科学汇 | 黎巴嫩的大爆炸令人心碎 ,弄懂爆炸的原理才能防患于未然

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钱江晚报·小时新闻 记者 郑琳

据报道,当地时间8月11日,黎巴嫩首都贝鲁特的钟声响起,悼念日前发生的贝鲁特港口区大爆炸事故中的遇难者。在8月4日爆炸发生后,迄今已经造成6000余人伤亡。

虽然爆炸发生原因还未查明,不过,贝鲁特港口存放了6年的2700吨硝酸铵成为大家关注的焦点。

为何硝酸铵的爆炸威力如此巨大?我们日常生活中有哪些容易引起火灾甚至爆炸的危险品?遇到燃爆事故该如何自救?

本期科学汇,我们专门邀请了杭州市消防救援支队消防专家杨博轩为大家讲解这些知识。

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硝酸铵为何会爆炸?

它在高温下十分危险

硝酸铵(NH4NO3),是一种无色无臭的晶体,极易溶于水。受猛烈撞击或受热时会爆炸性分解,遇碱分解。它通常用于化肥或化工原料。

为什么硝酸铵会这么容易爆炸呢?

同学们在科学课中学到过物质的“氧化性”的概念,科学老师一定讲过,硝酸是一种强氧化性酸,很容易和金属发生氧化反应。

而硝酸盐在酸性环境下也具有较强的氧化性。实际上,大多数硝酸盐都可以作为炸药中的氧化剂。比如我国古代四大发明之一的黑火药,就是用的硝酸钾。

硝酸铵也是一种硝酸盐。但是,硝酸铵在常温下是比较稳定安全的,它对撞击、摩擦都不太敏感。相比之下,硝化甘油就危险得多,一锤子下去,就可能爆炸。

然而,当温度迅速上升时,硝酸铵会逐渐分解。在110摄氏度时,会分解成氨气和硝酸;160摄氏度以上,会分解成一氧化二氮和水蒸汽;温度继续升高时,还会分解产生氧气;温度超过400摄氏度时,会开始爆炸性分解,生成水蒸气、氮气和二氧化氮。

可以看出,在高温时,硝酸铵极其危险,它分解出来的一氧化二氮是易燃易爆的,还能产生进一步助燃的硝酸和氧气。并且,高温下它分解产生的都是气体,大量气体会迅速膨胀。如果是在一个封闭环境里,就会发生威力很强的爆炸。

所以,大量储存的硝酸铵会有很高的火灾风险,在有其他引爆物存在的情况下,也可以被引爆。硝酸铵应该储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与易(可)燃物、还原剂、酸类、活性金属粉末分开存放,不能混储。

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物理变化或化学反应

都可能产生爆炸

说了那么多硝酸铵的爆炸原因,那到底什么是“爆炸”? 

爆炸,在课本里的解释是:在极短时间内释放出大量能量,产生高温,并放出大量气体,在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化。

爆炸需要的条件就是:瞬间产生大量能量。它可以由单纯的物理变化引起,也可以由化学反应引起。所以爆炸也分为物理爆炸和化学爆炸。

锅炉爆炸就是典型的物理爆炸。它的原因是水迅速蒸发产生了大量蒸汽,当蒸汽压力超过锅炉的极限强度时,就会发生爆炸。

化学爆炸则是由化学变化引起的,比如前面讲述的硝酸铵高温下爆炸性分解。还有我们常见的爆竹,黑火药点燃瞬间放出大量气体,但又被限制在小小的爆竹内,最终发生了爆炸。

新闻中也曾出现过“粉尘爆炸”的事故。粉尘爆炸也是化学爆炸,它是因为粉尘剧烈燃烧导致的。同学们在科学课本上学过,燃烧的三大条件是:可燃物,助燃物和达到燃点的温度。

但达到了燃烧条件也不一定就会爆炸。如果把可燃固体磨成粉尘,再达到燃烧条件,就可能会爆炸。那是因为,粉尘颗粒非常细小,会导致与空气接触的表面积相对比较大。如果可燃的粉尘在一定空间或区域内和空气充分混合,遇到火源就会剧烈燃烧,从而达到爆炸的条件。

