空气隐形杀手 亚太地区的化生放核防护手段
泰国《亚洲军事评论》2014年第4-5期合刊发表了安迪•奥本海默的文章:Something In The Air: CBRN Protection in the Asia-Pacific。文章介绍了亚太地区面临的化生放核威胁以及世界各地个人防护装备、化学战剂检测技术的最新发展。文章编译如下:
亚太地区最初的化学、生物、放射性和核(Chemical, Biological, Radiological and Nuclear, CBRN,下文简称“化生放核”)威胁来自朝鲜,不仅仅来自它的核武器和弹道导弹,而且还来自其化学武器库,据信,朝鲜的化学武器库可以与叙利亚相匹敌。
除了朝鲜以外,巴基斯坦和印度作为有核国家正在面临非国家行为者的核和放射性攻击。例如,巴基斯坦屡次遭到伊斯兰叛乱团体实施的自杀式炸弹袭击;印度面临着来自巴基斯坦的伊斯兰主义准军事组织——拉什卡-塔伊巴(Lashkar-e-Taiba)——的严重威胁,该组织在2008年使用手榴弹和AK-47冲锋枪对孟买实施了恐怖袭击。随着印度经济的增长,更大规模的工业园区和设施正在不断兴建之中,叛乱分子很有可能开始针对重要基础设施,例如,火车站、机场以及化学和生物技术行业发动令人担心的危险品攻击。
日本
然而,近代最严重的化生放核事件并不是因为战争或恐怖主义,而是由自然灾害引发的。2011年3月11日,日本本州岛东北地区东部发生了地震和海啸,地震和海啸导致本州岛东海岸的福岛县第一核电站的反应炉核心熔毁和爆炸。因此,一些亚太地区国家的政府正转而购置多功能化生放核防护产品,以应对由于蓄意攻击和事故引发的各种威胁。产生大剂量放射性污染物的事故,例如,上面所讨论的福岛事件已经导致辐射防护产品供不应求。辐射危险亦来自许多国家的发射性物质失窃或者随机处理,许多国家的民用放射性物质往往被随意倾倒和丢弃。2013年12月2日,在墨西哥城附近的丹波贾科(Tepojaco),盗贼们劫持了一辆卡车,车上装载着拆自过时的医疗放射治疗设备的钴-60颗粒,遭到劫持时,卡车正准备将这些危险的放射性物质运送到核废料处置场。钴-60颗粒两天后被追回,其屏蔽已经被部分移除,盗贼们被拘留并住院治疗,其中的两人疑似遭到辐射伤害。
在地震和海啸灾难中,福岛第一核电站的6座反应堆中,有3座反应堆的反应炉核心熔毁,消防人员在没有充分保护自己免受致命的伽马射线辐射的情况下,承担了最重要的减灾行动——处理这3个反应炉核心熔毁的反应堆。清理工作毫无计划,放射性积水已经泄漏到太平洋。2013年11月下旬,在试图恢复安全的行动中,电厂工人成功地从一个电厂冷却池中移除了第一根核燃料棒,在这个为期4天高度危险的行动中,工人们一直面临着高水平辐射。
加强防护
伽马射线的辐射可能会导致急性放射性综合症(Acute Radiation Syndrome,ARS)——人体的骨髓遭到破坏。这将会导致贫血、感染、内脏出血,结果往往会导致死亡。来自核爆炸和意外事件的阿尔法射线可能会对人体的健康产生长期的影响,例如导致癌症,另外最值得注意的是白血病,这种病难以察觉,而且也很难证明二者之间的因果关系,因为它同癌症一样是一种全球范围内的疾病。因为患者临床症状的显现往往会有所延迟,并且很难测量个体受到的辐射剂量,所以紧急救援人员、核电站的工人和有可能受核事故影响的人群都需要特殊防护。为了确保事故中的人群得到治疗,测量辐照量是至关重要的,因为许多平民会担心自己受到了辐射。
美国
目前,用来测量电离辐射的盖革计数器和电子剂量计仅用于确定哪些人在核灾难时受到了放射性物质的污染,而不是确定每个人所受到的确切辐射剂量。目前,能够检测单人总吸收剂量的仪器已经出现,这种辐照量高通量检测系统来自生物医学高级研究与发展管理局(Biological Advanced Research and Development Authority,BARDA,美国卫生部的下属机构)资助的6个开发辐照量高通量检测系统项目以及欧盟的多生物剂量计划(MultiBiodose Project),该计划旨在利用目前现有的商业临床实验室使用的技术来实现每个系统每天完成2000个样品的生物剂量测试目标。生物剂量测定是一种使用生物材料测试个体所受到的电离辐射剂量的方法,当在没有物理剂量测定或者物理剂量计的读数存在争议的意外辐照情况下,这种方式非常有用。
