Als je bent zoals de meeste mensen, je besteedt niet veel tijd aan het nadenken over wat er zou gebeuren als miltvuur zou worden vrijgegeven in je lokale metrosysteem.

Gelukkig, Mark Tucker, ingenieur van Sandia National Laboratories, heeft de afgelopen 20 jaar veel nagedacht over incidenten met chemische of biologische middelen voor oorlogvoering, en de beste manieren om ze op te ruimen. Het huidige project van Tucker richt zich op het opruimen van een metrosysteem na het vrijkomen van een biologisch oorlogsmiddel zoals miltvuur.

Naast de ontwikkeling van Sandia's decontaminatieschuim, die werd gebruikt om delen van federale kantoorgebouwen en postkamers te ontsmetten tijdens miltvuurbrievenaanvallen in 2001, Tucker heeft het team van Sandia geleid tijdens tal van chemische en biologische saneringsprojecten die worden gesponsord door het Homeland Security Advanced Research Projects Agency van het Department of Homeland Security, Science and Technology Directorate.

Deze projecten waren gericht op specifieke saneringssituaties, te beginnen met het opruimen van een luchthaven na het vrijkomen van een biologisch agens. Teams van onderzoekers testten beschikbare decontaminatiemethoden en -technologieën, geleerd wat de huidige technologieën niet kunnen doen, onderzocht oplossingen en ontwikkelde vervolgens aanbevelingen in geval van een luchthavenaanval.

Hun werk vorderde via een reeks DHS-projecten om een ​​luchthaven op te ruimen na een chemische vrijlating, stappen om een ​​stadsbrede miltvuuraanval uit te voeren en hoe een metrosysteem te doorzoeken na een chemische release.

Een cruciaal aspect van het opruimen van chemische en biologische strijdmiddelen is uitzoeken wat de verontreiniging is en hoe ver deze zich heeft verspreid. Sandia-ingenieur Bob Knowlton heeft tien jaar aan deze uitdaging gewerkt. Zijn team heeft wetenschappelijke bemonsteringsmethoden ontwikkeld om de omvang en aard van de besmetting vast te stellen. Het nemen van monsters is ook essentieel om te bevestigen dat de ontsmetting effectief was en dat de locatie veilig opnieuw kan worden betreden.

Tucker zei, "Wat we proberen te doen, is ervoor te zorgen dat als iemand miltvuur in een metrosysteem loslaat, we kunnen het systeem zo snel mogelijk weer in gebruik nemen en tegelijkertijd de volksgezondheid en veiligheid beschermen."

Metrosystemen zijn complex met veel bewegende delen en kilometerslange tunnels

Het door het DHS gesponsorde project voor de restauratie van ondergronds transport wordt na vier jaar onderzoek afgerond. Tukker, Knowlton en een tiental andere Sandia-onderzoekers en hun medewerkers bij andere nationale laboratoria en lokale, staats- en federale agentschappen hebben alles bekeken, van het schoonmaken van metrostations en vuile tunnels tot waar een surrogaat voor miltvuur zou gaan wanneer het in het metrosysteem van New York City zou worden vrijgelaten en de beste manier om een ​​metrowagon te ontsmetten.

In juli 2015 in samenwerking met de Milieudienst, onderzoekers testten de decontaminatie van een echte metrowagen. Met elk $ 3 miljoen tot $ 5 miljoen, metro's zijn niet goedkoop, dus operators moeten ze opschonen om het systeem weer aan de praat te krijgen. Een extra sterke dosis van een industrieel gasvormig bestrijdingsmiddel, methylbromide, kan miltvuursporen doden zonder de metro te beschadigen, zei Tucker.

Echter, het proces is tijdrovend en metrosystemen hebben veel auto's. Bijvoorbeeld, het metrosysteem van New York City heeft meer dan 6, 000 treinstellen. Knowlton zei, "Als je denkt aan het aantal treinstellen en de tijd en moeite die het zou kosten om een ​​aanzienlijk aantal te ontmantelen, het is duidelijk dat het vrij belangrijk is om te bepalen of een auto is besmet."

Wetenschappelijke steekproeven om de screening van de metro te versnellen

De huidige manier om te testen op miltvuur is door uitstrijkjes te nemen, stuur ze naar een laboratorium en let op de groei van Bacillus anthracis-bacteriën. Om dit proces te versnellen, Het team van Knowlton heeft aanbevelingen uitgewerkt voor de eerste set monsters op de eerste dag na een vermoedelijke vrijlating om besluitvormers te helpen. Deze aanbevelingen omvatten voorgestelde uitstrijklocaties voor metrotunnels, treinstellen, stations, zelfs controlekamers.

Om het aantal wattenstaafjes dat door laboratoria moet worden geanalyseerd te verminderen, Het team van Knowlton heeft ook gekeken naar manieren om dat aspect van het proces te verbeteren. De onderzoekers ontwikkelden methoden om metrovuil op wattenstaafjes te behandelen en suggesties voor het combineren van verschillende monsters in één cultuur. Als er geen Bacillus anthracis-bacterie groeit, dan zijn al die swab-locaties schoon.