比如,在我们生火的时候,细木比较容易点着。如果把细木磨到木屑的程度再点燃,就有爆炸的危险了。

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这些日常用品也容易引起爆炸

也许黎巴嫩的硝酸铵,和大家的生活远了点。但其实,在我们日常生活中,也有易燃易爆的潜在危险品。

能引发爆炸的,或者本身是易燃易爆物品,会产生化学爆炸,或者是处在一个高压、不稳定的环境,从而导致物理爆炸。

家用液化石油气罐是首当其冲的危险品。液化石油气罐同时包含了化学和物理双重危险因素。一方面液化石油气本身就是易燃物,如果使用不当或者泄露,极易引发火灾,如果罐体、减压阀、皮管等部件质量不合格,当泄露达到一定浓度后也有爆炸的可能。另一方面,罐体本身内部高压,如果长时间的火焰高温烘烤,或者剧烈碰撞等亦有可能导致瓶体本身发生爆炸。所以,家里有燃气罐的,要定期质检,保证罐体和减压阀密封性。

所以,家里仍然使用液化石油气罐的家庭,要定期质检,保证罐体和减压阀密封性。

现在很多家庭里用的是天然气,虽然天然气没有高压因素,但它也是易燃物,要注意防止管道泄漏。一般橡胶管件每2年进行一次更换。

包含大量有机溶剂的生活用品也是危险品。其实,大家看到高铁、地铁、飞机上禁止携带的物品,就知道哪些是易燃易爆品了。比如:涂料、油漆、打火机、酒精、强力胶等等。它们的共同特点就是包含大量有机溶剂,它们易燃易挥发,发生泄漏就会引起爆炸。

微波炉如果使用不当也是危险的。微波炉在加热食物的时候,要注意食物内部的水汽要有地方释放出来,否则会因为压力过大而爆炸。比如,鸡蛋是不能直接用微波炉加热的,如果一定要用微波炉热鸡蛋,必须先戳孔。

微波炉加热纯净水也要特别当心。纯净水太纯净,加热时处在静止状态,可能水的内部已经达到沸点,但是表面却没有沸腾。此时如果你贸然取出容器,晃动了滚烫的水,就可能造成“爆沸”,水会剧烈沸腾,导致泡沫飞溅。

除此之外,电池也是个潜在威胁。因为电池包裹了大量高能量密度的化学物质,如果电池质量不合格,或使用不当,就可能造成隐患。因此对于电池的存放,除了要放在阴凉处避免阳光直射,也要注意包裹好电池端子,避免电池短路。电池一旦短路不仅会迅速流失电量,还会让电池内部过热,甚至引起电火花。特别是现在流行的充电宝,尽量要选择大品牌,同时尽量避免“过充”情况的发生。


小知识

发生火灾或爆炸事故该如何自救

在爆炸发生时,首先看到的是光或闪动,此时应立即背对爆炸卧倒,脚朝炸点方向,用一手枕在额头下,另一手盖住后脑。在确保第二次爆炸短时间内不会发生后,选择时机迅速离开现场。

确定离你最近的安全出口,避开柱子、玻璃与墙壁,伏低身子逃离。

一定要保证逃生通道的通畅,不要因拥挤造成逃生通道堵塞或发生踩踏事故。

如果衣物着火,一时难以脱下,应迅速滚动灭火,或用水、潮湿物品扑灭火焰。不要惊慌乱跑,以免风助火势。

如果有受伤出血,特别是喷射状的动脉出血,应该迅速进行止血自救。指压,或弹性较好的带子捆压住出血口的上方(近心端)进行止血。

如果密闭空间烟味太呛,可用矿泉水、饮料等润湿布块,捂住口鼻,防止因烟雾和毒气引起的窒息。

迅速呼救,拨打110、119、120向公安、消防及医疗机构求救。报警及求救时注意讲述内容,地点要讲清,说明险情,留下姓名。有条件时,可体提前到附近标识比较明显的地点,等候并指引救援人员。

这些防护小常识,同学们在家时,也可以试着和父母一起联系一下。


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呵呵
呵呵

已阅读,

158****4115
158****4115

安全最重要

133****4632
133****4632

领教了。

山山羚
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9999

飞雪
飞雪

谢谢分享

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