生物战和有毒武器的潜在影响评估

1. 生物战和有毒武器的潜在影响评估 第四课

2. 1. 概要 • 生物战剂的军事特征 • 第2-5张幻灯片 • 大规模杀伤性武器/战略性生物战袭击 • 第6-12张幻灯片 • 生物战剂的生产 • 第13-16张幻灯片 • 其它类型的生物战袭击 • 第17-20张幻灯片

3. 2. 军事特征（1） • 潜在生物战袭击的多样性 • 不同袭击目标（人、动物及植物） • 不同传染媒介（细菌、病毒、真菌、毒素、生物调节器） • 不同范围（暗杀、军事战术、军事策略、大规模杀伤性武器） • 不同目的（公开/秘密战争、恐怖活动）

4. 3. 军事特征（2） • 生物战剂的军事分类 • 从第一位受害人起就具有潜在传染性 • 失能性战剂（如：流感病毒） • 致死性战剂（如：鼠疫杆菌、瘟疫） • 从第一位受害人起不具传染性 • 失能性战剂（如：伯氏考克斯体、昆士兰热） • 致死性战剂（如：炭疽杆菌、炭疽热）

5. 4. 军事特征（3） • 军事上理想的生物战剂的特点 • 战剂可以不断产生某种效果 • 产生出效果所需要的剂量小 • 存在一段短的、可预测的潜伏期 • 目标人群对此毫无抵抗力

6. 5. 军事特征（4） • 军事上理想的生物战剂的特点（接上页内容） • 目标人群没有治疗方法 • 使用者有保护其军队和平民的办法 • 可以大规模生产此药剂 • 可以有效传播此战剂 • 在存储和运输过程中药剂必须稳定

7. 6. 大规模杀伤性武器/战略性生物战袭击（1） • 联合国1969年研究报告 • 10吨生物战剂制成的单个炸弹 • 可影响100，000平方千里的区域面积 • 发病率为50%；如果没有接受治疗，死亡率为25% • 一兆吨级核弹可影响的区域面积 ∙300平方千里 • 15吨神经性毒剂可影响的区域面积 ∙ 60平方千里

8. 7. 大规模杀伤性武器/战略性生物战袭击（2） • 斯德哥尔摩国际和平研究所（SIPRI） 1973年研究报告 • 装有5-6吨装载量的单个炸弹 • 能够导致每平方千里范围内50%的伤亡率，需要： • 烈性炸药 0.22 • VX神经毒气 0.75 • 万吨级核弹 30 • 生物药剂 0-50（取决于天气状况）

9. 8. 大规模杀伤性武器/战略性生物战袭击（3） • 菲特（Fetter）1991年发表在《国际安全》（International Security）杂志上的研究报告 • 投射重量为1吨的导弹袭击人口密度为每公顷30人的大城市 • 2万吨级核武器足以杀死40，000人 • 300kg的沙林毒气足以杀死200-3，000人 • 30kg的炭疽足以杀死20，000-80，000人

10. 9. 大规模杀伤性武器/战略性生物战袭击（4） • 美国技术评估局1993年报告：场景1 • 在风速适中的阴天或夜晚，导弹袭击未受保护人口的密度为每平方千里3，000-10，000人的城市 • 1.25万吨级核武器足以毁坏7.8平方千里的范围、杀害23，000-80，000人 • 300kg的沙林在0.22平方千里的面积里足以致死60-200人 • 30kg的炭疽可让弹头发出覆盖10平方千里的雪茄状烟羽，足以使30，000-100，000人死亡

11. 10. 大规模杀伤性武器/战略性生物战袭击（5） • 美国技术评估局1993年报告：场景2 • 飞机袭击，在诸如华盛顿一类城市的迎风面直线释放10kg的炭疽 • 在晴朗、微风的白天，将会使46平方千米的范围受到影响，可能会致死13万至46万人

12. 11. 大规模杀伤性武器/战略性生物战袭击（6） • 美国技术评估局1993年报告：场景2（接上页内容） • 在风速适中的阴天或夜晚，140平方千米的范围会受影响，可能致死42万-140万人。 • 在晴朗的夜晚，300平方千米的范围会受影响，可能致死100万-300万人。 • 很明显，在“理想条件”下（如：没有可以快速杀死孢子的紫外线），使用线光源传播方式扩散此类药剂可能带来灾难性后果，因为救助这么多人是非常困难的。

13. 12. 大规模杀伤性武器/战略性生物战袭击（7） • 美国生物战项目中的一些军火 • 导向飞弹 M210的弹头，装有在1967年开发的小型炸弹（M143）。 • 装有液体药剂A/B45Y-1的喷淋罐，由高速战术飞机使用，在1965年被开发。

14. 13. 生物战剂的生产（1） • 通过发酵使细菌生长，需要： • 剧毒病原体的种子培养 • 在小型发酵器里进行初期繁殖 • 在大型发酵器里生长 • 从发酵器里收集药剂 • 最后一步的处理，如冷冻干燥

15. 14.生物战剂的生产（2） • 直线攻击所需药剂量的计算 • 首先假设一个点源，一名受害者从中接受的剂量（D）是 • 源强Q（单位/m）乘以呼吸率b（容量/分钟）除以空气层深度h 与平均地面风速ū • 因此得出 D = Q.b h.ū

16. 15.生物战剂的生产（3） • 点源需要考虑的因素（接上页内容） • 需要的源强是 • Q= D.h.ū b • 这些量使用典型值 • b=20 litres/min (2.10-2 m3min-1); h=1km (103m); ū= 5m/s ( 3.102mmin-1) • Thus if D is 10 times the Infective Dose (ID50) • 如果D是感染剂量（ ID50）的10倍 • Q=10.ID50.103.3.102 2.10-2 • 因此袭击者需要108ID50/m = 1.5.108.ID50

