神經毒氣籠罩大地：硝酸銨的威力有多強？2750噸到底意味著什麼？

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

科學前沿觀天下 篤學明理洞寰宇

2020年8月4日，一朵蘑菇雲從黎巴嫩首都貝魯特升起。這次爆炸事故的威力十分強大，全市超過半數的房屋都被衝擊波損毀。《紐約時報》將其形容為一次地震的爆發，貝魯特市長則直接與“廣島核爆”相提並論。截止8月5日，爆炸事故已經導致超過100人死亡。初步估算，損失規模可能與美國的911不相上下。

黎巴嫩貝魯特素以“東方小巴黎”和“戰爭之都”這兩個截然不同的稱號為人熟知。儘管戰火已經成為貝魯特的常態，但這次爆炸卻是個不折不扣的“意外人禍”。據黎巴嫩總理表示，爆炸是由於電焊操作不謹慎，最終引發2750噸硝酸銨爆燃，而這些極其危險的化學品已經堆放在沒有安全保障的港口倉庫中長達六年。

引發爆炸的硝酸銨到底是什麼？

硝酸銨（ammonium nitrate）是一種非常常見的化學物質，呈無色無臭的透明晶體或白色晶體，極易溶於水，而且容易吸溼結塊，溶解時會吸收大量熱，既可以用於化肥，又可以生產炸藥。在第二次世界大戰期間，一些國家就曾專門建立了硝酸銨廠用來製造炸藥。即使到了今天，硝酸銨仍是許多工業爆炸的罪魁禍首。

硝酸銨是如何爆炸的？

在正常儲存條件下，硝酸銨其實很難被點燃。但硝酸銨是一種具有氧化性的氧化劑，一旦被點燃便會加劇燃燒，還會使周圍其它物質更容易被點燃。此外，硝酸銨極易發生分解，直接加熱硝酸銨可以生成一氧化二氮（N20）和水蒸氣，而且溫度越高分解速率越快。當溫度達到一定條件或受到電火花等強烈的刺激，硝酸銨會被瞬間引爆。

回到黎巴嫩的倉庫，這次事件可能是因電焊操作失誤先引發小範圍的燃燒，隨後進一步引爆了大批次的硝酸銨。在港口城市密閉的倉庫內，本身就吸潮的硝酸銨受到高溫刺激，會加速熱解併產生大量氣體，密閉的倉庫內壓力驟升，最終引發爆炸。從爆炸現場的影象中可以看到，黑色和紅色煙霧的出現正是硝酸銨不完全燃燒的現象。

硝酸銨爆炸與核爆有什麼區別？

貝魯特市長稱這次爆炸堪比廣島核爆，其實這種說法並不準確。不能看到蘑菇雲就聯想到核彈，許多型別的爆炸中心會迅速形成一個高溫低壓區，這裡的氣體、灰塵等物質會快速上升，上升到一定高度後速度開始減慢，而後面的氣體就會一直堆積，最終形成蘑菇雲。出現蘑菇雲只能說明爆炸的威力十分強大，可以與小型核彈相比擬，不過與核爆最大的區別是這種型別的爆炸不具有放射性。

但對於硝酸銨來說，劇烈爆炸後會產生水汽、氮氣、氧氣、氨氣、氮氧化物等產物，雖說不具有放射性，但其中的氨氣具有腥臭味，當濃度過高時會對面板、眼睛及呼吸道產生強烈刺激，而氮氧化物將對當地空氣造成嚴重汙染，可能還會影響人的神經系統。例如，俗稱“笑氣”的一氧化二氮會引起貧血以及中樞神經系統的損傷。

這樣一場事故，對於當下的黎巴嫩來說，無疑是雪上加霜。也再一次告誡我們：安全無小事，責任大於天。危險化學品的規範儲藏絕不是玩笑，時刻保持著安全意識，希望這類災難不再上演！

責編/朱張航宇

資訊源：Wikipedia