第二次世界大戦後に海洋に投棄された化学兵器は世界中の水を脅かす可能性があります。科学| スミソニアン - 記事、歴史、科学、私たちの惑星

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1917年の暖かい夏の夜の10:10直前に、ドイツ兵は新しいタイプの武器を自走砲に搭載し、ベルギーのイープル付近で敵の砲撃を開始しました。シェルはそれぞれ明るい黄色の十字で飾られており、内容物が部分的に蒸発し、連合軍のtrenchに油性の液体を浴びせていると奇妙な音がしました。

マスタード植物のような匂いがし、最初はほとんど効果がないように見えました。しかし、兵士の制服に染み込み、やがて男性の皮膚を燃やし、目を炎症させました。 1時間かそこら以内に、盲目の兵士は死傷者整理ステーションに向かってフィールドから導かれなければなりませんでした。負傷した男性はベビーベッドに横たわり、性器と腕の下に水疱ができたようにうめきました。一部の人はかろうじて呼吸することができました。

不思議な貝殻には硫黄マスタードが含まれていました。これは、マスタードガスとして知られている液体化学兵器です。イープルでのドイツの攻撃は硫黄マスタードを展開した最初の攻撃でしたが、最後ではありませんでした。第一次世界大戦中に、ほぼ9万人の兵士が硫黄マスタード攻撃で殺されました。そして、ジュネーブ条約は1925年に化学兵器を禁止しましたが、軍隊は第二次世界大戦中、硫黄マスタードと他の同様の兵器の製造を続けました。

1945年にようやく平和が訪れたとき、世界の軍事力は大きな問題を抱えていました。科学者は化学兵器の巨大な兵器庫を破壊する方法を知りませんでした。最終的に、ロシア、英国、および米国は、その時点で最も安全で安価な廃棄方法と思われるもの、すなわち化学兵器を直接海洋に投棄することを選択しました。軍隊は数トンの化学兵器を船全体に積み込みました。時には爆弾や砲弾に包まれ、時には樽や他の容器に注がれました。その後、彼らはコンテナを船外に押し込んだり、海上で船舶を沈めたりして、投棄された場所と量のむらのあるまたは不正確な記録を残しました。

専門家は、100万トンの化学兵器が海底にあると推定しています。1946年以降230件の硫黄マスタード曝露事例が報告されているイタリアのバーリ港から、過去3回硫黄マスタード爆弾が出現した米国東海岸までデラウェア州で12年間、貝類を大量に持ち込んだ可能性があります。「これは世界的な問題です。オランダのハーグに本拠を置くオランダの財団である国際水中対話連合（IDUM）の議長であるテランス・ロングは、「地域ではなく、孤立していません」と語っています。

今日、科学者は環境破壊の兆候を探しています。爆弾は海底で錆び、潜在的なペイロードを漏らす可能性があるためです。そして、世界の漁船が深海のタラや企業を探して海底下の石油とガスを掘削し、表面に風力タービンを設置するにつれて、これらの化学兵器を見つけて対処する科学的探求は時間との戦いになりました。

1914-1918第一次世界大戦：負傷したカナダ兵の広範な包帯は、彼らがドイツの攻撃からマスタードガスに苦しんだことを示しています。（ショーショット/アラミー）

4月の雨の日、ワルシャワ郊外への路面電車に乗って、ポーランド工科大学の分析化学者であるスタニスワフポピエルに会います。世界の水中化学兵器の専門家である灰色の研究者は、硫黄マスタードに対する学術的関心以上のものを持っています。彼は、今世紀の兵器の危険性を間近で見ました。

私は彼のワルシャワ研究室でポピエルを訪問したいと思っていましたが、1日前に電話で彼に連絡したとき、彼は安全な軍事施設で彼の研究室を訪問するのに必要な許可を得るには数週間かかるだろうと謝罪して説明しました。代わりに、近くの役員クラブのロビーで会います。しわくちゃのグレーのブレザーを身に着けている化学者は、でんぷんの付いた単調な緑色のドレスのユニフォームをまとって回っている警官の間で簡単に見つけることができます。

