8일(현지시간) 미국 볼더 콜로라도대학 공학 연구팀은 변기 물을 내릴 때 밖으로 튀어 오르는 비말의 움직임을 분석해 과학 저널 ‘사이언티픽 리포트’에 발표했다.
변기 물을 내릴 때 비말이 튀어 대장균과 노로바이러스 등 다양한 병원균을 옮길 수 있다는 사실은 60여 년 전 확인된 바 있다. 이 비말을 시각화한 것은 이번 연구가 처음이다.
연구팀은 북미 지역의 공중 화장실에서 흔히 볼 수 있는 뚜껑 없는 실린더 플러시형 변기를 실험 대상으로 정했다. 이후 녹색 레이저와 카메라를 통해 변기 밖으로 나오는 비말의 속도·방향 등을 관찰했다.
실험 결과, 비말은 초속 2m로 분출돼 8초 이내에 1.5m 높이에 도달했다. 비말 중 무거운 것은 수초 내에 표면에 가라앉았지만 5 ㎛(마이크로미터·1㎛=100만분의 1m)보다 작은 입자는 공중에 수 분간 떠다녔다. 비말은 주로 위로 분출돼 뒤쪽 벽으로 향했는데, 일부는 실험실 천정까지 도달한 뒤 방 안으로 확산했다.
실험은 변기 안에 대변이나 화장지 등이 없는 상태에서 물만 내려보는 방식으로 진행됐다. 이에 실제 공중 화장실 환경에서는 비말 문제가 더 심각할 것으로 예측됐다.
연구팀은 변기가 배설물을 효율적으로 제거하기 위해 개발됐지만 정작 이런 목적과는 정반대로 많은 내용물을 밖으로 내뿜고 있다고 지적했다.
연구 논문의 주요 저자인 존 크리말디 교수는 “사람들이 화장실 변기에서 비말이 분출된다는 것을 알고는 있지만 이를 본 적은 없다”며 “우리는 입자가 그냥 떠오를 것이라고 예상했지만 로켓처럼 나왔다”고 밝혔다.
이어 “이번 연구는 변기 물의 비말이 사람들이 알고있는 것보다 훨씬 더 강하게 분출되고 확산한다는 점을 보여준다”며 “실험 동영상을 한번 보면 이전처럼 변기 물을 내릴 생각을 하지 않을 것”이라고 강조했다.
연구팀은 연구 결과를 통해 전문가들이 환기 시설이나 변기 설계 등 공중 화장실에서 병원균 노출을 줄일 방안을 마련할 수 있을 것으로 전망했다.
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