Анализ состава коммунальных сточных вод для прогноза состояния городской популяции

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Показана взаимосвязь качества сточных вод и социально-экономических аспектов жизни населения. Коммунально-бытовые сточные воды предлагается использовать для диагностики здоровья населения, оценки пищевых предпочтений горожан, употребления алкоголя, табака, лекарственных и наркотических средств, а также для оценки подверженности населения воздействию вредных для здоровья химических веществ (ПАУ, пестицидов, консервантов, пластификаторов и т. д.) и для своевременного выявления заболеваний (в том числе таких, как COVID-19). Авторы предложили ряд биомаркеров, которые рекомендуется использовать для мониторинга водно-ресурсной системы как составной части урбоэкосистемы.

Об авторах

Н. М. Щеголькова

МГУ им. М.В. Ломоносова; Институт водных проблем РАН

Email: mblshok@mail.ru
Россия, 119234, Москва; Россия, 119333, Москва

К. Ю. Рыбка

Институт водных проблем РАН

Email: mblshok@mail.ru
Россия, 119333, Москва

М. А. Козлова

Институт водных проблем РАН

Email: mblshok@mail.ru
Россия, 119333, Москва

С. Л. Харитонов

МГУ им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: mblshok@mail.ru
Россия, 119234, Москва

Список литературы

  1. Козлов М.Н., Кевбрина М.В., Щеголькова Н.М., Аксенов А.А. Надежный биомаркер: определение потребления алкоголя в Москве по результатам анализа специфических метаболитов в сточной жидкости // Вода Magazine. 2013. № 3 (67). С. 42–46.
  2. Козлова М.А., Гальвидис И.А., Буркин М.А. Особенности лекарственного загрязнения водных объектов – источников питьевого водоснабжение Москвы (на примере некоторых антибиотиков) // Метеорология и гидрология. 2020. № 8. С. 87–91.
  3. Строганов С.Н. Питание Москвы в 1903–1922 гг. по наблюдениям над сточной жидкостью. М.: Тип. М.К.Х., 1923. 32 с.
  4. Щеголькова Н.М., Козлов М.Н., Данилович Д.А., Мойжес О.В. Роль московских очистных сооружений в самоочищении р. Москвы по азоту // Экология и пром-сть России. 2007. № 3. С. 40–43.
  5. Щеголькова Н.М., Перцева М.А. Изучение и регулирование водной среды мегаполисов: новые подходы // Вода: химия и экология. 2013. Т. 12. № 12. С. 38–45.
  6. Anis E., Kopel E., Singer S.R. et al. Insidious reintroduction of wild poliovirus into Israel // Eurosurveillance. 2013. V. 18. № 38. P. 5.
  7. Arumugam M., Harrington E.D., Foerstner K.U. et al. Enterotypes of the human gut microbiome // Nature. 2011. V. 473. № 12. P. 174–80.
  8. Badri F., Moshe N. Enterovirus types in Israel sewage // Water Res. 1977. V. 11. № 4. P. 393–396.
  9. Baz-Lomba J.A., Salvatore S., Gracia-Lor E. et al. Comparison of pharmaceutical, illicit drug, alcohol, nicotine and caffeine levels in wastewater with sale, seizure and consumption data for 8 European cities // BMC Public Health. 2016. V. 16 (1035). P. 11.
  10. Belshe R.B. Textbook of Human Virology. St. Louis: Mosby Year Book, 1991. 1064 p.
  11. Brouwer A.F., Eisenberg J.N.S., Pomeroy C.D. et al. Epidemiology of the silent polio outbreak in Rahat, Israel, based on modeling of environmental surveillance data // Proc. National Acad. Sci. 2018. V. 115. № 45. P. E10625–E10633.
  12. Centers for Disease Control and Prevention. COVID Data Tracker [Электронный ресурс] // Atlanta, GA: US Department of Health and Human Services, CDC. https://covid.cdc.gov/covid-data-tracker/index.html#datatracker-home (дата обращения: 26.07.2022).
  13. Choi P.M., Bowes D.A., O’Brien J.W. et al. Do food and stress biomarkers work for wastewater-based epidemiology? A critical evaluation // Sci. Total Environ. 2020. V. 736. 12 p.
  14. Commission Recommendation (EU) 2021/472 of 17 March 2021 on a common approach to establish a systematic surveillance of SARS-CoV-2 and its variants in wastewaters in the EU. 2021. 6 p.
  15. Corpuz M.V.A., Buonerba A., Vigliotta G. et al. Viruses in wastewater: occurrence, abundance and detection methods // Sci. Total Environ. 2020. V. 745. 26 p.
