Een grote pluim bestaande uit minuscule druppeltjes verspreidde zich razendsnel en opmerkelijk ver door de ruimte. “Als je de video’s ziet, denk je nooit meer hetzelfde over het doorspoelen van een toilet.”

Aan het woord is onderzoeker John Crimaldi. Samen met zijn collega’s onderzocht hij wat er allemaal in de rondte spettert als je nietsvermoedend op de doortrekknop drukt. De bevindingen zijn tamelijk verontrustend. Want hoewel je natuurlijk hoopt dat je ‘boodschap’ de toilet in verdwijnt, blijkt er een onverwacht grote pluim juist de lucht in gespuwd te worden. En dat kan de overdracht van ziekteverwekkers vergemakkelijken.

Doorgespoeld toilet
Wetenschappers weten al meer dan zestig jaar dat wanneer een toilet wordt doorgespoeld, niet alle stoffen en vloeistoffen – zoals de bedoeling is – naar beneden worden gezogen. Kleine, onzichtbare deeltjes sproeien juist de andere kant op en komen zo in de lucht terecht. Onderzoekers hadden echter tot voor kort geen idee hoe dergelijke, omhoog gespuwde pluimen er precies uitzien – en hoe ver deze reiken.

Ziekteverwekkers
Toch is het volgens Crimaldi heel belangrijk dat we daar meer inzicht in krijgen. Dat komt omdat deze druppeltjes in theorie bepaalde ziekteverwekkers kunnen bevatten die, wanneer ze door een andere toiletbezoeker worden ingeademd, zich kunnen verspreiden. “Kleine druppeltjes die in de lucht blijven zweven staan bekend als belangrijke vectoren voor de overdracht van ademhalings- en darmaandoeningen,” legt de onderzoeker in gesprek met Scientias.nl uit. “We weten dat menselijke uitwerpselen en urine ziekteverwekkers kunnen bevatten. Bovendien is bekend dat dergelijke ziekteverwekkers tientallen doorspoelbeurten in de toiletpot kunnen blijven steken. Door beter te gaan begrijpen hoe aërosolpluimen op openbare toiletten zich door de ruimte verspreiden, kunnen we mogelijk het risico op blootstelling aan deze ziekteverwekkers minimaliseren.”

Studie
Door middel van experimenten wilden Crimaldi samen met zijn collega’s achterhalen hoe luttele waterdruppeltjes, onzichtbaar voor het blote oog, de lucht in worden geworpen wanneer een openbaar toilet zonder deksel wordt doorgespoeld. Bewapend met groene lasers en camera’s gingen ze aan de slag. Hoewel er eerder onderzoek is gedaan naar de aanwezigheid van rondzwevende deeltjes boven een doorgespoeld toilet, is dit de eerste studie die de resulterende pluim direct visualiseert en de snelheid en verspreiding van de druppeltjes erin meet.

Pluim
De bevindingen, beschreven in het vakblad Scientific Reports, zijn redelijk zorgelijk. Zo ontdekte het team dat de omhoog gespuwde pluim veel groter is dan verondersteld. Kleine druppeltjes blijken met ongekende vaart uit de toiletpot te schieten. De onderzoekers maten snelheden van wel twee meter per seconde. “We hadden verwacht dat deze deeltjes omhoog zouden drijven,” zegt Crimaldi. “Maar in plaats daarvan spoten ze weg als een raket.”


Bekijk in deze video een deel van het uitgevoerde experiment.

Binnen acht seconden wisten sommige druppeltjes zelfs een hoogte van 1,5 meter te bereiken. Grote druppeltjes nestelden zich vervolgens vrij vlug op omringende oppervlakken. Maar kleinere deeltjes (aerosolen van minder dan 5 micron of een miljoenste van een meter) bleven minuten of langer in de lucht hangen. Deze kunnen vervolgens diep in iemands longen doordringen, waardoor ze gevaarlijker worden voor de menselijke gezondheid. “Het doel van een toilet is om effectief ‘afval’ naar beneden, de afvoerpijp in, te verplaatsen,” zegt Crimaldi. “Maar in feite gebeurt het tegenovergestelde. Veel inhoud spuit regelrecht naar boven.”

