अग्रवाल और शिवा का यह नोट उत्तर प्रदेश के प्रयागराज जिले द्वारा सीवेज उपचार संयंत्रों से नमूने एकत्र करने और SARS-CoV-2 रोगजनक के लिए उनका परीक्षण करने के प्रयासों को रेखांकित करता है।  उन्होंने दो सप्ताह बाद निगरानी परिणामों और परीक्षण परिणामों के बीच एक सहसंबंध पाया, यह सुझाव देते हुए कि रोग का जल्द पता लगाने के लिए अपशिष्ट जल निगरानी का उपयोग किया जा सकता है। वे रोगाणुरोधी प्रतिरोध को समझने और बड़ी घटनाओं के दौरान रोगों की निगरानी के लिए अपशिष्ट जल निगरानी का उपयोग करने की क्षमता पर भी प्रकाश डालते हैं।

कोविड-19 महामारी (मेडेमा एट अल) के दौरान वायरस के प्रसार की निगरानी और प्रबंधन के लिए अपशिष्ट जल निगरानी एक मूल्यवान उपकरण था। 2020) वास्तव में 72 देशों में 4,600 से अधिक स्थलों से सीवेज के नमूनों की अभी भी सार्स-कोव-2 आरएनए के लिए निगरानी की जा रही है, जो कोरोना वायरस का कारण बनने वाली आनुवंशिक सामग्री है। तमिलनाडु में एस. आर. एम. प्रौद्योगिकी संस्थान ने अप्रैल 2021 में अपशिष्ट जल निगरानी के लिए मानक संचालन प्रक्रियाओं (एस. ओ. पी.) का एक सेट भी बनाया, जिसे बाद में नीति आयोग द्वारा अपनाया गया। हालाँकि, महामारी की दूसरी लहर के हावी होने के साथ ही प्रयासों ने गति खो दी।

सरल शब्दों में, अपशिष्ट जल निगरानी में समुदायों में रोग पैदा करने वाले रोगजनकों की उपस्थिति और एकाग्रता में अंतर्दृष्टि प्राप्त करने के लिए अपशिष्ट जल की निगरानी शामिल है। अपशिष्ट जल के नमूने सीवेज उपचार संयंत्रों या खुली नालियों से एकत्र किए जा सकते हैं। लक्षित रोगजनक की इस प्रकार की निगरानी करने के लिए प्राथमिक मानदंड यह है कि इसे पेट की अम्लता का सामना करना चाहिए और मल में उत्सर्जित होना चाहिए। सार्स-कोव-2 और पोलियो वायरस के अलावा-अपशिष्ट जल निगरानी के लिए मूल चालक-कई अन्य रोगजनक इन मानदंडों को पूरा करते हैं। इनमें एडेनोवायरस, हेपेटाइटिस ए और ई वायरस और रोटावायरस जैसे वायरस शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, अपशिष्ट जल के नमूने के विश्लेषण का उपयोग करके ई. कोलाई, साल्मोनेला, सिगेला, एस्केरिस और गियार्डिया जैसे बैक्टीरिया और परजीवी का भी पता लगाया जा सकता है।

सार्वजनिक स्वास्थ्य अधिकारियों के लिए, अपशिष्ट जल निगरानी रोग के प्रकोप का जल्द पता लगाने का वादा करती है। कोविड-19 महामारी के दौरान, कई लोग वायरस से संक्रमित होने के बाद कई दिनों तक बिना लक्षण वाले रहे। इसलिए, सरकारों के पास बीमारी से एक कदम आगे रहने की सीमित क्षमता थी-एक अंतर जिसे प्रभावी रूप से अपशिष्ट जल निगरानी द्वारा भरा जा सकता है। इसके अलावा, यदि किसी शहर के आसपास के विभिन्न नालों से या विभिन्न सीवेज उपचार संयंत्रों (एसटीपी) से सीवेज के नमूने एकत्र किए जाते हैं तो स्थानीय अधिकारी बीमारी के रुझानों और हॉटस्पॉट की निगरानी कर सकते हैं हालांकि महंगा और अधिक जटिल, सीवेज के नमूनों की जीनोमिक अनुक्रमण चिंता के नए और उभरते रूपों की पहचान करने में मदद कर सकता है।

