图为斯克里帕尔的前门

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这是在俄罗斯前军事情报官员谢尔盖·斯克里帕尔索尔兹伯里住宅前门进行的清理行动,斯克里帕尔是使用诺维乔克神经毒剂袭击的目标。

索尔兹伯里并不是一个在国际上特别出名的城市——显然,除了那些想要出名的人参观尖顶高达1.23亿米的中世纪大教堂或者是具有历史意义的时钟。2018年3月4日,这一切都改变了,当时它成为欧洲土地上首次使用神经毒剂的地点。这个小城市突然登上了世界舞台,全球媒体争相报道。

前俄罗斯双面间谍谢尔盖·斯克里帕尔和他的女儿尤利娅被发现昏倒在市中心的长凳上没有明显的受伤迹象,这是第一个出现问题的迹象。作为调查的一部分,警察去了他的家,不久之后,其中一人也得了重病。几天后,位于波顿唐附近的国防科学技术实验室(Dstl)的分析化学家宣布发现了罪魁祸首——一种神经毒剂。后来发现,这是一种被称为诺维乔克(Novichok)的有机磷神经毒剂。俄罗斯在上世纪七八十年代开发了诺维乔克,关于这些毒剂的公开信息很少,索尔兹伯里使用的诺维乔克的确切名称也没有向公众公布。

诺维乔克化合物的一般结构

诺维乔克神经毒剂的一般结构是什么

毒物鉴定标志着英国政府国防实验室近一年介入这一事件的开始。在此期间,其化学家分析了7000多个环境和生物医学样本。Dstl首席执行官加里·艾特肯黑德于2019年5月23日在英国伦敦举行的第22届国际化学武器非军事化会议上解释说:“这比我们以前见过的样品数量高了一个数量级。”

分析测试只是Dstl的化学武器专家在这一集中扮演的众多角色之一。技术专长是另一个原因。艾特肯黑德说:“Dstl在事故发生期间扮演了科学领导者的角色,并为各个层面的行动提供了科学建议。”例如,Dstl的净化化学家的专业知识——在化学武器如何传播和如何最好地清理它们方面的专业知识——在整个过程中被大量利用。

可见性问题

为了阻止某种东西传播,你首先需要知道它在哪里。一种看不见的物质构成了明显的挑战。

Dstl的高级去污化学家诺曼·戈万(Norman Govan)告诉记者:“在索尔兹伯里我们面临的情况是,诺维乔克毒剂主要是通过直接携带和转移传播的。manbetx手机客户端3.02019年7月3日在波顿唐接受采访时。戈万解释说:“传播的程度与触摸的频率和持续时间有关,每次接触所传递的媒介越来越少,这有点像指纹墨水。”“我们的采样显示,非常低水平的污染已经扩散到12个地点。然而,考虑到材料的性质,我们采取了高度预防性的去污方法。”

图片显示家具在拆卸前被包裹起来

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家具在搬离前被包裹起来。除污工作在区内12个地点进行

可能受到污染的个人的活动最初是使用传统的警务工具跟踪的,比如闭路电视和目击者的描述。戈万说:“他们还考虑了通过他们接触过的受污染物品进一步传播的可能性。”

索尔兹伯里共有9个受污染地点接受了专家的净化。在2018年6月30日查理·罗利和道恩·斯特吉斯与诺维乔克号接触后,埃姆斯伯里的另外三艘船也被列入了名单。一周后,斯特吉斯成为诺维乔克毒剂中唯一死亡的人。

也发现了可能受到污染的车辆,其中许多最终被销毁,包括8辆救护车和16辆警车。

诺维乔克中毒

1例死亡

5住院

分析了7000多个样本

12800小时以上的个人防护装备

收集了28个集装箱的污染废物

540米3.送去焚烧的废物

统计解决方案

在被称为Morlop行动的清理过程中,样本收集是由军事人员进行的。在如此大规模的行动中,检测每一平方毫米可能被污染的表面在后勤上是不可能的。相反,计算机模型被用来选择随机和目标采样点的混合物的位置和大小。Govan解释说:“该软件工具利用统计抽样理论来制定统计上站得住脚的抽样计划。”

该工具需要知道被评估的房间或其他环境的形状和大小,以及每个表面的位置——从窗户到家具,再到电话。建筑平面图给出了大致的概述。军事人员随后使用一种名为激光雷达的远程测量方法来收集细节。激光雷达用脉冲激光照亮区域,检测反射脉冲,并使用这些数据生成3D图像。

理解传递系数也很重要——当它们接触时,化合物从脏表面转移到干净表面的比例。这些在不同表面之间有很大的不同。例如,玻璃上的玻璃,木头上的皮肤和混凝土上的靴子鞋底都有不同的转移系数。不同污染物的比例也不同

一旦表面被确定为受污染,就有两种选择:清理或处理。净化化学家在时间、人员安全和清理成本与相同的处置指标之间进行了平衡。

这张图片显示了从房子里取出的垃圾的分类

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把从房子里搬走的物品分类处理

处置并不是一个容易的选择。Govan说:“所有被送去处理的东西都被双重包裹在抗化学剂材料或特殊涂层中。”这些物品随后被送往格洛斯特郡主教克利夫附近的高温焚化炉或危险废物填埋场。