Verspreiding
Na het doortrekken bewogen de meeste druppeltjes zich naar boven en naar achteren, richting de achterwand, al was hun precieze beweging onvoorspelbaar. De onderzoekers zagen bovendien hoe de pluim helemaal tot aan het plafond rees en vervolgens, omdat het nergens anders heen kon, de verdere toiletruimte in dreef. Crimaldi stond versteld. “Hoewel we uit eerdere studies wisten dat toiletten deeltjes uitstoten, waren we geschokt door de energie die de opwaartse stroom had en hoe snel en ver de druppeltjes zich vervolgens verspreiden,” zegt hij. “Deze opwaartse uitwerping is contra-intuïtief en verontrustend.”


Zowel links als rechts wordt het afgebeelde toilet doorgespoeld. Links is met het blote oog echter niets te zien. Aan de rechterkant visualiseert een krachtige groene laser de aërosolpluim die toch echt ontstaat.

Ziek
Hoe groot de kans is dat je daadwerkelijk van omhoog spattende druppeltjes op een openbaar toilet ziek wordt? “Dat is iets wat een aantal epidemiologen en deskundigen op het gebied van de volksgezondheid bestuderen,” zegt Crimaldi desgevraagd. “In veel gevallen (bijvoorbeeld voor COVID-19) is het risico onzeker en hebben verschillende studies tegenstrijdige resultaten opgeleverd. In het geval van norovirussen lijkt het evident dat er een reëel risico bestaat.”

Deksel
Behalve niet meer naar een openbaar toilet gaan, is er eigenlijk vrij weinig wat je kunt doen om jezelf te beschermen. “Je zou tijdens het doortrekken het deksel kunnen sluiten,” oppert Crimaldi. “Dit vermindert de verspreiding van de pluim enigszins, al elimineert dit het niet helmaal.” Wanneer je het deksel sluit, houdt dit wel enige deeltjes tegen, al ontsnappen er alsnog veel door kleine openingen tussen het deksel en de zitting. Het sluiten van het deksel is echter in veel gevallen simpelweg niet mogelijk. “Veel openbare toiletten zijn er meestal niet mee uitgerust,” aldus Crimaldi.

Nooit meer hetzelfde
Zoals Crimaldi aan het begin al zei denk je na het lezen van dit artikel en het zien van de video’s waarschijnlijk nooit meer hetzelfde over het doorspoelen van een toilet. “Iedereen gebruikt toiletten – en toiletten produceren aërosolpluimen die menselijke ziekteverwekkers kunnen dragen,” vat Crimaldi samen. “De studie benadrukt dan ook de noodzaak om strategieën te ontwikkelen en te testen om deze blootstelling te verminderen.”

Herontwerp
Hoewel de bevindingen uit de studie misschien wat verontrustend overkomen, is het niet de bedoeling van de onderzoekers om ons bang te maken. “We hopen wel dat de pakkende, visuele aard het grote publiek bewust maakt over het bestaan van aërosolpluimen en het mogelijke blootstellingsrisico dat hiermee gepaard gaat,” onderstreept Crimaldi. Bovendien hoopt hij dat de resultaten tevens zullen leiden tot de ontwikkeling van betere en ‘veiligere’ openbare toiletten. “Mogelijk zet het mensen aan om de toiletpot of het doorspoelmechanisme te herontwerpen, om zo de vorming van pluimen te voorkomen,” zegt hij. “Als alternatief kunnen nieuwe ventilatiesystemen of UV-desinfectiesystemen worden ontworpen om het risico op overdracht van ziekteverwekkers te verminderen.”

En daarom zijn de misschien wat zorgwekkende beelden toch noodzakelijk. “Geen van bovenstaande verbeteringen kunnen effectief worden uitgevoerd zonder te weten hoe de aërosolpluim zich ontwikkelt en hoe deze beweegt,” legt Crimaldi uit. “Het zien van deze onzichtbare pluim is echt een game-changer.”