污水处理厂的样本显示，病毒在休斯顿大部分地区呈下降趋势
莱斯大学(Rice University)布朗工程学院(Brown School of Engineering)的科学家和统计学家们几个月来长时间工作，通过在污水处理厂发现的冠状病毒痕迹，帮助休斯顿监测COVID-19的传播。
无论感染者的症状如何，都可以在粪便中发现导致COVID-19的病毒，因此，污水处理厂已成为有关病毒如何在全市传播的可靠数据来源。水稻专家与贝勒医学院合作，通过监测该市的39种作物，帮助接近实时地跟踪病害动态。
市长特纳(Sylvester Turner)说:“这个创新项目为休斯顿卫生部门提供了本地数据，在病毒检测结果显示新冠肺炎可能发生在哪里之前，就可以指出它可能发生在哪里。”“最终，我们的目标是建立一个早期预警系统，让卫生部门能够更快地发现问题所在，并采取措施减缓疫情蔓延。”
官员们表示，这些措施将包括增加考试、推广和教育。
每周一次的病毒趋势分析基于污水处理厂的数据显示，休斯顿市的冠状病毒正在增加和减少。点击图片查看放大版。(由休斯顿卫生部提供)
“与单纯依靠临床测试相比，追踪废水中的病毒提供了对病毒程度的无偏倚估计，”休斯顿卫生部的首席环境科学官、赖斯大学的统计学实践教授罗伦·霍普金斯说。“我们希望继续使用这种方法来帮助公众做出有关干预措施来控制病毒的决定。”
数据清楚地显示，自7月1日以来，休斯顿的病毒载量呈下降趋势。
Noah G. Harding统计学教授凯瑟琳·恩索尔(Katherine Ensor)表示，该策略是一种可以同时测试整个社区的可行方法。她的团队建立了统计模型，对大休斯顿地区的病毒传播趋势进行了全面的描述。赖斯团队的工作与赖斯对第二个世纪的愿景所勾画的目标一致。
“这些模型为每个污水厂提供了每周的趋势分析、总体趋势分析以及与COVID-19检测病例的比较，”Ensor说。“但是废水给我们提供了比检测更全面的信息，因为它涵盖了所有人，而不仅仅是被检测的人。我们也看到了废水中的病毒载量是我们社区增长的一个主要指标。”
每周从这么多植物中提取的样品给科学小组提供了极好的数据
2，而且是大量的数据。
“许多城市都有一些大型的集中设施，”莱斯大学科学家、项目负责人、土木与环境工程助理教授Lauren Stadler说。休斯顿的39家医疗机构规模各异，小到只能接待几千人，大到能接待50多万人。
罗兰霍普金斯
凯瑟琳恩索
劳伦·施
她说:“我们每周在休斯顿水的帮助下收集样本，并分析每一个样本的病毒浓度。”“因为有39种植物，我们有空间分辨率，可以让我们识别出感染负担更高的特定地区，以及可能正在经历快速社区传播的地区。”
莱斯和贝勒实验室用略微不同的方法检测相同的样本是否存在病毒，看看他们的结果是否一致。恩索尔和她的学生们将这些结果用统计学的角度来分析，并将它们传递到城市中。
今年早些时候，霍普金斯开始宣传这个项目，并从Stadler和Ensor那里获得了第一轮来自水稻COVID-19研究基金的资助，并从市政府获得了额外的资助。
她说，样本采集是一项重大工作。每周二，24小时的废水收集工作将被送到莱斯和贝勒实验室(Rice and Baylor labs)，由后者处理39家工厂的样品。这些工厂分布在670平方英里的土地上，为210万人提供服务。
霍普金斯说:“我们在每个实验室都做了三份样本，然后凯西将这些信息结合起来对这个城市进行估算。”“让我们与众不同的是我们的专家协作团队。Lauren提供废水系统和废水微生物学方面的专业知识，Kathy提供时间序列和地理空间统计分析方面的专业知识，Anthony Maresso(来自贝勒医学院)提供病毒方面的专业知识。
“把所有步骤都做好需要时间，我们仍在完善它们，但我们从7月份开始对数据有了真正好的理解，”她说。
霍普金斯大学指出，赫尔曼·布朗工程教授、水稻6037严重风暴预报中心主任菲尔·贝迪恩特。从灾难中心疏散的人员正在帮助分析废水如何流经city’的下水道系统，以及废水被输送到污水处理厂对那里测量到的病毒浓度有何影响。
复合样品在city’s废水处理厂采集超过24小时，并于每周二送到赖斯和贝勒医学院的实验室进行分析。(由休斯顿水务局提供)
施塔德勒说，美国其他几个城市也在开展类似的项目，但休斯顿的独特之处在于它拥有大量的植物，这有助于查明疾病的爆发。
她说:“我认为我们遥遥领先。”“没有多少城市像我们这样复杂。我们有两个不同的实验室来研究真相。”
Stadler预计，下一步将是通过直接从选定社区的下水道系统(例如，长期护理设施)中提取样本来完善空间数据。赖斯与休斯顿市的合同于12月31日到期后，休斯顿卫生部门的科学家将接管废水分析工作，赖斯将继续为他们提供建议。
施塔德勒说，在某种程度上，莱斯大学的科学家和工程师早在病毒出现之前就着手研究这个问题，研究如何分析废水中的抗生素抗性细菌和基因，这一问题在飓风哈维之后变得更加重要。
她说:“当COVID-19爆发时，我们基本上完全转向了这方面的工作。由于数据的时间敏感性，我们付出了巨大的努力。”“除非我们能迅速扭转局面，否则这对这座城市毫无用处，而我们现在最大的努力之一就是缩短周转时间。”
休斯顿官员说，污水检测从5月开始，结果在几个居民区进行了额外的病毒检测。
“在接受检测的人越来越少的时候，这个项目帮助我们了解这个城市正在发生的事情，”休斯顿卫生部的卫生主管大卫·佩尔斯博士(Dr. David Persse)说。“人们仍然需要走出去接受检测，但这个项目为我们提供了数据，可以作为另一种工具来识别疾病、减缓传播并拯救生命。”
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