17. 16.生物战剂的生产（4） • 对于10km长的线光源，袭击者需要 • 108 ID50 times 104 =1012ID50 • 假设发酵器能装浓度为每ml 108个细菌细胞的浓缩物，袭击者需要生产 • 1012乘以（1个ID50 的细胞数）/ 108乘以1000）升的悬浮液 • 炭疽的ID50大约为104 袭击者大概需要10，0000升悬浮液。要生产出这个数量，可能需要让容量为100升的10台发酵器运行10次。

18. 17. 其它类型的生物战袭击（1） • 针对农业生产的生物战 • 技术含量低，但带来后果严重的生物恐怖主义 • 几乎不需要专业知识，可产生传染性高的病原体（但不会感染人类），毁坏农业 • 如一份研究报告写道： “能导致口蹄疫、牛瘟、非洲猪瘟、大豆锈病、菲律宾玉米霜霉病、马铃薯癌肿病、柑橘青果病的病原体如果被带入美国大陆，将对美国经济产生严重影响。”

19. 18. 其它类型的生物战袭击（2） • 针对人的恐怖袭击 • 美国国会研究服务部2004年的报告警告 • “如果袭击规模小，一些在其它框架下被认为是巨大威胁的化学或生物药剂其实威胁并不大。相反地，一些被认为在大规模袭击中威胁不大的化学或生物药剂，反而在小规模袭击中威胁具大，因为这些药剂在小规模袭击时没有大规模袭击时的使用障碍。”

20. 19. 其它类型的生物战袭击（3） • 世界卫生组织1970报告考虑了一系列可能的大规模杀伤性武器和其它武器场景。 • 没有继发病例、具有致命性、失能性、耐抗生素的生物武器（土拉菌病） • 有继发病例、具有致命性、失能性、对抗生素敏感的生物武器（肺鼠疫） • 用伤寒杆菌或A型肉毒杆菌毒素感染给水系统。

21. 20. 其它类型的生物战袭击（4） • 用1kg干冷伤寒培养物袭击一个气候炎热干燥、人口100万、位于发展中国家的城市给水系统。袭击前没有任何警告，因此政府没有采取任何防范措施。 • 假设每人每天引用2升未经净化的水，那么12万5千人就会喝下10万个微生物，许多人会因此生病。 • 如果没有进行大规模治疗的设备，大约4,500人可能死于袭击

22. 样题 1.请评价瘟疫、流感、土拉菌病、肉毒杆菌毒素和昆士兰热的军事意义。 2. 在当时，要进行针对人的大规模生物战袭击存在着什么结构性难题？ 3. 一些公开文献里的计算显示,在某些条件下，生物武器可以变成大规模杀伤性武器，请对这些计算进行讨论。 4. 当今世界，针对农业的生物恐怖主义是最有可能成功的生物战袭击形式。请讨论上述观点。

23. 参考文献 (幻灯片 1) Dando, M.R. (1994) Biological Warfare in the 21st Century: Biotechnology and the Proliferation of Biological Weapons. Brassey’s, London (幻灯片 6) United Nations (1969) Chemical and bacteriological (biological) weapons and the effects of their possible use: report of the Secretary-General. A/7575/Rev.1, S/ 9292/Rev.1, New York, United Nations. Available from http://unbisnet.un.org/

24. (幻灯片 7) Robinson, J. P., Hedén, Carl-Göran., and von Schreeb, H. (1973) The Problem of Chemical and Biological Warfare: CB Weapons Today. Vol. II. Stockholm: Almqvist & Wiksell. Available from http://books.sipri.org/index_html?c_category_id=58 (幻灯片 8) Fetter, S. (1991). ‘Ballistic Missiles and Weapons of Mass Destruction: What is the Threat? What should be Done?’, International Security 16(1): 5-42. Available from http://www.mitpressjournals.org/is (幻灯片 9-11) U.S. Congress, Office of Technology Assessment. (1993). Proliferation of Weapons of Mass Destruction: Assessing the Risks (Document No. OTA-ISC-559). Washington, DC: U.S. Government Printing Office.

25. (幻灯片 13) Office of Technology Assessment. (1993). Technologies underlying Weapons of Mass Destruction (Document No. OTA-BP-ISC-115). Washington, DC: U.S. Government Printing Office (幻灯片 14 、16) Bartlett, T. B. (1996) The Arms Control Challenge: Science and Technology Dimension, Paper presented at the NATO Advanced Research Workshop, The Technology of Biological Arms Control and Disarmament Budapest, 28-30 March. (幻灯片 17) Wheelis, M. Madden, L.V. and Cassagrande, R. (2002) Biological Attacks on Agriculture: Low Tech, High Impact Bioterrorism. Bio-Science, 52, 569-76. Available from http://www.accessmylibrary.com/comsite5/bin/aml2006_library_auth_tt.pl?item_id=0286-25690504

26. (幻灯片 18) Shea, D. A., and Gottron, F. (2004) Small-scale Terrorist Attacks Using Chemical and Biological Agents: An Assessment Framework and Preliminary Comparisons, CRS Report for Congress [Online] FAS [accessed 27 January 2009] available from http://www.fas.org/irp/crs/RL32391.pdf (幻灯片 19) World Health Organization (1970) Health Aspects of Chemical and Biological Weapons, Geneva: WHO. Available from http://www.who.int/csr/delibepidemics/biochem1stenglish/en/index.html