In mei 2016, onderzoekers lieten tijdens operationele uren onschadelijke deeltjes ter grootte van miltvuursporen vrij in het metrosysteem van New York City. De test vereiste meer dan 100 mensen van verschillende nationale laboratoria, de EPA en andere staats- en federale instanties om duizenden monsters te verzamelen om de verspreiding van deeltjes te volgen. De gegevens werden gebruikt om een ​​model van het metrosysteem van New York City bij te werken, die kan worden gebruikt om de verspreiding van een mogelijke introductie te beoordelen.

Decon-methoden testen in een grote, nep systeem

Laatste val, Het team van Sandia was betrokken bij een grootschalige test om erachter te komen hoe metrostations en tunnels het beste kunnen worden ontsmet. Metrotunnels zijn vaak koel en groezelig, waardoor ze moeilijk schoon te maken zijn, zei Tucker. Tijdens de vier weken durende test in de nepmetro, het team heeft gekeken naar aanpassingen aan verschillende veelvoorkomende ontsmettingsmiddelen om hun effectiviteit in metroomstandigheden te verbeteren:bleekmiddel, gemeenschappelijke zwembadchemicaliën en Sandia's deconfoam.

Naast de ingrediënten van het originele decontaminatieschuim – zeepachtige oppervlakteactieve stoffen en milde oxidatiemiddelen zoals die in tandpasta worden aangetroffen – bevat de nieuwe versie een chemische stof die ervoor zorgt dat het decontaminatieschuim langer aan de muren en zelfs de plafonds van de metrotunnel blijft kleven, zodat de ontsmettingsmiddelen meer van de miltvuur kunnen doden. Sandia chemisch ingenieur Patrick Burton ontwikkelde deze versie. Nog cooler, Tucker zei, is dat "zodra het water verdampt, je houdt een fijn poeder over dat je er gewoon af kunt borstelen. Het is een manier om het vuil en de temperatuurproblemen te overwinnen zonder er een puinhoop van te maken."

Sandia's ontsmettingsschuim is oorspronkelijk ontwikkeld met financiering van het Department of Energy en het National Nuclear Security Administration Chemical and Biological National Security Program. Het is in licentie gegeven aan bedrijven, die het hebben ontwikkeld voor gebruik in een verscheidenheid aan toepassingen, zoals commerciële en residentiële schimmelsanering, desinfectie van ziekenhuizen en scholen en verwijdering van pesticiden voor landbouwmachines.

De andere nieuwe Sandia-technologie die het team testte, was een spray-knockdown-systeem dat deels is ontwikkeld met fondsen voor onderzoek en ontwikkeling van het laboratorium en verfijnd door Sandia-technoloog Charles Brusseau. Met behulp van een zeer fijne nevel van geladen vloeistofdruppels, verdund deconschuim of zelfs gewoon water, ze kunnen miltvuursporen aantrekken en uit de lucht trekken. Dit kan voorkomen dat mensen miltvuur inademen en kan zelfs helpen de verspreiding ervan te stoppen.

Het team van Knowlton demonstreerde ook verschillende nieuwe technologieën om het nemen van monsters gemakkelijker en efficiënter te maken. Een van deze technologieën was een smartphone-app om het bijhouden van monsters betrouwbaarder en eenvoudiger te maken voor mensen in het veld. De app kan ook de laboratoriumresultaten en de monsterlocaties combineren tot een geospatiale tool die besmettingshaarden laat zien om besluitvormers te helpen. De onderzoekers hebben deze tools zelfs opgenomen in augmented- en virtual reality-systemen.

Bevindingen beschikbaar voor metrosystemen en noodplanners

Nu de multi-agency groep ontsmettingsmethoden heeft ontwikkeld en getest, ze bundelen hun bevindingen in een handleiding met richtlijnen om metro's te helpen als er ooit een biologisch agens in hun systeem wordt vrijgegeven. De handleiding geeft een overzicht van alle decontaminatiemethoden, met de sterke punten en beperkingen van elk.

Zodra het rapport is voltooid en beoordeeld door de relevante federale agentschappen, het zal beschikbaar zijn voor gemeentelijke metrosystemen en noodplanners. Eerdere saneringsprojecten publiceerden een document van 300 pagina's met hun bevindingen, maar dit project zal zijn bevindingen ook omzetten in een gebruiksvriendelijke softwaretool. Deze software zal een stroomschema bevatten dat beslissingspunten benadrukt. De lokale, staats- en federale hulpverleners kunnen een beslissing selecteren zoals "metrowagens ontsmetten" en de informatie zien die ze nodig hebben om een ​​weloverwogen keuze te maken.

Naast DHS en EPA, de Centers for Disease Control and Prevention en Lawrence Livermore, Argonne, De nationale laboratoria Pacific Northwest en Brookhaven en MIT Lincoln Laboratory namen deel aan het Underground Transport Restoration-project.