在一座现代化城市中，除了表面四通八达的交通网之外，地下还存在着另一个错综复杂的交换基地，承担着运输城市废物的责任，维持着一座城市的健康。

而无论是工厂排出的工业废水，还是普通家庭中产生的生活污水，最后都会通过下水管道汇合到污水处理中心，经过集中处理达标后进行回收利用或者排入江河湖海之中。

不过，上面所说的是正常流程下“污水的一生“，如果从科研的方向来看，城市污水大有可为，因为它里面隐藏着整座城市居民的健康秘密。

1990年，环境化学家克里斯蒂安·多顿首次（Christian Daughton）向美国环境保护署（EPA）的国家暴露研究实验室提出了依据污水来衡量居民健康指标的概念。即污水流行病学（WBE）。

环境保护署顾名思义就是检测并处理环境中的各类污染物，在当时，优先级污染物主要集中在农药、化学溶剂和重金属，毕竟这些玩意儿对人类和野生动物危害都比较大，所以关注度也很高。然而，多顿注意到还有另一类生物活性化学品受到的关注较少，那就是人用或兽用的药品、护理品以及其他细分产品。

这些人工化合物及生物活性代谢物被使用后，可以通过多种途径变成一系列复杂混合物，并偷偷潜入水生环境。比如被人体吸食的毒品其实大多只会在体内走个流程，留下头晕目眩的快感，最后通过排泄冲入下水道，但人类很少注意到。

因此多顿在1999年发表了一篇关于《环境中药品和个人护理产品最终流向》的研究文章，通过八年的数据收集，详细说明了环境中的药物残留情况，这也让各国科学界开始重视对城市污水的研究工作。

最初对城市污水的研究应用主要聚焦于毒品，根据多顿在他书中提出的一个假设：检测污水中非法药物（如阿片类）及其代谢产物可进一步对毒品来源进行筛选。

来自意大利的一个研究团队经过试验证明了这一假设。而欧洲CORE集团的污水分析中心小组则收集了来自19个欧洲国家的56个城市的污水。通过将污水中残留毒品及其代谢物浓度与城市内人口数据进行结合分析，可以看出城市中毒品使用峰值以及城市内毒品流动路径。

得益于日渐标准化的污水处理方法，使得普遍性的实时监测成为现实，另一方面，基于特定区域的污水分析数据，能够更加准确地追踪毒品的区域信息。如果说以前是大海捞针，那么现在将搜索范围缩小至一座小岛上。

根据CORE集团最新结果显示：比利时、荷兰、西班牙和英国等城市中可卡因的使用量比东欧城市要高得多，另外，在周末时间，大多数城市中可卡因、MDMA（摇头丸）的使用量远高于其他毒品。

而这些信息不仅可以用来计算毒品消费率，还可以作为新兴毒品进入市场的检测渠道。为各国毒品报告提供关键数据。

但是，目前更紧迫的是另一类公共卫生问题，即污水中抗生素抗药性（抗性基因）的传播。

从19世纪末开始，抗生素就被广泛用于治疗人类疾病。中国每年生产的抗生素约为21000吨，90%用于医疗和农业生产，而近些年来，由于过多的抗生素处方和对牲畜的广泛施用，细菌已经对四环素、磺酰胺和喹诺酮类等抗生素药物产生了较强的抗药性（抗性基因）。

简单来说呢，产生抗药性并不是指抗生素没有威力了，而是细菌通过膜转运蛋白将扩散进入细胞体内的抗生素分子排到了膜外，从而使细菌体内的抗生素药物浓度降到阈值以下。这就像喝酒多的人体内会产生更多的解酒酶，能将体内酒精水平快速降低，达到“千杯不醉”的效果。

细菌产生抗药性也是同样的道理，但这还不是最头疼的，更棘手的问题是这些细菌没事就喜欢和别人进行一下“深入交流”。

而污水环境则具备刺激水平基因转移所必需的三个必备条件：即生物细胞膜、高压力环境和大量破碎的细菌，因此携带抗性基因的细菌可以通过细胞之间相互接触实现外源染色体和基因的传递，从而共享含有抗性基因的质粒，使得越来越多的细菌获得抗性基因的BUFF。

在2007年，科罗拉多州立大学的普鲁登教授就使用定量PCR测量了当地Poudre河中的抗性基因含量，结果发现在畜牧业下游和污水处理厂下游两处的基因水平飙升。

从那以后，科学家陆续在各国污水处理厂中都发现了抗性基因。但这也不能全赖处理厂，因为以现有的处理方式还没有“照顾”到变异细菌头上，而废水中的抗性基因具体会带来多大的威胁仍不得而知，但在目前世界水资源有限的情况下，废水利用必然将越来越普遍，比如用于灌溉，为蓄水层补给，甚至用于饮用水供应。

其实，如果不计成本地花钱，那肯定可以清除掉所有的病原体和细菌，但最大的挑战就在于寻找到最具成本效益的方法。

编辑/王静