Transcript Calculul Impactului Potential al Armelor Biologice (BW) si Bioterorismului (BT) Prezentarea nr. 5

Calculul Impactului Potential
al Armelor Biologice (BW) si
Bioterorismului (BT)
Prezentarea nr. 5
1. Curicula
• Caracteristicile militare ale agentilor BW
– Slide-uri 2 - 5
• Arme de Distrugere in Masa (ADM/WMD)
/Atacuri strategice cu arme biologice (BW)
– Slide-uri 6 - 12
• Productia agentilor BW
– Slide-uri 13 - 16
• Alte tipuri de atacuri cu arme biologice
– Slide-uri 17 - 20
2. Caracteristici militare (i)
• Diversitatea atacurilor potentiale cu arme
biologice
– Tinte diverse (oameni, animale si plante)
– Agenti diferiti (bacterii, virusuri, fungi, toxine,
bioregulatori)
– Diferite magnitudini (asasinare, tactic militar,
strategic militar, ADM)
– Scopuri diferite (observabile sau inaparente,
sau razboi/ terorism inaparent)
3. Caracteristici militare (ii)
• Clasificarea militara a agentilor BW
– Posibil infectios de la prima victima
• Incapacitant (e.g virusul gripei)
• Letal (e.g. Yersinia pestis - ciuma)
– Ne-infectios de la prima victima
• Incapacitant (e.g. Coxiella burnetii – Febra Q)
• Letal (e.g. Bacillus anthracis - antrax)
4. Caracteristici militare (iii)
• Caracteristicile militare-dorite ale agentilor BW
– Un agent trebuie sa produca un anumit efect in mod
consistent
– Doza necesara pentru a produce efectul dorit trebuie
sa fie mica
– Trebuie sa aibe o perioada de incubatie scurta si
predictibila
– Populatia tinta trebuie sa aibe putina imunitate sau
chiar deloc
5. Caracteristici militare (iv)
• Caracteristicile militare-dorite ale agentilor BW
(continuare)
– Tratamentul pentru boala nu trebuie sa fie la
indemana populatiei tinta
– Cel care executa atacul trebuie sa aiba mijloace sa isi
protejeze trupele si civilii
– Trebuie sa existe o posibilitate pentru producerea in
masa a agentului
– Trebuie sa existe o posibilitate sa se disemineze
agentul cu eficienta
– Agentul trebuie sa fie stabil in stoc si in transport in
munitii.
6. ADM /Atacuri Strategice (i)
• Studiul Natiunilor Unite din 1969
– Un bombardier folosind 10 tone de agent BW
• Zona afectata: 100 000 km2
• Morbiditatea: 50%; mortalitatea: 25% daca nu exista
tratament
– Zona afectata daca o bomba atomica de o megatona
ar fi folosita
• 300 km2
– Zona afectata daca 15 tone de agent chimic
neurotoxic ar fi folosit
• 60 km2
7. ADM / Atacuri Strategice (ii)
• Studiul SIPRI din 1973
– Un bombardier cu incarcatura de 5-6 tone
– Zona in km2 unde 50% victime ar fi posibile
•
•
•
•
Exploziv puternic 0.22
Gaz neurotoxic VX 0.75
Bomba atomica de 10 kt 30
Agent biologic 0 -50 (depinde de conditiile
meteorologice)
8. ADM / Atacuri Strategice (iii)
• Studiul lui Fetter din anul 1991 publicat in
jurnalul International Security
– O racheta cu incarcatura de o tona lansata
asupra unui oras mare avand o densitate de
30 oameni pe hectar
• O bomba atomica de 20 kt ar ucide 40 000
• 300 kg de Sarin ar ucide 200 - 3000
• 30 kg antrax ar ucide 20 000 – 80 000
9. ADM / Atacuri Strategice (iv)
• Raportul din 1993 al Biroului SUA de Evaluare a
Tehnologiei: Scenariul I
– Atac cu racheta lansata intr-o zi sau noapte
innourata, cu vant moderat, peste un oras cu 300010 000 de oameni neprotejati pe km2
• O bomba atomica de 12.5 kt ar distruge 7.8km2 si ar ucide
23 000-80 000 oameni
• 300 kg de Sarin ar ucide 60-200 de oameni intr-o zona de
0.22 km2
• 30 kg de antrax ar ucide intre 30 000 si 100 000 intr-o zona
de 10 km2 in forma de trabuc pornind de la impactul rachetei
10. ADM / Atacuri Strategice (v)
• Raportul din 1993 al Biroului SUA de
Evaluare a Tehnologiei: Scenariul II
– Atac cu antrax (10 kg diseminate de un avion
zburand in linie in directia vantului deasupra
unui oras ca si Washington DC
• Intr-o zi cu soare si cu briza usoara, o zona de a
