评论文章中[3]，美国疾病控制和预防中心（CDC）以及奥克拉荷马大学公共卫生学院的科学家们写道，“抽水马桶会产生大量的马桶羽流气溶胶，它能够携带至少和细菌一样大的微生物……这些生物气溶胶可以在空气中长时间存活，并随着气流传播。”换句话说，当你冲马桶时，有数量多到令人不安的内容物会冲天飞起而不是冲下管道。

知道这件事是一回事，看到它则是另一回事。传统上，科学家们用粒子计数器或者“一个理想化的马桶的计算模型”来测量马桶羽流（至少有一项研究使用了后者）。但是在上个月新发表的一项研究中[4]，科罗拉多大学博尔德分校（University of Colorado at Boulder）的研究人员更进一步，他们用明亮的绿色激光将一般而言看不到的东西（还好看不到）呈现了出来。这项研究的合著者之一、工程学教授约翰·克里马尔迪（John Crimaldi）花了25年时间研究用激光照亮不可见的现象。

冲马桶过程中，2.8秒，4.4秒和6.4秒抓拍到的马桶羽流图。© John Crimaldi et al. / University of Colorado Boulder

他告诉我，他和同事们开始这项实验时，都确信能够看到点儿东西。即便如此，实验的结果仍然“完全出乎了他们的意料”。羽流比他们预想的更大、更快、力道更足——“就像一次喷发，”克里马尔迪说，或者，用他和同事们在他们的论文中的说法是，“一股强大、混沌的喷流。”

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在冲马桶的8秒钟之内，由此产生的气溶胶云就会喷射到离马桶座近5英尺远**（1.52米）的地方——也就是说，离地面超过6英尺（1.83米）****。换句话说：它会直直地喷到你的脸上。**

马桶冲水后，气溶胶羽流随时间和空间快速增长分布图。© John Crimaldi et al. / University of Colorado Boulder

在最初的喷发后，羽流继续上升，直到撞上天花板，随即向外飘散。遇到墙壁时，它会沿着墙壁流动。很快，它就充满了整个房间。等到充满房间后，它会停留一段时间。克里马尔迪说：“你可以自己在脑中想象一下，当你走进机场的公共卫生间，里面有20个隔间，每个隔间每隔几分钟都会冲一次水。”这可不是什么愉快的想象。

因此，与其说问题在于马桶羽流现象是否会发生（不管你喜不喜欢，它显然就是会发生），不如说在于它是否带来了传播新冠病毒或其他坏东西的风险。但我们对于这一部分还并不是很清楚。

2013年的评论文章认为，对最初的非典病毒的研究是证明“马桶羽流可能导致空气传播病的最令人信服的指标之一”。（作者还提到，尽管非典“目前还不是一种常见的疾病，但它已经证明了自身具有爆炸性传播和高死亡率的潜能。”）比如，在一份研究2003年香港淘大花园公寓楼爆发非典疫情的报告中，作者们就明确讨论了马桶羽流对疾病的传播。不过，北卡罗来纳大学教堂山分校的环境微生物学家马克·索布西（Mark Sobsey）告诉我，这项研究远未得出确定的结论。研究人员并未排除其他的传播方式，也没有尝试从粪便中培养活病毒——这个传染性指标要比单单探测病毒可靠得多。

除此之外，索布西说，几乎没有证据表明马桶羽流能够传播非典或新冠病毒。在索布西本人于2021年12月发表的评论中[5]，他表示“没有记录在案的证据”表明病毒能够通过粪便传播。至少，这似乎与我们刚熬过来的三年大流行期间的经验相符。

虽然我们无法轻易地证明卫生间在新冠病毒的传播中没有起到重要作用，但是我们也未曾找到任何明显的迹象表明它们在传播病毒这件事上起了重要作用。而且，不管怎样，新冠病毒也已经找到许多其他的可怕传播途径了。

不过，虽然马桶羽流似乎并非新冠病毒的传播媒介，但这也并不意味着你可以忘记它。索布西告诉我，像诺如病毒这样的胃肠道病毒通过马桶羽流传播的风险更大，因为它们的确是是通过粪便传播的。对此，唯一、真正的解决方案是结构性的。改善通风可以防止气溶胶化的排泄物在空气中积聚，同时，尽管杀菌照明技术仍在开发中，但它很可能可以对残留物进行消毒[6]。

然而，这两种方法都不能在最开始就阻止羽流。要想做到这一点，你需要改造马桶本身：为了让冲水变得更顺畅平滑从而更加受控，你可以改变马桶座的几何形状、冲水流入和流出的方式，或是任何其他的变量。还有就是，你懂，马桶制造商也可以停止生产无盖马桶。

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但是在你下一次盯着马桶的空空巨口时，上面这些都远水救不了近火。克里马尔迪建议人们在公共卫生间戴口罩，这不仅可以挡住你自己冲水时产生的羽流，还可以挡住在你之前使用过卫生间的人留下的羽流，以及在他们之前使用过卫生间的人留下的羽流，等等。

你不需要对戴口罩这项公共卫生干预措施有很深的感情，你只需要考虑戴上它几分钟，以避免真的吸入粪便。索布西还提出了另一条非传统的卫生间卫生建议，他承认这条建议对你的保护作用有限：如果你发现你所在的公共卫生间的马桶没有盖子，他说，你可以考虑在冲水之前先洗手，然后“屏住呼吸、冲马桶、迅速跑路”。

参考文献：

[1]www.nytimes.com/2020/06/16/health/coronavirus-toilets-flushing.html

[2]www.theatlantic.com/health/archive/2022/10/covid-pandemic-airborne-virus-transmission-hand-washing/671831/

[3]www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4692156/

[4]www.nature.com/articles/s41598-022-24686-5

[5]iwaponline.com/jwh/article/20/1/126/85839/Absence-of-virological-and-epidemiological

[6]www.nature.com/articles/s41598-022-24686-5

文/Jacob Stern

译/苦山

校对/瘦竹与腐竹

原文/www.theatlantic.com/health/archive/2023/01/covid-virus-spread-toilets-public-bathrooms/672846/

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