Wastewater Treatment Plants as Representative Sentinel Sites in Infectious Disease Surveillance
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र आसपास की ऑफ-नेटवर्क आबादी में संक्रामक रोग गतिशीलता की निगरानी के लिए प्रभावी रूप से प्रहरी स्थलों (सेंटिनल साइट्स) के रूप में कार्य करते हैं, जिसमें पारंपरिक प्रशासनिक सीमाओं की तुलना में गतिशीलता-परिभाषित समुदाय प्रतिनिधित्व का आकलन करने के लिए एक बेहतर ढांचा प्रदान करते हैं।
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सार्वजनिक स्वास्थ्य अधिकारियों ने संक्रामक रोगों के प्रसार को ट्रैक करने के लिए लंबे समय से नैदानिक परीक्षण (clinical testing) पर भरोसा किया है, जिसमें यह समझने के लिए कि वायरस कहाँ बढ़ रहा है, अस्पतालों और क्लीनिकों में सकारात्मक मामलों की गिनती की जाती है। हालाँकि, इस दृष्टिकोण में एक कमी है: यह केवल उन लोगों को देखता है जिनका परीक्षण किया जाता है, और यह उन समुदायों तक पहुँचने में संघर्ष करता है जहाँ स्वास्थ्य सेवाओं या परीक्षण केंद्रों तक आसान पहुँच नहीं है। इस अंतर को भरने के लिए, वैज्ञानिकों ने अपशिष्ट जल-आधारित महामारी विज्ञान (wastewater-based epidemiology) की ओर रुख किया है, जो एक ऐसी विधि है जो सीवेज को एक विशाल, निष्क्रिय नमूना उपकरण (passive sampling tool) के रूप में उपयोग करती है। व्यक्तियों का एक-एक करके परीक्षण करने के बजाय, शोधकर्ता पूरे समुदाय द्वारा छोड़े गए वायरस के आनुवंशिक पदार्थ का पता लगाने के लिए उपचार संयंत्रों (treatment plants) से निकलने वाले पानी का विश्लेषण करते हैं। यह तकनीक प्रकोपों का जल्दी पता लगाने में उल्लेखनीय रूप से प्रभावी साबित हुई है, जो अक्सर नैदानिक मामलों की रिपोर्ट किए जाने से पहले ही हो जाता है, क्योंकि संक्रमित व्यक्ति बीमार महसूस करे या चिकित्सा सहायता ले, वायरस घरों से उपचार सुविधा तक पाइपों के माध्यम से यात्रा करता है। फिर भी, वर्षों तक एक महत्वपूर्ण प्रश्न अनुत्तरित रहा: क्या यह विधि उन लोगों के लिए काम करती है जो सीवर प्रणाली से जुड़े क्षेत्रों में नहीं रहते हैं? कई स्थानों पर, विशेष रूपकर ग्रामीण क्षेत्रों में, निवासी केंद्रीय पाइपों के बजाय सेप्टिक टैंकों पर निर्भर होते हैं, जिसका अर्थ है कि उनका अपशिष्ट कभी भी उन उपचार संयंत्रों तक नहीं पहुँचता जिनकी वैज्ञानिक निगरानी करते हैं। यदि वायरस इन असंबद्ध क्षेत्रों में फैलता है, तो अपशिष्ट जल का संकेत इसे पूरी तरह से मिस कर सकता है, जिससे देश की प्रारंभिक चेतावनी प्रणाली में एक खतरनाक अंतराल पैदा हो सकता है।
सिरैक्यूज़ यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने मानव आवाजाही (human movement) के माध्यम से सीवर युक्त और बिना सीवर वाले आबादी को कैसे जोड़ता है, इसका परीक्षण करके इस पहेली को सुलझाने का प्रयास किया। उन्होंने न्यूयॉर्क राज्य पर ध्यान केंद्रित किया, जिसमें न्यूयॉर्क सिटी को छोड़कर, यह देखने के लिए कि क्या उपचार संयंत्रों का अपशिष्ट जल उन लोगों के रोग रुझानों को सटीक रूप से दर्शा सकता है जो पाइप नेटवर्क के बाहर रहते हैं। टीम ने जनवरी 2021 से अप्रैल 2022 तक के कोविड-19 परीक्षणों और सकारात्मक मामलों का दैनिक डेटा एकत्र किया, जिसमें डेल्टा और ओमिक्रोन लहरें शामिल थीं। उन्होंने जनसंख्या को दो समूहों में विभाजित किया: वे जो बड़े अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों द्वारा सेवा वाले क्षेत्रों में रहते हैं, जिन्हें उन्होंने "इन-नेटवर्क" कहा, और वे जो इन प्रणालियों के बाहर रहते हैं, जिन्हें "ऑफ-नेटवर्क" के रूप में जाना जाता है। अपने विश्लेषण को अधिक सटीक बनाने के लिए, उन्होंने केवल आधिकारिक काउंटी सीमाओं का उपयोग नहीं किया, जो सरकारी उद्देश्यों के लिए खींची जाती हैं और अक्सर उन समुदायों को विभाजित करती हैं जो दैनिक रूप से आपस में जुड़ते हैं। इसके बजाय, उन्होंने मोबाइल उपकरणों के डेटा का उपयोग करके यह मानचित्रण किया कि लोग वास्तव में अपने घरों, कार्यस्थलों और दुकानों के बीच कैसे चलते हैं, और इन आवाजाही को "गतिशीलता-परिभाषित समुदायों" (mobility-defined communities) में समूहित किया जो वास्तविक दुनिया के सामाजिक संबंधों को दर्शाते हैं।
