Onderzoek: toilet spettert meer dan gedacht

Wetenschappers van de Universiteit van Colorado Boulder gebruikten lasers om de verspreiding van waterdruppeltjes bij het doortrekken van het toilet nader in kaart te brengen. Bij het doorspoelen van een toilet schieten namelijk vele minuscule druppeltjes – inclusief ziekmakers uit het toiletwater – de lucht in. Het is voor het eerst dat dit effect in beeld is gebracht. ‘Het is schokkender dan verwacht.’

“Als je deze beelden ziet, kijk je nooit meer op dezelfde manier naar het doortrekken van een toilet”, aldus John Crimaldi, natuurkundige aan de Universiteit van Colorado Boulder in de Verenigde Staten. Hij heeft het over plaatjes die hij samen met collega’s schoot en publiceerde in het vakblad Scientific Reports. Ze onthullen iets dat met het blote oog niet zichtbaar is: de wolk van waterdruppeltjes die na het doorspoelen uit de toiletpot omhoogschiet.
Het is een effect waarmee wetenschappers al tientallen jaren bekend zijn. Hoewel toiletten ontwikkeld zijn om hygiëne te bevorderen, hebben ze ook minder frisse kanten. Met het doortrekken verdwijnt ontlasting uit de pot, maar door het klotsende water vliegt ook in tegenovergestelde richting inhoud de directe omgeving in. Dat brengt een risico met zich mee, want in toiletwater bevinden zich uit ontlasting afkomstige ziekmakers. Die kunnen meeliften met zeer kleine druppeltjes – zogeheten aerosolen – die toiletbezoekers vervolgens kunnen inademen. Met name op publieke toiletten kan dit de nodige gezondheidsrisico’s opleveren.

Als een raket
Toch was het niet bekend hoe zo’n wolk zich precies gedraagt. De enige kennis kwam tot nu toe van simulaties en indirecte metingen. Voor Crimaldi en collega’s reden genoeg om afgelopen zomer een toilet in hun laboratorium te plaatsen. Met een speciale meetopstelling – inclusief twee lasers die de druppeltjes beschenen en camera’s die de situatie vastlegden – slaagden de onderzoekers erin de beweging van de ‘doortrekwolk’ in beeld te brengen. Die bewegingen bleken krachtiger dan verwacht. “We dachten dat de aerosolen gewoon omhoog zouden zweven, maar ze schoten eruit als een raket”, zegt Crimaldi. Binnen acht seconden bevonden de druppeltjes zich al op anderhalve meter boven het toilet, waarna de wolk uiteindelijk tot aan het plafond uitdijde. Waar de grotere druppels binnen enkele seconden op de vloer of een oppervlak in de buurt belandden, bleken de kleine aerosolen bovendien minutenlang in de lucht te blijven zweven. Uitgerekend die druppeltjes zijn gevaarlijk, omdat ze na inademing tot diep in de longen kunnen doordringen.

“Een schokkend inzicht”, zegt Daniel Bonn, natuurkundige aan de Universiteit van Amsterdam. Hij is niet betrokken bij de studie, maar onderzoekt in zijn laboratorium met vergelijkbare technieken het gedrag van vloeistoffen. “Op de afbeeldingen zijn meer aerosolen te zien dan ik verwacht had. Dit is een belangrijke observatie voor de volksgezondheid. De beelden maken het probleem inzichtelijk.”

Klep dicht
Bewustwording was dan ook een van de doelen, merkt Crimaldi op. “Door dramatische visuele beelden van dit proces te maken, kan onze studie een belangrijke rol spelen in de berichtgeving over volksgezondheid.” Overigens leverde het onderzoek meer op dan bijzondere plaatjes alleen: het team bepaalde ook de grootte en snelheid van de druppeltjes en de manier waarop ze bewogen. Die informatie kan waardevol zijn bij het verbeteren van toiletten en hygiënemaatregelen, meent Crimaldo. “Dat kun je niet effectief doen zonder te weten hoe de aerosolenwolk zich ontwikkelt en beweegt.”

De onderzoekers benadrukken wel dat er tijdens het experiment alleen water in het toilet zat. De aanwezigheid van ontlasting en toiletpapier kunnen, net als rondlopende mensen, de verspreiding van de wolk verergeren. Daarnaast maakt ook de manier van doorspoelen uit: het team gebruikte een zogenoemde flushometer, die veel voorkomt in openbare toiletten in de Verenigde Staten. Anders dan de in Nederland gebruikelijke stortbak maakt deze methode gebruik van de waterdruk (en niet zwaartekracht).

“Waarschijnlijk maakt de krachtige waterdruk het probleem wat extremer”, zegt Bonn. “Desondanks zullen er ook bij een ‘Nederlands’ toilet, of bij lagere waterdruk, waarschijnlijk nog steeds veel kleine druppeltjes vrijkomen.”Het devies is volgens Bonn dan ook: doe altijd de deksel dicht tijdens het doorspoelen. “Een makkelijke oplossing, maar wel effectief. Er zullen vast nog wat aerosolen onder de deksel doorglippen, maar dat zal verwaarloosbaar zijn.”

Corona op het toilet?
Kun je ziek worden van de aerosolen op het toilet? Met name tijdens de coronapandemie stak deze vraag regelmatig de kop op. Het is immers bekend dat virusdeeltjes in de ontlasting van geïnfecteerden achterblijft – niet voor niks wordt tegenwoordig rioolwater gebruikt om de verspreiding van corona te volgen.
Vooralsnog is het onduidelijk of ‘toiletaerosolen’ ook corona kunnen verspreiden. “Die kans lijkt klein”, zegt Daniel Bonn. “Al is het lastig om dat zeker te weten: we kunnen maar zelden achterhalen waar mensen precies geïnfecteerd zijn geraakt.”

Corona is niet het enige gevaar. Ook andere bacteriën en virussen kunnen lange tijd in het toilet achterblijven – soms wel tientallen spoelbeurten. Met name op openbare toiletten bestaat de kans om ziekmakers, afkomstig uit de ‘grote boodschap’ van vorige toiletgebruikers, via aerosolen in te ademen. Bonn: “Die ziekmakers uit ontlasting, zoals E. coli, zijn niet mals. Voor de algehele hygiëne is het dus goed om rekening te houden met de aerosolenwolk, coronapandemie of niet.”

Bron: Scientific Reports
Beeld: John Crimaldi/University of Colorado Boulder