污水毒品監(jiān)測技術在禁毒實戰(zhàn)中的應用*

劉培培 喬宏偉 陳捷 張婷婷 花鎮(zhèn)東 王優(yōu)美 1. 公安部禁毒情報技術中心 2. 毒品監(jiān)測管控與禁毒關鍵技術公安部重點實驗室

引言

近年來，隨著國內各級禁毒部門緝毒執(zhí)法、社區(qū)管控、宣傳教育等工作力度的持續(xù)加大，毒品違法犯罪活動的生存空間受到了極大的擠壓，其隱蔽性日益增強。準確評估各地區(qū)毒品泛濫態(tài)勢，對于各級禁毒部門開展毒情評估、重點整治、示范創(chuàng)建等工作，以及指導基層公安禁毒部門開展緝毒執(zhí)法打擊工作具有重要的指導意義。

過去的毒情評估方法，主要依靠傳統(tǒng)統(tǒng)計學手段和各地的緝毒執(zhí)法工作數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)統(tǒng)計手段主要通過發(fā)放問卷、詢問相關人員、社會調查等方式，對吸毒人數(shù)、毒品使用方法、毒品使用頻次、毒品價格、消費影響因素等內容進行統(tǒng)計分析，一方面社會調查的對象主要是吸毒人員，而吸毒人員反饋內容的真實性并不能夠保證，另一方面社會調查需要耗費大量的人力物力收集、整理數(shù)據(jù)，難以及時反映短時間內的毒情變化態(tài)勢。此外，由于毒品違法犯罪活動具有極強的隱蔽性，僅以破獲案件數(shù)、抓捕嫌疑人數(shù)及繳獲毒品數(shù)等為依據(jù)，難以全面評估毒情形勢及緝毒執(zhí)法工作成效。

近年來，越來越多的法庭科學部門應用污水中毒品監(jiān)測技術評估毒品泛濫態(tài)勢。污水中毒品監(jiān)測起源于污水流行病學（Sewage Epidemiology），在國內外已經有近二十年的研究和發(fā)展。該技術是指對污水處理廠、泵站或人群聚集點、地表水等未經生化處理的污水進行定期檢測，通過測定污水中毒品原體及代謝產物和人口標記物的濃度，根據(jù)毒品原體或代謝產物的排泄率，結合污水流量，反推監(jiān)測區(qū)域內的毒品濫用量和濫用規(guī)模。與傳統(tǒng)統(tǒng)計手段不同，污水流行病學不僅能反映短時間內某污水處理廠覆蓋區(qū)域毒品消費模式的變化，而且可以預警新物質的濫用趨勢，統(tǒng)計（檢測）結果的實時性、客觀性相對更強。通過污水毒品監(jiān)測技術，可以有效解決“哪里毒品問題嚴重”“哪種毒品問題嚴重”難以發(fā)現(xiàn)的問題，為開展禁毒工作提供精準的靶向性指引。

一、國內外研究情況

（一）國外研究

從國外研究和應用情況看，2004年Zuccato教授團隊最早使用污水毒品監(jiān)測技術，對意大利地區(qū)的毒品消費進行了調查，他們對意大利的5條河流取樣分析發(fā)現(xiàn)，部分采樣點位的可卡因濃度高達200ng/L[1]，這是污水中毒品監(jiān)測技術首次報道的實際應用。此后，歐洲、美國、加拿大、澳大利亞等越來越多的毒品實驗室和檢測機構將污水中毒品監(jiān)測技術應用于不同國家、地區(qū)、城市的毒情評估工作中。2010年，歐洲的污水監(jiān)測技術核心成員國研究團隊SCORE（Sewage Analysis CORe Group Europe）發(fā)起了污水檢測技術標準化活動，并于2011年開始對歐洲19個城市的21家污水處理廠進行采樣分析，開展毒情監(jiān)測，并對常見毒品（可卡因、苯丙胺類、搖頭丸、大麻等）的濫用情況進行了首次探討[2]，研究成果引起了法庭科學界和歐洲毒品和毒品成癮監(jiān)測中心（EMCDDA）的高度重視。此后，EMCDDA委托SCORE團隊在歐盟國家范圍內開展例行監(jiān)測，并不斷擴大監(jiān)測范圍。2015年起，每年的歐洲禁毒報告均引用污水檢測監(jiān)測結果，詳細介紹基于污水監(jiān)測技術推算出的主要毒品消耗量、區(qū)域分布、年度變化態(tài)勢等[3]。澳大利亞的污水毒品監(jiān)測技術研究始于2011年[4]，自2017年起，澳大利亞刑事情報委員會委托昆士蘭大學、南澳大學對全國主要城市和部分中小城市的47家污水廠開展采樣分析，2020年度的覆蓋人口數(shù)為1320萬人，約占全國總人口的56%。通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，甲基苯丙胺是澳大利亞濫用最主要的毒品，其次是可卡因、搖頭丸和海洛因。除發(fā)達國家和地區(qū)外，沙特阿拉伯、突尼斯、哥倫比亞、哥斯達黎加等發(fā)展中國家也在相關領域展開了研究，其中哥斯達黎加、哥倫比亞均在2016年首次采用污水監(jiān)測技術對國內毒品消耗情況進行評估，結果顯示，可卡因是這兩國消耗量最大的毒品[5-8]。