吸水性表面,如石膏板、木材、一些塑料和混凝土,去污特别耗时。“当污染物进入多孔材料时,清洗只是去除表面和略低于多孔材料的物质。被困在材料中的污染物最终会扩散回表面。”“考虑到净化和确保这些材料干净的努力程度,通常更容易清除和处理。”“特别是在污染更严重的地方,比如谢尔盖·斯克里帕尔前门下面的混凝土表面,诺维乔克毒剂第一次被部署在那里。

对于需要清洁的表面,去污化学家建议军事人员使用什么。Govan解释说:“在清理作业中使用了各种配方、表面应用方法和涂层。”

为有机磷化合物设计的清洁配方中的活性成分通常会氧化或水解分子,使其无害。戈万说:“在这种特殊情况下,我们谈论的是一种相对容易水解的有机磷酸盐。”有机磷水解可以用化学方法进行,例如使用氢氧化钠,也可以用生物方法,使用酶。

显示在混凝土地板上应用装饰的图像

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为了净化混凝土等多孔表面,必须开发特制的配方

Morlop手术选择化学去污。戈万解释说,酶在“可用于敏感设备或复杂表面(如电子产品)的低毒性去污配方中效果最佳”。“大多数这类物品都被送去处理了。”

Govan解释说,在Dstl研究实验室进行的测试发现,没有市面上可用的化学水解配方适合这种清理。相反,在整个清理过程中,科学家们一直在测试和优化配方,然后将它们批量制备,以便立即在现场使用。他说:“当我们了解到什么被污染了,需要在哪里使用去污剂时,我们就会动态地制定配方。”这是一个非常独特的情况。

Govan解释说,除了确定正确的活性成分外,该团队还考虑了其他一些因素,比如它是否“处于合适的介质中以溶解污染物”,以及“与表面接触的时间足够长以生效”。“每次你遇到不同的污染物或表面类型,反应性、溶解度和接触时间的平衡都会发生变化。他把这比作做“魔方”,你认为你做对了一个元素,然后意识到这个公式因为另一个原因不合适。

净化化学家还就如何使用他们提供的配方向军事人员提供建议。“对于很多这样的去污剂,过程和产品都有很大的关系。其中一些可以涂抹并放置一段时间,而另一些则需要大量的物理清洗,”戈万说。

酸蚀刻是在Morlop操作中使用的表面应用方法的一个例子。这样可以去掉混凝土等表面的顶层。

涂层既用于去污,也用于清除某些物品,以防止进一步的污染蔓延。在拆除过程中,一种用于清理放射性物质的涂层可以起到防尘的作用。戈万说:“当我们开始清除墙壁上的灰泥时,我们在表面涂上了乳胶涂层,以防止污染再次雾化。”利用消除污染的技能和资源,加上细致的污染控制措施,请了一名专业承包商在这些地点进行宣传和示范。

在每个位置都被净化后,还有另一轮擦洗和测试——如果必要的话,还会进一步净化——以确保所有的毒剂都被销毁。

更清洁的未来

莫洛普行动的每一步都由一个由跨政府高级和首席科学顾问组成的特别机构监督,该机构由环境、食品和农村事务部担任主席。Govan解释说:“这个小组审查了所有的计划和抽样结果,没有一个网站是在没有向用户提供安全保证的情况下发布的。”

自2019年3月1日清理工作结束以来,净化化学家们已经回到了他们的研究中。在学术合作者的帮助下,能够揭示神经毒剂存在的变色喷雾剂的开发是一个持续关注的焦点。在索尔兹伯里(Salisbury)首次在野外测试了一种新型的暴露喷剂。Govan说:“一种使用动态缓冲胆碱酯酶的喷剂作为手术的一部分进行了评估。”但他们发现“其他化合物干扰了颜色显示机制”,导致假阳性。

另一个正在进行的研究重点是模型开发。戈万解释说,“(用于清理的)软件相当笨重”,而且使用起来很耗时。Dstl与学术团体长期合作,致力于开发改进的数学模型,可用于确定安全运行“净化”军事资产所需的降低危险水平。这些还将最终有助于防止污染的传播,并预测去污方法的有效性。戈万说:“我们的目标是确保‘下次’我们能够以更灵活的方式应对。”

对于Dstl的科学家们来说,索尔兹伯里和埃姆斯伯里的清理行动既是对专业的挑战,也是对个人的挑战。正如他们的首席执行官在2019年5月的会议演讲中解释的那样:“我们的许多员工生活在受事件影响的当地。戈万解释说:“当我们意识到发生了什么时,我们就有了巨大的热情,想要团结起来,把事情做好。”这里有很多无名英雄。

作为对诺维乔克净化过程的幕后访问的交换,《化学世界》同意Dstl和政府合作伙伴可以审查这篇文章中任何未被允许公开发布的敏感信息manbetx手机客户端3.0