《Environmental Science: Advances》：A wastewater surveillance approach to assess psychoactive substance use during a range of festive eventsOpen Access
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公共活动如地方节庆、音乐节和游行会显著改变社区对合法与非法药物的消费模式。分析来自这些特定娱乐场所的废水，为监测物质使用（包括新型精神活性物质（NPS）的流行情况）提供了一种客观、匿名且全面的方法。为探究这些变化，研究人员在八个不同的节庆活动期间以及非活动期间
公共活动如地方节庆、音乐节和游行会显著改变社区对合法与非法药物的消费模式。分析来自这些特定娱乐场所的废水，为监测物质使用（包括新型精神活性物质（NPS）的流行情况）提供了一种客观、匿名且全面的方法。为探究这些变化，研究人员在八个不同的节庆活动期间以及非活动期间，从12座污水处理厂收集了每日废水样本。该研究在所有样本中定量测定了五种传统非法药物的生物标志物，以及酒精和尼古丁的代谢物。此外，研究人员对涵盖整个活动期间采集的活动全程混合样本进行了氯胺酮和62种NPS的分析。最后，研究人员利用先进质谱技术结合HighResNPS数据库，对样本中另外2186种NPS及相关化合物进行了定性筛查。具体结果因活动类型而异，但数据总体表明尼古丁和酒精消费量分别增加了约1.5倍和2.0倍。非法物质使用量也激增，可卡因增加了1.5至2.0倍，MDMA增加了2.0至10倍。相反，大麻消费量的波动变化很大。分析还在多个样本中检测到氯胺酮和多种NPS，主要是合成卡西酮和苯乙胺类，如N,N-二戊基酮（DMP）、甲酮和3-甲基甲卡西酮。此外，芳基环己胺类解离剂2-氟脱氯氯胺酮（2F-DCK）在部分样本中被定量检出。
**研究背景与问题**
非法药物使用在全球范围内呈上升趋势，对公共卫生、安全和整体福祉构成重大风险。准确理解实际使用模式对于可靠评估这些风险以及支持有效的减害、预防和执法策略至关重要。此外，减害不仅对解决非法药物使用至关重要，对减轻酒精和烟草等合法滥用物质的影响也同样重要，这些物质在全球范围内合计导致数百万人死亡，并给医疗系统带来沉重负担。在此背景下，参加节庆和/或其他特殊或社交活动的个体可能面临更高风险，因为研究表明，与普通日子相比，此类场合的酒精和药物使用率更高。此外，这些环境被认为是新型精神活性物质（NPS）消费的热点区域，其驱动因素通常是希望规避法律限制或体验新的快感。同时，由于对其成分和效果缺乏了解，这些物质也可能带来更高风险。尽管采取了减害策略（包括药物检测）或封闭式节庆场所的零毒品政策等预防措施，药物和酒精消费仍难以控制和监测。
废水流行病学（WBE）已被证明是一种有效的监测方法，可提供有关药物消费的宝贵空间和时间信息，补充其他流行病学指标。它能在相对较短的时间范围内提供快照，具有非侵入性和匿名性，且所需资源极少，从而克服了其他监测方法的一些局限性。相比之下，WBE无法提供使用频率、给药途径、使用者人口统计学特征或药物纯度等信息。在节庆和庆典等特定环境中，WBE可以与现场调查和药物检测服务的数据有效结合，以更全面地了解物质使用模式。
尽管WBE更多地被用于评估普通人群和常规周内的药物使用，但已有若干示例利用该方法调查特定环境中的药物使用情况，如监狱、教育场所或节庆和音乐节期间。在监测和评估特殊活动期间非法和合法药物使用的情况下，一个额外且非常重要的考虑涉及伦理方面。尽管WBE本身通常被认为是非侵入性和匿名的，因而其方法学不会引起重大伦理问题，但必须仔细关注结果的报告方式，因为其结果可能产生可能导致歧视或污名化的影响。
