李忠東
近一段時間,國務院安委會辦公室出臺《硝酸銨等危險化學品安全風險隱患第三輪專項排查治理工作方案》,各地開展了對這類危險化學品的排查工作。硝酸銨本是氮肥的主要成分,為何會有這樣的破壞威力呢?
純凈的硝酸銨是無色無臭的透明結晶或呈白色的小顆粒結晶。它與堿反應有氨氣生成,且吸收熱量;有潮解性,易結塊;易溶于水同時吸熱,還易溶于丙酮、氨水,微溶于乙醇,不溶于乙醚。1659年,德國人J·R·格勞貝爾首次制得硝酸銨。19世紀末期,歐洲人用硫酸銨與智利硝石進行分解反應生產(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,并可用于殺蟲劑、冷凍劑、氧化氮吸收劑,制造笑氣、煙火等。在用作化肥時,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需要的養(yǎng)料——氮,總氮量在34%左右,有“速效性肥料”之稱,20世紀60年代曾是氮肥的領先品種。它還被大量用于制造無煙火藥,化學工業(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)存在及電火花下會發(fā)生爆炸。硝酸銨在含水3%以上時無法爆轟,但仍會在一定溫度下分解,在生產(chǎn)、貯運和使用中必須嚴格遵守安全規(guī)定。20世紀40年代,為防止農(nóng)用硝酸銨吸濕和結塊,用石蠟等有機物進行涂敷處理,曾在船運中發(fā)生過因火種引爆的爆炸事件。因此,一些國家制訂了有關農(nóng)用硝酸銨生產(chǎn)和貯運的管理條例,有些國家甚至禁止硝酸銨的運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,但對產(chǎn)品的安全使用還是制定了標準。
值得注意的是,假使硝酸銨儲存時間過長,且通風不佳,那么其自身會發(fā)生反應產(chǎn)生熱量,進而導致溫度升高并燃燒,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,并且這些氣體會短時間內(nèi)釋放出來,壓力也會急劇增加,產(chǎn)生的壓力和氣浪會給建筑物造成一定的損壞。專家介紹,因為硝酸銨具有爆炸性,所以應將其歸為易制爆化學品進行管理,經(jīng)營它的企業(yè)不僅需要辦理危險化學品經(jīng)營許可證,還需要進行易制爆化學品的經(jīng)營備案。硝酸銨的存放和運輸必須做到如下幾點:第一,儲存于陰涼通風的庫房內(nèi);第二,因為這種物質(zhì)遇火源容易發(fā)生爆炸,所以在存放時應該要遠離火種和熱源;第三,存放時要與可燃物、還原劑、酸類等物質(zhì)分開存放,一定不能夠混儲;第四,硝酸銨受到撞擊后容易發(fā)生爆炸,在存儲和搬運的時候要嚴禁撞擊和摩擦。
實際上,隨著20世紀初硝酸銨大規(guī)模生產(chǎn)以來,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32分,德國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合肥料的巨型庫房發(fā)生猛烈爆炸。這起德國化學工業(yè)史上最大的事故在爆炸中心形成了一個直徑125米、深19米的大坑,509人喪生,160人失蹤,1 952人受傷,7 500人無家可歸,奧堡工廠附近的1 000多戶房屋中的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)查結果表明,當時工廠將生產(chǎn)出來的硝酸銨和硫酸銨大量囤積于庫房內(nèi),準備等市場旺銷時上市。由于庫房里堆積的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將其松動,因為此前類似操作從沒有發(fā)生過事故,結果釀成災難。
1947年4月,一艘名為“格蘭德坎普”號的貨輪,在美國得克薩斯市港口裝載2 300噸的硝酸銨。據(jù)當時的碼頭工人報告,這批硝酸銨被堆放在碼頭倉庫中很長時間,在搬運過程中發(fā)現(xiàn)袋子已經(jīng)發(fā)熱了。4月16日上午8時,船員發(fā)現(xiàn)貨倉冒煙,立即滅火,但一個小時過去了,情況沒有好轉,煙霧越來越濃,最終在9時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。爆炸摧毀了整個碼頭區(qū)域,岸上一家化工廠被夷為平地,濱水區(qū)無數(shù)油罐也被殃及??膳碌暮蠊恢褂诖??!案裉m德坎普”號200米開外有一艘名為“成功者”號的貨船。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,讓貨船遠離現(xiàn)場,但沒有成功,十幾個小時后,“成功者”號也發(fā)生爆炸。這次爆炸又產(chǎn)生連鎖反應,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輛汽車損毀。
2001年9月21日10時15分,位于法國西南部工業(yè)重鎮(zhèn)城市圖盧茲的AZF化工廠發(fā)生強烈爆炸火災事故,造成31人死亡和2 500人受傷,兩座廠房全部被毀,周圍40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460名工人正在作業(yè)。設在斯特拉斯堡的法國地震監(jiān)測站說,這次爆炸引起的地震波相當于一次3.4級地震,有些窗戶被震出幾公里遠。爆炸的氣浪炸毀了工廠周圍6公里半徑內(nèi)將近3萬棟住房,幾百家企業(yè)受波及。這是二戰(zhàn)之后法國最大規(guī)模的爆炸事故。調(diào)查表明,這場災難是工人混合化學藥品時發(fā)生錯誤操作導致的,釀成慘劇的元兇是胡亂堆放的硝酸銨。當時數(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300噸硝酸銨發(fā)生強烈爆炸。2003年,法國通過新法案,要求對硝酸銨的生產(chǎn)實施更加嚴格的管理,并規(guī)定這類化工廠周圍必須劃出安全半徑區(qū)域。
2015年8月12日22時51分46秒,位于天津市濱海新區(qū)天津港的瑞海公司危險品倉庫發(fā)生火災爆炸事故,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、7 533個集裝箱受損。最終認定事故直接原因是:瑞海公司危險品倉庫運抵區(qū)南側集裝箱內(nèi)的硝化棉由于濕潤劑散失出現(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化學品長時間大面積燃燒,導致堆放于運抵區(qū)的硝酸銨等危險化學品發(fā)生爆炸。
2020年8月4日下午6時左右,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,威力相當于一枚小型核彈爆炸產(chǎn)生的沖擊波和氣浪。在沒有采取預防措施的情況下,這批硝酸銨在貝魯特港口倉庫中已經(jīng)存放了6年。