2階の空の会議室に私を導くと、ポピエルは席に着いてラップトップを開きます。私たちがおしゃべりをしていると、やさしい発言の研究者は、20年近く前の大事件の後、第二次世界大戦の硫黄マスタードに取り組み始めたと説明しています。 1997年1月、乗組員が網に奇妙な物体を発見したとき、WLA 206という名前の95メートルトンの漁船がポーランドの海岸沖をトロールしていました。それは黄色がかった粘土のように見えたものの5から7キログラムの塊でした。乗組員は、漁獲物を処理する際に、それを引き出し、処理し、脇に置きました。彼らが港に戻ったとき、彼らはそれを波止場のゴミ箱に投げ入れました。

翌日、乗組員は苦痛の症状を経験し始めました。全員が重度の火傷を負い、最終的に4人の男性が赤く燃えるような皮膚と水疱で入院しました。医師は当局に注意を喚起し、調査員は汚染されたボートからサンプルを採取して物質を特定し、都市のゴミ捨て場まで塊を追跡しました。軍の専門家がオブジェクトを化学的に中和するまで、彼らは地域を閉鎖しました。第二次世界大戦の硫黄マスタードの塊で、海底の低温で固体を凍結し、陸上の氷点下の冬の温度で保存されます。

ポーランド科学アカデミーの海洋学研究所の科学者は、遠隔操作の潜水艦を使用して、バルト海底の化学兵器周辺の水と堆積物のサンプルを採取しています。（ポーランド海洋科学研究所、海洋学研究所）

サンプルがポピエルの研究室に持ち込まれ、彼は脅威をよりよく理解するためにそれを研究し始めました。硫黄マスタードの特性は、ポピエル氏によると、硫黄マスタードは非常に効果的な武器になります。それは疎水性の液体です。つまり、水で溶解したり洗い流したりすることは困難です。同時に、それは親油性であるか、または体の脂肪に容易に吸収されます。症状が現れるまでに数時間かかることもありますが、まれに数日かかることもあるため、被害者は汚染され、影響を受けていることに気付かないこともあります。 24時間以上化学燃焼の全範囲が明確でない場合があります。

ポピエルの研究室の化学者は、ヒュームフードが保護されていない手の上に詰まった試験管から蒸気を吸い取った後、そのような火傷がどれほど痛いのかを直接発見しました。ガスは人差し指の一部を燃やし、治癒に2か月かかりました。最先端の医療でさえもです。痛みは非常に激しいため、化学者は最初の月に一度に数時間以上眠ることができなかった。

ポピエルは、彼がWLA 206事件の後に硫黄マスタードについて読めば読むほど、それがなぜ海底でこれほど長く生き残ったのか疑問になり始めたと説明する。ラボの室温では、硫黄マスタードは濃厚でシロップ状の液体です。しかし、制御されたラボ条件下では、純粋な硫黄マスタードは、塩酸やチオジグリコールなどのわずかに毒性の低い化合物に分解されます。爆弾メーカーは、硫黄のマスタードが暖かい夏の条件で1〜2日以内に土壌から蒸発したと報告しました。

しかし、爆弾の金属ケースが腐食した後でも、水中では奇妙に安定したままであるように見えました。どうして？手がかりを収集するために、ポピエルと同僚の小グループは、WLA 206サンプルのテストを開始し、できるだけ多くの化学成分を特定しました。調査結果は非常に明らかになりました。軍の科学者は、ヒ素油やその他の化学物質を添加することにより、硫黄マスタードの一部の株を兵器化した。添加剤により、粘着性が増し、安定性が高まり、戦場で凍りにくくなりました。さらに、チームは、化学兵器エージェントが海水、堆積物、および爆弾ケーシングからの金属と相互作用したときに形成される50種類を超える「分解生成物」を特定しました。

このすべてが、誰も予想していなかった何かにつながりました。海底では、硫黄マスタードが固まりに固まり、化学副産物の防水層で保護されていました。これらの副産物は「皮膚のタイプを形成します」とポピエルは言い、深海では、温度が低く、分解生成物を分解するのに役立つ強い電流がほとんどないため、この膜は数十年以上無傷のままです。深海でのこのような保存には、1つの可能性がありました。コーティングは、武器化された硫黄マスタードを安定に保ち、一度に環境を汚染することを防ぎます。