  16. Cuparencu C., Praticó G., Hemeryck L.Y. et al. Biomarkers of meat and seafood intake: an extensive literature review // Genes & Nutrition. 2019. V. 14. № 35. 30 p.
  17. Gao J., Li J., Jiang G. et al. Systematic evaluation of biomarker stability in pilot scale sewer pipes // Water Res. 2019. V. 151. P. 447–455.
  18. Gibson L.L., Rose J.B., Haas C.N. Use of quantitative microbial risk assessment for evaluation of the benefits of laundry sanitation // Am. J. Infection Control. 1999. V. 27. № 6. P. S34–S39.
  19. Gillevet P., Sikaroodi M., Keshavarzian A., Mutlu E. Quantitative assessment of the human gut microbiome using multitag pyrosequencing // Chem. Biodiversity. 2010. V. 7. № 5. P. 1065–1075.
  20. Golovko O., Kumar V., Fedorova G. et al. Seasonal changes in antibiotics, antidepressants/psychiatric drugs, antihistamines and lipid regulators in a wastewater treatment plant // Chemosphere. 2014. V. 111. P. 418–426.
  21. González-Mariño I., Rodil R., Barrio I. et al. Wastewater-Based Epidemiology as a New Tool for Estimating Population Exposure to Phthalate Plasticizers // Environ. Sci. Technol. 2017. V. 51. № 7. P. 3902–3910.
  22. Guarner F., Malagelada J.R. Gut flora in health and disease // Lancet. 2003. V. 360. № 8. P. 512–519.
  23. Guidelines for environmental surveillance of poliovirus circulation. WHO. 2003. 19 p.
  24. He X., Lau E.H.Y., Wu P. et al. Temporal dynamics in viral shedding and transmissibility of COVID-19 // Nat. Med. 2020. V. 26. P. 672–675.
  25. Hehemann J-H., Correc G., Barbeyron T. et al. Transfer of carbohydrate-active enzymes from marine bacteria to Japanese gut microbiota // Nature. 2010. V. 464. P. 908–912.
  26. Hellmér M., Paxéus N., Magnius L. et al. Detection of Pathogenic Viruses in Sewage Provided Early Warnings of Hepatitis A Virus and Norovirus Outbreaks // Applied Environ. Microbiol. 2014. V. 80. № 21. P. 6771–6781.
  27. Hovi T., Stenvik M., Partanen H., Kangas A. Poliovirus surveillance by examining sewage specimens. Quantitative recovery of virus after introduction into sewerage at remote upstream location // Epidemiol. Infection. 2001. V. 127. № 1. P. 101–106.
  28. Ilmarinen P., Tuomisto L.E., Kankaanranta H. Phenotypes, Risk Factors, and Mechanisms of Adult-Onset Asthma // Mediators Inflamm. 2015. V. 2015. 19 p.
  29. Kasprzyk-Hordern B., Dinsdale R.M., Guwy A.J. The occurrence of pharmaceuticals, personal care products, endocrine disruptors and illicit drugs in surface water in South Wales, UK // Water Res. 2008. V. 42. № 13. P. 3498–3518.
  30. Mackie R.S., Tscharke B.J., O’Brien J.W. et al. Trends in nicotine consumption between 2010 and 2017 in an Australian city using the wastewater-based epidemiology approach // Environ. Int. 2019. V. 125. P. 184–190.
  31. Más Lago P., Gary H.E.Jr., Pérez L.S. et al. Poliovirus detection in wastewater and stools following an immunization campaign in Havana, Cuba // Int. J. Epidemiol. 2003. V. 32. № 5. P. 772–777.
  32. Metcalf T.G., Melnick J.L., Estes M.K. Environmental Virology: From Detection of Virus in Sewage and Water by Isolation to Identification by Molecular Biology-A Trip of Over 50 Years // Annual Rev. Microbiol. 1995. V. 49. № 1. P. 461–487.
  33. Monteiro S.C., Boxall A.B.A. Occurrence and Fate of Human Pharmaceuticals in the Environment // Rev. Environ. Contamination Toxicol. 2010. V. VIII. P. 53–154.
  34. Muscillo M., Fratini M., Graffeo R. et al. GIV Noroviruses in Wastewaters and in Stool Specimens from Hospitalized Patients // Food Environ. Virol. 2013. V. 5. P. 194–202.
  35. Nakada N. Occurrence of Pharmaceuticals & Personal Care Products (PPCPs) in the Aquatic Environment of Asian Countries // Two-Day Workshop “Pharmaceuticals in the Environment – Global occurrence, effects, and options for action”. Geneva, 2014.
