肥料與炸藥的距離:硝酸銨為什麼會爆炸,炸裂時該怎麼求生?

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常見的肥料如何瞬間成為能炸出蘑菇雲的爆裂物?若不幸遇到大爆炸時,哪些小動作能自救,提高存活率呢?

黎巴嫩貝魯特港口8月4日發生大爆炸,官方指與存放在港口的大量硝酸銨有關。By Mehr News Agency, CC BY 4.0

日前(8/4)黎巴嫩貝魯特港口發生的大爆炸案,造成 100 多人死亡,以及數千人受傷,港口幾乎被夷為平地,慘重的死傷以及爆炸引發的巨大蘑菇雲,引起全世界的關注。目前的調查將爆炸源頭指向堆積於港口的硝酸銨,總重約 2700 多公噸。

其實硝酸銨是常見的肥料,能為土壤提供重要的氮元素,只要去你家巷口的肥料行就能買到一大袋的硝酸銨,但這麼說來,如此容易取得的肥料其實都是潛在的炸藥?為什麼肥料也會爆炸呢?

拍婚紗照的時候遇上大爆炸,攝影師拍下天搖地動的瞬間。

硝酸銨肥料呈顆粒狀,溶解後釋出植物生長所需的氮

首先我們先來看看硝酸銨為何能當作肥料。它是由硝酸根離子和銨離子組成,其中的銨離子(NH4+)含有重要的氮成分;而氮是動植物不可或缺的重要元素,用於打造 DNA,葉綠素,以及各式各樣蛋白質等等,土壤中如果沒有足夠的氮元素,便難以種植農作物。

雖然空氣中有五分之四都是氮氣,可是這些氮元素無法直接被生物所利用。要靠特定細菌進行所謂的固氮作用,才能將氮以銨離子的形式儲存在土壤中,供植物吸收。

焦急的人類可等不了那麼久,於是便發明了自己合成的方法,也就是國中教過的哈伯法(Haber-Bosch Process)。哈伯法能在高溫高壓下將氮氣與氫氣轉化為氨,從此人類才能夠製造出農業所需的氮肥。

而硝酸銨是存放銨離子很經濟實惠的一個形式,於是被廣泛地生產與儲存作為肥料。硝酸銨肥料一般呈現白色顆粒狀,能夠在潮濕的土壤中溶解,釋出植物生長所需要的氮。

硝酸銨。圖/wikipedia

硝酸銨不會說爆就爆,但它會「火上加油」!

這麼常見的農業用品當然不會說爆炸就爆炸,因此一般而言,硝酸銨無法簡單地’用撞擊來引爆,也無法直接作為炸藥使用,不過關鍵就是在其中的銨離子(NH4+),它有個危險的化學特性,就是喜歡搶別人的電子。

用更專業的說法就是它是個不錯的氧化劑;用比較好懂的說法就是,當周圍發生燃燒或爆炸時,它會第一個跑去火上加油。因此硝酸銨爆炸要發生,必須得先有一個小型的火源或引爆源。在貝魯特的事件中,專家研判或許與煙火意外有關。

一但硝酸銨暴露在火源或爆破之下,便會觸發激烈的反應,分解為水氣和一氧化二氮,後者也就是某些影片中可以看到的橘色煙霧。當上千噸的硝酸銨全部堆在一起,大量的氣體急遽膨脹,結果就是這起死傷慘重的巨大爆炸。

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因為硝酸銨是重要的農工原料,經常被大量儲存,也因此歷史上曾有過無數次爆炸意外;另外由於其製造和取得相對容易,也在許多恐怖攻擊或軍事衝突中扮演主角。如此危險的化學特性,讓大部分的國家將硝酸銨列為管制品,一般硝酸銨的包裝上也會特別提醒:「嚴禁靠近煙火或高熱」。

爆炸殺傷力大,找掩護、逃離不穩建築結構

根據台灣港務公司的調查,目前囤放在台灣各港口的硝酸銨總共還有 53 個貨櫃的量。不過不用太擔心,它們的存放時間與方式都符合現行法規,也已經請各分公司加強安全防護與巡檢。儘管如此,假如真的有一天遇到類似的事件,該怎麼反應才能減少死傷呢?

爆炸發生得很快,所以當下可能難以反應。不過除了爆炸本身的衝擊波與熱能外,同樣危險的是爆炸後搖搖欲墜的建築物,因此在爆炸之後逃生的原則與地震十分類似:首先找好掩護,在確認沒有掉落物後快速往出口移動,避開電梯以及已經不穩的建築結構。

此外,爆炸帶來的衝擊波會粉碎周圍住家的玻璃窗戶,帶來嚴重的死傷。因此,剛聽到爆破聲時,不要好奇地探頭看窗外發生什麼事;盡量避開窗戶或玻璃,並尋找掩護。

有一點特別需要注意的是爆炸會揚起許多粉塵,不論是來自建築材料還是炸藥本身成分。這些粉塵可能會對身體造成立即或慢性的危險,因此除非必要,否則在爆炸現場不要喊叫,以免吸入過多粉塵。

Embed from Getty Images貝魯特大爆炸,周遭一片狼藉。 參考資料 Beirut blast: How does ammonium nitrate create such devastating explosions? 黎巴嫩貝魯特大爆炸:讓人類既愛又恨的硝酸銨 黎巴嫩大爆炸警醒,全台盤點硝酸銨這裡最多 Ready NYC Health

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