世界の軍隊の一部は、化学兵器を深海に投棄しました。 1945年以降、米軍は、投棄場所を地表から少なくとも1, 800メートル下に置くことを要求しました。しかし、すべての政府が追随したわけではありません。たとえば、ソビエト軍はバルト海で推定15, 000トンの化学兵器を降ろしました。そこでは、最も深い地点はわずか459メートル、海底はほとんどの場所で150メートル未満です。災害のレシピ。

（第一次世界大戦で硫黄マスタードを化学兵器として最初に使用してからほぼ1世紀が経過しましたが、これらの軍需品は脅威のままです。カリフォルニア州モントレーのジェームスマーティン不拡散研究センターが提供するデータで作成されたこのインタラクティブマップ、化学兵器が世界の海洋に投棄された既知の場所を示しています。地図アイコンをクリックしてサイトの詳細を表示し、左上のスライダーアイコンをクリックしてコンテンツを別の方法で整理します。

ポーランドのリゾート地ソポトに到着した日、私は海辺に沿って少し散歩します。周りを見てみると、有毒な化学物質を詰め込んだ数メートルの錆びた爆弾が沖合60キロ未満にあるとは想像しにくい。町のメインドラッグにあるレストランでは、バルト海で獲れたタラをメニューに使用したフィッシュアンドチップスを誇らしげに宣伝しています。夏には、観光客はバルト海の穏やかな波をはねるために白い砂浜をジャムします。地元のビーチに漂着したmberから作られたベンダーホークジュエリー。

ソポトにあるポーランド科学アカデミー海洋研究所の地球化学者、Jacek Beldowskiに会うためにワルシャワから電車に乗っていました。この研究センターの2階にあるcr屈なオフィスから、Beldowskiはバルト海およびその周辺の数十人の科学者のチームを調整し、全員が数万トンの化学兵器が海に何を意味するかを把握するために働いています。それに依存する人々。

Beldowskiには長いポニーテールがあり、少し気が散るとしても真剣な態度があります。心配することはないかと尋ねると、彼はため息をつきます。 470万ユーロ（520万米ドル）の資金を提供するBeldowksiが現在リードするプロジェクトは、水中化学兵器の脅威を評価するためのこれまでで最も包括的な試みの1つであり、過去7年間、さまざまな科学者や活動家を紹介してきました。このまさに問題について議論するバルト海とその向こう側。

一方で、リスクを完全に無視する環境科学者であり、武器が魚の個体群に有意義な影響を与えているという証拠はないと述べています。他方では、数万の未知の爆弾が同時に錆びる寸前にあることを懸念する支持者です。「「時限爆弾と大惨事」アプローチと「ユニコーンと虹」アプローチがあります」とBeldowski氏は言います。「プロジェクトのミーティングで、2つのチームが戦っているのは本当に興味深いことです。」

この大きな質問に答えようとすると、Beldowskiの協力者は最初に海底のゴミ捨て場を見つけなければなりませんでした。彼らは、アーカイブ調査やその他の情報から、戦後のダンピングがバルト海の3つの最も深い場所、ゴットランドディープ、ボーンホルムディープ、グダニスクディープに集中していることを知っていました。 Beldowskiは、数週間前に研究所の3本マストの研究船での巡航中に、サイドスキャンソナーテクノロジーで作成されたコンピューターに画像を呼び出しました。オレンジと黒の色合いで、高解像度の画像は、ソポトから200 km離れたボーンホルムディープの2平方キロメートルのパッチを示しています。画像全体に散在しているのは、ベルドフスキーが個々の爆弾であると識別する9つの異常です。

画像上でカーソルを動かすと、Beldowskiは海底の長く平行な傷を指摘します。それらは底引き網の証拠となる痕跡であり、航海図は彼らに近寄らないよう警告しているが、トロール船は既知のゴミ捨て場でタラを釣っていることの証拠である。「トロールが推奨されていない地域で、あまりにも多くのトロールマークを見るのは良くありません」とBeldowski氏は言います。さらに悪いことに、多くのラインは既知の爆弾に近いため、トロール船がそれらを発見した可能性が非常に高いと彼は付け加えます。

