硝酸铵是“天使”还是“杀手”

李忠东

近一段时间，国务院安委会办公室出台《硝酸铵等危险化学品安全风险隐患第三轮专项排查治理工作方案》，各地开展了对这类危险化学品的排查工作。硝酸铵本是氮肥的主要成分，为何会有这样的破坏威力呢？

安全科学存放运输

纯净的硝酸铵是无色无臭的透明结晶或呈白色的小颗粒结晶。它与碱反应有氨气生成，且吸收热量；有潮解性，易结块；易溶于水同时吸热，还易溶于丙酮、氨水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。1659年，德国人J·R·格劳贝尔首次制得硝酸铵。19世纪末期，欧洲人用硫酸铵与智利硝石进行分解反应生产硝酸铵。后由于合成氨工业的兴起，硝酸铵生产获得了丰富的原料，于20世纪中期得到迅速发展。硝酸铵主要用作肥料工业和军用炸药，并可用于杀虫剂、冷冻剂、氧化氮吸收剂，制造笑气、烟火等。在用作化肥时，硝酸铵往往以颗粒状存在，遇到水分能快速溶解，从而释放出植物生长需要的养料——氮，总氮量在34%左右，有“速效性肥料”之称，20世纪60年代曾是氮肥的领先品种。它还被大量用于制造无烟火药，化学工业用于制造笑气和医药维生素B等，轻工业用于制造无碱玻璃。

纯硝酸铵在常温下稳定，但在高温、高压和有可被氧化的物质（还原剂）存在及电火花下会发生爆炸。硝酸铵在含水3%以上时无法爆轰，但仍会在一定温度下分解，在生产、贮运和使用中必须严格遵守安全规定。20世纪40年代，为防止农用硝酸铵吸湿和结块，用石蜡等有机物进行涂敷处理，曾在船运中发生过因火种引爆的爆炸事件。因此，一些国家制订了有关农用硝酸铵生产和贮运的管理条例，有些国家甚至禁止硝酸铵的运输和直接作肥料使用，只允许使用它与碳酸钙混合制成的硝酸铵钙。后来由于掌握了硝酸铵的使用规律，允许把硝酸铵直接用作肥料，但对产品的安全使用还是制定了标准。

值得注意的是，假使硝酸铵储存时间过长，且通风不佳，那么其自身会发生反应产生热量，进而导致温度升高并燃烧，甚至引发爆炸。硝酸铵分解产物为气态产物，包括水汽、氧气等，1 000克硝酸铵炸药爆炸能够产生900升气体，并且这些气体会短时间内释放出来，压力也会急剧增加，产生的压力和气浪会给建筑物造成一定的损坏。专家介绍，因为硝酸铵具有爆炸性，所以应将其归为易制爆化学品进行管理，经营它的企业不仅需要办理危险化学品经营许可证，还需要进行易制爆化学品的经营备案。硝酸铵的存放和运输必须做到如下几点：第一，储存于阴凉通风的库房内；第二，因为这种物质遇火源容易发生爆炸，所以在存放时应该要远离火种和热源；第三，存放时要与可燃物、还原剂、酸类等物质分开存放，一定不能够混储；第四，硝酸铵受到撞击后容易发生爆炸，在存储和搬运的时候要严禁撞击和摩擦。

安全问题一再出现

实际上，随着20世纪初硝酸铵大规模生产以来，酿成的爆炸事故造成了巨大的危害。1921年9月21日上午7时32分，德国巴斯夫公司奥堡工厂 一处存放有4 500吨硝酸铵与硫酸铵复合肥料的巨型库房发生猛烈爆炸。这起德国化学工业史上最大的事故在爆炸中心形成了一个直径125米、深19米的大坑，509人丧生，160人失踪，1 952人受伤，7 500人无家可归，奥堡工厂附近的1 000多户房屋中的70%被摧毁，方圆数十公里内的路德维希港、奥格斯海姆、弗兰肯塔尔等地的建筑物也受到破坏。官方调查结果表明，当时工厂将生产出来的硝酸铵和硫酸铵大量囤积于库房内，准备等市场旺销时上市。由于库房里堆积的4 500吨硝酸铵和硫酸铵已经固化，于是工人们引爆少量炸药来将其松动，因为此前类似操作从没有发生过事故，结果酿成灾难。

