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污水如何成为科学家的金矿(Covid信息)

“我要去大学研究未经处理的污水,”从来没有人说。至少,我怀疑这是任何精通科学的大学一年级新生作为专业的计划。但事实证明,污水可能是跟踪和阻止新冠病毒和其他流行病爆发的关键,科学家正在变成“粪便侦探”

这是因为感染了新冠病毒-19的人会在粪便中留下新冠病毒的痕迹纽约时报据报道,“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,这是一个通过废水追踪病毒的全球努力目录,来自54个国家的研究人员目前正在废水流行病学领域工作。根据这项合作,“对SARS-CoV-2 RNA的废水监测已被证明能在2-14天内有效预测COVID-19的爆发。在废水中回收的病毒可以在1-2天内对整个城市的人群进行采样。”

Covidpoops仪表板在2021年5月25日。

预测暴发、早期识别新变种的到来,以及确定病例的增加是由于加强检测还是由于暴发的结果,这些都只是废水流行病学已证明的结果的一部分。

大规模检测是被动的,而且成本效益很高。通过在重大疫情爆发前向官员发出一周或更长时间的警告,城市可以优先安排检测区域,以避免传播。但如何利用对新冠病毒趋势的“大规模监测”来锁定零患者?这也有一个算法。

患者零零

通过确定废水中的新冠病毒浓度高于预期,市政当局可以在该地区集中检测,从而减少社区疾病传播。问题是如何将地理搜索范围缩小到一个街区或一条街道。如果你只在污水进入污水处理厂时进行测试,你只会发现整个社区的感染高峰。

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:美国广播公司新闻。

麻省理工学院的一组研究人员在MATLAB中创建了算法程序,以了解社区内最有可能感染的地点和/或社区。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。”

一种纸张有理由教授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“树状网络”,污水从源头流向一个方向,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

拉森等。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一号。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。“

科学界集会抗击新冠病毒-19

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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