（二）國內研究

從國內研究和應用情況看，2011年Foon Yin Lai等人對中國某特別行政區(qū)最大的一個污水處理廠進行了采樣分析[9]，檢測出氯胺酮、甲基苯丙胺和可卡因等成分。2012年，Li等人應用污水監(jiān)測技術對國內四個特大城市的毒品消耗量進行了評估[10]，發(fā)現(xiàn)氯胺酮和甲基苯丙胺為主要消耗毒品，新型毒品和大麻的消耗呈上升趨勢。公安部禁毒情報技術中心國家毒品實驗室最早于2014年應用污水監(jiān)測技術，對G省3個地市的地表水進行采樣分析，評估當?shù)氐闹贫締栴}整治情況。2018年，國家毒品實驗室首次應用污水監(jiān)測技術，對國內36個大城市的生活污水進行采樣分析，開展毒情監(jiān)測工作。此后的幾年間，在國家禁毒辦的大力推動和國家毒品實驗室的技術指導下，污水毒品監(jiān)測技術在國內的應用覆蓋面日益廣泛，該技術目前已經成為各級禁毒辦常態(tài)化指導、評估、推動禁毒工作的主要科技手段之一，在禁毒工作中發(fā)揮了重要的“利劍”和“指南針”作用。

二、工作原理和流程

（一）工作原理

污水中毒品監(jiān)測技術的工作原理：吸食毒品后，毒品原體及代謝物會隨著尿液、糞便等人體排泄物進入污水市政管網(wǎng)，并最終匯集到污水處理廠。技術部門從污水廠進水口采樣分析，可以得到污水中毒品及其代謝物的準確濃度數(shù)據(jù)。在此基礎上，結合污水廠流量、毒品折算校準系數(shù)、污水處理廠服務人口數(shù)量等數(shù)據(jù)，計算得到污水處理廠覆蓋區(qū)域內的毒品人均消耗量，單位通常為毫克/千人·天，即每千人每天消耗多少毫克毒品。

（二）工作流程

污水監(jiān)測的工作流程包括：（1）確定監(jiān)測點位；（2）采集樣品；（3）運輸和儲存；（4）實驗室檢測分析；（5）測算消耗量。

1. 確定監(jiān)測點位

確定污水監(jiān)測點位一般應當遵循以下五個原則：（1）監(jiān)測點位的選擇要符合禁毒重點工作的需要，優(yōu)先結合示范創(chuàng)建、重點整治、集群打零、城市毒品治理監(jiān)測等重點工作確定監(jiān)測點位；（2）監(jiān)測點位應服務于某一獨立的行政區(qū)劃，便于應用監(jiān)測結果對各地區(qū)開展毒情評估；（3）優(yōu)先選擇覆蓋人口數(shù)量較多（流量較大）的污水處理廠，服務人口越多，檢測結果的代表性越大；（4）優(yōu)先選擇生活污水占比較大（例如100%）的污水廠；（5）盡可能不選取服務區(qū)域覆蓋精麻藥品合法生產企業(yè)、合法使用醫(yī)院的污水處理廠。

2. 采集樣品

采集樣品應當注意以下七個事項：（1）從污水處理廠、泵站的進水口采集，或從排污單位的總排放口采集；（2）采集樣品時盡可能避開降雨天氣，防止污水樣品被環(huán)境因素稀釋；（3）為確保樣品的代表性，使用24小時混合方法采樣；（4）優(yōu)先使用在線自動采樣器采集，采樣器具有360度攝像頭，可自動識別樣品儲存容器的電子碼，可通過物聯(lián)網(wǎng)技術在后臺操作電腦（手機）程序采集樣品，樣品瓶應使用聚酯（PET）塑料瓶，瓶蓋應具有防開功能；（5）平行采集兩份污水樣品，其中A樣送檢，B樣冷凍保存以備復檢，每份樣品的采集體積不少于300毫升；（6）樣品瓶身應優(yōu)先使用唯一溯源標識（二維碼），溯源標識應提供關聯(lián)的電子信息，包括采樣時間、監(jiān)測點位名稱、進水口編號等；（7）采樣人員應當?shù)怯浳鬯幚韽S相關信息和采樣記錄。