尽管已有研究存在，但迄今为止这些研究都针对某一特定活动或活动类型。本研究的创新之处在于考虑了多种不同类型的活动，并对广泛的化合物进行了全面分析。因此，研究人员从分布于西班牙全国八个城市的12座污水处理厂（WWTPs）收集了未经处理的废水样本。采样活动在典型日子和不同类型的活动期间进行，包括地方节庆、街头游行、狂欢节庆祝活动、音乐节以及所选城市举办的国际大麻交易会。主要目标是监测多种滥用物质，即酒精、尼古丁、非法药物、氯胺酮（KET）和NPS，以揭示其在不同使用情境下的消费模式。为此，研究人员应用了靶向分析和可疑筛查（针对NPS）相结合的方法。最后，本研究考虑了活动参与导致的人口波动，并设置了假设情景。
**主要关键技术方法**
研究人员在2023年春夏两个不同时期从12座污水处理厂收集进水废水（IWW）样本。第一个时期涵盖与西班牙八个公共活动重合的不同时间间隔：四个地方节庆（LF1–LF4）、一个街头游行（SP）、一个狂欢节庆祝活动（Car）、一个音乐节（MF）和一个国际大麻交易会（Fair）。第二个 campaign 作为每个WWTP的对照期，涵盖与活动期相同的星期几，但处于无节庆或其他重大公共活动的时间段。使用自动采样器以时间比例采样模式获取每日24小时混合样本。采用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）进行靶向分析。活动全程混合样本专门用于NPS及相关化合物的靶向和可疑筛查分析，使用固相萃取（SPE）提取，可疑筛查利用开源平台InSpectra针对2023年10月HighResNPS数据库进行处理。化合物确认使用参考标准品（Schymanski Level 1），在无标准品的情况下进行 tentative 鉴定（Schymanski Level 2）。
**研究结果**
**人口变化相关考量**：WBE与其他监测方法一样存在不确定性，其中一个主要不确定性来源与WWTP服务区域人口的准确估计有关。已发表的研究通常不考虑人口变化，因此难以辨别PNML增加反映的是人均药物使用的真实上升还是仅仅是人口增长的结果。本研究考虑了多种估计人口波动的方法，但均存在重要局限性。鉴于此，研究人员通过考虑两种情景来模拟活动期间潜在的人口增长：（i）基于普查、BOD5或连接下水道系统的住宅数量的基线人口；（ii）假设在基线人口上统一增加30%的假设情景。该阈值被选为上限压力测试，以评估观察到的药物负荷激增是否可能仅由人口增长驱动。
**废水中目标生物标志物的出现情况**：与其它物质不同，苯丙胺和甲基苯丙胺并非在所有样本中均被一致定量。这些化合物的中位浓度在活动期间有所增加。MDMA（中位数325 ng L?1 vs 79 ng L?1）、苯甲酰爱康宁（4.7 μg L?1 vs 3.1 μg L?1）和乙基硫酸酯（24 μg L?1 vs 12 μg L?1）也观察到类似趋势。相反，THC-COOH、可替宁和羟基可替宁的浓度在非节庆期间保持在同一范围内甚至更高。在代表整个活动期间的WWTP混合样本中，氯胺酮在所有情况下均被定量（中位数167 ng L?1）。在NPS方面，解离剂2F-DCK和合成卡西酮3-MMC或N,N-DMP、 eutylone、甲酮和戊酮至少在一个地点被定量。N,N-DMP和3-MMC最为普遍，分别在13个样本中的10个和9个中被定量。定性可疑筛查还揭示了另一种NPS：氯甲卡西酮（CMC）在LF2和SP处被发现。
**地点间及活动与非活动期间药物使用比较**：为进行地点间和活动与非活动期间物质使用的适当比较，生物标志物质量负荷被归一化至每个WWTP的估计服务人口。苯丙胺和甲基苯丙胺的使用模式因地点而异。苯丙胺负荷在LF1的活动期和非活动期均显著较高。关于节庆的影响，除LF3外，苯丙胺负荷基本不受影响，LF3的使用量比对照期增加了900%。甲基苯丙胺在SP地点的非活动日和大麻交易会地点观察到较高的基线使用。MDMA在非活动期间各地点的使用无显著差异；相反，在活动期间，MF观察到特别高的使用量，其次是LF1。