Wiktoria Kurzeja, Jan Matysiak, Agnieszka Klupczyńska-Gabryszak

Wastewater-based epidemiology in the monitoring of community health and environmental exposure

2026-06-01

Epidemiologia oparta na analizie ścieków w monitorowaniu zdrowia populacji i narażenia środowiskowego

Epidemiologia ściekowa (ang. wastewater-based epidemiology, WBE) stanowi dynamicznie rozwijające się narzędzie umożliwiające ocenę narażenia populacji na czynniki chemiczne i biologiczne poprzez analizę ścieków komunalnych. Dzięki dostarczaniu zagregowanych i obiektywnych danych, WBE pozwala na ocenę wzorców zażywania substancji oraz kierunków narażenia w skali populacyjnej bez konieczności opierania się na deklaracjach respondentów. W niniejszej publikacji przedstawiono podstawowe założenia oraz główne zastosowania WBE, ze szczególnym uwzględnieniem monitorowania narkotyków, farmaceutyków, biomarkerów chorób zakaźnych, zanieczyszczeń środowiskowych oraz innych wskaźników stylu życia i zdrowia populacji. Szeroki zakres oznaczanych związków, obejmujący metabolity leków, biomarkery endogenne oraz materiał genetyczny patogenów (DNA/RNA), może być analizowany z wykorzystaniem zaawansowanych technik analitycznych. W pracy omówiono główne zalety WBE, takie jak obiektywność oraz dostarczanie wyników w czasie zbliżonym do rzeczywistego, a także jej ograniczenia związane z czułością analityczną, złożonym składem próbki, zmiennością środowiskową oraz niepewnościami wynikającymi z modeli przeliczeniowych. Szczególną uwagę poświęcono zagadnieniom etycznym, obejmującym zarządzanie danymi, kwestie prywatności oraz odpowiedzialną komunikację i interpretację wyników, zwłaszcza w kontekście wrażliwych informacji dotyczących zdrowia publicznego. Ponadto omówiono wyzwania związane z brakiem standaryzacji metod, trudnościami w określeniu wielkości populacji oraz stabilnością analitów w systemach kanalizacyjnych, które mają istotny wpływ na jakość i porównywalność danych. Przedstawiono także perspektywy rozwoju tej dziedziny, w tym rozszerzenie zastosowań na monitoring w zakresie: nadzoru nad chorobami zakaźnymi, oceny narażenia populacji na czynniki środowiskowe oraz integracji zaawansowanych strategii analitycznych w celu kompleksowej oceny zdrowia publicznego. Dalszy rozwój technik analitycznych oraz ujednolicenie procedur badawczych, wspierane przez międzynarodową współpracę, mogą znacząco zwiększyć znaczenie WBE jako narzędzia monitorowania zdrowia publicznego i środowiska.

Słowa kluczowe: epidemiologia oparta na ściekach, ścieki, ścieki komunalne, zdrowie publiczne.

© Farm Pol, 2025, 81(11): 645–654

Wastewater-based epidemiology in the monitoring of community health and environmental exposure

Wastewater-based epidemiology (WBE) has emerged as a powerful and rapidly evolving approach for assessing population-level exposure to chemical and biological agents through the analysis of municipal wastewater. By providing aggregated, objective data, WBE enables evaluation of community-wide consumption patterns and exposure trends without relying on self-reported information. This review summarizes the fundamental principles and key applications of WBE, with particular emphasis on the monitoring of illicit drugs, pharmaceuticals, biomarkers of infectious diseases, environmental pollutants, and other indicators of lifestyle and population health. A wide range of target compounds, including drug metabolites, endogenous biomarkers, and pathogen-specific genetic material (DNA/RNA), can be detected using advanced analytical techniques. The advantages of WBE, including its objectivity and capability for near real-time monitoring, are highlighted alongside key limitations related to analytical sensitivity, matrix complexity, environmental variability, and uncertainties associated with back-calculation models. Particular attention is given to ethical considerations, including data governance, privacy concerns, and the responsible communication and interpretation of results, especially in the context of potentially sensitive public health information. Furthermore, challenges related to the lack of methodological standardization, population normalization, and analyte stability in sewer systems are discussed as critical factors influencing data quality and comparability. Future perspectives of WBE are discussed, focusing on the expansion of its applications toward infectious disease surveillance, assessment of population exposure to environmental factors, and the integration of advanced analytical approaches for comprehensive public health evaluation. Continued methodological advancements, along with the development of harmonized protocols and international collaborative frameworks, are expected to further enhance the reliability and applicability of WBE as a comprehensive tool for public health and environmental monitoring.

Keywords: wastewater-based epidemiology, wastewater, sewage, public health.

© Farm Pol, 2025, 81(11): 645–654