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污水如何成为科学家的金矿(Covid信息)

“我要去大学学习未经处理的污水,”从来没有人说过。至少,我不认为这是任何一个懂科学的大一新生会计划的专业。但事实证明,污水可能是跟踪和阻止COVID-19和其他流行病爆发的关键,科学家们正在变成“粪便侦探”。

这是因为感染COVID-19的人会在他们的排泄物中释放COVID-19的痕迹。而且,正如纽约时报据报道,“冠状病毒可以将污水监测变成主流公共卫生实践。”

图片来源:达勒姆广播新闻。

污水流行病学

根据covid19poops仪表板来自54个国家的研究人员目前正在废水流行病学领域开展工作。根据这项合作,“对SARS-CoV-2 RNA的废水监测已证明可以有效地预测COVID-19在2-14天内爆发。从废水中回收的病毒可以在1-2天内对整个城市人口进行采样,并得出结果。”

Covidpoops仪表板在2021年5月25日。

预测疾病爆发、及早发现新的变种、确定病例增加是由于加强检测还是由于疾病爆发,这些只是废水流行病学已证明的结果的一部分。

大规模测试是被动的,成本效益很高。通过在重大疫情爆发前一周或更长时间向官员发出警告,城市可以优先选择一个地区进行检测,以避免传播。但是,如何利用对COVID趋势的“大规模监测”来锁定零患者呢?也有相应的算法。

患者零零

通过在废水中定位高于预期的新冠病毒浓度,市政当局可以集中在该地区进行检测,从而减少社区疾病传播。问题就变成了你如何将地理搜索范围缩小到一个社区或一条单独的街道。如果你只在污水进入污水处理厂时进行测试,你只会发现社区范围内的感染高峰。

为了在社区找到Covid爆发的来源,市政当局可以从邻里下水道测试样品,而不是等待水到达治疗厂。但在整个市政场所测试下水道,增加了延误和成本。

图片来源:ABC新闻。

麻省理工学院的一组研究人员在MATLAB中创建了算法程序,以定位社区中最有可能感染的地点和社区。麻省理工学院新闻注意到,“让算法决定测试冠状病毒证据的维修孔可以改善大流行遏制努力。”

A.有理由教授Richard Larson博士的合作详细说明了两种算法,可以确定社区中哪些下水道索霍尔洞,以导致潜在爆发的来源。“山脉依赖于污水管道网络结构的算法,”洛森告诉麻省理工学院新闻.“这是一个‘树网’,污水从源头通过一条独特的路径流向污水处理厂。”

他们的数据源是从选定的沙井上进行的污水抽样和实时测试。该算法动态地并自适应地开发一系列沙井进行采样和测试。算法通常在5到10个孔样品后完成,这意味着在现场 - 该过程可以在一天内进行。目标是提供及时的信息,以支持更快的病毒感染的生产力人体测试,从而减少群落疾病传播。金宝app

图片来源:麻省理工学院新闻。

使用他们的树形图方法,同一部队的研究人员最近在期刊上发表了一篇新论文《公共科学图书馆•综合》.他们建议将传感器放在下水道网络中,针对新的冠状病毒病例:

“根据我们咨询的公共工程专家介绍,假设可以使用快速现场测试,每个测试都需要大约一小时,开始完成。这意味着一天内的八个沙井测试是最大的。由于我们寻求识别受感染的个体的速度,我们希望确保测试可以在一天内完成。在这篇新论文中,我们这样做,通过战略性地将半永久传感器放置在选定的沙井中,该传感器,这些传感器将实时继电器的任何“红灯”报告污水中的冠状病毒感染通过该孔。“

科学界举行了抗击COVID-19的集会

这项研究是科学家和工程师如何将他们的知识和技能集中在过去的一年中对抗Covid-19的重要例子。从测试,跟踪,治疗和疫苗来看,科学界已经在Breakneck速度下工作,以帮助缩短目前的大流行并减少全球的负担。

要了解更多关于从世界各地的工程师和科学家如何枢转的态度,以承担战斗Covid-19的巨大挑战,请查看MathWorks 2021主题演讲.还提供Covid-19研究的策划集合在这里

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