硝酸銨是“天使”還是“殺手”

李忠東

近一段時(shí)間，國(guó)務(wù)院安委會(huì)辦公室出臺(tái)《硝酸銨等危險(xiǎn)化學(xué)品安全風(fēng)險(xiǎn)隱患第三輪專(zhuān)項(xiàng)排查治理工作方案》，各地開(kāi)展了對(duì)這類(lèi)危險(xiǎn)化學(xué)品的排查工作。硝酸銨本是氮肥的主要成分，為何會(huì)有這樣的破壞威力呢？

安全科學(xué)存放運(yùn)輸

純凈的硝酸銨是無(wú)色無(wú)臭的透明結(jié)晶或呈白色的小顆粒結(jié)晶。它與堿反應(yīng)有氨氣生成，且吸收熱量；有潮解性，易結(jié)塊；易溶于水同時(shí)吸熱，還易溶于丙酮、氨水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。1659年，德國(guó)人J·R·格勞貝爾首次制得硝酸銨。19世紀(jì)末期，歐洲人用硫酸銨與智利硝石進(jìn)行分解反應(yīng)生產(chǎn)硝酸銨。后由于合成氨工業(yè)的興起，硝酸銨生產(chǎn)獲得了豐富的原料，于20世紀(jì)中期得到迅速發(fā)展。硝酸銨主要用作肥料工業(yè)和軍用炸藥，并可用于殺蟲(chóng)劑、冷凍劑、氧化氮吸收劑，制造笑氣、煙火等。在用作化肥時(shí)，硝酸銨往往以顆粒狀存在，遇到水分能快速溶解，從而釋放出植物生長(zhǎng)需要的養(yǎng)料——氮，總氮量在34%左右，有“速效性肥料”之稱(chēng)，20世紀(jì)60年代曾是氮肥的領(lǐng)先品種。它還被大量用于制造無(wú)煙火藥，化學(xué)工業(yè)用于制造笑氣和醫(yī)藥維生素B等，輕工業(yè)用于制造無(wú)堿玻璃。

純硝酸銨在常溫下穩(wěn)定，但在高溫、高壓和有可被氧化的物質(zhì)（還原劑）存在及電火花下會(huì)發(fā)生爆炸。硝酸銨在含水3%以上時(shí)無(wú)法爆轟，但仍會(huì)在一定溫度下分解，在生產(chǎn)、貯運(yùn)和使用中必須嚴(yán)格遵守安全規(guī)定。20世紀(jì)40年代，為防止農(nóng)用硝酸銨吸濕和結(jié)塊，用石蠟等有機(jī)物進(jìn)行涂敷處理，曾在船運(yùn)中發(fā)生過(guò)因火種引爆的爆炸事件。因此，一些國(guó)家制訂了有關(guān)農(nóng)用硝酸銨生產(chǎn)和貯運(yùn)的管理?xiàng)l例，有些國(guó)家甚至禁止硝酸銨的運(yùn)輸和直接作肥料使用，只允許使用它與碳酸鈣混合制成的硝酸銨鈣。后來(lái)由于掌握了硝酸銨的使用規(guī)律，允許把硝酸銨直接用作肥料，但對(duì)產(chǎn)品的安全使用還是制定了標(biāo)準(zhǔn)。

