1) 감염병 조기경보: 코로나19, 인플루엔자, 폴리오, 노로바이러스 등 특정 병원체의 유행을 임상증상 발현 전에 감지
2) 불법 약물 사용실태 파악: 특정지역의 마약류(코카인, 필로폰, 엑스터시 등) 사용규모와 종류를 추정
3) 공중보건 및 생활습관 모니터링: 의약품(항생제·항우울제) 사용량, 알코올/니코틴 소비량, 심지어 특정 식단이나 스트레스 수준(스트레스 호르몬 분석) 파악 가능

1) 하수처리장 유입구: 가장 넓은 지역(수십만 명)을 대표하는 데이터를 얻을 수 있음
2) 특정 맨홀(지역감시): 특정동네, 아파트단지, 학교, 병원, 공항 등 소규모 집단을 정밀 타겟팅할 수 있음

1. 2시간단위 24시간 복합샘플(Composite Sample)
- 24시간동안 2시간 단위로 총 12회 샘플링 실시, 각 회당 30분간격으로 4회 채취한 샘플을 합쳐 복합 샘플을 구성. 시간대별 평균값 반영, 대표성가장 높음.

2. 24시간 복합샘플(Composite Sample)
- 하루 동안 자동채수기를 이용해 2시간 단위로 30분간격으로 채취한 물을 모두 합친 샘플, 그날의 평균값 나타내며 대표성 높음.

3. 순간샘플(Grab Sample)
- 특정시간에 한번 채취하는 방식, 간편하지만 그 순간의 상태만을 반영한다는 데 한계가 있음.

4. 데이터 정규화(Normalization)
- 수 데이터는 '날것' 그대로 쓰기 어려움. 강수량(비가 오면 희석됨), 하수 유량, 주중/주말 패턴, 샘플링 지점의 인구수 등을 고려하여 데이터를 '보정(정규화)'해야 함.
- 예: (하수 1L당 바이러스 유전자 수) → (1인당 하루 배출하는 바이러스 유전자 수) 로 변환하는 과정 필요

1. 대한민국: KOWAS (South Korea Wastewater Surveillance)
- 99개소 하수처리장에서 하수를 채취하여 전국 17개 보건환경연구원에서 분석, 질병관리청에서 하수기반 감염병 모니터링
- 코로나바이러스, 노로바이러스, 인플루엔자(A/B), 엔테로바이러스

2. 미국: NWSS (National Wastewater Surveillance System)
- NWSS는 현재 전 세계에서 가장 큰 규모의 하수감시 네트워크. 약 1,500개 이상 감시 지점 운영
- 미국 인구의 45% 이상 커버. 주별·지역별·국가 수준의 데이터 제공
- 코로나19, 인플루엔자, RSV, 엠폭스 등 다양한 호흡기 바이러스, 조류인플루엔자 H5N1까지 감시 범위를 확대

3. 네덜란드: RIVM (국립공중보건환경연구소)
- 선도적 하수감시 모델. 전국 300개 이상의 하수처리장 주 1회 24시간 복합샘플 수집. 전체 인구 1,700만 명의 99% 커버하는 포괄적 감시체계 구축
- 암스테르담 스키폴 공항에서의 항공기 하수 감시 등 혁신적 접근법 도입.

4. 일본 : 2025년부터 10년간 3단계에 걸쳐 하수환경감시시스템 전국적으로 상용화하는 계획 발표
- 1단계(감시체계 정비) : 대도시와 주요 국제공항에서 하수감시 시작
- 2단계(정보망 정비) : 법 정비와 데이터 시스템 구축을 추진
- 3단계(시스템 실현) : 병원체의 종합적 검출과 전국 확산을 목표

5. 싱가포르 : 첨단 하수처리 인프라 활용
- 대심도 터널 하수도 시스템(DTSS)을 통해 전국의 하수를 3개 중앙집중식 처리시설로 수집하는 시스템 구축
- 지하 50m 깊이, 총 206km 길이의 터널망을 통해 중력만으로 하수를 이송하는 혁신적 시스템

6. 오스트레일리아 : 국가 하수감시 프로그램(NWSP)
- CSIRO와 퀸즐랜드대학의 협력으로 2020년 초 코로나19 하수감시 개념을 입증
- 센티넬 사이트: 코로나19, 인플루엔자, RSV, 폴리오바이러스 등 감시, 항공기 하수 감시 등 혁신적 방법론도 개발

7. 캐나다 : 연방-주정부 협력 모델
- 30개 이상의 지점에서 코로나19, 인플루엔자, RSV, 엠폭스 등 감시
- 연방정부와 주정부가 협력해 매주 화요일과 금요일에 데이터 업데이트, 실시간 대시보드 제공