总部设在加利福尼亚州的美国DxTerity Diagnostics公司生产的射线照射剂量指数诊断(Radiation Exposure Dosage Index Diagnostic,REDI-Dx)血液检测试剂盒是第一种用于辐射生物剂量测试的商业化基因表达式。射线照射剂量指数诊断操作起来非常简单,将测试者的手指刺破、取血,测试者也可以使用早期收集的手指血液,这样就可以减少进行血液测试时所需要的熟练护士或医师。它采用了独特的样品采集方法,允许血液样本在环境温度下储存和运输,从而减少了确保血液样品冷藏所需要的物流成本和负担。它可以在48小时内在实验室提供放射性剂量估算,这将能够确保每周完成数以千计的此类测试,从而使射线照射剂量指数诊断能够支持海量规模的突发事件。
降低风险
增强型个人防护装备(PPE)正在不断涌现,例如,以色列StemRad公司生产的360度伽玛(360 Gamma)射线穿戴式个人防护装备,该装备能够将1000拉德(rad)以上致死辐射剂量减半。通常情况下,超过1000拉德的辐射剂量是致命的。屏蔽层已被证明能阻止高能伽玛射线,使穿着者保持在一个安全的辐射剂量之下。
对于福岛清扫期间所需的防护装备,美国佛罗里达州辐射屏蔽技术公司(Radiation Shield Technologies,RST)提供了全身性化生放核防护服,该公司已被选中作为个人防护装备的供应商,这款防护服在伽马辐射的全面防护方面已经在受到多个认证,并且通过为穿着者被动散热,能够显著减少热应激。这些防护服都是由一种被称为“德姆龙”(Demron)面料的突破性纳米金属材料制成,“德姆龙”(Demron)面料的发明者罗纳德•狄米欧(Ronald DeMeo)在电视上看到日本工厂的工人们的个人防护装备不足,于是为核电厂工人和救援队捐赠了辐射屏蔽技术公司生产的200套防护服。“德姆龙”防护服仅重5千克(10磅),据称能够阻止50%的伽马射线辐射以及70%的贝它射线辐射。这足以保护在污染地区工作的人们。
协助逃生
2001年9月11日发生在纽约和华盛顿特区的袭击事件并不能列为化生放核事故,据估计,至少有3000人,其中包括许多紧急救援人员将在未来几年内死于染上的呼吸系统疾病,这是由于疏散时通过有毒化学品和烟雾污染区造成的。如果袭击发生后,纽约的世界贸易中心大楼已经备齐了逃生呼吸器,许多工作人员可能不会遇难。美国政府现在需要为所有在主要政府大楼和驻外使馆工作的人员准备逃生呼吸器。对于新加坡和其他亚太国家的应急部门,总部位于美国的梅斯安(MSA)公司生产了自持式5分钟逃生呼吸器(TransAire 5)和10分钟逃生呼吸器(TransAire 10)都是不错的选择,这些逃生呼吸器重量较轻,简单易用,能够在高浓度的有毒气体中保护紧急救援人员。
然而,由于目前的民用逃生呼吸器过于笨重,负责为所有美国政府部门和制定反恐措施以及化生放核反制措施的部门采购以及签订反恐技术合同的美国反恐技术机构——技术支持工作组(Technical Support Working Group,TSWG,美国国务院反恐协调办公室的下属机构)牵头,选定了英国的Scientific Protection Scotland公司来开发紧凑型逃生头罩和超薄型逃生头罩,这种新型逃生头罩重量仅有传统防毒面具或者防烟头罩的一半,能够放进大衣口袋或者手袋内,在紧急情况下可以立即佩戴。这些逃生头罩满足美国政府机构用户的要求并且符合化生放核欧盟标准,适用于污染区内的短时间逃生行动。对于民用逃生头罩,梅斯安公司生产了安全逃生化生放核呼吸器,这种呼吸器适合所有的S-CAP防烟逃生头罩,可以防止火灾中生成的烟雾和气体,特别是一氧化碳。高性能滤波器提供了全面的保护,而广角镜头提供了良好的视野。
韩国
驻韩美军装备了新的M50型联合军种通用防毒面具(M50 Joint Service General Purpose Mask,JSGPM),这是美国陆军埃奇伍德化学生物中心(Edgewood Chemical Biological Center,ECBC)超过15年研发工作的结晶。联合军种通用防毒面具项目经理比尔•弗里奇(Bill Fritch)说:“提供给作战人员的全新防毒面具与上一代防毒面具相比,在舒适度、能见度、水合作用以及凡是你能想起的领域都进行了改进。”相比以前的型号,据说联合军种通用防毒面具提供了更加人性化的设计,包括:增加了光学清晰度、舒适度以及在高压力和严峻环境下的易用性,与此同时,也为提供武器和军事装备的工作降低了难度。2014年1月,华盛顿政府决定在韩国部署更多的士兵和坦克,这是美国亚太军事再平衡的一个组成部分,此后,韩国已同意在2014年支付8.67亿美元作为28,500名驻韩美军的军费开支。
