研究透视:Science政策论坛-应对未来化学武器威胁 | IAEA

文摘   2024-09-18 07:54   北京  

近日,美国 劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory) Tuan Nguyen,在Science发文,为了继续保证《化学武器公约》(CWC) 行之有效,其执行机构,即“禁止化学武器组织”(OPCW),必须就未来的化学武器威胁做出调整。


历经几十年艰苦谈判,《化学武器公约Chemical Weapons Convention》于1993年通过,并于1997年4月29日生效,禁止发展、生产、储存、转让和使用化学武器。


值此《化学武器公约》生效25周年之际,回眸这一壮举,其中很大一部分归功于《化学武器公约》执行机构,即禁止化学武器组织Organisation for the Prohibition of Chemical Weapons,OPCW


然而,面对动荡的国际安全环境和不断变化的化学工业,禁止化学武器组织OPCW,必须转型以履行其使命,并继续成为多边主义的典范。为此,随着2023年,下一届《化学武器公约》审查会议的临近,下一代禁止化学武器组织OPCW2.0,只有加强针对化学武器的国际规范,预见到科学和技术进步带来的未来挑战,将更多的质量要素,纳入核查和遵约制度,并跟上技术变革的步伐,才能更有效和有说服力。


《化学武器公约》是第一项规定全面禁止、包括消除整类大规模杀伤武器weapons of mass destruction,WMD多边裁军协定。该条约成员国几乎是普遍达成一致。禁止化学武器组织OPCW,于2013年获得诺贝尔和平奖,进行了4200多次行业检查,并监督销毁了世界上99%(71614公吨),已申报的化学武器库存(1)。


1、禁化武组织OPCW2.0
2、加强规范
3、科技预见
4、同步技术发展


Countering the future chemical weapons threat
应对未来化学武器威胁


1、未来已来:禁化武组织OPCW2.0


自《化学武器公约》生效以来,禁止化学武器组织OPCW,主要工作重点是消除现有化学武器储存和生产能力,并防止今后获得这些储存和生产能力。禁止化学武器组织OPCW例行核查活动主要是,持续监测化学武器储存的销毁情况,并对工业设施进行高度侵入性的现场视察,以确保这些设施不被转用于与化学武器有关的活动。到2023年9月,所有剩余的已申报化学武器库存和设备将被销毁(2)。禁止化学武器组织,将从侧重于化学武器裁军的组织机构,转变为以不扩散和减少威胁活动为主的组织。鉴于最近在内战和暗杀中,使用化学武器的情况,禁止化学武器组织OPCW,会越来越多地关注正在发展或使用化学武器的国家和非国家行为者。


因此,禁化武组织OPCW2.0版,把现在消除宣布的储存时间和资源,重新启用于非例行核查活动。其中包括对指称的化学武器使用情况进行调查、质疑性视察以及更多例行工业视察,特别是对其他化学品生产设施other chemical production facilities (OCPF)进行视察,这些设施生产大量含有磷、硫或氟的离散有机化学品,这些化学品是疱疹剂和神经毒剂的常见成分,不在《化学武器公约》禁用和受管制化学品清单上。为了保持其有效和可信,禁止化学武器组织面临挑战是,必须在高度分化的政治环境中,有效地转变为可信赖的技术性组织。


2、加强规范


《化学武器公约》若在未来依然鲜活,需要与时俱进,令其成为一份动态文件,禁止化学武器组织OPCW,根据不断变化的威胁环境,实时发展、调整和部署,以适应修订的可能性。禁止化学武器组织OPCW2.0,必须运用现有的核查机制,并通过提高其技术能力和开发新的技术工具,加强这些机制,从而加强针对化学武器的国际规范。目前,出现了许多国际问题。缔约国和禁止化学武器组织,如何减少化学武器方案对违反者的好处和效用?缔约国和禁止化学武器组织是否应寻求援引质疑视察机制,该机制旨在作为核查安全网,以寻踪并抵制在另一个成员国开展秘密和未申报的化学武器活动?


