2
| 本文作者： 不知 | 2015-04-13 09:35 |
Newsha Ghaeli 最近會下到下水道里，從奔流的下水道水流中抓起軟管。在拉起軟管的時候，她會發現有一團廁紙掛在軟管頭上來回晃悠，還有幾滴臟水濺到了她暴露在面具外的頭發上。這時一名馬薩諸塞州坎布里奇市環衛工人安慰她：“一點點臟東西，沒事。”
Ghaeli 是一名建筑師，也是MIT的研究員。從最近一段時間開始，她負責一項從東坎布里奇街區下水道中進行 24 小時取樣的任務。該團隊每過一個小時就會從下水道中抽取半升污泥。
這個團隊正在為一個雄心勃勃的項目打基礎，該項目希望能通過追蹤某一城市居民的生物和化學廢物，來了解整個城市的健康狀況。最終，他們將在下水道里放置自動取樣器，讓坎布里奇市的下水道變成“智能下水道”，該市的公共衛生官員也能借此研究全市的公共微生物群。
該項目的研究主管 Yaniv Jacob Turgeman 表示：“本項目希望能尋找到與我們日常生活方式相關的污水模式。我們希望這項目能為公共衛生部門提供有意義的可實施的洞見。”
這一項目的代號為“地下世界”（Underworlds），獲得了美國政府 400 萬美元的撥款支持，也受到了坎布里奇市的歡迎。坎布里奇市環境衛生局長 Sam Lipson 說道：“如果能以更接近實時的速度獲得信息，就能聚集資源，在問題惡化之前解決它。公共衛生部門以前通常無法獲得這類指標。”
在過去，這種“下水道傳染病學”主要用于監測人口級別的非法藥物使用趨勢。比如，歐洲最近對歐洲大陸 42 個城市的下水道污水進行了研究，發現大城市的人最喜歡在周末使用可卡因等毒品，而大麻和冰毒的使用在全部 42 個城市中貫穿整周。
該團隊也會測試藥物（非法藥物和處方藥），但他們打算更進一步。這個由計算微生物學家 Eric Alm 和建筑師、工程師 Carlo Ratti 領導的計劃將甄別流感、諾瓦克等病毒，以偵測坎布里奇市突發疫情的早期跡象。他們還會對細菌 DNA 進行測序，以識別食源性致病菌。他們還會尋找生物標志物，即人體健康和疾病諸多方面的生化指標。
率先提出用下水道污水追蹤社區健康想法的美國環保局化學家 Christian Daughton 說道：“MIT的這個項目目標非常大，也很超前。如果這個項目取得成功，將對快速廉價地實時監測公共健康產生重大影響。”
這些研究人員還有許多取樣方面的問題需要考慮。全天取樣應該能確定一天中獲取最強人類信號的時間點。Alm 解釋道：“我們主要想獲得沖馬桶的水，而不是雨水、洗澡水或廚房污水。”
下一階段將更加自動化。Ratti 和他在MIT感知城市實驗室的團隊目前正在設計下水道井蓋大小、跟人腿一樣高的機器人，讓它們在下水道中取樣。通過使用一款定制的智能手機應用，研究人員們可以遠程控制機器人取樣，并將數據傳輸到一個詳盡的下水道取樣信息系統中。這些機器人的功能主要是收集，不過研究人員們希望能嵌入測量溫度、水流和其他參數的傳感器。
他們計劃在未來幾個月里到坎布里奇市的 10 處地點測試這些機器人，以便了解全城各個地方的污水信號。在今年晚些時候，他們還會在科威特設置一個類似的平臺。參與這一項目的威斯康星大學密爾沃基分校微生物生態學家 Ryan Newton 說道：“科威特項目的規模相當驚人。他們將對本國人口的變化有非常好的了解。”
超過三分之一的科威特兒童超重。科威特公共衛生官員感興趣的是，下水道污水是否能幫助衡量專為防止肥胖設計的新政策的影響。這一想法源于 Newton 今年 2 月在 mBio 期刊上發表的一項研究。Newton 及其同事在一年中分析了美國 31 個州中 71 個城市的污水處理廠的水樣。由于腸道細菌組合與健康密切相關，Newton 的團隊能以近 90% 的精度預測某個微生物群落所屬的城市的居民是否超重。如果能從科威特獲得足夠多的長期數據，污水分析就能發現某項公共衛生政策是否對人們的代謝健康產生影響。
類似的項目正在全世界范圍內加緊進行。紐約大學生物學家 Jane Carlton 將在 6 月舉辦的 Microbes In The City（城市微生物）會議上參加討論。她和她的同事們正在從事一個為期兩年的項目，描繪紐約下水道污水中細菌、病毒和單細胞原生生物的特征。Carlton 也在考慮在上海開展一個下水道污水取樣項目進行對比。
Alm 表示，“下水道微生物學”的可能性無限，關鍵是要知道哪些可能性可行。他說道：“我們利用這一平臺可以做非常多事情。把它建設好就知道哪些可行了。”
via ieee
雷峰網原創文章，未經授權禁止轉載。詳情見轉載須知。
