贝鲁特大爆炸:罪魁祸首硝酸铵

8月4日,一些如同灾难片的的真实影像从黎巴嫩首都贝鲁特传遍了世界各地的社交网络首页,人们可以看到冲击波和灰尘云四散,地面都扭曲了,留下了一片宛如大屠杀一般的场景。


图丨8月5日,黎巴嫩首都贝鲁特市中心发生大规模爆炸后的第二天,鸟瞰图显示了贝鲁特港口的仓库和周边地区遭到严重破坏。爆炸造成了整个社区的破坏并造成100多人死亡,数千人受伤,并使黎巴嫩陷入危机,救援人员在早上搜寻幸存者。

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对城市的破坏主要和爆炸产生的地震有关,这次震级达到了里氏3.3级。两天后,死亡人数上升到至少130人,另有5000人受伤。贝鲁特市长Marwan Abboud对法新社说,有30万人失去家园,半个城市被毁,重建费用可能高达150亿美元。


事故已经过去了半个月,黎巴嫩当局把这次爆炸归咎于超过2,750吨的硝酸铵。据报道,自2013年以来,这些化学品一直被放在码头旁。半岛电视台(Al Jazeera)发现的文件指出,这批硝酸铵原本属于一艘俄罗斯货船,货船出现故障后,就存放在了贝鲁特港口。据《纽约时报》报道,尽管黎巴嫩海关官员至少六次要求处理这批货物,但这批货物最终还是被遗弃了,并被转移到机库中。


此次硝酸铵爆炸的原因并不明朗,但这已经不是硝酸铵第一次爆炸引发灾难了。自1916年以来,这种化学物质造成了至少30起灾难,有些是意外的,有些是蓄意的。


01

硝酸铵的致命历史



1947年

1947年得克萨斯州堪萨斯城的爆炸与贝鲁特爆炸有着惊人的相似。装载着硝酸铵、燃料和弹药的“格兰德营”号货船(The S.S. Grandcamp)抵达休斯敦地区港口时,货舱浓烟滚滚。随后发生的爆炸造成大约600人死亡,包括码头上和船上的所有人。受伤人数超过5000人;爆炸摧毁了500座房屋,爆炸产生的浓烟持续了几天。


1995年

1995年4月,美国恐怖分子Timothy McVeigh和Terry Nichols用2吨的硝酸铵装载在卡车中对俄克拉荷马城联邦大楼进行了袭击,168人丧生。


2015年

五年前,据估计,800吨硝酸铵引发了天津一座仓库爆炸,导致173人死亡,部分港口被夷为平地。


图丨贝鲁特当地一个废弃的电影院,如今成了地下派对和狂欢的绝佳场所。

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硝酸铵这么可怕,我们不用它不就好了吗?


听起来很可怕,每年全世界都会生产和储存大量的硝酸铵,在2017年这个数字达到2000万吨。但化学家和炸药专家说,这样的物质如果要产生这样的爆炸,肯定有多个地方出了问题。


02

硝酸铵是如何爆炸的


和大多数可燃材料相比,硝酸铵并不特别具有爆炸性,但由于这种化合物是一种氧化剂,它会导致爆炸。初中化学课大家都还记得吗,氧化剂在氧化还原反应中会增加反应容器中氧分子的数量,让其他物质更加易燃。


图丨2016年十月,法国Vieillevigne的一个农业贸易展中,含有硝酸铵的肥料被展示。

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根据普渡大学的化学家Davin Piercey,要让纯硝酸铵爆炸相对困难,除非你往里面加点东西,然后用大火加热。硝酸铵只有在其温度迅速上升到华氏400度(204.4摄氏度)时才会自行爆炸。


任何富含碳的燃料:纸、纸板甚至是糖,都可以与硝酸铵结合,产生更强烈的能量。


当混合物燃烧时,大量的硝酸铵可以使更多的热量被保留更长时间,在火中加入足够的硝酸铵,就会引发爆炸。虽然硝酸铵最早是由德国化学家约翰·鲁道夫·格劳伯(Johann Rudolf Glauber)在1659年合成的,但第一次世界大战的时候,硝酸铵才被武器制造商们和TNT混合,制造出了更便宜的炸弹。


图丨2020年8月4日爆炸现场。

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大量的能量在非常短的时间内释放出来,它会很快氧化燃料,产生大量气体,并释放大量热量,这一过程中的巨大变化就产生了我们在各个刷屏视频中看到的冲击波。


在贝鲁特爆炸中,冲击波移动的速度超过了音速——视频中,我们是先看到冲击波才听到巨大的爆炸声响的。


03

贝鲁特之殇


20世纪40年代开始,专家们开始使用数学方法来推断原子弹的威力:通过分析冲击波的来粗略估计一次爆炸的总能量和爆炸的物质数量。通过将爆炸的规模与附近建筑物进行对比,视频显示,在爆炸发生后的八分之一秒内,球形冲击波就已经扩大到约800英尺(244米)宽。


用这种方法测量,据估计估计这次爆炸大约相当于400到3000吨TNT炸药(TNT常被用来度量爆炸的破坏性)。不过军备控制专家表示,这一数字可能接近400吨。作为对比,1945年在日本广岛投下的原子弹产生的爆炸威力至少相当于1.3万吨TNT炸药。


图丨贝鲁特曾经浴火重生,柯尼奇大道两旁棕榈树成行。

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尽管黎巴嫩当局将硝酸铵视作爆炸的罪魁祸首,但好好的存放在仓库里的硝酸铵怎么会突然爆炸?一些谣言认为是存放数年的硝酸铵降解后变得不稳定,更加危险,但许多专家表示正常情况下存放的硝酸铵是不会降解的。


一个更可能的解释是,贝鲁特的硝酸铵并非单独存放的。专家推测一定是仓库里有车辆携带了部分硝酸铵,遇上了少量汽油就发生了爆炸。


04

难以磨灭的伤痕


精准追溯当时的问题是非常困难的,官员们应该寻找储存不当、监禁、污染、缺乏通风以及潜在的点火源的证据。


此类调查可能需要时间,特别是黎巴嫩已经为了叙利亚移民和COVID-19引发的政治和金融问题焦头烂额。


还有一些长期影响需要考虑。爆炸使贝鲁特的空气中充满了颗粒物,这是最常见的空气污染形式之一,这对于本就受到COVID-19影响的病人来说无疑是雪上加霜。此外,硝酸铵分解会产生氧化氮的副产物,会引起呼吸困难。由于建筑物和道路遭到大面积破坏,可能会出现其他类似于9/11事件后出现的问题。


最终,希望贝鲁特能够像往日一般在火焰中重生,早日恢复其美丽的城市样貌。