Οι αποχετεύσεις ή οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων μπορούν να παρέχουν δεδομένα σχετικά με το ξέσπασμα σχεδόν σε πραγματικό χρόνο καθώς συλλέγουν συνεχώς ανθρώπινα υγρά που ρίχνονται από μολυσμένο πληθυσμό. Η ανίχνευση λυμάτων σε πραγματικό χρόνο μπορεί να γίνει όσο το δυνατόν νωρίτερα για να περιοριστεί η κυκλοφορία του τοπικού πληθυσμού, προσπαθώντας να ελαχιστοποιήσει την εξάπλωση των παθογόνων και την απειλή για τη δημόσια υγεία
Η συνεχιζόμενη παγκόσμια πανδημία της νόσου του κορανοϊού 2019, που προκαλείται από σοβαρό σύνδρομο οξέος αναπνευστικού κοροναϊού 2 (SARS-CoV-2), έχει κηρυχθεί ως έκτακτης ανάγκης δημόσιας υγείας διεθνώς (ΠΟΥ, 2020)
Αρκετές ερευνητικές μελέτες σε όλο τον κόσμο έχουν επιβεβαιώσει ότι το ριβονουκλεϊκό οξύ SARS-CoV-2 (RNA) έχει ανιχνευτεί σε κόπρανα όχι μόνο συμπτωματικών αλλά και ασυμπτωματικών ασθενών. Έχει επίσης δει ότι οι αποχετεύσεις ή οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων (STPs) μπορούν να παρέχουν δεδομένα εστίας σχεδόν σε πραγματικό χρόνο επειδή συλλέγουν συνεχώς ανθρώπινα υγρά που ρίχνονται από μολυσμένο πληθυσμό.
Επομένως, η επιδημιολογία με βάση τα λύματα (WBE) είναι μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για την κατανόηση του επιπολασμού των ιών σε οποιονδήποτε πληθυσμό λεκάνης απορροής (WWTP).
Μια πυκνοκατοικημένη χώρα, όπως η Ινδία, θα απαιτεί συνεχή επαγρύπνηση για να περιέχει καυτά σημεία μόλυνσης Covid-19, εκτός εάν και έως ότου αποδειχθεί ότι ένα εμβόλιο είναι αποτελεσματικό ή αν επιτευχθεί ανοσία κοπαδιών, για την καταπολέμηση της εξάπλωσης του SARS-CoV-2 Η ανίχνευση λυμάτων σε πραγματικό χρόνο μπορεί να γίνει όσο το δυνατόν νωρίτερα για να περιοριστεί η κυκλοφορία του τοπικού πληθυσμού, προσπαθώντας να ελαχιστοποιήσει την εξάπλωση των παθογόνων και την απειλή για τη δημόσια υγεία.
Αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει τον έγκαιρο προσδιορισμό του κατά πόσον υπάρχουν φορείς Covid-19 (τόσο ασυμπτωματικοί όσο και συμπτωματικοί) σε μια περιοχή που να επιτρέπει προληπτικά μέτρα όπως ταχεία διαλογή και καραντίνα, ακόμη και πριν από τη δοκιμή των κατοίκων αυτής της πόλης.
Στην Ινδία, η πανδημία αυξήθηκε σταθερά από τον Απρίλιο του 2020 και κορυφώθηκε στα μέσα Αυγούστου 2020. Οι σωρευμένες επιβεβαιωμένες περιπτώσεις έχουν μειωθεί σημαντικά προς το παρόν.
Αρκετές ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο ανέφεραν την ανίχνευση νέου κοροναϊού SARS-CoV-2 σε λύματα. Στην Ελβετία, οι ερευνητές της École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), σε συνεργασία με το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Υδατικής Επιστήμης και Τεχνολογίας (EAWAG) για τη δειγματοληψία και ανάλυση λυμάτων ανέπτυξαν μια μελέτη τον Μάρτιο του 2020, η οποία λειτουργεί ως προειδοποιητικό σήμα για την εξάπλωση του SARS-CoV-2 σε κοινότητες. Ομοίως, τον Απρίλιο του 2020, η δειγματοληψία λυμάτων σε μεγαλύτερο Παρίσι (Γαλλία) για περισσότερο από ένα μήνα, οι ερευνητές εντόπισαν αύξηση και πτώση των νέων συγκεντρώσεων κοροναϊού που αντιστοιχούν στο σχήμα της επιδημίας SARS-CoV-2 στην περιοχή.