3. 運輸和儲存

運輸和儲存有以下三個注意事項：（1）如果使用在線自動采樣器采樣，采樣器應具有冷凍功能，如果人工采樣，樣品采集后應當立即冷凍；（2）運輸樣品應當采用冷鏈物流寄送，將所有污水樣品放至配有干冰或冰塊的冷藏箱中，運輸過程中須保證污水樣品全程保持冷凍狀態(tài)，樣品采集后應當盡快送實驗室檢測；（3）樣品儲存地點應當遠離毒品庫和毒品實驗室，防止樣品被毒品繳獲物污染。

4. 實驗室檢測分析

實驗室檢測分析應當把握以下五個事項：（1）污水樣品前處理、分析實驗室應當遠離毒品繳獲物前處理、分析實驗室，防止樣品被動污染；（2）前處理通常使用固相萃取儀或在線固相萃取技術，檢測分析通常使用液相色譜質譜聯(lián)用儀；（3）不同污水樣品的基質差別較大，應當使用同位素內標法對基質效應進行校正；（4）檢測毒品種類至少應當包括海洛因、冰毒、氯胺酮、搖頭丸、可卡因、大麻等6種常見毒品及其代謝物；（5）應當對污水樣品中的可替寧進行精確定量分析，用于測算污水處理廠覆蓋區(qū)域的人口數(shù)量。

5. 測算消耗量

根據(jù)污水中檢出可替寧濃度，計算某污水廠覆蓋區(qū)域服務人口數(shù)量 N（千人）。計算公式見式（1） ：

C0污水中檢出可替寧濃度（單位：納克/升）；

V0污水處理廠流量（單位：萬噸/天）；

Z 本地區(qū)人均香煙日消費支數(shù)（單位：支/人·天）；

A 每支香煙代謝出可替寧平均含量（單位：0.14毫克/支）。

其中，某地區(qū)人均香煙日消費支數(shù)Z計算公式見式（2）：

Z 本地區(qū)人均香煙日消費支數(shù)（單位：支/人·天）；

B 煙草專賣局統(tǒng)計本地區(qū)每年銷售香煙數(shù)量（單位：億支）；

P 國家統(tǒng)計局統(tǒng)計本地區(qū)常住人口數(shù)量（單位：萬人）。

根據(jù)污水中檢出毒品代謝物濃度，計算某污水廠覆蓋區(qū)域毒品平均消耗量Q（毫克/千人·天），計算公式見式（3）。其中，可卡因、MDMA、大麻、甲基苯丙胺、氯胺酮等五種毒品平均消耗量的折算校準系數(shù)詳見表1：

表1 主要毒品的折算校準系數(shù)

N 污水處理廠覆蓋人口總數(shù)（單位：千人）；

C 污水中檢出毒品代謝物濃度（單位：納克/升）；

V 污水處理廠流量（單位：萬噸/天）；

F 毒品原體和代謝物折算校準系數(shù)。

海洛因平均消耗量的計算公式見式（4）：

其中，H（Mor）、H（Cod）分別為污水中嗎啡和可待因人均負荷量（毫克/千人·天），計算公式見式（5）：

N 污水處理廠覆蓋人口總數(shù)（單位：千人）；

C 污水中檢出毒品代謝物濃度（單位：納克/升）；

V 污水處理廠流量（單位：萬噸/天）。

某地區(qū)某種毒品平均消耗量計算方法如下：

對某地區(qū)多個污水處理廠分析數(shù)據(jù)進行加權平均，計算得到該地區(qū)某種毒品平均消耗量，計算公式見式（6）：

某地區(qū)某種毒品消耗總量計算方法如下：

將某地區(qū)各個污水處理廠覆蓋區(qū)域某種毒品平均消耗量和計算人口數(shù)相乘后相加，計算得到該地區(qū)毒品消耗總量。計算公式見式（7）：

某地區(qū)海洛因（H）、冰毒（M）、氯胺酮（K）、搖頭丸（E）、可卡因（C）、大麻（T）等6種主要毒品的消耗總量（包括Qavg和Qtotal）計算公式見式（8）：

