尼古丁和咖啡因是现今社会消费量较大的成瘾性物质,广泛存在于各种香烟制品和咖啡、茶饮料之中。这两种物质若适度使用可以缓解压力,但若过度使用则会对身心健康造成危害,增加公共健康的医疗负担。预防成瘾性物质过度消费的前提是需要调查其消费数量。传统成瘾性物质的消费行为调查主要是一种以问卷为主的横断面调查方法,存在时间长、费用高、工作量大的缺点,为克服传统方法的弊端,发展出基于污水分析的污水流行病学调查方法。本论文利用应用污水流行病学方法调查我国东北典型城市咖啡因和尼古丁的时空消费趋势。为了调查咖啡因和尼古丁消费的时间变化规律,本文选择大连市为研究对象对1 1个污水厂进行连续三年采样。结果显示,大连市1 1个污水厂进口水样中可替宁及尼古丁的平均浓度分别为2.25±1.07μg/L和10.6±5.0μg/L,咖啡因的平均浓度为3.91±2.55μg/L。概率分布预测大连市尼古丁消费量为1.56 mg/d(95%CI:0.91-2.40),咖啡因消费量为58.6 mg/d(95%CI:24.9-112)。对所得的咖啡因和尼古丁浓度和消费量结果从月、季节和年变化三个角度进行分析得出以下结论:(1)咖啡因的消费量自春季到夏季显著下降,夏季与秋季并无显著差异性,秋季到冬季显著上升,该结果与浓度变化规律相一致。原因可能是,人们对茶和咖啡类热饮的需求随着气温升高而下降;(2)尼古丁的消费量未随时间变化,这可能是因为尼古丁的来源—烟草是重要的日常消费品,其需求量不易受其他因素的影响,因此消费量相对稳定。为调查咖啡因和尼古丁消费的空间分布规律,选择东三省17个重要城市为研究对象,对29个污水厂进行采样。结果显示,污水进水样品中可替宁及尼古丁的平均浓度分别为1.95±1.30μg/L和9.83±8.99μpg/L,咖啡因的平均浓度为2.56±1.43μg/L。概率分布显示东三省尼古丁消费为1.46 mg/d(95%CI:0.88-2.24),咖啡因消费为38.3 mg/d(95%CI:18.2-66.1)。对所得的咖啡因和尼古丁浓度和消费量结果分别以城市和省份为单位进行分析,得出以下结论:(1)咖啡因的消费量在二线城市最高,随着城市等级的降低,消费水平不断降低。说明,咖啡因的消费与城市的经济发展程度有关,社会经济越发达,咖啡因消费水平越高;(2)尼古丁的消费量在不同等级的城市之间较为稳定,这可能是由于尼古丁是人们日常生活中的重要消费品,对其需求不易受其他因素的影响。结合蒙特卡罗法对29个污水厂进水口的24小时综合污水样品的测定、反推结果进行不确定性分析及敏感性分析,预测了各类因素对成瘾性物质消费量的影响程度,为进一步完善污水流行病学方法提供依据。通过敏感性分析评估了咖啡因和尼古丁反推过程中各参数对不确定性和变化性的贡献,从而为提高反推的精确性提供依据。本研究提出的方法为传统的烟草消费调查作了很好的补充。同时,为政府的控烟禁烟政策的制定提供了依据,也为咖啡因的市场调查提供了一种行之有效的新方法。该方法有望为咖啡因消费市场的商业决策提供依据。