  36. Nam Y.-D., Jung M.-J., Roh S.W. et al. Comparative Analysis of Korean Human Gut Microbiota by Barcoded Pyrosequencing // PLoS One. 2011. V. 6. № 7. 15 p.
  37. Neish A.S. Microbes in gastrointestinal health and disease // Gastroenterol. 2009. V. 136. P. 65–80.
  38. Newton R. J., McLellan S. L., Dila D.K. et al. Sewage Reflects the Microbiomes of Human Populations // mBio. 2015. V. 6. № 2. 9 p.
  39. O’Brien J.W., Thai P.K., Brandsma S.H. et al. Wastewater analysis of Census day samples to investigate per capita input of organophosphorus flame retardants and plasticizers into wastewater // Chemosphere. 2015. V. 138. P. 328–334.
  40. Peccia J., Zulli A., Brackney D.E. et al. SARS-CoV-2 RNA concentrations in primary municipal sewage sludge as a leading indicator of COVID-19 outbreak dynamics // ResearchGate. 2020. 13 p.
  41. Qin J., Li R., Raes J. et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing // Nature. 2010. № 4. P. 59–65.
  42. Riordan J.T. The 1961 Middletown Oral Poliovirus Vaccine Program. IX. Isolation of enteroviruses from sewage before and after vaccine administration // Yale J. Biol. Med. 1962. V. 34. № 5. P. 512–521.
  43. Rousis N.I., Gracia-Lor E., Hernández F. et al. Wastewater-based epidemiology as a novel tool to evaluate human exposure to pesticides: Triazines and organophosphates as case studies // Sci. Total Environ. 2021. V. 793. 10 p.
  44. Schifano F. Misuse and abuse of pregabalin and gabapentin: cause for concern? // CNS Drugs. 2014. V. 28. P. 491–496.
  45. Sims N., Kasprzyk-Hordern B. Future perspectives of wastewater-based epidemiology: Monitoring infectious disease spread and resistance to the community level // Environ. Int. 2020. V. 139. 13 p.
  46. Sinclair R.G., Choi C.Y., Riley M.R., Gerba C.P. Pathogen surveillance through monitoring of sewer systems // Adv. Appl. Microbiol. 2008. V. 65. P. 249–269.
  47. Syslová K., Böhmová A., Mikoška M. et al. Multimarker screening of oxidative stress in aging // Oxid. Med. Cell. Longev. 2014. V. 2014. P. 14.
  48. Thomaidis N.S., Gago-Ferrero P., Ort C., Niki C. et al. Reflection of Socioeconomic Changes in Wastewater: Licit and Illicit Drug Use Patterns // Environ. Sci. Technol. 2016. V. 50. № 18. P. 10 065–10 072.
  49. Thomas K.V., Bijlsma L., Castiglioni S. et al. Comparing illicit drug use in 19 European cities through sewage analysis // Sci. Total Environ. 2012. V. 432. P. 432–439.
  50. Venkatesan A.K., Chen J., Driver E. et al. Assessing the Potential To Monitor Plant-Based Diet Trends in Communities Using a Wastewater-Based Epidemiology Approach // Wastewater-Based Epidemiology: Estimation of Community Consumption of Drugs and Diets. ACS Symposium Ser. 2019. V. 1319. P. 187–198.
  51. Venkatesan A., Halden R. Wastewater Treatment Plants as Chemical Observatories to Forecast Ecological and Human Health Risks of Manmade Chemicals // Sci. Rep. 2014. V. 4. 7 p.
  52. Wang W., Kannan K. Mass loading and emission of benzophenone-3 (BP-3) and its derivatives in wastewater treatment plants in New York State, USA // Sci. Total Environ. 2017. V. 579. P. 1316–1322.
  53. Wong T.H.T., Sui Z., Rangan A. et al. Discrepancy in socioeconomic status does not fully explain the variation in diet quality between consumers of different coffee types // Eur. J. Nutr. 2018. V. 57. P. 2123–2131.
  54. Wu G.D., Chen J., Hoffmann C. et al. Linking long-term dietary patterns with gut microbial enterotypes // Sci. 2011. № 7. P. 105–108.
  55. Yatsunenko T., Rey F.E., Manary M.J., Trehan I. Human gut microbiome viewed across age and geography // Nature. 2012. № 14. P. 222–227.
  56. Zuccato E., Chiabrando C., Castiglioni S. et al. Estimating Community Drug Abuse by Wastewater Analysis // Environ. Health Perspectives. 2008. V. 116. № 8. P. 1027–1032.

Дополнительные файлы


© Н.М. Щеголькова, К.Ю. Рыбка, М.А. Козлова, С.Л. Харитонов, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».