प्रारंभिक चेतावनी प्रणाली के रूप में अपशिष्ट जल

इन अंतर्दृष्टि को ध्यान में रखते हुए, उत्तर प्रदेश में प्रयागराज जिला प्रशासन ने वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुसंधान परिषद के सेलुलर और आणविक जीव विज्ञान केंद्र (सीसीएमबी) के साथ सहयोग किया, जो हैदराबाद में एक प्रमुख अनुसंधान संस्थान है, जो दिसंबर 2022 में अपनी तरह की एक अनूठी पहल के लिए आधुनिक जीव विज्ञान के मोर्चे पर काम कर रहा है। समझौते के अनुसार, सीसीएमबी ने सीवेज के नमूनों में सार्स-कोव-2 रोगजनक और रोगाणुरोधी प्रतिरोध का पता लगाने के लिए अपशिष्ट जल की निगरानी की। शहर में वर्तमान में लगभग 270 मिलियन लीटर प्रति दिन की सामूहिक उपचार क्षमता के साथ छह सीवेज उपचार संयंत्र (एसटीपी) हैं, जो शहर के लगभग 60% सीवेज को संसाधित करते हैं।

हर महीने, सभी छह एसटीपी से नमूने सीसीएमबी वैज्ञानिकों द्वारा स्थापित एसओपी का पालन करते हुए उच्च सीवेज प्रवाह (आमतौर पर सुबह 7 बजे से 11 बजे के बीच) की अवधि के दौरान सावधानीपूर्वक एकत्र किए जाते हैं। फिर इन नमूनों को हैदराबाद पहुंचाया जाता है, उनकी अखंडता को बनाए रखने के लिए 1% सोडियम हाइपोक्लोराइट समाधान में सुरक्षित रूप से पैक किया जाता है। वे आम तौर पर सात से दस दिनों में अपने गंतव्य तक पहुँच जाते हैं। ऐसा करने की लागत काफी कम है और एसटीपी चलाने वाले रियायत प्राप्तकर्ता द्वारा वहन किया जाता है। सीसीएमबी में, आरटी-पीसीआर, एक आणविक तकनीक 1, अपशिष्ट जल के नमूनों में सार्स-कोव-2 की मात्रात्मक पहचान के लिए लागू की जाती है।

चूंकि हमारा हस्तक्षेप आठ महीने से अधिक समय से सफलतापूर्वक चल रहा है, इसलिए अब हम प्रयोगशाला परीक्षण परिणामों से एकत्र किए गए दैनिक कोविड-19 मामलों के साथ अपशिष्ट जल निगरानी के परिणामों को सहसंबंधित करने में सक्षम हैं। हालाँकि कोविड-19 अब कम चिंता का विषय है, फिर भी हम दो सप्ताह बाद निगरानी परिणामों और परीक्षण परिणामों के बीच एक उल्लेखनीय संबंध पाते हैं। ये निष्कर्ष अन्य शहरों और देशों में प्राप्त निष्कर्षों को प्रतिबिंबित करते हैं-जिनमें हैदराबाद, कोलकाता, दिल्ली और चेन्नई में अपशिष्ट जल निगरानी में सीसीएमबी के पूर्व कार्य शामिल हैं-सुझाव देते हैं कि अपशिष्ट जल निगरानी कोविड-19 के लिए 15-दिवसीय अग्रिम चेतावनी प्रदान कर सकती है। हमने अपने निष्कर्षों को जिले में सार्वजनिक स्वास्थ्य समुदाय के साथ-साथ उत्तर प्रदेश की राजधानी लखनऊ में राज्य निगरानी अधिकारियों के साथ प्रसारित किया है।

हमने सीवेज के नमूनों के जीनोमिक अनुक्रमण के माध्यम से प्रयागराज के अपशिष्ट जल में अन्य रोगजनकों का पता लगाने का भी प्रयास किया। हालाँकि ये परिणाम अभी भी प्रारंभिक हैं, हम महीनों से एसटीपी में कुछ रोगजनकों की उच्च सांद्रता पाते हैं। इनमें स्यूडोमोनास एरुगिनोसा जैसे रोगाणु शामिल हैं, जो एक रोगाणु है जो मनुष्यों में निमोनिया जैसे संक्रमण का कारण बनता है। समय के साथ, कोई भी रोगजनकों का पता लगाने के लिए अधिक केंद्रित दृष्टिकोण का उपयोग कर सकता है जो किसी विशेष भूगोल में रोग के प्रकोप का कारण बनने की सबसे अधिक संभावना रखते हैं।

