De ene bubbel is de andere niet. Bubbels die vormen in water met bacteriën verschillen van belletjes in schoon water. De bacteriebubbels blijven langer intact dan bubbels in schoon water. En ze spatten uiteen in meer en kleinere druppeltjes. Daardoor raken bacteriën, waaronder ziekteverwekkers, beter verspreid in de lucht.
Besmet water zorgt voor de overdracht van ziekteverwekkers zoals Legionella (veroorzaker van luchtweginfectie) en Clostridium difficile (veroorzaker van darminfecties). Die schadelijke bacteriën kunnen ook in de lucht terecht komen. Minuscule druppeltjes die ontstaan als belletjes in besmet water uiteenspatten kunnen lang blijven zweven en ingeademd worden. Deze overdracht van water naar lucht komt veel voor bij onder ander zwembaden, (openbare) toiletten en afvalwaterzuiveringen. De bubbels ontstaan bij geklots of gespetter.
‘Einstein liep als theoreticus vast op de nieuwe bevindingen’
Toen de Nederlandse natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes iets geks ontdekte over supergeleiding, was dit onder veel fysici het gesprek van de dag. Maa ...
Verdampende bubbels
Onderzoeker van de Amerikaanse technische universiteit MIT bliezen belletjes van een paar millimeter groot in schoon water en in water met E. coli bacteriën. Met een hogesnelheidscamera legden ze vast hoe de wand van de bubbels steeds dunner wordt tot ze uit elkaar spatten in druppeltjes. De bubbels die aan het oppervlak van het schone water ontstaan, blijven maximaal tien seconden bestaan voor ze uit elkaar spatten. De bacteriebubbels blijven daarentegen tachtig seconden intact.
Bovendien gebeurde er na dertig seconden iets geks. De wand van de bubbel wordt veel sneller dunner dan in de eerste tientallen seconden. De onderzoekers schrijven dat dit komt doordat de verdamping dan de overhand krijgt, terwijl het dunner worden daarvoor vooral kwam door het terugstromen van het water.
De dunne bubbels spatten uiteen in tien keer meer en tien keer kleine druppeltjes dan de bubbels van schoon water. Die spatten eerder uit elkaar wanneer ze nog een dikkere schil hebben. Ook vliegen de kleine, lichte druppeltjes sneller door de lucht waardoor ze zich nog beter en verder kunnen verspreiden.
Bacteriesap
De bacteriën zorgen er dus voor dat de fysische eigenschappen van het water veranderen. Daardoor blijven de bubbels langer bestaan en wordt hun wand dunner. Dat doen ze door een stof uit te scheiden die de oppervlaktespanning vermindert. Die stof heeft hetzelfde effect op het schone water als wasmiddelen, die daardoor zeepbellen veroorzaken.
Om te achterhalen of het de bacteriën zelf waren of hun uitgescheiden stoffen, filterden de onderzoekers de bacteriën uit het water. ‘Bacteriën leven, en net als andere levensvormen produceren ze afval’, zegt Lydia Bourouiba, universitair docent bij MIT. ‘Die afvalsappen blijken te reageren met het oppervlak van de bubbels. Dat zagen we toen we de organismen scheidden van hun sappen.’
Het effect van de bacteriesappen op de oppervlaktespanning zorgt er uiteindelijk voor dat de bubbels van een paar millimeter uit elkaar barsten tot honderden druppeltjes van een paar micrometer die met 36 kilometer per uur die lucht in schieten. ‘Zo zorgen de bacteriën dat ze over een groot gebied verspreid raken’, zegt Bourouiba. En dat iets om rekening mee te houden bij besmet water.