案例研究,可以为这些问题提供答案。联合国特别委员会,在1980年代两伊战争和1990年代初沙漠风暴行动之后,伊拉克化学武器储存的应对经验,为《化学武器公约》的谈判和禁止化学武器组织设立,提供了必要信息。这一实践经验,对于制定侵入性工业核查制度,是至关重要的,而这一制度是《化学武器公约》的标志,也是该制度,在未来仍然有效的原因。


最近,在叙利亚的维和任务是,禁化武组织的分水岭。2014年,国际社会,在移除、运输和销毁叙利亚化学武器库存方面的协调与合作,是有效多边主义的有力证明。然而,禁止化学武器组织,还有更多的工作要做。叙利亚在2014年至2018年期间,多次指控化学武器,以及禁化武组织实况调查团,关于叙利亚多次使用化学武器的结论,以及禁化武组织-联合国联合调查机制,将沙林和氯气袭击归咎于叙利亚政权,将芥子气袭击归咎于伊拉克和黎凡特伊斯兰国(ISIL),所有这些肇事者们,依然否认这一点。


证据标准问题是,核查和遵守军备控制和裁军协定是长期问题。发现、鉴定和确定化学武器的整个过程,提供了无可争议违反条约证据,仍然是项艰巨的任务。如果没有能力追究违反者的责任,《化学武器公约》和禁止化学武器组织,在裁军后的未来,在所有申报化学武器库存被销毁后,其效力可能会下降。朝着正确方向迈出的一步是,缔约国于2018年作出决定,授权禁化武组织,调查叙利亚化学武器情况后,并追究责任,其中包括设立调查和鉴定小组,在禁化武组织总干事的直接领导下开展工作(3)。


除了在叙利亚维和任务外,禁化武组织OPCW,还协助调查和确认最近发生的其他化学武器的事件。禁止化学武器组织OPCW,曾在2017年,向马来西亚警方提供技术援助,调查金正男死于VX神经毒剂一事。2018年,毒药诺维乔克Novichok,在英国索尔兹伯里Salisbury企图暗杀Sergei和Yulia Skripal时,禁化武组织再次提供了技术援助。“诺维乔克Novichok”是前苏联在冷战期间研制的一类有机磷神经毒剂,在索尔兹伯里袭击事件发生时,未列入《化学武器公约》化学品条目。禁化武组织OPCW,证实了英国调查结果,即袭击中使用了诺维乔克Novichok,但没有提供暗杀企图实施者的身份。然而,索尔兹伯里案导致“诺维乔克”增列入《化学武器公约》关于化学品的附件附表1,这是该附件首次更新。尽管如此,在2020年针对阿列克谢·纳瓦尔尼Alexei Navalny(4)暗杀企图中,诺维乔克Novichok类型试剂,再次出现。


若对这些事件不追究刑事责任,必将侵蚀和削弱了禁止化学武器的国际准则。化学武器的使用,对一些缔约国遵守情况也产生长期质疑,并损害了《化学武器公约》信誉和总体效力。为此,必须向国际社会保证,成员国宣布的所有化学武器方案都已完全取消。从裁军角度来看,这就是为什么追究化学武器责任和可信归属很重要的根本原因。


为了处理和调查不遵守的指控,谈判人员在《化学武器公约》中纳入了成员国发起的机制规定,从而禁止化学武器组织OPCW,调查化学武器指控,并进行临时通知的质疑性视察。迄今为止,没有任何《化学武器公约》成员国,要求进行质疑性视察。这有很多原因,既有技术上的,也有政治上的。证据标准的质疑,对禁止化学武器组织OPCW,在质疑性视察期间发现、鉴定和确定违规行为的技术能力,产生了怀疑。在质疑性视察challenge inspection期间,未能找到确凿的证据证实违规指控的政治风险,最终可能会引发报复性质疑性视察的恶性循环。因此,质疑性视察,不仅应视为处理有明显欺诈和违反证据案件的机制,而且还应视为澄清模糊之处、解决申报不一致和差异之处,以及处理对遵守情况的关切工具,以防止违反者规避《化学武器公约》并破坏其效力。


如果质疑性视察机制challenge inspection mechanism,继续得不到利用,其威慑价值就会下降。为协助这些调查工作,禁化武组织2.0版,需要加强和进一步发展法医学、证据收集、数据管理和犯罪现场重建等领域的技术能力。禁化武组织调查科技工作组2019年报告,提出了禁化武组织应考虑开展的活动,以加强其技术和业务能力,以及向成员国提供技术援助和有效开展非常规任务的能力,如事实调查和调查归属(5)。


3、科技预见


科技S&T进步,提高了大规模杀伤性武器WMD的扩散途径,这对核查和遵守制度提出了挑战。信息技术以及对研究成果、数据、先进计算和算法的更广泛访问,促成并加速了生命、物理科学和工程学科的知识融合。基因编辑、生物计算和预测生物学工具的进步与系统生物学相结合,将能够设计和定制所需预期作用或目的的分子。新增材制造技术,以及其他即时生产技术,也给验证和合规协议带来了不小挑战。


