VITATOX: ČISTÁ VODA - ZDRAVÉ MĚSTO Využití epidemiologického přístupu k odpadním vodám jako zdroje informací o chování populace

Význam tématu

Analýza komunálních odpadních vod představuje cenný zdroj informací o zdravotním stavu a chování obyvatel bez nutnosti individuálních dotazníků či klinických odběrů. Metoda epidemiologie odpadních vod (WBE) umožňuje sledovat spotřebu nelegálních drog, tabáku, alkoholu či výskyt patogenů v reálném čase a stala se významným nástrojem pro veřejné zdraví, prevenci a environmentální monitoring.

Cíle a přehled studie

Cílem projektu VÚV TGM bylo vyvinout a validovat analytické metody pro stanovení širokého spektra biomarkerů v odpadních vodách hlavního města Prahy v letech 2018–2019 a pilotně ověřit detekci RNA viru SARS-CoV-2 v roce 2020. Studie zahrnovala odběry na šesti profilech, zpracování sociodemografických dat a tvorbu mapových vrstev spotřeby látek.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky se odebíraly v pravidelných intervalech (každé 4 nebo 8 dnů) jako kompozitní vzorky. Pro stanovení syntetických drog, nikotinových a alkoholových metabolitů byla použita kapalná chromatografie spojená s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC-MS/MS) po extrakci do pevné fáze (SPE). Detekce SARS-CoV-2 probíhala pomocí kvantitativní PCR v reálném čase (RT-qPCR) po koncentraci virové RNA.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza nelegálních drog ukázala rozdíly mezi všedními a víkendovými dny, například u MDMA nebo amfetaminu. Monitoring nikotinu (kotinin, trans-3-hydroxykotinin) vykazoval velmi dobrou shodu s oficiálními statistikami o kouření. Roční odnosy ethylsulfátu korelovaly s očekávanou spotřebou alkoholu. V pilotním monitoringu SARS-CoV-2 bylo z 112 vzorků pozitivních 11 %, přičemž pozitivita se objevila i na menších čistírnách odpadních vod.

Přínosy a praktické využití metody

WBE nabízí rychlou a anonymní detekci změn ve spotřebě látek a výskytu patogenů. Umožňuje cílené zásahy ve veřejném zdraví, plánování preventivních opatření a dlouhodobý monitoring environmentálních a sociálních rizik. Mapové vrstvy spotřeby doplňují rozhodovací proces v městské infrastruktuře a zdravotní politice.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj WBE směřuje k monitorování antibiotik, perzistentních organických kontaminantů a dalších patogenů, zdokonalení prostorového rozlišení a automatizaci odběru. Klíčová je mezinárodní výměna dat, standardizace metodik a zohlednění etických a legislativních rámců.

Závěr

Projekt VÚV TGM potvrdil robustnost a spolehlivost přístupu WBE pro Prahu. Vyvinuté metody, pravidelný monitoring a vytvořené mapové vrstvy představují efektivní nástroj pro sledování zdraví a životního stylu populace s vysokým potenciálem dalšího uplatnění.

Použitá instrumentace

kapalná chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC-MS/MS), extrakce do pevné fáze (SPE), kvantitativní PCR v reálném čase (RT-qPCR)

Reference

• Daughton C.G., Ternes T.A. 1999. Pharmaceutical and personal care products in the environment: Agent of subtle change?. Environ Health Perspect 107:907–938.
• Daughton C.G. 2001. Illicit drugs: contaminants in the environment and utility in forensic epidemiology. Rev Environ Contam Toxicol 210:59–110.
• Choi P.M. et al. 2018. Wastewater-based epidemiology biomarkers: Past, present and future. TrAC Trends Anal Chem 105:453–469.
• Castiglioni S. et al. 2014. A novel approach for monitoring tobacco use in local communities by wastewater analysis. Tob Control 24(1):38–42.
• Mackuľak T. et al. 2015. National monitoring of nicotine use in Czech and Slovak Republic based on wastewater analysis. Environ Sci Pollut Res 22(18):14000–14006.
• Reid M.J. et al. 2011. Analysis and interpretation of specific ethanol metabolites, ethyl sulfate and ethyl glucuronide in sewage effluent for the quantitative measurement of regional alcohol consumption. Alcohol Clin Exp Res 35(9).
• Kasprzyk-Hordern B. et al. 2019. Wastewater-based epidemiology for public health monitoring. Water Sewerage J 4:25–26.