硝酸銨是“天使”還是“殺手”

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？

安全科學存放運輸

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硝酸銨。后由于合成氨工業的興起，硝酸銨生產獲得了豐富的原料，于20世紀中期得到迅速發展。硝酸銨主要用作肥料工業和軍用炸藥，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，化學工業用于制造笑氣和醫藥維生素B等，輕工業用于制造無堿玻璃。

純硝酸銨在常溫下穩定，但在高溫、高壓和有可被氧化的物質（還原劑）存在及電火花下會發生爆炸。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、貯運和使用中必須嚴格遵守安全規定。20世紀40年代，為防止農用硝酸銨吸濕和結塊，用石蠟等有機物進行涂敷處理，曾在船運中發生過因火種引爆的爆炸事件。因此，一些國家制訂了有關農用硝酸銨生產和貯運的管理條例，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律，允許把硝酸銨直接用作肥料，但對產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，那么其自身會發生反應產生熱量，進而導致溫度升高并燃燒，甚至引發爆炸。硝酸銨分解產物為氣態產物，包括水汽、氧氣等，1 000克硝酸銨炸藥爆炸能夠產生900升氣體，并且這些氣體會短時間內釋放出來，壓力也會急劇增加，產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，經營它的企業不僅需要辦理危險化學品經營許可證，還需要進行易制爆化學品的經營備案。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；第二，因為這種物質遇火源容易發生爆炸，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、酸類等物質分開存放，一定不能夠混儲；第四，硝酸銨受到撞擊后容易發生爆炸，在存儲和搬運的時候要嚴禁撞擊和摩擦。

安全問題一再出現

實際上，隨著20世紀初硝酸銨大規模生產以來，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生猛烈爆炸。這起德國化學工業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，方圓數十公里內的路德維希港、奧格斯海姆、弗蘭肯塔爾等地的建筑物也受到破壞。官方調查結果表明，當時工廠將生產出來的硝酸銨和硫酸銨大量囤積于庫房內，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，在搬運過程中發現袋子已經發熱了。4月16日上午8時，船員發現貨倉冒煙，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分發生爆炸。爆炸掀起4.5米高波浪，波及方圓160公里內的海岸線，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域，岸上一家化工廠被夷為平地，濱水區無數油罐也被殃及。可怕的后果不止于此。“格蘭德坎普”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，讓貨船遠離現場，但沒有成功，十幾個小時后，“成功者”號也發生爆炸。這次爆炸又產生連鎖反應，除了一些冶煉廠，另有一艘船被波及并發生爆炸。根據官方數據，共有576人死亡，超過3 500人受傷，上千居民樓和商業建筑被摧毀，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重鎮城市圖盧茲的AZF化工廠發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企業，爆炸時460名工人正在作業。設在斯特拉斯堡的法國地震監測站說，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公里半徑內將近3萬棟住房，幾百家企業受波及。這是二戰之后法國最大規模的爆炸事故。調查表明，這場災難是工人混合化學藥品時發生錯誤操作導致的，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噸硝酸銨發生強烈爆炸。2003年，法國通過新法案，要求對硝酸銨的生產實施更加嚴格的管理，并規定這類化工廠周圍必須劃出安全半徑區域。

2015年8月12日22時51分46秒，位于天津市濱海新區天津港的瑞海公司危險品倉庫發生火災爆炸事故，也是由硝化棉自燃起火引發的硝酸銨爆炸。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南側集裝箱內的硝化棉由于濕潤劑散失出現局部干燥，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，導致堆放于運抵區的硝酸銨等危險化學品發生爆炸。

2020年8月4日下午6時左右，黎巴嫩首都貝魯特港口發生大規模爆炸。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存放了6年。