许多呼吸器现在经过改进,可以军民两用。英国Avon防护公司生产的HMK150型防毒面具设计用于化生放核防护,经过改进后可以与警察在非化生放核环境中使用的传统保护性头盔兼容,用于连接头盔的束带进行了一个简单的变化,佩戴者无需取下头盔就可以佩戴防毒面具。英国Avon防护公司的欧洲、中东和非洲销售总监约翰•彭顿(John Penton)展示了新的防护面具,该型防护面具在完成2014年前三个月的审批之后,将提供给海外市场。他说:“英国Avon防护公司的HMK150型将获得CE认证(由欧洲委员会批准),并在德国以及其他国家销售,包括在亚太地区。英国Avon防护公司的ST-53型呼吸器系统也在亚太地区以及澳大拉西亚获得了越来越多专业军事单位和执法队伍的欢迎。”
用于灾难响应的防护面具以及个人防护装备套装都必须进行调整。瑞典安塞尔公司(Ansell)生产的Trellchem免提面罩照明系统(Hands-Free Visor Light System)专为处于危险环境中没有日光或其他光源情况下的危险品处理人员而设计。它是在该公司生产的Trellchem气密服中内置了一个免提发光二极管(LED),让佩戴者获得了没有眩目反射的全景视野,从而能够在化学品产生的烟雾之中正常操作。该系统是将发光二极管面板安装在面罩内部的顶端,从而提供了一缕较宽的光束,使用一节标准的9伏电池供电,可以为用户提供至少一个小时的照明。安塞尔特种产品市场全球业务部总裁兼总经理托马斯•德劳什科维奇(Thomas Draskovics)说,“我们坚信,通过为防护服增加一个集成的照明解决方案,将有助于为那些有时要冒着生命危险的紧急救援人员提供一个更安全的环境。”
检测沙林神经毒剂
因为2013年8月在叙利亚首都大马士革郊区发生了针对平民的大规模神经毒剂攻击事件,所以迅速检测化学战剂(CWAs)已经迫在眉睫。派遣到存在化学武器威胁的冲突地区的紧急救援人员、军人和专家需要在早期检测出化学武器制剂的痕量浓度。这是特别重要的,因为武装分子使用的低品质的“厨房”沙林神经毒剂或其它化学武器制剂可能不具备化学战剂一样的高浓度,或者呈现的读数已经由于时间的关系变得更加稀释。
新技术基于酶和激光,在近实时的检测以及检测少量化学武器制剂方面有希望获得成功,这可以确保早期采取对策和撤离,从而防止或减轻人员伤亡。基于酶的检测设备能够持续监控和检测化学武器制剂。这些系统对那些不会对人体产生影响的污染水平比较敏感,因此误报率较低,同时,该系统还可以检测长期暴露情况下的痕量污染。在检测中所使用的酶——乙酰胆碱酯酶(AChE)主要针对动物身体内的沙林神经毒剂,不会与其它无毒的化学物质相结合,并能承受极端的温度和湿度,这使其成为国防和安全应用中一个特定的传感元件。
美国FLIR系统公司生产的Fido C3型探测器采用酶聚合物技术,目前,几个政府机构正在将其作为神经毒气攻击的早期预警系统进行了列装。当它在空气中检测到痕量或者更高水平的神经毒剂时,探测器就会报警,当存在非持久性(即相对容易净化)以及持久性(难以净化)的神经毒剂时,传感元件的活性会降低。在正常操作期间,传感聚合物周期性地改变颜色,没有颜色变化则表明化学试剂的水平处于痕量之下。
Fido C3型探测器主要用于保护紧急救援人员、高知名度建筑、公共场所和军事设施中的人群,或用于持续监控公共交通系统。
FLIR系统公司的马库斯•埃贝尔丁格(Markus Erbeldinger)博士说:“在FLIR系统公司的Fido C3型探测器面世之前,痕量水平的危及生命的神经毒剂是不可能检测到的。我们的单兵便携式仪器在持续的空气监测方面是最敏感的,它可以检测到未被发现的痕量级神经毒剂,从而避免造成人员伤害。它能提供早期的探测警报,这使得人们能够早期部署反制措施和疏散。在亚太地区和世界各地的部队保护、军事行动、应急反应、基础设施和安全方面对该探测器都存在着迫切需求。”
毫无疑问,公司将尽可能快速地针对恐怖行动或者进攻性军事行动中在空中或者水中使用的化学武器制剂生产出更快、更轻的检测系统。但这在很大程度上取决于资金的可用性以及事态的发展,那就是媒体对2013年发生在叙利亚的沙林攻击事件关注度继续降温,还是该国的化学武器在2014年后期被投入使用。
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