可卡因使用（通过苯甲酰爱康宁负荷估计）在活动或非活动日各地点的差异不大。在活动期间观察到可卡因消费普遍上升，但增幅远低于MDMA。大麻消费（通过THC-COOH负荷指示）在交易会地点活动期和对照期均观察到最高负荷。该活动对 cannabis 使用产生了+40%的正向影响，但在FDR校正后失去显著性。尼古丁消费在大多数地点观察到轻微普遍增加，但仅在LF2具有统计学显著性。酒精消费在各地点的均匀性更高，乙基硫酸酯PNMLs在1000至6000 mg per day per 1000 inh之间。活动与非活动期的比较显示，在地方节庆、Car和MF期间酒精消费普遍上升，但仅在Car具有统计学显著性。关于活动类型对目标药物的影响，除甲基苯丙胺外，未观察到任何药物与活动类型相关的明确趋势，甲基苯丙胺在地方节庆期间的使用量低于其余类型的活动。NPS和KET仅在代表每个活动全程的混合IWW样本中测定。七种NPS可在至少一个样本中被定量。此外，定性分析检测到一种合成卡西酮（CMC），以及麻黄碱和两种KET代谢物。KET的最高PNMLs出现在LF1，其次是SP和Fair。
**与其他国家和国际研究的比较**：本研究呈现的非法药物PNMLs部分与2018年西班牙领土内一个音乐节期间观察到的结果一致。在欧洲层面，瑞士音乐节期间MDMA、苯丙胺和甲基苯丙胺的PNMLs也显著高于各自对照周。在克罗地亚（斯普利特），所有药物在旅游旺季和音乐节周期间PNMLs均增加，但大麻除外。在捷克共和国和斯洛伐克的七个大型音乐节期间也观察到药物消费的显著增加。在美国，7月4日也观察到苯丙胺、甲基苯丙胺和可卡因的更高流行率。在澳大利亚，音乐节期间苯丙胺、甲基苯丙胺和MDMA的消费估计普遍超过西班牙的使用量。在另一项聚焦NPS的研究中，N,N-DMP、mitragynine和bromazolam是2019–2020年至2024–2025年新年期间废水样本中最常检测到的NPS。在本研究中，除LF3外，所有活动期间均鉴定出N,N-DMP。
**讨论与结论**
本研究呈现的废水数据揭示了娱乐活动中的药物使用与日常习惯之间的明显区别。MDMA、可卡因和酒精的消费在几乎所有地点的节庆活动期间持续增加，这与酒精、可卡因和摇头丸与节庆活动的典型关联一致。苯丙胺和甲基苯丙胺负荷尽管在某些情况下显示显著增加，但在不同期间更为一致。对于甲基苯丙胺，这种一致性支持其在某些特定本地群体中的一般性而非活动特异性使用。此外，数据表明活动人口统计学特征影响特定药物特征，例如，与音乐节相比，家庭导向的地方节庆中甲基苯丙胺使用显著较低。与更多日常 routine 相关的物质，如尼古丁和大麻，在活动期间相对于非活动日显示出最小幅度的增加，并且在若干情况下实际下降。最后，在研究活动期间收集的混合样本成功识别了氯胺酮和多种NPS的广泛存在，主要是合成卡西酮和苯乙胺类。N,N-DMP、3-MMC和2F-DCK等物质在多个地点被定量，强化了WBE在监测新兴设计药物趋势方面的价值。
总体而言，这些西班牙活动的研究结果与先前欧洲和全球WBE研究密切一致。观察到的MDMA和可卡因峰值，加上大麻的稳定或下降，与节庆环境的既定国际模式相符，验证了WBE作为全球公共卫生监测工具的一致性。将WBE与既定流行病学指标（如人口调查和缉获数据）相结合，可提供跨节庆物质使用的全面概况。然而，一个关键差距仍然存在：研究人员、流行病学家、活动组织者、地方政府和执法部门之间缺乏正式化的多学科协作渠道。尽管已与国家联络点建立了合作，但扩大这些多机构网络将需要更强的制度承诺和持续的专项资助。最后，本研究的一个 minor 局限性涉及某些活动与对照期之间的时间间隔，在所有情况下均选择在春季。虽然这确保了干净的参考数据集不受游客或活动干扰，但可能引入与药物消费季节性变化相关的轻微不确定性。未来的研究可通过纳入时间相邻、季节匹配的基线采样活动而受益。