कोविड-19 से आगे बढ़ना

सार्स-कोव-2 और कुछ अन्य कीटाणुओं पर नज़र रखने के अलावा, प्रयागराज में हमारा काम रोगाणुरोधी प्रतिरोध (एएमआर) से निपटने पर भी केंद्रित है, जो तब होता है जब रोगजनक एंटीबायोटिक दवाओं, एंटीवायरल, एंटीफंगल और एंटीपारासिटिक जैसी एंटीमाइक्रोबियल दवाओं से बचने के लिए विकसित होते हैं। यह एक बढ़ती हुई समस्या है जिसके लिए एक व्यापक दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है, जिसमें इसके पर्यावरणीय प्रभाव के मात्रात्मक और गुणात्मक विश्लेषण के साथ-साथ रोगाणुरोधी प्रतिरोधी रोगजनकों के प्रसार को नियंत्रित करना शामिल है।

ए. एम. आर. के लिए अपशिष्ट जल की निगरानी भी भारत सरकार के ‘वन हेल्थ’ मिशन के अनुसरण में दो तरह से एक सूचनात्मक उपकरण साबित हो सकती है। सबसे पहले, अपशिष्ट जल की निगरानी, विशेष रूप से जीनोमिक्स-आधारित एसटीपी निगरानी के माध्यम से, समुदाय के भीतर एएमआर प्रोफाइल को समझने में सहायता करती है। हमारा काम वर्तमान में साइट पर एआरबी के उद्भव को बढ़ावा देने में एंटीबायोटिक-प्रतिरोधी बैक्टीरिया (एआरबी) की उपस्थिति और उद्योगों और मोबाइल आनुवंशिक तत्वों से एंटीबायोटिक अवशेषों जैसे अपशिष्ट जल घटकों के योगदान पर नज़र रखने पर केंद्रित है।

दूसरा, अपशिष्ट जल एएमआर के विकास और प्रसार में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि यह एआरबी और रोगाणुरोधी प्रतिरोध जीन (एआरजी) के लिए एक निवास स्थान के रूप में कार्य करता है सीवेज-आधारित निगरानी को व्यापक रूप से समुदायों में रोगाणुरोधी प्रतिरोध की घटना और वितरण को समझने के लिए नियोजित किया जाता है। इस तरह के अध्ययन हमें उभरती बीमारियों और रोगाणुरोधी प्रतिरोध के लिए एक प्रारंभिक चेतावनी प्रणाली विकसित करने में मदद कर सकते हैं।

प्रयागराज से एकत्र किए गए नमूनों पर किए गए हमारे प्रारंभिक जैविक विश्लेषण में, हम सभी छह एसटीपी में एआरजी की उच्च सांद्रता पाते हैं। यद्यपि निर्गम नमूनों में आम तौर पर प्रति मिलियन रीडिंग में इन जीनों की संख्या कम होती है, ऐसा प्रतीत होता है कि अपशिष्ट जल उपचार प्रक्रिया उन्हें पूरी तरह से समाप्त करने में असमर्थ है। इन अध्ययनों से प्राप्त अंतर्दृष्टि शहरी वातावरण में स्रोत ट्रैकिंग, जोखिम मूल्यांकन और एएमआर प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है। इसके अतिरिक्त, सीवेज निगरानी का उपयोग दवा और रोगाणुरोधी खपत पैटर्न की निगरानी के लिए किया जा सकता है, जो एएमआर से प्रभावी ढंग से निपटने के लिए और मूल्यवान डेटा प्रदान करता है।

