口岸防御生物与化学恐怖技术挑战

 论文栏目:化学论文     更新时间:2018/5/9 9:17:48   

摘要:为防御生物与化学恐怖袭击,口岸必须建立综合、多层次、网络化系统,对袭击进行快速、高效的检测、确认和响应。本文通过分析生物与化学恐怖因子的特点,找出防控生物与化学恐怖袭击过程中的主要技术难点,发掘口岸应对生物与化学恐怖袭击的策略,发现口岸生物与化学反恐的侦检资源须在口岸现场与实验室之间梯次配置,并在随时跟进国内外生化反恐技术进步的过程中逐步完善。

关键词:生物;化学;恐怖;口岸;卫生检疫

口岸生物与化学(以下简称“生化”)有害因子监测是检验检疫机构履行法律职责和国际义务的一项重要工作,涉及体制、法律、技术、资金保障、跨部门合作等多方面的协调。2007年,国家质检总局开始推动部署口岸核心能力建设,口岸生化反恐体系逐步建立。随着国际形势的风云变幻,生化领域科学技术的不断进步,对口岸建立有效的生化反恐体系提出了新的要求。检验检疫机构还面临着专业能力不足、专用设施设备不能发挥最大效能、多部门间协作配合不畅等实际问题,需要在实践中不断地完善、提升、健全,切实有效地遏制生化有害因子通过出入境人员、交通工具、集装箱等传播和扩散,维护国家安全和社会稳定,保障公众生命和财产安全[1-2]。本文重点探讨生化反恐面临的主要挑战和防御策略,针对检验检疫机构作为口岸生化反恐的“第一响应者”在未来面对生化恐怖威胁时,可能面对的技术挑战和对策进行探讨。

1生化战剂侦测的挑战

如图1所示[3],生化战剂的种类繁多、特征各异,口岸构建防御生化恐怖体系时,不仅要全方位地了解生化战剂的性质特征,还应根据口岸具体环境,以及生化战剂的易得性、危害性、毒性、施放特点等相关信息有针对性地部署技术力量。1.1化学恐怖因子的性质及其技术挑战化学恐怖因子包括化学战剂或工业有毒化学品。广义上,吸入、摄入或注射不足1g即可致1个成年人死亡的化学物质即有潜在的作为化学恐怖因子的可能[4]。一般来说,化学战剂杀伤力低于生物战剂,比如:在一个晴朗安静的夜晚释放100kg的炭疽芽胞粉末,可以影响300km2的区域,导致超过100万人死亡;而同样条件下释放1000kg的沙林毒气,影响的区域小于8km2,可导致约3000人死亡[5]。另外,由于不同化学战剂可具有同源的化学成分,所以可利用毒剂的物理性质快速检测并加以区分,因此,化学战剂也比生物战剂的检测相对简单。目前,化学战剂检测领域的技术挑战主要在于检测低蒸汽压的化学品(如化学战剂前体),以及有些可能被恐怖分子利用但没有特别定义为战剂的工业有毒化学品[6]。1.2生物恐怖因子的性质及其技术挑战生物恐怖因子(包括生物战剂)指可被恐怖分子用以伤害人、畜和毁坏农作物的致病微生物及生物毒素的统称,分为细菌(包括细菌、立克次体和衣原体)、病毒、真菌和毒素[7-9]。中国疾病预防控制中心按对人群的威胁将传染病病原体分为甲、乙、丙3类,与之对应,这些病原体作为生物恐怖因子的潜在风险和应对级别也依据甲、乙、丙分类逐步降低。属于甲类的病原体最危险、最容易转化为有效的生物战剂,包括炭疽芽胞杆菌、肉毒毒素、鼠疫耶尔森菌、天花病毒、土拉弗朗西斯菌(土拉菌)、丝状病毒(如埃博拉病毒、马尔堡病毒)、沙粒病毒(如拉沙病毒、马秋波病毒)等;属于乙类的病原体被认为具有第二高优先级的潜在战剂,包括传播适中、可导致中度发病率和较低死亡率的病原体,如布鲁菌、产气荚膜梭菌ε-毒素、大肠埃希菌O157:H7、鼻疽伯克霍尔德菌、鹦鹉热衣原体、贝氏柯克斯体、蓖麻毒素、葡萄球菌肠毒素B、普氏立克次体、霍乱弧菌等;属于丙类的病原体被认为具有第三高优先级的潜在战剂,包括新出现的病原体(如牛津病毒、汉坦病毒等),因其具有可用性,易于生产和传播,并具有高发病率和死亡率的潜力,也可被用于大规模传播的生物恐怖因子[7-9]。早期发现可使生物战剂的危害降到最小,但早期检测仍然是生物战剂检测领域面临的最大挑战之一,因为生物战剂大多数是生物有机体,而致病生物体含有与非致病生物体基本相同的生化物质,需要通过严格的生物化学手段才可以区分。另外,由于人体本身对入侵微生物的对抗和防御,由生物战剂引起的感染是非特异性的,如果无法第一时间区分是生物攻击还是普通感染,将严重限制及时有效的检疫、预防和临床治疗的选择。当耗费大量时间将检测结果具体到某个生物战剂时,治疗的有效性将会大打折扣。