46 km2 ar fi afectata si 130 000- 460 000 oameni
ar muri
11. ADM / Atacuri Strategice (vi)
• Raportul din 1993 al Biroului SUA de Evaluare a
Tehnologiei: Scenariul II (continuare)
– Intr-o zi sau noapte innourata cu vant moderat, o
zona de 140 km2 ar fi afectata si 420 000-1 400 000
ar muri
– Intr-o noapte linistita si calma, o zona de 300 km2 ar fi
afectata si 1- 3 milioane de oameni ar putea muri
– In mod clar, folosirea unui agent diseminat “in linie” in
conditii “ideale” (e.g. in absenta radiatiilor ultraviolete
care distrug sporii in mod rapid) ar putea avea efecte
devastatoare pentru ca ar fi foarte dificil sa se ajute
asa multi oameni in acelasi timp
12. ADM / Atacuri Strategice (vii)
• Unele munitii produse in fostul Program
American
– Focoase pentru rachete ghidate M210 cu
bombe (M143) in focos erau in dezvoltare in
1967
– Rezervoare pentru spray-uri (agentul lichid
A/B45Y-1 raspandit de avion tactic de mare
viteza) erau in dezvoltare in 1965)
13. Productia de agenti pentru
arme biologice (BW) (i)
• Cultivarea unui agent bacteriologic prin
fermentatie necesita:
– Un inoculum de patogen virulent
– Cultivare (multiplicare) initiala in fermentoare
mici
– Multiplicare in fermentor de productie
– Recoltarea agentului din fermentor
– Prelucrarea finala a agentului, de exemplu
liofilizarea produsului prin inghetare-uscare
(freeze drying)
14 Productia de agenti pentru arme
biologice (BW) (ii)
• Estimarea cantitatii necesare de agent
pentru a fi diseminat “In linie”
– Considera mai intai sursa de origine punct
(point source) din care doza (D) primita de
victima este
• Q concentratia sursei (unitati/m) inmultita cu b rata
respiratiei (volum/minut) impartita la h grosimea
stratului de aer inmultit cu ū media vitezei vantului la
suprafata solului
• Astfel,
D=
Q.b
h.ū
15. Productia de agenti pentru
arme biologice (BW) (iii)
• Consideratia sursei de origine punct (continuare)
– Concentratia sursei de care este nevoie, este in mod
clar:
• Q= D.h.ū
b
– Folosind valori tipice pentru aceste cantitati:
• b=20 litri/min (2.10-2 m3min-1); h=1 km (103 m); ū= 5 m/s
(3.102 mmin-1)
– Astfel, daca D is de 10
ori Doza
8.ID Infectioasa (ID50)
= 1.5.10
• Q=10.ID50.103.3.102
2.10-2
50
– Faptasul ar avea nevoie de aproximativ 108 ID50/m
16. Productia de agenti pentru
arme biologice (BW) (iv)
• Pentru o sursa de origine in linie (de 10 km lungime),
faptasul are nevoie de:
– 108 ID50 inmultit cu 104 =1012ID50
• Presupunand o concentratie de 108 celule bacteriene pe
mililitru (ml) in fermentor, faptasul trebuie sa produca:
– 1012 inmultit cu (Nr. de celule care este echivalent cu 1 ID50)/108
inmultit cu 1000) litri de cultura
• Considerand ca antraxul are un ID50 de aproximativ 104 ,
faptasul ar avea nevoie de aproximativ 100 000 litri (un
asemenea volum de cultura ar putea fi produs in 10 sarje
de catre 10 fermentoare cu o capacitate individuala de
100 litri)
17. Alte Tipuri de Atac Biologic (i)
• Arme Biologice Anti-Agricultura
– Tehnologie redusa, terorism biologic cu consecinte mari
– E nevoie numai de cunostinte reduse de specialitate, patogeni
foarte contagiosi (dar nu pentru fiinte umane), rezultand in
costuri uriase pentru agricultura
– De exemplu, un studiu a aratat ca:
• “Patogenii care cauzeaza boli ca de exemplu, febra aftoasa (boala
picior si gura, Foot-and-Mouth Disease, FMD), pesta bovina
(rinderpest), febra porcina africana (African swine fever), rugina
grauntelor de soia (soybean rust), putregaiul uscat de Filipine al
stiuletilor (Philippine downy mildew of maize), negii cartofului
(potato wart), si inverzirea citricelor (citrus greening), ar putea, daca
sunt introduse in teritoriul continental al Statelor Unite, sa aibe
consecinte serioase asupra economiei Statelor Unite.”