अपशिष्ट जल निगरानी के लिए आगे का रास्ता

प्रयागराज में सीसीएमबी वैज्ञानिकों और लोक प्रशासकों के बीच यह अनूठा सहयोग पिछले साल से सुचारू रूप से चल रहा है। यह एक उत्पादक जुड़ाव का एक अच्छा उदाहरण है जिसका अनुकरण अन्य शहरों में भी किया जा सकता है। हम 2025 में कुंभ मेले के दौरान रोग निगरानी के लिए एक उपकरण के रूप में अपशिष्ट जल निगरानी को शामिल करने के तरीकों की भी खोज कर रहे हैं, जिसके दौरान प्रयागराज दुनिया भर से 40 करोड़ से अधिक तीर्थयात्रियों की मेजबानी करने की उम्मीद कर रहा है।

इसके लाभों के बावजूद, सीवेज निगरानी एक चांदी की गोली नहीं है। आगे बढ़ते हुए, हमें इस दृष्टिकोण की लागत-प्रभावशीलता का लगातार आकलन करना चाहिए और राज्य सरकारों द्वारा लागू किए जा रहे वैकल्पिक तरीकों के साथ इसकी प्रभावकारिता की तुलना करनी चाहिए (उदाहरण के लिए, उत्तर प्रदेश सरकार ने एक ऐसी प्रणाली विकसित की है जो राज्य में सभी प्रयोगशाला परीक्षण रिपोर्टों से संचारी रोगों पर परीक्षण डेटा को एकीकृत करती है) नमूना संग्रह और परिणामों की उपलब्धता के बीच के समय अंतराल को भी कम करने की आवश्यकता है। इसके अलावा, चिंता के विशिष्ट क्षेत्रों की पहचान करने में सक्षम होना रोकथाम के प्रयासों में सहायता करने और बीमारी के प्रसार को कम करने का काम करने वाले अधिकारियों के बीच इस विधि की लोकप्रियता को बढ़ावा देने के लिए महत्वपूर्ण होगा।

एक बार इन मुद्दों का समाधान हो जाने के बाद, अगले चरणों में अपशिष्ट जल निगरानी के परिणामों को सार्वजनिक स्वास्थ्य प्राधिकरणों की निर्णय लेने की प्रक्रियाओं में एकीकृत करना शामिल है। इससे डेटा का विश्लेषण करने और निष्कर्षों को समझने में अधिकारियों की सहायता करने में सक्षम डिजिटल प्रणालियों के विकास की आवश्यकता होगी। पहला, विश्लेषण और तुलना को अधिक सार्थक बनाने के लिए विभिन्न जलग्रहण क्षेत्रों में जनसंख्या और जनसांख्यिकीय अंतरों को ध्यान में रखना आवश्यक होगा। इस एकीकरण को सुविधाजनक बनाने के लिए, कुछ स्थानीय सरकारें पहले से ही गतिशील डैशबोर्ड का विकास और उपयोग कर रही हैं जो अपशिष्ट जल निगरानी और अन्य डेटा स्रोतों से परिणामों का मानचित्रण करती हैं।

अपशिष्ट जल निगरानी के अन्य समान रूप से रोमांचक उपयोग के मामले हैं। कुछ देश अपनी आबादी में अवैध नशीली दवाओं के उपयोग पर नज़र रखने के लिए इसका उपयोग कर रहे हैं। ऑस्ट्रेलियाई और नॉर्वेजियन शोधकर्ताओं (चोई एट अल) द्वारा एक शोध पत्र। 2019) द इकोनॉमिस्ट में चित्रित, जलग्रहण क्षेत्रों के भीतर सामाजिक-जनसांख्यिकीय विशेषताओं और खपत पैटर्न का अनुमान लगाने में अपशिष्ट जल-आधारित महामारी विज्ञान की क्षमता पर चर्चा करता है। नीति निर्माता इस तरह के नए डेटा स्रोतों का उपयोग पोषण संबंधी कमियों और जीवन शैली की बीमारियों का आकलन करने और उन्हें दूर करने के लिए उपयुक्त हस्तक्षेप तैयार करने के लिए कर सकते हैं। अंततः, अपशिष्ट जल निगरानी की वास्तविक सफलता प्रयोगशाला और अनुसंधान सेमिनारों से प्रशासकों और सार्वजनिक स्वास्थ्य अधिकारियों के बीच बैठकों और चर्चाओं की समीक्षा करने में निहित है-यही हमने प्रयागराज में करने का प्रयास किया है।