A szennyvíz epidemiológia a fertőző betegségek előfordulásának vagy a vegyszerhasználat szennyvízelemzésen alapuló becslési módszereinek általános kifejezése . A kutatást a csatornákból a tisztítóberendezésekbe jutó szennyvíz kémiai és biológiai markerek koncentrációjának meghatározásával végzik a felhasznált kórokozók vagy vegyszerek számának felmérése érdekében. Az elemzés eredményeit összevetik a szennyvizet termelő populáció méretével, és felmérik a vizsgált tényező prevalenciáját. A szennyvíz epidemiológiai elemzését eredetileg a gyermekbénulás kimutatására fejlesztették ki , de később hasznosnak bizonyult a kábítószer- használat nyomon követésében , és a COVID-járvány kitörésével a koronavírus terjedésének felmérésére is felhasználták . A szennyvíz-epidemiológiai technikák kutatása interdiszciplináris jellegű, az analitikai kémia, mikrobiológia és virológia szakértői mellett szennyvízkezelési és epidemiológiai szakembereket is bevonnak [1] .
A polio- fertőzöttek tényleges számának becslése a betegség természetéből adódóan komoly nehézségeket okozott: a gyermekbénulás fertőző és nagyon veszélyes lévén gyakran tünetmentes, vagy összetéveszthető más betegségekkel. A fertőzöttek számának becslése a háztartási szennyvíz elemzésével kiderült, az első kísérleteket 1940-1945-ben végezték az USA -ban , a poliovírus jelenlétét New York , Chicago és más városok csatornáiban . tanulmányozták [2] .
A technikát továbbfejlesztették, és 1984-ben a finnországi 10 gyermekbénulásos eset alapján a szennyvíz alapos elemzését elvégezték. Az elemzés eredményei lehetővé tették a járvány valós mértékének 100 000 fertőzöttre való becslését, ezt követően pedig egyetemes oltási kampány indult , amely 1984-1985 között folytatódott, és véget vetett a járványnak [3] .
2001-ben megjelent egy ötlet a szennyvízelemzés lehetőségéről a tiltott anyagok használatának felmérésére . Egy ilyen módszer megkerülné azt a személyes tényezőt, amely megakadályozta a felmérések segítségével megbízható adatok megszerzését. Az első gyakorlati tanulmány a felvetett ötlet alapján 2005-ben készült Olaszországban , a kokainhasználat elemzésével . Aztán más országokban is készültek hasonló vizsgálatok, némelyikben állandósult a monitorozás, bővült a nyomon követhető anyagok listája [1] .
2010-re a szennyvízelemzést az emberek létfontosságú tevékenységének biokémiai paramétereinek rendszeres anonim elemzésének fontos eszközeként ismerték el, és a Kábítószer és Kábítószer-függőség Európai Megfigyelőközpontja (EMCDDA) , a Szennyvízelemzési CORe csoport európai egyesületének támogatásával. Európa (SCORE) megszervezésére került sor . Az egyesület a szennyvíz epidemiológiájával foglalkozó független laboratóriumokat tömörítette az erőfeszítések összehangolása, valamint a közös szabványok és kutatási protokollok kidolgozása érdekében. Megalakulása óta a SCORE rendszeresen végzett felméréseket az európai kábítószer-használatról, és az EMCDDA rendszeres jelentései részeként tette közzé azokat [4] .
A szennyvíz-epidemiológiai módszerek alkalmazását ígéretesnek ítélték a jelentősebb fertőző betegségek terjedésének nyomon követésére, és szóba került a biomarkerek lehetséges halmaza. 2020-tól csak a gyermekbénulás területén végeztek szisztematikus monitorozást, más fertőzéseken nem volt elegendő munka [5] .
A COVID-világjárvány kitörésével a szennyvízmonitorozást sikeresen alkalmazták a járvány mértékének felmérésére az Egyesült Államokban, az első kísérletek 2020-ban kezdődnek. 2022-től a CDC (US Centers for Disease Control and Prevention) a szennyvíz-monitorozást a koronavírus -fertőzésről szóló adatok pontos független forrásának tekinti [6] .