18. Alte Tipuri de Atac Biologic (ii)
• Atacuri teroriste asupra oamenilor
– Raportul din 2004 al Serviciului de Cercetare al Congresului
SUA a avertizat prudenta cu privire la analogii directe in legatura
cu fostele programe ofensive nationale:
• “Agentii C/B care au fost considerati o amenintare mare in
alte contexte, se pare ca sunt de mai putin risc atunci cand
luam in consideratie atacuri pe scara mai mica. Viceversa,
agentii C/B care nu au fost considerati o amenintare mare cu
privire la atacuri de distrugere in masa, ar putea fi clasificati
in fruntea listei de agenti pentru atacuri de magnitudine mica,
pentru ca dificultatile pentru folosirea lor pe scara larga
numai exista atunci cand sunt folositi in atacuri pe scara mai
mica.”
19. Alte Tipuri de Atac Biologic (iii)
• Un raport din 1970 al Organizatiei Mondiale a
Sanatatii (OMS) a descris o serie de scenarii
ADM si nu numai:
– O arma biologica mortala si incapacitanta care este
rezistenta la mai multe antibiotice, fara cazuri
secundare (tularemia)
– O arma biologica mortala si incapacitanta care este
sensibila la antibiotice, cu cazuri secundare (ciuma
pneumonica)
– Contaminarea apei potabile cu bacilul tifosului sau
toxina botulinica de tip A
20. Alte Tipuri de Atac Biologic (iv)
• 1 kg de cultura tifoida liofilizata este folosita in
atacul retelei de apa potabila intr-un oras de 1
milion locuitori intr-o tara in curs de dezvoltare.
Atacul se produce fara avertizare asa ca
autoritatile nu au luat nici o masura speciala de
protectie.
– Consumul de apa de la robinet este presupus de a fi
doi litri pe persoana pe zi; astfel, 125 000 de oameni
ar ingera 100 000 microbi si multi dintre ei s-ar
imbolnavi
– Daca nu exista unitati medicale pentru tratamentul in
masa, aproximativ 4500 de oameni ar deceda din
cauza acestui atac.
Prezentarea 5 Intrebari Esantion
1. Evalueaza in mod critic caracteristicile importante din
punct de vedere military ale: ciumei, gripei, tularemiei,
toxinei botulinice si febrei Q.
2. Care sunt dificultatile principale in a conduce un atac
biologic anti-personal pe scara larga in zilele noastre?
3. Discuta unele dintre calculele din literature publica care
sugereaza ca in anumite conditii armele biologice ar
putea fi folosite ca Arme de Distrugere in Masa (ADM)
4. Terorismul care tinteste agricultura ar fi o forma foarte
posibila de bioterorism de success. Discuta.
Bibliografie
(Slide 1)
Dando, M.R. (1994) Biological Warfare in the 21st Century:
Biotechnology and the Proliferation of Biological
Weapons. Brassey’s, London
(Slide 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/
(Slide 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
(Slide 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
(Slide 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.
(Slide 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
(Slide 14 and 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.
(Slide 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_librar
y_auth_tt.pl?item_id=0286-25690504
(Slide 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
(Slide 19)
World Health Organization (1970) Health Aspects
of Chemical and Biological Weapons, Geneva:
WHO. Available from
http://www.who.int/csr/delibepidemics/biochem1
stenglish/en/index.html