三、禁毒實戰(zhàn)應用

污水監(jiān)測技術在禁毒實戰(zhàn)中的一個很重要的應用場景，就是為各級禁毒辦開展毒情形勢評估提供科學依據(jù)。近年來，筆者所在的國家毒品實驗室積極應用污水監(jiān)測技術開展毒情監(jiān)測工作，為國家禁毒辦開展“示范創(chuàng)建”“兩打兩控”“重點整治”“集群打零”“城市毒品治理監(jiān)測”等重點工作提供了科學的量化指標和有力的技術支撐。

（一）制毒問題整治評估

2014至2015年，針對G省部分地區(qū)制造毒品突出問題，國家毒品實驗室派員赴某市，從河流等地表水中采樣分析，發(fā)現(xiàn)部分污水中仍然存在高濃度冰毒成分，表明當?shù)厝匀淮嬖诒容^嚴重的制毒問題，相關禁毒“重點整治”工作仍需進一步加大力度。G省禁毒部門依據(jù)國家毒品實驗室的通報結果組織深挖，成功打掉一批制販毒團伙。

（二）城市毒品治理監(jiān)測

2018年，國家毒品實驗室首次應用污水監(jiān)測技術對國內36個大城市（4個直轄市、5個計劃單列市、27個省會城市）開展毒品消耗量評估工作，選擇200家污水處理廠，每季度采樣2次，對海洛因、冰毒、氯胺酮、搖頭丸、可卡因等5種主要毒品進行了消費測算，監(jiān)測結果為國家禁毒辦開展考核評估工作提供了重要的量化指標。

（三）社區(qū)毒品濫用評估

2018年，為準確評估社區(qū)毒品濫用形勢，國家毒品實驗室派員赴某社區(qū)，從每棟樓宇的總排放口采集了污水樣品。檢測結果顯示，該社區(qū)的毒品消耗量超過了省會城市，表明當?shù)卮嬖诒容^嚴重的毒品濫用問題。按照國家毒品實驗室檢測結果，國家禁毒辦對該區(qū)（縣）落實了國家級“重點關注”責任。

（四）疫情期間毒情形勢

2020年4至5月，為評估疫情防控對毒品消費的影響，國家毒品實驗室從國內125個城市（大城市、示范創(chuàng)建城市、重點整治城市）368家污水廠開展污水采樣檢測。結果表明，受疫情防控措施影響，國內主要毒品消耗量均出現(xiàn)普遍下降。

（五）全國毒情形勢評估

2020年9月和11月，國家毒品實驗室分兩批采集分析了367個城市（重點城市、示范創(chuàng)建城市、重點整治城市、地級城市）882家污水廠的近4000份污水樣品，服務人口約1.8億，監(jiān)測數(shù)據(jù)為國家禁毒辦開展“示范城市創(chuàng)建”和“重點整治”等評估工作提供了科學依據(jù)。

（六）各地自行監(jiān)測情況

2021年，國家毒品實驗室組織全國31個省區(qū)市禁毒部門分季度自行開展污水監(jiān)測工作，并定期從各地收集檢測數(shù)據(jù)。從統(tǒng)計結果看，2021年度全國各地的污水監(jiān)測工作總計覆蓋全國352個地級城市、2625個縣級城市、5146個污水處理廠或泵站，服務人口約3.8億，占全國總人口數(shù)量的26.7%，共檢測污水樣品近30000份。相關檢測結果為全國各地開展毒情監(jiān)測、打擊涉毒違法犯罪活動提供了科學有力的技術支撐。

四、問題和困難

目前，污水中毒品監(jiān)測技術已經有十余年的研究和應用，相關檢測監(jiān)測結果為各級禁毒部門提供了有力的技術支撐。在看到成績的同時，還應當注意到，該領域長期以來存在一些問題和困難沒有得到有效解決，例如采樣不規(guī)范、服務人口測算方法不統(tǒng)一、新型毒品檢測監(jiān)測困難、現(xiàn)場快檢裝備不足等等，這些問題影響了污水毒品監(jiān)測技術的科學性、客觀性、準確性和權威性。

（一）污水樣品采樣不規(guī)范

污水監(jiān)測數(shù)據(jù)對于上級禁毒部門評估各地毒情態(tài)勢和落實重點整治責任具有重要參考價值。為防止本地區(qū)被上級禁毒部門掛牌整治，近年來各地在污水采樣環(huán)節(jié)存在各種形式的不規(guī)范行為。樣品采集如果不規(guī)范，不僅導致后續(xù)一切工作都是“無用功”，大量浪費了人力、物力、財力，而且會嚴重干擾上級部門對毒情形勢的科學判斷，制定出不符合工作實際的方針政策。如何有效防止采樣不規(guī)范行為，從源頭上杜絕此類現(xiàn)象，是擺在污水監(jiān)測科技工作者面前的一個亟需解決的現(xiàn)實難題。