2口岸防御生化恐怖袭击的策略

鉴于生化战剂的施放具有不可预期性,很难做到100%预防,因此,口岸建立有效的生化防御系统的主要目的是及时对袭击做出响应并采取一系列对策。必须整合多种信息资源进行集成威胁评估(图2[3]),并使之变为及时适当的响应。当然,威胁评估中对各种信息来源的权重和取舍以及最终采取的应对取决于具体情况。例如,不同城市或地区的不同类型口岸,以及具体的设施(如船只、飞机等)的防御,所要求和选择部署的监测系统都会因最终用户和使用场景不同而有所不同;同时,不同口岸在人流密集区域和非密集区域的生化反恐防御的部署方案都应有所不同。在生化恐怖袭击的响应过程中,最有效的策略是由攻击时间尺度驱动的,这正是口岸卫生检疫部门作为“第一响应者”的重要性所在。对生化恐怖袭击做出反应的特征时间可以分为立即、中期和长期。如果能立即检测—响应(攻击后数秒到数分钟),就有希望最快地采取?;ご胧┎⑼ü俣炯晾赐炀茸疃嗟纳?。由于化学战剂作用迅速,立即检测—响应是化学战剂攻击中拯救生命的最主要方案;而生物战剂的作用相对较慢,如果能做到中期检测—响应(攻击后数小时)则可以大大降低死亡率,并及时预防更大范围的扩散;长期监测—反应(攻击后数日至数周随访)本身无法充分?;な芎θ?,但这也是进行法医分析以及对被攻击区域的修复/去污的需要。对生化攻击有效的响应,无论即时或中期,都要求决策者有一个合适的“情景意识”,能从分散的资源中整合信息并提供生化战剂的监测和检测。从技术角度看,为了防御生化恐怖因子袭击,必须建立综合、多层次、网络化的系统,才能够快速、经济高效地检测、确认和响应攻击,这一愿景的实现需要生物和化学监测检测系统以及其他多种资源的融合。部署大量廉价、非特异性的触发器,分层部署少量昂贵鉴定检测设备,其次再部署复杂的确认识别的检测系统,不失为一种有效的策略。

3总结

自国家反恐领导协调小组印发了国家反恐发〔2002〕2号文件,明确规定国家质检总局的职责包括在口岸防止核辐射、生物、化学和其他危险品的非法贩运和监测、协同处置口岸核、生物、化学恐怖事件以来,我国口岸购置和开发了一系列监测检测设备,有效地提高了防范生化恐怖攻击的能力,但是现场对生化战剂的快速识别仍然面临艰巨的挑战。一方面,实际工作中检测背景的高度多样性影响传感器性能(如检测限),要在复杂的背景(土壤、海水、体液等)中检测微量的目标物,必须排除这些背景中可能含有的抑制传感器和/或产生“杂波”的物质的干扰。另一方面,口岸在难以得到生化战剂阳性标准品的情况下,如何有效评价口岸目前已装备生化侦检仪器的可靠性,也是口岸防控生化恐怖因子的一个挑战。因此,口岸构建生化恐怖袭击防控体系的同时,也应着力构建监测检测系统的有效性评估体系??诎兑迪挚焖?、经济高效的检测、确认和响应生化恐怖袭击,必须紧跟反恐领域的前沿科技进步,构建生物和化学监测检测系统和多种资源的信息融合体系,在口岸现场和专业实验室梯次配置生化反恐的技术资源,并不断完善。

作者:邓晓东 刘杨 常晓松 何纬 田绿波 樊学军 张薇薇 单位:四川国际旅行卫生保健中心

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