检测某一人群污水中是否存在特定病毒或细菌，是向卫生官员提示某种特定疾病存在的有效方法。
这项技术可以在第一名患病者接受检测之前就向卫生官员发出预警。
例如，在20世纪70年代的以色列，在医生确诊第一例病例的九天前，就在污水中检测到了具有传染性的脊髓灰质炎病毒。
新冠肺炎大流行重新激发了人们对污水监测的兴趣。污水监测是指对污水系统进行监测，以检测病毒、细菌和其他病原体的存在。在未经处理的污水中，已发现病毒遗传物质的非感染性片段，这一情况出现在意大利、西班牙、法国、美国和加拿大。
目前，多个城市正在采用这种方法来检测感染，其中包括渥太华。至少有一所美国大学利用污水监测确定了一起新冠肺炎疫情，并据此安排对居住在四处校园宿舍中的近300名学生进行检测和隔离，从而阻止了疫情的扩散。
作为一名微生物学家，我专长于食源性病原体（如沙门氏菌和大肠杆菌）的监测，我一直对更好地识别人群中的感染方式感兴趣。
疾病识别目前，疾病识别依赖于患病者主动寻求医疗帮助。但许多患病者并不寻求帮助，官员可能要过数天或数周才会察觉疾病或疫情，从而导致更多的患病和死亡。为应对传染病疫情（如新冠肺炎），我们需要不依赖患病者自身行为的主动监测系统。
用于疾病检测的污水监测
污水监测之所以有效，是因为许多传染性病原体在活动性感染之前和期间会随体液排出。这些体液进入污水系统后，会被输送至集中式污水处理设施进行处理，在那里即可被检测到。
污水监测的效用最早于20世纪60年代被认识到，当时耶鲁大学的研究人员开展了多项实验，以评估脊髓灰质炎疫苗接种运动的效果。他们在脊髓灰质炎疫苗接种计划开始前、进行期间和结束后，检测了康涅狄格州米德尔敦市污水中多种株系的脊髓灰质炎病毒。
三十五年后，一项精巧的研究证实了污水监测对于监测脊髓灰质炎病毒疫苗接种计划的敏感性，该研究后来被称为赫尔辛基脊髓灰质炎病毒实验。
科学家在距离一座污水处理厂20公里处的马桶中冲入了脊髓灰质炎疫苗。随后，研究人员连续四天从该设施采集污水样本，结果表明，在该系统中已有8亿升污水通过之后，他们仍能检测到这种疫苗。他们得出结论：在一个有10,000名居民的社区中，一名排出脊髓灰质炎病毒的感染者是可以被检测出来的。
其他研究表明，通过监测污水可以预测疫情暴发。例如，在20世纪70年代的以色列，具有传染性的脊髓灰质炎病毒曾在污水中被检出，比医生确诊第一例病例早九天。此后，该方法被改用于在国际范围内监测脊髓灰质炎疫苗接种运动的成效。
将污水监测作为早期预警系统
这些实验为利用污水监测其他疾病奠定了基础。
2013年，瑞典的研究人员报告称，污水监测为诺如病毒和甲型肝炎病毒疫情提供了早期预警，这两种病毒是引起食源性病毒性疾病的两大病因。2013年1月至5月间，研究人员每隔一周从哥德堡的一座污水处理厂采集一次每日污水样本。研究人员使用一种称为聚合酶链式反应（PCR）的技术，在确诊患病者的两至三周前，就检测到了诺如病毒的遗传物质。
研究人员还利用PCR技术在污水样本中检测到了多种甲型肝炎病毒株系（遗传类型）。进一步分析表明，在2013年春季，有两种病毒株参与了斯堪的纳维亚地区和哥德堡正在发生的一起疫情。
意大利的研究人员采用了类似的方法，证明了因不明原因腹泻而住院的患者实际上感染了诺如病毒。
社交媒体监测
污水监测的一个局限在于，它无法识别实际感染者本人。“社交媒体症状分析”是指在社交媒体帖子中搜索与某种特定疾病相符的症状描述，目前已成为监测包括新冠肺炎在内的传染病的有效工具。
将污水监测与社交媒体分析结合起来，可以发现原本可能未被察觉的社区疫情，因为该方法能够识别尚未出现症状的感染者（症状前期）或未表现出症状的感染者（无症状者）。（这两类人群都可能传播病毒。）公共卫生官员可据此加强保持身体距离及其他隔离措施，例如对特定个人进行有针对性的检测，以限制疾病在社区中的传播。
国际旅行的增加和全球化导致传染病迅速传播。为应对这一问题，必须实时或近实时地开展全球传染病监测，并且不能仅限于统计感染人数，还应具备快速识别新型疾病模式的能力。污水监测成本低、速度快，并且能够在病原体成为地方性流行之前将其检测出来，这提升了对疾病疫情作出及时应对的能力，从而减少全球范围内的患病和死亡。