（二）污水處理廠服務人口測算不統(tǒng)一

對污水處理廠服務區(qū)域的人口數(shù)量進行準確測算，是計算毒品人均消耗量的重要前提和依據(jù)。目前，測算服務人口的主要方法如下：

1. 統(tǒng)計人口

可從市政部門獲取每個污水處理廠服務范圍內的人口數(shù)據(jù)，但由于人口存在流動性，該數(shù)據(jù)難以做到實時動態(tài)更新，與實際人口數(shù)量會有較大差異。

2. 應用污水中的特征標記物計算人口

例如用尼古丁的代謝物可替寧，該技術是以污水中可替寧的總量，除以該地區(qū)可替寧的人均排放量。該方法的主要問題是香煙銷售量等相關基礎數(shù)據(jù)不易獲取。

3. 使用人均用水量計算人口

該方法是以污水廠流量乘以生活污水占比，計算得到生活用水的總量，然后除以“每日人均生活用水量”，并除以“城市綜合污水排放系數(shù)”。該方法有以下不足之處：（1）實際的每日人均生活用水量存在季節(jié)性波動，全年四個季度使用某一個固定數(shù)值計算人口，必然會導致測算結果存在較大誤差；（2）該計算方法需要知道工業(yè)污水的占比，而每個污水廠的工業(yè)污水占比并不是一個恒定的數(shù)值，與每天的工業(yè)生產密切相關；（3）極個別檢測公司引用的污水排放系數(shù)來自于2000年的文件規(guī)定，與目前各地區(qū)的污水管網(wǎng)實際完善程度明顯不符；（4）該算法無法規(guī)避外界因素對生活污水占比的干擾，例如地下水向污水管網(wǎng)滲透、雨水進入污水管網(wǎng)等，上述情況既會導致流量明顯增大，進而大幅增加測算的人口數(shù)量，也會導致污水中毒品及代謝物濃度受到稀釋，進而大幅降低測算的人均消耗量，還會導致雨季完全無法采樣，進而嚴重影響工作進度。

4. 應用服務區(qū)域內的手機信號數(shù)據(jù)計算人口[11]

由于部分人口不使用手機或有多部手機，該方法同樣難以對人口進行精準測算。

（三）新型毒品消耗量估算困難

通過污水中毒品及其代謝物濃度測算毒品消耗量，不僅需要知道毒品代謝物的種類，而且需要選擇在污水中相對比較穩(wěn)定的代謝物，還需要知道毒品在人體中的代謝率，以及排放入市政管網(wǎng)時的排泄率。對于冰毒等常見毒品，已有比較系統(tǒng)、成熟的科學研究和文獻報道，可以有針對性地選擇毒品原體或相應的代謝物進行檢測和測算。對于新型毒品，不僅不知道代謝物的種類和穩(wěn)定性，而且缺乏代謝率和排泄率的科研數(shù)據(jù)，無法對最新列管毒品的消耗量進行準確測算。

（四）污水現(xiàn)場快檢裝備欠缺

通過污水毒品監(jiān)測技術配合基層禁毒部門開展溯源，對檢測時效性的要求非常高，這是因為一旦源頭停止排放，溯源工作就會失去方向。如果采樣送實驗室檢測，將難以保證時效性，因此基層禁毒部門迫切需要能夠滿足實戰(zhàn)需求的現(xiàn)場快檢裝備，用于迅速鎖定毒源。當前市面上成熟的污水現(xiàn)場快檢裝備比較欠缺，且主要存在以下問題：一是污水中毒品含量極低，而毒品現(xiàn)場快檢裝備靈敏度難以達到檢測要求；二是制販毒、吸毒種類五花八門，而污水現(xiàn)場快檢裝備的覆蓋毒品種類相對比較有限。

五、結語

對污水中毒品及其代謝物成分開展常態(tài)化檢測監(jiān)測，不僅是系統(tǒng)開展地區(qū)毒情監(jiān)測預警的重要內容，也是精準指導公安機關打擊涉毒違法犯罪活動的有力技術支撐。本文闡述了污水監(jiān)測技術的原理、檢測流程和測算方法等，介紹了污水毒品監(jiān)測技術手段服務禁毒實戰(zhàn)的應用成效和積極貢獻，探討了這一領域亟需解決的技術問題和困難。隨著現(xiàn)代化科研成果和技術裝備的不斷投入使用，相信污水監(jiān)測技術將日益成熟完善，并將在未來的禁毒實戰(zhàn)工作中發(fā)揮更加重要的作用。