值得注意的是，假使硝酸銨儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，且通風(fēng)不佳，那么其自身會(huì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生熱量，進(jìn)而導(dǎo)致溫度升高并燃燒，甚至引發(fā)爆炸。硝酸銨分解產(chǎn)物為氣態(tài)產(chǎn)物，包括水汽、氧氣等，1 000克硝酸銨炸藥爆炸能夠產(chǎn)生900升氣體，并且這些氣體會(huì)短時(shí)間內(nèi)釋放出來(lái)，壓力也會(huì)急劇增加，產(chǎn)生的壓力和氣浪會(huì)給建筑物造成一定的損壞。專(zhuān)家介紹，因?yàn)橄跛徜@具有爆炸性，所以應(yīng)將其歸為易制爆化學(xué)品進(jìn)行管理，經(jīng)營(yíng)它的企業(yè)不僅需要辦理危險(xiǎn)化學(xué)品經(jīng)營(yíng)許可證，還需要進(jìn)行易制爆化學(xué)品的經(jīng)營(yíng)備案。硝酸銨的存放和運(yùn)輸必須做到如下幾點(diǎn)：第一，儲(chǔ)存于陰涼通風(fēng)的庫(kù)房?jī)?nèi)；第二，因?yàn)檫@種物質(zhì)遇火源容易發(fā)生爆炸，所以在存放時(shí)應(yīng)該要遠(yuǎn)離火種和熱源；第三，存放時(shí)要與可燃物、還原劑、酸類(lèi)等物質(zhì)分開(kāi)存放，一定不能夠混儲(chǔ)；第四，硝酸銨受到撞擊后容易發(fā)生爆炸，在存儲(chǔ)和搬運(yùn)的時(shí)候要嚴(yán)禁撞擊和摩擦。

安全問(wèn)題一再出現(xiàn)

實(shí)際上，隨著20世紀(jì)初硝酸銨大規(guī)模生產(chǎn)以來(lái)，釀成的爆炸事故造成了巨大的危害。1921年9月21日上午7時(shí)32分，德國(guó)巴斯夫公司奧堡工廠 一處存放有4 500噸硝酸銨與硫酸銨復(fù)合肥料的巨型庫(kù)房發(fā)生猛烈爆炸。這起德國(guó)化學(xué)工業(yè)史上最大的事故在爆炸中心形成了一個(gè)直徑125米、深19米的大坑，509人喪生，160人失蹤，1 952人受傷，7 500人無(wú)家可歸，奧堡工廠附近的1 000多戶(hù)房屋中的70%被摧毀，方圓數(shù)十公里內(nèi)的路德維希港、奧格斯海姆、弗蘭肯塔爾等地的建筑物也受到破壞。官方調(diào)查結(jié)果表明，當(dāng)時(shí)工廠將生產(chǎn)出來(lái)的硝酸銨和硫酸銨大量囤積于庫(kù)房?jī)?nèi)，準(zhǔn)備等市場(chǎng)旺銷(xiāo)時(shí)上市。由于庫(kù)房里堆積的4 500噸硝酸銨和硫酸銨已經(jīng)固化，于是工人們引爆少量炸藥來(lái)將其松動(dòng)，因?yàn)榇饲邦?lèi)似操作從沒(méi)有發(fā)生過(guò)事故，結(jié)果釀成災(zāi)難。

1947年4月，一艘名為“格蘭德坎普”號(hào)的貨輪，在美國(guó)得克薩斯市港口裝載2 300噸的硝酸銨。據(jù)當(dāng)時(shí)的碼頭工人報(bào)告，這批硝酸銨被堆放在碼頭倉(cāng)庫(kù)中很長(zhǎng)時(shí)間，在搬運(yùn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)袋子已經(jīng)發(fā)熱了。4月16日上午8時(shí)，船員發(fā)現(xiàn)貨倉(cāng)冒煙，立即滅火，但一個(gè)小時(shí)過(guò)去了，情況沒(méi)有好轉(zhuǎn)，煙霧越來(lái)越濃，最終在9時(shí)12分發(fā)生爆炸。爆炸掀起4.5米高波浪，波及方圓160公里內(nèi)的海岸線，十幾公里外的人們都被沖擊波擊倒，60多公里外的休斯敦市的玻璃被震碎，160公里外的路易斯安那州的居民感到震動(dòng)。爆炸摧毀了整個(gè)碼頭區(qū)域，岸上一家化工廠被夷為平地，濱水區(qū)無(wú)數(shù)油罐也被殃及。可怕的后果不止于此?！案裉m德坎普”號(hào)200米開(kāi)外有一艘名為“成功者”號(hào)的貨船。該船裝載近1 000噸硝酸銨和1 800噸硫黃。烈火和爆炸迅速使“成功者”號(hào)上的硝酸銨升溫，船上的人試圖砍斷錨鏈以及清理其他障礙物，讓貨船遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)，但沒(méi)有成功，十幾個(gè)小時(shí)后，“成功者”號(hào)也發(fā)生爆炸。這次爆炸又產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，除了一些冶煉廠，另有一艘船被波及并發(fā)生爆炸。根據(jù)官方數(shù)據(jù)，共有576人死亡，超過(guò)3 500人受傷，上千居民樓和商業(yè)建筑被摧毀，1 100艘船和362輛汽車(chē)損毀。

