城市污水哨兵：透過廢水監測揭示疫情後用藥新趨勢
115年07月13日
【本篇報導由化學系 劉沂欣副教授研究團隊提供】 本研究利用「廢水流行病學（WBE）」技術，系統性分析臺北都會區廢水中68種新興與傳統濫用藥物的殘留物質，揭示COVID-19疫情期間及解封後市民藥物使用行為的變化趨勢。透過高效液相層析串聯質譜儀（LC-MS/MS）進行高靈敏度檢測，研究團隊發現，部分新興合成毒品的廢水消耗量在解封後躍升至疫情期間的3.2 倍，顯示社會事件與毒品流通之間的密切連動性。相較傳統調查方式，本方法具備不涉及個人隱私、即時性高、成本低及偵測能力強等優勢，有助於政府與公共衛生單位建立長期監測機制並精準規劃政策。本研究成果已刊登於《Journal of Hazardous Materials》，為臺灣首度以大規模廢水監測進行藥物流行趨勢分析，未來亦可拓展至抗生素監測、環境風險評估與結合AI 預測建立模型之應用等潛力，為公共衛生監測與環境治理提供新的科技工具與研究方向。 你知道從「馬桶裡的水」就能看出一座城市的藥物使用趨勢嗎？在臺北大都會區，一項創新的研究正運用廢水流入水處理廠前的成分，成功揭示疫情期間與解封後居民對新興毒品與傳統濫用藥物的使用模式。這項被刊登於《Journal of Hazardous Materials》的研究，不但呈現了前所未有的區域性藥物監控圖像，更提供政府制定公共衛生政策提供嶄新的科學工具。 本研究整合「廢水流行病學（wastewater-based epidemiology, WBE）」與高靈敏度質譜技術，在不侵犯個人隱私的前提下，為臺灣首度以大規模廢水監測同時分析68種新興毒品與傳統藥物（圖一）。人體服用藥物後，活性成分及其代謝物經由尿液與糞便排出，匯入城市污水系統，因此分析廢水中的藥物殘留即可間接推算社區尺度的整體使用量。LC-MS/MS 結合了分子分離與高靈敏質量偵測，可在複雜水體基質中同時定量痕量級（ng/L）的多種化合物，是監測廢水中微量藥物的黃金標準技術。臺北地區的樣本分析顯示，在COVID-19封鎖期間部分藥物使用減少，疫情解封後，非古柯鹼類新興合成毒品的廢水消耗量躍升為疫情期間的3.2倍，甲基安非他命亦上升 1.8 倍，顯示社會管制鬆綁與毒品取得管道恢復之間存在高度時間相關性。值得注意的是，並非所有藥物走勢皆然。解封後常用於緩解焦慮與失眠的苯二氮平類藥物，其廢水濃度反而在疫情後略微下降，間接反映出封控期間社會心理壓力的真實規模。更值得關注的是，甲基安非他命在全部 145 個樣本中偵測頻率達100%，顯示即便在最嚴格的管制期間，重度依賴性毒品的使用從未真正中斷―這正是廢水監測相對於傳統問卷調查的核心優勢：它捕捉到了難以自我申報的「隱性使用族群」。此結果不僅補足傳統問卷調查的盲點，也為防治策略提供即時數據支持。 與過往需仰賴人員調查或醫療回報不同，本研究大幅降低人力成本，且能偵測非法販售與地下製造的新興毒品，其所建立的方法已具高通量、高靈敏度與跨樣本可比較性，未來可擴展至全臺城市，甚至搭配 AI 進行藥物流行趨勢預測與風險分析。 這項研究歷經多次方法優化與跨領域合作，在樣本前處理、儀器參數設定與校正策略等層面均需精密掌握。研究團隊克服了污泥干擾、高鹽抑制訊號與標準品取得困難等技術挑戰，最終建立一套可應用於實際政策評估的監測平台。 廢水中藏著城市的脈動。這項創新研究不只提升公共衛生監控效能，也為亞洲地區建立藥物監測新典範。未來此技術亦有望應用於疫情預測、抗生素耐藥性追蹤及環境暴露評估，對科學界與社會都帶來長遠的影響。 圖一：呈現廢水流行病學的完整監測流程：從都市污水採樣、LC-MS/MS 定量分析，到社區尺度用藥趨勢推估，以及作為公共衛生政策工具的應用路徑。 原文出處：Ting, T. T., Chen, P. C., Chang, Y. C., Chiang, P. J., Li, H. C., Chen, S. H., Chen, P. C., Chu, H. T., Chuang, P. Y., Liu, Y. H., & Chen, P. S. (2024). Wastewater-based epidemiology to monitor 68 NPS/conventional drug use in Taipei metropolitan area in Taiwan during and after COVID-19 pandemic. Journal of Hazardous Materials, 476, 135020. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.135020