研究者は、ソナーで爆弾または沈没船のいずれかを見つけると、カメラとサンプリングギアを装備した遠隔操作の潜水艦を操作して、腐敗している爆弾の50センチメートル以内に海水と堆積物を収集します。 Beldowskiは、数週間前に遠隔操作車両から撮影した短いビデオをコンピューターで呼び出します。沈没したタンカーの幽霊のような白黒の画像を示しており、水面下約100メートルで休んでいます。

記録によれば、それは沈められたときは通常の武器で満たされていたが、ベルドウスキは船の近くの海底から採取された堆積物サンプルが化学物質の痕跡をもたらしたと言う。「混合貨物があったと思います」と彼は言います。 Beldowskiのオフィスから廊下にあるラボでは、船からのサンプルがいくつかの異なるタイプの質量分析計を使用して分析されています。これらのマシンの1つは、小型冷蔵庫のサイズです。サンプルを8, 000°Cまで加熱し、サンプルを最も基本的な要素に分解します。 1兆分の1単位の化学物質の存在を特定できます。

バルト海の水質に関する以前の研究プロジェクトでは、ラボグレードの硫黄マスタードの痕跡と、分解生成物の1つであるチオジグリコールを探しましたが、ほとんど見つかりませんでした。「結論は危険がなかったということでした」とBeldowski氏は言います。「しかし、それは奇妙に思えました。非常に多くの化学物質があり、痕跡はありませんか？」

そこで、ベルドウスキーと彼の同僚は、ポピエルの研究に基づいて、非常に異なるものを探しました。彼らは、軍事科学者が硫黄マスタードの一部の備蓄に使用した複雑な化学カクテル、および海水との軍需品の反応によって作成された新しい分解生成物を探しました。チームは、海底堆積物と、多くの場合、投棄された爆弾とコンテナの周辺の水に硫黄マスタード副産物を発見しました。

「サンプルの半分で、私たちはいくつかの分解剤を検出した」と頭を振って、ベルドウスキーは言います。それはすべて硫黄マスタードではありませんでした。サンプルによっては、分解生成物は、神経ガスとルイサイト。

バルト海の海底のこのサイドスキャンソナー画像は、化学兵器でいっぱいの沈没船と、近くの海底を横断する漁船からのトロールマークである可能性のあるものを明らかにします。（ポーランド海洋科学研究所、海洋学研究所）

これらの有毒物質を検出することを学ぶことは問題の一部にすぎません。これらの化学物質が海洋生態系と人間に与える脅威を評価することは、より厄介な問題です。研究者は長い間ヒ素などの毒素の危険性に関するデータを収集してきましたが、兵器化された硫黄マスタードとその分解生成物によってもたらされる危険は不明です。「これらの化合物は武器であるため、大学院生に与えて実行するよう指示するだけのものではありません」と、デンマークのオーフス大学に拠点を置く環境化学者および毒物学者のハンス・サンダーソンは述べています。

サンダーソンは、海底のこれらの軍需品とその影響についてより多くのことが知られるまで、パニックボタンを押すのは無責任だと考えています。「環境への影響についてはまだ多くの質問があります」とデンマークの研究者は言います。「毒性がわからない場合、リスク評価を行うことは難しく、これらは誰も遭遇したこともテストされたこともない未知の化学物質です。」

一部の科学者は、これらの化学物質の生態系への影響に関する予備データは、タラ資源の長期研究から得られると考えています。タラはバルト海の商業的に重要な種であるため、この地域の研究者はこれらの資源の詳細な記録と30年以上前の健康状態を記録しています。また、タラは深いダイバーであるため、他の多くのバルト海の魚よりも海底の堆積物や化学兵器と接触する可能性が高くなります。