然而,化学武器生产所需的许多双重用途技术,在70多年前就已为人所知。有机磷神经毒剂的生产与商业农药的生产,事实上没有根本的本质区别。尽管如此,一些有机磷神经毒剂的合成,需要一些在商业农药生产中不常见的化学反应,例如形成磷酰氟官能团,磷酰碳键的氟化和烷基化反应。磷碳键对于有机磷神经毒剂的物理化学特性至关重要,《化学武器公约》化学品附件附表编排,也参照了这一点。


禁止化学武器组织的技术人员,2017年在荷兰赖斯韦克对化学武器进行模拟调查。
PHOTO: OPCW/CC BY-NC 2.0


为了通过Michaelis-Arbuzov重排反应(有机磷化学中最重要和最基本的反应之一),必须在传统条件下施加热量。大规模生产,需要工业规模的加热罩、热交换器、其他专用设备和安全防护措施。长期以来, 化学武器Chemical Weapons CW生产能力设施,一般需要较大的占地面积和独特的生产特征,并且数量有限。但现代合成有机化学,提供了可供选择的方法和途径。同样形成磷酰基-碳键的重排反应,可以在不加热情况下发生,而是在室温下,可见光或普通有机试剂催化即可实现(6-8)。微波能量,可以有效地进行转化,而不需要传统热源(9)。因此,大多数未来大规模杀伤性武器威胁,可能呈现较小踪迹footprints和较不明显特征signatures,并且与合法民用工业活动,更密切相关,而非军事实体运行高度集中的大规模武器计划(10)。


化学合成的光化学和电化学方法复兴,正带来大量创新的化学转化。几十年来,光化学和电化学面临的一些主要挑战是再现性、规模和效率。其中许多问题很容易搞定,尤其是借助于工程师和计算机科学家合作开发的连续流程研发平台。该方法工业化潜力,以超过5kg/天速率,从简单前体合成所需产物的产量(11)。Michaelis-Arbuzov反应,现在利用连续流动和无溶剂方法而实现(12)。光催化氟化,也已在连续流动中证明了,是传统方法的温和替代方法,传统方法呈现高毒性和腐蚀性,而今天可以避免了耐腐蚀合金和其他特殊材料衬里设备(13)。


日新月异的变化,可以使曾经挑战性或不可能的事情,成为可能。结合自动化、机器人技术和算法所带来的工艺化学变化,以协助合成设计、反应预测和起始材料选择,现代合成有机化学,将对验证检查方式,提出挑战。检查人员是否会为化学武器CW生产寻找正确的签名?或者应该考虑非传统前沿,非传统设备和设施,甚至非传统的人?尽管《化学武器公约》比任何其他多边军备控制条约,都更加详细地规定了其全面核查制度,但核查和遵守这些新发展的机制,并不明确。禁止化学武器组织2.0版面临的挑战是,确保视察员了解这些平台技术,认识到其使能能力,并了解化学武器生产的潜力。


这需要从《核不扩散条约Nuclear Non-Proliferation Treaty》1997年的附加议定书中,吸取教训,该议定书是对20世纪90年代初,在伊拉克和朝鲜发现秘密核武器计划的直接回应(14)。附加议定书,旨在加强和扩大国际原子能机构International Atomic Energy Agency(IAEA)现有的保障监督,以有力核查地核技术。其目的是为国际社会提供一定程度的信心,即任何将材料和技术转用于武器计划的行为,都会迅速地检测发现。


为实现这一目标,《附加议定书 Additional Protocol》的基本理念是,对原子能机构的保障监督制度,进行重组,使其从数量系统转变为质量系统。《附加议定书》不是只注重核算已申报的核材料数量和监测已申报的活动,而是更注重全面介绍缔约国的活动。为实现这一目标,扩大了向原子能机构提供信息的数量和类型,增加了接受视察的设施的数量和类型,并使视察期间的环境取样成为可能。


今天,《化学武器公约CWC》核查制度在数量上,主要侧重于为化学武器方案申报所有物项的完全问责,而工业核查基本上是,确认没有生产化学武器。禁化武组织视察员,无权检测禁化武组织正式分析数据库所列化学品以外的化学品,该数据库仅限于附表所列化学品。尽管由于核威胁和化学威胁不同,《化学武器公约》附加议定书并不合适,但是科技进步带来的挑战,要求禁化武组织2.0版提高工业核查范式的质量,以更全面地反映申报设施的活动。例如,需要改进对其他化学品生产设施other chemical production facilities,OCPF进行视察的选址方法,以针对最有可能被转用于化学武器生产的设施,也许可以纳入公开来源的信息,以加强核查进程。