Άλλοι ερευνητές ανέφεραν επίσης την ανίχνευση νέου κορανοϊού SARS-CoV-2 σε λύματα σε χώρες όπως: Αυστραλία (Ahmed et al, 2020), Κύπρος (Michael-Kordatou et al, 2020), Ιρλανδία (Cahill et al, 2020), Ιταλία (La Rosa et al, 2020), Ιαπωνία (Haramoto et al, 2020), Νότια Αφρική (Street et al., 2020), Κάτω Χώρες (Dutch Water Sector, 2020), Ισπανία (Chavarria-Miró et al, 2020), ΗΠΑ (Peccia et al και Hart & Halden et al, 2020) και Ινδία (Kumar et al και Arora et al., 2020).
Για την αποτελεσματική διάδοση των γνώσεων που δημιουργούνται από τις τρέχουσες ερευνητικές προσπάθειες και για την ενίσχυση της συνεργασίας σε παγκόσμια κλίμακα για την επιδημιολογία SARS-CoV-2 με βάση τα λύματα, υπάρχουν διάφορες συνεχιζόμενες πρωτοβουλίες όπως η Κοινή Πρωτοβουλία NORMAN – SCORE της Ευρωπαϊκής Ένωσης (Ανάλυση λυμάτων CORe group Europe) (score-cost.eu/), COVID-19 WBE Collaborative (covid19wbec.org/), Biobot Analytics (biobot.io/), NSF Research Coordination Network (RCN) (sites.nd.edu/rcn- wastewater-sarscov2 /), COVIDPoops19 (https://twitter.com/COVIDPoops19?s=20), Global Water Pathogen Project (GWPP) (waterpathogens.org/) και άλλα.
Στο IIT Gandhinagar της Ινδίας, οι Kumar et al, 2020, για πρώτη φορά, ανίχνευσαν την παρουσία τριών γονιδίων SARS-CoV-2 (ιός ORF1ab, N και S) στα λύματα. Τα δείγματα συλλέχθηκαν τον Μάιο του 2020 από το Old Pirana WWTP στο Ahmedabad (Gujarat) για να κατανοήσουν την εφαρμογή της παρακολούθησης WBE στην Ινδία.
Το WWTP έχει χωρητικότητα 106 MLD που λαμβάνει απόβλητα πολιτικού νοσοκομείου για τη θεραπεία ασθενών Covid-19. Ο αριθμός των αντιγράφων γονιδίων βρέθηκε συγκρίσιμος με αυτόν που αναφέρεται στα μη επεξεργασμένα απόβλητα της Αυστραλίας, της Κίνας και της Τουρκίας και χαμηλότερος από τον αριθμό των ΗΠΑ, της Γαλλίας και της Ισπανίας. Μια παρόμοια μελέτη πραγματοποιήθηκε από ερευνητές του Ινστιτούτου Βιοτεχνολογίας του Δρ B Lal (Rajasthan) με δείγματα από λύματα νοσοκομείων καθώς και από WWTP του Τζαϊπούρ, το οποίο αποτελεί πανδημικό hotspot (κόκκινη ζώνη) από τον Απρίλιο του 2020.
Για να αναλύσει την παρουσία του SARS-CoV-2 στα κοινοτικά λύματα διαφορετικών λεκανών απορροής στην πόλη Chennai της Ινδίας, μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον Chakraborty et.al από το Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας SRM, Mu Gamma Consultants Pvt Ltd (MGC) και Το Ινστιτούτο Ενέργειας και Πόρων (TERI) εφάρμοσε από κοινού μια εντατική μελέτη παρακολούθησης λυμάτων, η πρώτη του είδους του στη νότια περιοχή της Ινδίας.
Η μελέτη περιελάμβανε έρευνα μερικού κλειδώματος και μετά το κλείδωμα κατά μήκος των σημείων απόρριψης λυμάτων στο ιμάντα Adayar και Cooum Riverine που ρέει μέσω της πυκνοκατοικημένης περιοχής του Chennai για να αναπτύξει μια έγκαιρη εξάπλωση του Covid-19 σε κοινότητες κατά τη διάρκεια μερικών και μετά το κλείδωμα περιόδους το 2020. Αυτή η μελέτη έδωσε ενδιαφέρουσες πληροφορίες για την ενημέρωση των πολιτικών δράσεων.
Η μελέτη παρακολούθησης λυμάτων στο Chennai έχει τη δυνατότητα αναπαραγωγής σε άλλες πόλεις της Ινδίας, όπως το Δελχί, καθώς και την αναβάθμισή της για μεγαλύτερες γεωγραφικές περιοχές που καλύπτουν μεγάλο πληθυσμό. Επίσης, θα μπορούσε ενδεχομένως να είναι μια από τις βάσεις για επιστημονικά ενημερωμένες αποφάσεις για την εφαρμογή στρατηγικών παρέμβασης στη δημόσια υγεία σύμφωνα με νομικά και ηθικά ζητήματα στην Ινδία.