A szennyvíz megbetegedésének vagy szerhasználati szintjének felmérésére a háztartási szennyvízben lévő kórokozók vagy anyagok szintjének kvantitatív mérése, majd az egy főre jutó átlagos kórokozó vagy szerhasználat mértéke a tisztítómű által kiszolgált területen. számításokkal számítják ki [7] .
Az információgyűjtés és -feldolgozás általában a következő lépéseket tartalmazza:
A biomarker-vályúk pontossága, különösen a fertőző betegségek elleni védekezés szempontjából, a laboratóriumi módszerek javulásával javult. Az 1960-as években 250 lakosra jutó 1 gyermekbénulás kimutatását tekintették küszöbértéknek, 2001-ben 10 000 főre jutó érzékenységet mutattak ki, 2021-től pedig 1 fertőzött volt 100 000 főre [1] .
Történelmileg a poliovírus volt az első célpontja annak a szisztematikus erőfeszítésnek, hogy kimutatják jelenlétét a szennyvízben. A járványkitörések proaktív felderítése és megelőzése terén számos országban elért haladás a WHO ajánlásainak kidolgozásához vezetett a vírus terjedésének rutinszerű ellenőrzésére. Az ajánlások 2003-ban jelentek meg speciális WHO-dokumentumként, és a világ legtöbb országában alkalmazzák kormányzati programok szintjén [8] . 2019-től a megtett intézkedéseknek köszönhetően a poliovírus szinte mindenhol megszűnt, a vad PV-1 poliovírussal való fertőzés veszélye csak Afganisztánban és Pakisztánban maradt fenn [9] .
A szennyvízelemzési módszereket a COVID-járvány első napjai óta alkalmazzák az Egyesült Államokban [1] . Az elemzések az eredmények nagy megbízhatóságát és megismételhetőségét bizonyították, 2020 szeptemberében az Egyesült Államok Betegségellenőrzési és Megelőzési Központjának részeként megszervezték az Országos Szennyvízfelügyeleti Rendszert, az NWSS -t . 2022 elejétől az NWSS által gyűjtött adatok fontos független információforrásnak számítottak a koronavírus egyesült államokbeli terjedésével kapcsolatban [10] .
Bár a szennyvízszabályozás módszerét már több tucat pszichoaktív kábítószer esetében is sikeresen tesztelték, a kutatás szempontjából öt elsődleges fontosságú gyógyszer a következő: MDMA , kokain , amfetamin , metamfetamin és marihuána [11] [4] .
A szennyvízkutatás jogi státusza meglehetősen legitimnek tűnik, ha nagy területről gyűjtött mintákat elemeznek. A minták földrajzi hivatkozásának negyedre vagy különálló háztartásra szűkítése esetén jogi összeütközés lehetséges, mivel a törvény az ilyen elemzést keresésként értelmezheti . A negyedik kiegészítés értelmében különösen az Egyesült Államokban elfogadhatatlan a megfelelő szankció nélküli átkutatás , más országok jogszabályaiban is vannak hasonló szabályok. A kutatók ugyanakkor megjegyezték, hogy ha szükséges a veszélyes fertőző betegségek azonosítása és terjedésének megakadályozása, az ilyen szankciók meglehetősen indokoltak, és nagy valószínűséggel meg is lesznek [12] .
A szennyvíz-epidemiológiai technikákkal kapcsolatos kutatások eredményeinek nyilvánosságra hozatalának etikai kérdései sokféle társadalmi vonatkozással járhatnak a kutatási alanyok számára. Különösen egy iskola vagy diákkampusz szennyvizéről szóló tanulmány kedvezőtlen eredményeinek közzététele okozhat jelentős hírnevet, és a büntetés-végrehajtási intézetek csatornáiról szóló tanulmány eredményei a rendszer szigorításának alapjává válhatnak. foglyok számára. Az európai szennyvízelemzési CORe csoport (SCORE) szövetség 2016 márciusában keretdokumentumot fogadott el a szennyvíz-epidemiológiai technikák etikai kutatásának alapjairól annak érdekében, hogy egységesítse a megközelítést ezen a területen [13] .