造成黎巴嫩爆炸慘案的硝酸銨,是個怎樣的危險品?

2020-12-06 騰訊網

當地時間8月4日傍晚,黎巴嫩首都貝魯特發生兩次巨大的爆炸,造成數千人傷亡。根據貝魯特警方和黎巴嫩軍方透露的消息,爆炸首先發生在貝魯特港口一艘裝有煙花的船隻,在火焰蔓延之後,引爆了港口存放的約2700噸硝酸銨,由硝酸銨引起的爆炸異常劇烈,摧毀了大量建築並造成巨大傷亡。

硝酸銨的化學式為NH4NO3,屬於硝酸鹽,是一種危險化學品。所有的硝酸鹽都可以在一定條件下發生爆炸,比如黑火藥中的關鍵成分硝石,就是天然的硝酸鉀。但是硝酸銨比其他硝酸鹽更易爆,主要是因為它的陽離子不是金屬離子,而是銨離子,它更不穩定,更容易發生分解。所以,在缺少商用炸藥時,硝酸銨也常被用作土炸藥使用。

所謂的爆炸,通俗來說就是短時間內產生大量高壓氣體,由這些氣體形成了機械衝擊。所以,越短的時間、越小的空間裡產生越多的氣體,爆炸的威力就會越大。硝酸銨是固體,在分解的過程中,可以完全變為氣體,包括但不只限於氮氣、水蒸氣、氧化二氮(笑氣)、二氧化氮等等,所以它的爆炸威力也要超過其他硝酸鹽。

硝酸銨的爆炸方式比較多樣。在常溫條件下,劇烈的撞擊就可以讓它發生爆炸,而在遇到高溫時,硝酸銨會加速分解,爆炸也會更加不可控。由於爆炸形式的區別,硝酸銨的實際威力也會有差異,比如硝酸銨分解為二氧化氮的反應,理論放熱量約為每公斤1500千焦,但是分解為亞硝酸的反應,理論放熱量可以達到每公斤約2800千焦。相比之下,常規的TNT炸藥(三硝基甲苯),理論放熱量可以達到每公斤4200千焦,可見硝酸銨的分解熱量不及TNT,約為TNT的三成到六成。照此計算,此次黎巴嫩的爆炸事件,2700噸硝酸銨爆炸的最大威力不會超過1700噸TNT當量。實際上,硝酸銨在實際存放過程中,很容易吸潮,在吸潮之後,硝酸銨的爆炸威力還會進一步降低。但是,硝酸銨本身有強氧化性,在遇熱之後也會和一些還原物料如燃油、木材等發生反應,造成爆炸或燃燒範圍增加。當然,不管怎麼計算,這一次發生在黎巴嫩的爆炸事件還是非常驚人的。

除了能夠用作炸藥或生產炸藥,日常生活中,硝酸銨的主要用途是化肥,由硝酸與氨氣混合反應而成。由於硝酸常見的生產方法是氨氣氧化,所以硝酸銨的生產基礎就是合成氨工業。在20世紀初,合成氨工業發展起來之後,硝酸銨成為一種非常重要的氮肥,但也曾經造成過非常嚴重的事故。1921年,德國巴斯夫公司的一家工廠,在爆破的過程中,不慎引爆了倉庫中儲存的數千噸硝酸銨,結果炸出一個直徑130米、深達60米的大坑,數百人因此而喪生。由此可見,千噸級硝酸銨的爆炸,實際造成的破壞還是非常恐怖的。此後數十年裡,硝酸銨爆炸的時間還是屢有發生,也引起過重大傷亡。為了避免硝酸銨在使用過程中造成危險,目前在農用的硝酸銨中,都會添加一定比例的鈍化劑,這樣硝酸銨即使在受到一定的衝擊之後,依然可以保持穩定。但是即便如此,硝酸銨在加熱之後還是會有爆炸的風險,因此正規的倉庫在儲藏時,一定會選擇可靠的位置,建立專門的危險化學品倉庫。

此次涉事的黎巴嫩港口,目前不知該國的管理方法細節是怎樣的,但是就目前已知的一些信息,存在不少明顯的隱患。例如這2700噸硝酸銨,據報導是六年前查獲的走私硝酸銨,為什麼這麼多年來,硝酸銨始終存放在港口的倉庫,可能會是事故調查中的重點。

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