ドイツのチューネン研究所の漁業生態学者であるトーマス・ラングは、この接触の影響の可能性を研究しています。ゴミ捨て場の近くで捕まえられたタラが「きれい」と思われる場所から引き上げられたタラよりも病気にかかっている場合、化学物質が魚に害を与えていることを示唆している可能性があります。「環境ストレスの指標として病気を使用します」とラングは言います。「魚の疾病負荷が高い場所では、環境ストレスが高いと考えています。」

過去5年間、Langは数千匹のタラを調べ、体重と体長の数学的関係などの健康指標を調べ、魚の病気や寄生虫の兆候を調べてきました。これらの研究の始めに、主要な化学兵器の投棄場所から捕まえられたタラは、より多くの寄生虫と病気を持っているようで、投棄区域の外で捕まえられたものよりも悪い状態でした-悪い兆候。

ただし、最新のデータは別の絵を描きます。 10回の別個の調査航海と20, 000枚のタラ物理学の後、Langの研究では、既知の投棄場で漁獲された魚とバルト海の他の場所で漁獲された魚とのわずかな違いのみが示されています。しかし、ラングは、腐食する軍需品のために有毒物質の漏れが増加すれば、状況が変わるかもしれないと言います。「生態学的影響のさらなる監視が必要です」と彼は付け加えます。

他の場所で実施された少数の研究も、水没した化学兵器の汚染効果について疑問を投げかけています。米国国防総省によって支払われ、主にハワイ大学マノア大学の研究者によって実行されているプロジェクトであるハワイ海底軍需品評価（HUMMA）は、その好例です。その科学者は、1944年に16, 000の硫黄マスタード爆弾が投棄された真珠湾の近くのサイトを調査しています。

HUMMAチームが採取した水サンプルにより、サイトに硫黄マスタード副産物が存在することが確認されましたが、タイムラプスビデオでは、多くの海洋種が現在、人工爆弾として爆弾を使用していることが示されています。海の星や他の生物は、漏れている化学物質の影響を受けていないように見える軍需品の山に移動しました。このサイトでは、硫黄マスタードは「人間の健康や化学兵器と直接接触して生きている動物にリスクをもたらすことはありません」と研究者は報告しました。

しかし確かなことは、海底に横たわっている化学兵器は、それらと直接接触する人間に深刻な脅威をもたらすということです。そして、世界がエネルギーと食料の供給源として海洋に焦点を当てるようになると、疑いを持たない労働者や漁船乗組員に対する水中弾薬の危険性が高まっています。「オフショア経済にもっと投資すると、毎日化学兵器を見つけるリスクが高まります」とBeldowski氏は言います。

実際、ドイツからロシアへのノルドストリームガスパイプラインなど、バルト海のいくつかの主要な産業プロジェクトは、化学兵器の廃棄物の邪魔を避けるために、現在そのルートを計画しています。そして、海底でのトロール船活動は化学兵器を明らかにし続けています。 2016年だけでも、デンマーク当局は4隻の汚染船に対応しました。

しかし、混乱をクリーンアップするためのいくつかのオプションがあります。 IDUMのTerrance Long氏は、腐食した弾薬を現場でコンクリートに閉じ込めることが1つの可能な選択肢であると述べています。しかし、それは高価で時間がかかります。 Beldowski氏は、既知の投棄場所の周りに釣り禁止と段階的な監視を配置する方が、今はもっと簡単かもしれないと言います。これは、「入場禁止」標識に相当します。

ノートを片付けてソポトの鉄道駅に戻る準備をすると、Beldowskiはまだ心配そうに見えます。彼は、科学者たちは警戒を続け、それらの投棄場所周辺の海で何が起こっているかについてより多くのデータを収集する必要があると考えています。多くの学問分野の科学者が、ヒ素や水銀などの一般的な化学物質が世界の海や土壌に蓄積し、野生生物と人々の両方を毒する方法を理解するには数十年かかったと彼は言います。世界の海は広大であり、化学兵器に関するデータセット（これまでのところ）はわずかです。

「グローバルなコラボレーションにより、他の汚染物質の研究が有意義になりました」とBeldowski氏は言います。「化学兵器により、私たちは1950年代の海洋汚染科学と同じ場所にいます。すべての影響を確認したり、すべてのパスをまだ追跡することはできません。」

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