Možnosti ochrany metra před účinky vybraných chemických toxických látek

Abstract

Disertační práce je zaměřena na ochranu podzemních kolejových drah před účinky chemických toxických látek. Primární cíl práce spočívá v experimentálním vývoji nových jednoduchých kolorimetrických metod detekce dráždivých látek o-chlorbenzylidenmalononitrilu (látka CS) a vanilylamidu kyseliny pelargonové (PAVA). Další stanovené cíle spočívají v provedení analýzy stávajících organizačních opatření, jako netechnického zajištění ochrany podzemních drah. Cílem je také zhodnocení stavebně-technických nedostatků na nástupištích, které mohou přispět k zesílení škodlivých dopadů použití chemických toxických látek. Odůvodněnost vývoje nových terénních detekčních metod a dalších částí zahrnutých do disertační práce je posuzována na základě autorem zpracované analýzy teroristických útoků cílených proti podzemním drahám. Ve sledovaném období 19902020 bylo prakticky po celém světě spácháno nejméně 78 útoků, při kterých bylo usmrceno okolo 800 osob a 8900 jich bylo zraněno. Za významnou bezpečnostní hrozbu pro podzemní dráhy považujeme chemický terorismus. Experimentální část disertační práce je založena na laboratorním vývoji nových kolorimetrických metod s důrazem na vysokou citlivost, selektivitu, odolnost vůči rušivým vlivům a termostabilitu. Identifikace bezpečnostních nedostatků na nástupištích byla zjišťována terénním empirickým pozorováním společně s metodami indukce a dedukce. Pro terénní kolorimetrickou detekci aerosolů látky CS byly navrženy dvě nové metody (reakce s isatinem a ninhydrinem) a pro látku PAVA celkem pět nových metod (reakce s chloridem železitým a červenou krevní solí; reakce s Folin-Ciocalteu činidlem; reakce s Marquisovým činidlem; diazotačně-kopulační reakce s 4,4´-sulfonyldianilinem; reakce s Gibbsovým činidlem). Metody detekce PAVA jsou vhodné i pro detekci ostatních kapsaicinoidů. Empirickým pozorováním byla odhalena a popsána celá řada nedostatků na nástupištích metra. Jejich přítomnost má v kontextu chemického teroristického útoku synergickou schopnost zesílit jeho škodlivé dopady, zvláště při vzniku davového panického chování. Analýza právních předpisů odhalila jejich neuspokojivý stav a zejména roztříštěnost s nejasným ukotvením ochrany metra a pasažérů před chemickým teroristickým útokem. Vyvinuté kolorimetrické metody jsou na základě výsledků testování prakticky využitelné v terénních i laboratorních podmínkách nebo mohou sloužit jako nástroj pro zajištění kriminalisticky relevantních latentních stop ex post po teroristickém útoku. Celkově nové předložené metody rozšiřují škálu možností, kterými lze identifikovat bojové chemické látky, a přispívají tím ke zvýšení bezpečnosti a ochraně obyvatelstva. Autorem zjištěné a popsané nedostatky na nástupištích metra mohou sloužit pracovníkům Dopravního podniku hl.m. Prahy, a.s.

The doctoral thesis focuses on the protection of underground railways from the effects of chemical toxic substances. The primary aim of the work lies in the experimental development of new simple colorimetric methods for detecting the irritants o-chlorobenzylidenemalononitrile (CS gas) and pelargonic acid vanillylamide (PAVA). Additional goals include conducting an analysis of existing organizational measures, such as non-technical protections for underground railways. The dissertation also aims to assess construction and technical deficiencies at platforms that could exacerbate the harmful impacts of chemical toxic substances. The justification for developing new field detection methods and other parts of the dissertation is based on an analysis of terrorist attacks targeting underground railways conducted by the author. During the period from 1990 to 2020, at least 78 attacks were carried out worldwide, resulting in approximately 800 deaths and 8,900 injuries. Chemical terrorism is considered a significant security threat to underground railways. The experimental part of the dissertation is based on the laboratory development of new colorimetric methods with an emphasis on high sensitivity, selectivity, resistance to interference, and thermostability. The identification of safety deficiencies at platforms was determined through field empirical observation, combined with methods of induction and deduction. For the field colorimetric detection of CS gas aerosols, two new methods were proposed (reactions with isatin and ninhydrin), and for PAVA, a total of five new methods were proposed (reaction with ferric chloride and potassium ferricyanide; reaction with Folin-Ciocalteu reagent; reaction with Marquis reagent; diazotization-coupling reaction with 4,4'-sulfonyldianiline; reaction with Gibbs reagent). The detection methods for PAVA are also suitable for detecting other capsaicinoids. Empirical observation revealed and described a range of deficiencies at metro platforms. Their presence, in the context of a chemical terrorist attack, has a synergistic ability to amplify its harmful impacts, particularly with the emergence of crowd panic behavior. The analysis of legal regulations revealed their unsatisfactory state and particularly fragmentation, with unclear provisions for the protection of the metro and passengers against chemical terrorist attacks. The developed colorimetric methods, based on test results, are practically usable in both field and laboratory conditions, or they can serve as a tool for ensuring forensically relevant latent traces post-terrorist attack. Overall, the new methods presented expand the range of possibilities for identifying chemical warfare agents, thereby contributing to increased safety and protection of the population. The deficiencies at metro platforms identified and described by the author can serve the employees of the Prague Public Transit Company.