2001年9月21日10時(shí)15分，位于法國(guó)西南部工業(yè)重鎮(zhèn)城市圖盧茲的AZF化工廠發(fā)生強(qiáng)烈爆炸火災(zāi)事故，造成31人死亡和2 500人受傷，兩座廠房全部被毀，周?chē)?0公頃的建筑物受損，附近樓房在爆炸中轟然倒塌。這家化工廠屬于歐洲最大化肥生產(chǎn)企業(yè)，爆炸時(shí)460名工人正在作業(yè)。設(shè)在斯特拉斯堡的法國(guó)地震監(jiān)測(cè)站說(shuō)，這次爆炸引起的地震波相當(dāng)于一次3.4級(jí)地震，有些窗戶(hù)被震出幾公里遠(yuǎn)。爆炸的氣浪炸毀了工廠周?chē)?公里半徑內(nèi)將近3萬(wàn)棟住房，幾百家企業(yè)受波及。這是二戰(zhàn)之后法國(guó)最大規(guī)模的爆炸事故。調(diào)查表明，這場(chǎng)災(zāi)難是工人混合化學(xué)藥品時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤操作導(dǎo)致的，釀成慘劇的元兇是胡亂堆放的硝酸銨。當(dāng)時(shí)數(shù)公斤的二氯異氰酸鈉湊巧與地上的500公斤硝酸銨混合，引起共計(jì)300噸硝酸銨發(fā)生強(qiáng)烈爆炸。2003年，法國(guó)通過(guò)新法案，要求對(duì)硝酸銨的生產(chǎn)實(shí)施更加嚴(yán)格的管理，并規(guī)定這類(lèi)化工廠周?chē)仨殑澇霭踩霃絽^(qū)域。

2015年8月12日22時(shí)51分46秒，位于天津市濱海新區(qū)天津港的瑞海公司危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，也是由硝化棉自燃起火引發(fā)的硝酸銨爆炸。本次事故中爆炸總能量約為450噸TNT當(dāng)量。造成165人遇難，8人失蹤，798人受傷（傷情重及較重的傷員58人、輕傷員740人），304幢建筑物、12 428輛商品汽車(chē)、7 533個(gè)集裝箱受損。最終認(rèn)定事故直接原因是：瑞海公司危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)運(yùn)抵區(qū)南側(cè)集裝箱內(nèi)的硝化棉由于濕潤(rùn)劑散失出現(xiàn)局部干燥，在高溫（天氣）等因素的作用下加速分解放熱，積熱自燃，引起相鄰集裝箱內(nèi)的硝化棉和其他危險(xiǎn)化學(xué)品長(zhǎng)時(shí)間大面積燃燒，導(dǎo)致堆放于運(yùn)抵區(qū)的硝酸銨等危險(xiǎn)化學(xué)品發(fā)生爆炸。

2020年8月4日下午6時(shí)左右，黎巴嫩首都貝魯特港口發(fā)生大規(guī)模爆炸。一些集裝箱在爆炸中被掀飛、變形，港口大部分地方被夷為平地。遇難人數(shù)達(dá)158人，逾6 000人受傷，21人失蹤。事件起因是易燃易爆品引燃了2 750噸硝酸銨，威力相當(dāng)于一枚小型核彈爆炸產(chǎn)生的沖擊波和氣浪。在沒(méi)有采取預(yù)防措施的情況下，這批硝酸銨在貝魯特港口倉(cāng)庫(kù)中已經(jīng)存放了6年。