अध्ययन में पाया गया कि अपशिष्ट जल के संकेत 'ऑफ-नेटवर्क' आबादी के लिए भी उतने ही प्रतिनिधि थे जितना कि पहले कभी नहीं माना गया था। क्योंकि लोग काम, स्कूल और सामाजिक गतिविधियों के लिए नियमित रूप से कस्बों और ग्रामीण क्षेत्रों के बीच यात्रा करते हैं, वे वायरस को अपने साथ ले जाते हैं, जिससे जुड़े और असंबद्ध क्षेत्रों के रोग संबंधी रुझान आपस में मिल जाते हैं। जब शोधकर्ताओं ने अपशिष्ट जल के नमूनों के रुझानों की तुलना नैदानिक परीक्षण परिणामों से की, तो उन्हें एक आश्चर्यजनक समानता मिली। राज्य स्तर पर, संक्रमितों के बढ़ने और घटने का रुझान सीवर वाले क्षेत्रों में संक्रमण के रुझानों के साथ लगभग पूरी तरह से मेल खाता था, जिसका सहसंबंध (correlation) इतना मजबूत था कि वह लगभग समान था। यहाँ तक कि जब उन्होंने व्यक्तिगत काउंटियों और छोटे, गतिशीलता-परिभाषित समुदायों को देखा, तब भी यह संबंध बना रहा। अधिकांश मामलों में, एक उपचार संयंत्र से प्राप्त अपशिष्ट जल का डेटा पूरे आसपास के क्षेत्र के लिए एक विश्वसनीय दर्पण के रूप में कार्य करता है, जिसमें वे ग्रामीण निवासी भी शामिल हैं जिनका अपशिष्ट कभी पाइपों में नहीं पहुँचता। यह सुझाव देता है कि वायरस बुनियादी ढांचे की सीमाओं का सम्मान नहीं करता है; जब तक लोग क्षेत्रों के बीच आवाजाही करते हैं, अपशिष्ट जल का संकेत व्यापक महामारी को पकड़ लेता है।
हालाँकि, शोधकर्ताओं ने यह भी पहचाना कि यह प्रणाली कहाँ विफल होने लगती है। इस जुड़ाव की मजबूती समुदाय के आकार पर बहुत अधिक निर्भर थी। बड़े, अधिक आबादी वाले क्षेत्रों में, लोगों का मिश्रण इतना पर्याप्त था कि रोग के रुझान सिंक्रनाइज़ (एक साथ) रहे, जिससे अपशिष्ट जल सभी के लिए एक मजबूत प्रहरी बन गया। छोटे, अधिक ग्रामीण समुदायों में, यह लिंक कमजोर था। इन स्थानों में, जनसंख्या अक्सर एक स्थिर संकेत उत्पन्न करने के लिए बहुत छोटी थी, और सीवर वाले टाउन सेंटरों और आसपास के ग्रामीण घरों के बीच की भौतिक दूरी का अर्थ था कि स्थानीय प्रकोप अलगाव में हो सकते थे बिना तुरंत अपशिष्ट जल के नमूने को प्रभावित किए। अध्ययन से पता चला कि राज्य के लगभग 42 प्रतिशत गतिशीलता-परिभाषित समुदायों में अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र का कोई कवरेज नहीं था, जो एक महत्वपूर्ण निगरानी अंतराल का प्रतिनिधित्व करता है। जबकि मौजूदा नेटवर्क ने राज्य की अधिकांश आबादी की प्रभावी ढंग से निगरानी की, ये अलग-थलग ग्रामीण पॉकेट प्रारंभिक चेतावनी प्रणाली से छूट जाने के प्रति संवेदनशील बने रहे।
ये निष्कर्ष इस विचार को चुनौती देते हैं कि अपशिष्ट जल निगरानी केवल उन लोगों के लिए उपयोगी है जो सीधे पाइपों के ऊपर रहते हैं। शोध प्रदर्शित करता है कि नियमित मानवीय आवाजाही एक सेतु (bridge) के रूप में कार्य करती है, जिससे एक उपचार संयंत्र का अपशिष्ट जल आसपास के ग्रामीण इलाकों में बीमारी के प्रसार की कहानी बता पाता है। इसका अर्थ है कि वर्तमान निगरानी प्रणालियाँ पहले से ही ग्रामीण आबादी को सुरक्षा का एक ऐसा स्तर प्रदान कर रही हैं जिसे पूरी तरह से समझा नहीं गया था। फिर भी, अध्ययन यह भी तर्क देता है कि सबसे अलग-थलग समुदायों के लिए केवल इस अप्रत्यक्ष जुड़ाव पर निर्भर रहना पर्याप्त नहीं है। क्योंकि छोटे शहरों में संकेत कमजोर होता है, इसलिए लेखक सुझाव देते हैं कि छोटे, ग्रामीण उपचार सुविधाओं को शामिल करने के लिए अपशिष्ट जल निगरानी का विस्तार करना स्वास्थ्य समानता (health equity) की दिशा में एक आवश्यक कदम है। प्रत्येक समुदाय को, चाहे उसका आकार या बुनियादी ढांचा कुछ भी हो, एक समर्पित प्रारंभिक चेतावनी प्रणाली सुनिश्चित करके, सार्वजनिक स्वास्थ्य अधिकारी यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि कोई भी आबादी नए खतरे के उभरने पर अंधेरे में न रहे। यह कार्य पुष्टि करता है कि हालांकि पाइप सभी तक नहीं पहुँचते, लेकिन लोग पहुँचते हैं, लेकिन सबसे दूरदराज के क्षेत्रों के लिए, पूरे सिस्टम को सुरक्षित रखने के लिए अंततः पाइपों का विस्तार करना आवश्यक है।
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