Προς το παρόν, το Δελχί διαθέτει 41 Εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων (STP) με αθροιστική ικανότητα επεξεργασίας 3,149 MLD. Από τα 41 STP, 32 STP (2.775 MLD) είναι λειτουργικά και 9 STP (373 MLD) δεν λειτουργούν. Επίσης, το 75% της ρύπανσης οφείλεται σε τρεις μεγάλους αγωγούς (Najafgarh, συμπληρωματικός και Shahdara) από όλους τους αγωγούς που πέφτουν στον ποταμό Yamuna. Λαμβάνοντας υπόψη το τρέχον σενάριο διαχείρισης λυμάτων του Δελχί, μια μελέτη παρακολούθησης λυμάτων (παρόμοια με εκείνη που πραγματοποιήθηκε από τους SRM IST, MGC και TERI στο Chennai)
Κεφάλαιο για την παρακολούθηση του ιού SARS-CoV-2 στα δείγματα λυμάτων από μεγάλες αποχετεύσεις που πέφτουν στον ποταμό Yamuna και επιλέξτε STP.
Τα πλεονεκτήματα της παρακολούθησης των λυμάτων στο Δελχί θα περιλαμβάνουν την παρακολούθηση δειγμάτων λυμάτων από εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων και μεγάλες αποχετεύσεις του ποταμού Yamuna στο Δελχί μπορούν να βοηθήσουν στην εκτίμηση του αριθμού των μολυσμένων ατόμων και, ως εκ τούτου, να παράσχουν ισχυρά επιστημονικά στοιχεία για τη λήψη ενημερωμένων αποφάσεων στην πολιτική. επίπεδο.
Αυτός είναι ένας πρώιμος, οικονομικά αποδοτικός, αμερόληπτος δείκτης σε επίπεδο κοινότητας για την παρουσία του Covid-19 και των «hot-spot» μέσα σε μια κοινότητα. Θα υποστηρίξει αποφάσεις μετριασμού των κινδύνων για τις κοινότητες και θα καθοδηγήσει αποφάσεις σχετικά με το πού και πότε θα επιβάλουν ή θα χαλαρώσουν πιο στοχοθετημένους περιορισμούς στην κίνηση και τη δραστηριότητα. Θα βοηθήσει στην προειδοποίηση ασυμπτωματικών λοιμώξεων στην κοινότητα μέσω του εντοπισμού λυμάτων σε πραγματικό χρόνο.
Θα είναι πολύ χρήσιμο για την τοποθέτηση πόρων και την ενεργοποίηση δημόσιων δράσεων για βελτιωμένα αποτελέσματα υγείας. Θα προειδοποιήσει επίσης τα δευτερόλεπτα και τα επόμενα κύματα, και θα αναπτύξει την ετοιμότητα για ξέσπασμα άλλων πανδημιών στο μέλλον.
Για την παρακολούθηση της αναβίωσης του Covid-19, εφαρμόζονται εθνικά προγράμματα παρακολούθησης λυμάτων σε διάφορες χώρες όπως οι ΗΠΑ, η Φινλανδία, η Γερμανία, οι Κάτω Χώρες και το Πακιστάν. Το ίδιο μπορεί να προγραμματιστεί και για την Ινδία. Στο παρελθόν, το WBE είχε διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην εξάλειψη της πολιομυελίτιδας το 2011 στην Ινδία, και επί του παρόντος, η επιτήρηση των λυμάτων συνεχίζεται σε 52 WWTP και σε μη ελεγχόμενες περιοχές απορροής για την ανίχνευση του ιού πολιομυελίτιδας.
Αυτό το δίκτυο παρακολούθησης μπορεί να είναι ένας βιώσιμος πόρος για την ανίχνευση του SARS-CoV-2 στα λύματα της χώρας, συμπεριλαμβανομένης της εθνικής πρωτεύουσας Δελχί.
Υπάρχει ανάγκη προσδιορισμού των βασικών ζητημάτων και προκλήσεων που σχετίζονται με την ανάπτυξη επικυρωμένων μεθοδολογικών πρωτοκόλλων για την ποσοτική ανάλυση του SARS-CoV-2 σε λύματα.
Τα δεδομένα που παράγονται από το σύστημα παρακολούθησης λυμάτων SARS-CoV-2 στο Δελχί θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να δείξει έναν χάρτη πορείας για την παρακολούθηση ασθενειών, την εντατικοποίηση των δοκιμών, την επανεισαγωγή δημόσιων παραγγελιών που σχετίζονται με κοινωνικές αποστάσεις ή καραντίνες (εάν χρειάζεται), και ακόμη και την άρση των περιορισμών μία φορά επιβεβαιώνεται η διακοπή της λοίμωξης.
(Η Paromita Chakraborty είναι Αναπληρώτρια Καθηγήτρια, Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας SRM και η Girija K Bharat είναι διευθύντρια, Mu Gamma Consultants Pvt Ltd, Gurugram)