1947年4月，一艘名为“格兰德坎普”号的货轮，在美国得克萨斯市港口装载2 300吨的硝酸铵。据当时的码头工人报告，这批硝酸铵被堆放在码头仓库中很长时间，在搬运过程中发现袋子已经发热了。4月16日上午8时，船员发现货仓冒烟，立即灭火，但一个小时过去了，情况没有好转，烟雾越来越浓，最终在9时12分发生爆炸。爆炸掀起4.5米高波浪，波及方圆160公里内的海岸线，十几公里外的人们都被冲击波击倒，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动。爆炸摧毁了整个码头区域，岸上一家化工厂被夷为平地，滨水区无数油罐也被殃及。可怕的后果不止于此。“格兰德坎普”号200米开外有一艘名为“成功者”号的货船。该船装载近1 000吨硝酸铵和1 800吨硫黄。烈火和爆炸迅速使“成功者”号上的硝酸铵升温，船上的人试图砍断锚链以及清理其他障碍物，让货船远离现场，但没有成功，十几个小时后，“成功者”号也发生爆炸。这次爆炸又产生连锁反应，除了一些冶炼厂，另有一艘船被波及并发生爆炸。根据官方数据，共有576人死亡，超过3 500人受伤，上千居民楼和商业建筑被摧毁，1 100艘船和362辆汽车损毁。

2001年9月21日10时15分，位于法国西南部工业重镇城市图卢兹的AZF化工厂发生强烈爆炸火灾事故，造成31人死亡和2 500人受伤，两座厂房全部被毁，周围40公顷的建筑物受损，附近楼房在爆炸中轰然倒塌。这家化工厂属于欧洲最大化肥生产企业，爆炸时460名工人正在作业。设在斯特拉斯堡的法国地震监测站说，这次爆炸引起的地震波相当于一次3.4级地震，有些窗户被震出几公里远。爆炸的气浪炸毁了工厂周围6公里半径内将近3万栋住房，几百家企业受波及。这是二战之后法国最大规模的爆炸事故。调查表明，这场灾难是工人混合化学药品时发生错误操作导致的，酿成惨剧的元凶是胡乱堆放的硝酸铵。当时数公斤的二氯异氰酸钠凑巧与地上的500公斤硝酸铵混合，引起共计300吨硝酸铵发生强烈爆炸。2003年，法国通过新法案，要求对硝酸铵的生产实施更加严格的管理，并规定这类化工厂周围必须划出安全半径区域。

2015年8月12日22时51分46秒，位于天津市滨海新区天津港的瑞海公司危险品仓库发生火灾爆炸事故，也是由硝化棉自燃起火引发的硝酸铵爆炸。本次事故中爆炸总能量约为450吨TNT当量。造成165人遇难，8人失踪，798人受伤（伤情重及较重的伤员58人、轻伤员740人），304幢建筑物、12 428辆商品汽车、7 533个集装箱受损。最终认定事故直接原因是：瑞海公司危险品仓库运抵区南侧集装箱内的硝化棉由于湿润剂散失出现局部干燥，在高温（天气）等因素的作用下加速分解放热，积热自燃，引起相邻集装箱内的硝化棉和其他危险化学品长时间大面积燃烧，导致堆放于运抵区的硝酸铵等危险化学品发生爆炸。

2020年8月4日下午6时左右，黎巴嫩首都贝鲁特港口发生大规模爆炸。一些集装箱在爆炸中被掀飞、变形，港口大部分地方被夷为平地。遇难人数达158人，逾6 000人受伤，21人失踪。事件起因是易燃易爆品引燃了2 750吨硝酸铵，威力相当于一枚小型核弹爆炸产生的冲击波和气浪。在没有采取预防措施的情况下，这批硝酸铵在贝鲁特港口仓库中已经存放了6年。