4、同步技术发展


应对化学武器威胁的主要重点,以往通常是通过确保知识、专门材料和专用设备,防止前体材料和/或有毒化学品落入扩散者。这一战略在过去是有效的,因为支持大规模军事化学武器活动的基础设施,预计会有很大的生产足迹 footprint,有许多标称物特征signatures,并且是需要相当长时间扩展其生产规模。在寻找大型可疑化学设施的同时,努力的重点是对建筑或原材料运输的监管和控制。


但今天,大规模材料和知识,可以在传统供应链之外收集到,包括通过互联网。扩散者可以找到化学制剂的配方,非法合成设计药物网络的重新出现就是明证,大规则化学武器,可以在低调设施中生产出来,这些网络似乎比监管机构领先一步。新化学生产工艺和技术,使即时生产成为可能,广泛采用这些工艺和技术,可促进条约突破情况,即会员国放弃裁军承诺,违背条约义务,并迅速重新武装(15)。


幸运的是,禁止化学武器组织2.0版的突破性技术,也将为该组织提供新的使能能力,以更有效地完成其任务。可以利用商业部门正在采用的数据分析工具,数据汇总工具、用于“观察地面eyes on the ground”能力的天基资产space-based assets,以及公开来源信息产品,进行更全面的评估,而不是完全依赖于现场视察的数据和已申报资料。遥感和自动取样系统,可以改变们思考和执行监测和核查活动的方式。禁化武组织2.0,需要跟上技术发展的步伐,通过采用新方法和新类型的视察设备,改进核查工作。


禁止化学武器组织2.0版的使命,不会改变:执行《化学武器公约》规定,推进没有化学武器威胁的世界愿景。问题不在于做什么,而在于怎么做。禁化武组织2.0版面临的最大挑战,不是《化学武器公约》的法律框架,也不是适应所需的工具,而是使用这些工具的政治意愿。25年后,《化学武器公约》和禁止化学武器组织,正处于十字路口。禁止化学武器组织2.0版所走过的路,将决定《化学武器公约》的未来,从而继续作为经多边谈判的军备控制和裁军的典范,以及应对大规模杀伤性武器威胁的战略中心支柱,从而有力地共建国际安全环境。


参考文献
 1. OPCW, OPCW by the numbers; https://www.opcw.org/media-centre/opcw-numbers [accessed 26 March 2022].
 2. Program Executive Office of the Assembled Chemical Weapons Alternatives (ACWA), U.S. chemical weapons stockpile destruction progress; https://www.peoacwa.army.mil/destruction-progress/ [accessed 26 March2022].
 3. OPCW, “Decision: Addressing the threat from chemical weapons use” (C-SS-4/DEC.3, OPCW, 2018); https:// www.opcw.org/sites/default/files/documents/CSP/C-SS-4/en/css4dec3_e_.doc.pdf.
 4. OPCW, “OPCW issues report on technical assistance requested by Germany,” 6 October 2020; https://www.opcw.org/media-centre/news/2020/10/opcw-issues-report-technical-assistance-requested-germany.
 5. OPCW, “Investigative science and technology report of the scientific advisory board’s temporary working group” (SAB/REP/1/19, OPCW, 2019); https://www.opcw.org/resources/documents/subsidiary-bodies/scientific-advisory-board.
 6. R. S. Shaikh, S. J. S. Düsel, B. König, ACS Catal. 6, 8410 (2016).
 7. G. G. Rajeshwaran, M. Nandakumar, R. Sureshbabu, A. K.Mohanakrishnan, Org. Lett. 13, 1270 (2011).
 8. S. M. A. Kedrowski, D. A. Dougherty, Org. Lett. 12, 3990 (2010).
 9. P. Jansa et al., Green Chem. 13, 882 (2011).
 10. J. P. Caves Jr., W. S. Carus, “The future of weapons of mass destruction: Their nature and role in 2030”(Occasional Paper 10, National Defense Univ. Press,2014); https://ndupress.ndu.edu/Portals/97/Documents/Publications/Occasional%20Papers/10_Future%20of%20WMD.pdf.
 11. M. G. Beaver et al., Org. Process Res. Dev. 24, 2139(2020).
 12. A. Jasiak et al., J. Org. Chem. 84, 2619 (2019).
 13. M. Meanwell, J. Lehmann, M. Eichenberger, R. E. Martin,R. Britton, Chem. Commun. 54, 9985 (2018).
 14. IAEA, IAEA safeguards overview: Comprehensive safe-guards agreements and additional protocols; https://www.iaea.org/topics/additional-protocol.
 15. T. H. Nguyen, Science 309, 1021 (2005). 


文献链接:https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/science.abo6380
DOI: 10.1126/science.abo6380
本文译自Nature,请点击阅读原文,可下载英文全文。

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