“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,正如纽约时报报告称，“冠状病毒可能会把污水监测变成一种主流公共卫生实践。”

废水流行病学

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。”

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。

瞄准零号病人

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。

为了找到社区爆发COVID的源头，市政当局可以测试社区下水道的样本，而不是等待水到达处理厂。但在整个城市的下水道逐个测试增加了延迟和成本。

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。麻省理工学院的新闻他指出:“让算法决定测试冠状病毒证据的维护漏洞，可以改善大流行控制工作。”

一个纸麻省理工学院(MIT)教授理查德·拉尔森(Richard Larson)博士与他人合著的报告详细介绍了两种算法，它们可以确定一个社区的哪个下水道井口可以导致潜在疫情爆发。“算法很大程度上依赖于污水管网的结构，”Larson说麻省理工学院的新闻．“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。”

他们的数据来源是废水采样和实时测试从选定的人孔。该算法动态地、自适应地开发了一系列的人孔进行取样和测试。算法通常在5到10个井口样本后完成，这意味着在现场，程序可以在一天内完成。其目标是提供及时的信息，以支持更快、更有效的病毒感染人体检测，从而减少社区疾病传播。金宝app

利用他们的树形图方法，同一组研究人员最近在杂志上发表了一篇新论文《公共科学图书馆•综合》．他们建议在下水道网络中放置传感器，以查明新的冠状病毒病例:

“根据我们咨询过的公共工程专家，假设可以进行快速现场测试，从开始到结束，每次测试大约需要一个小时。这意味着一天8个井口测试差不多是最大的了。由于我们寻求在确定受感染者方面的速度，我们希望确保检测能够在一天内完成。在这篇新论文中，我们通过在选定的人孔中策略性地放置半永久性传感器来实现这一点，传感器将实时传递任何报告通过人孔的污水中冠状病毒感染的“红灯”。”

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在过去一年中如何集中他们的知识和技能抗击COVID-19的一个很好的例子。通过检测、跟踪、治疗和疫苗，科学界以极快的速度工作，帮助缩短当前的大流行，减轻全世界的负担。

想了解更多关于来自世界各地的工程师和科学家如何应对抗击COVID-19的巨大挑战，请查看MathWorks 2021主题演讲．还提供了精心策划的COVID-19研究收集在这里．