世界不思議

硝酸銨爆炸有多可怕?73年前一艘化肥貨船竟炸燬了上千座建築



國內外屢屢發生化工廠爆炸事故,令人心驚膽顫。一來二去,人們對危險化工品產生了恐懼的情緒。但生活總是離不開化學,就連必不可少的糧食在種植中使用的肥料,也可能是易爆危險品。硝酸銨就是一種常用的農業肥料,卻也是造成美國史上最嚴重工業災難的“罪魁禍首”。

美國史上最嚴重工業災難中爆炸產生的滾滾濃煙

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“硝”字當頭的這種化學物質總是讓人感到不安。也許是因為它們常常和爆炸一起為人所知,比如TNT炸藥的主要成分三硝基甲苯,就是由甲苯硝化製成的。TNT的巨大威力人們早有共識,戰場上扔出一顆炸死傷一大片的手榴彈中只有50克的TNT,而14斤的TNT就能摧毀一個足球場。早在19世紀中期,瑞典工程師就申請了用硝酸銨和其他助燃劑支撐混合炸藥的專利。硝酸銨自此成為廣泛使用的工業炸藥原料。

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一枚1/4磅的TNT手榴彈

雖然硝酸銨能做炸藥,但未添加助燃劑的純硝酸銨,其實是最難引爆的硝酸炸藥。它在常溫下並不會自行燃燒,在耐撞擊方面,硝酸銨也極其鈍感。實驗研究顯示,50kg的鐵錘從50cm的高度落在固體硝酸銨上,它的爆炸幾率幾乎是0%;而對比著名的炸藥硝酸甘油,200g的鐵錘從20cm的高度落下,幾乎100%能被引爆。同時,硝酸銨的含氮濃度還很高、性能穩定,所以人們常把它當做含氮化肥使用。氮肥主要有助於提高農作物的產量、改善其品質。殊不知,讓人們放鬆警惕的硝酸銨化肥,引發了一場突如其來的海陸空復合災難。

硝酸銨化肥顆粒

二戰之後的美國,雖然贏得了戰爭,但大部分地區卻陷入戰後經濟蕭條的困境。然而,南部城市德克薩斯州卻是另一番截然不同的面貌。這個臨海的都市日夜繁忙,化工廠、煉油廠運轉不停,港口貨船絡繹不絕。其中的德克薩斯城當時被美國各大媒體報紙讚譽為“機會之港”,是南方工業發展的核心。這番繁榮讓全國豔羨,但很快,繁盛的工業發展也醞釀出一個摧毀一切的小火星。
到1947年,德克薩斯的港口每年大約有2500艘船來往停留,連孟山都公司也在鎮上開設了一家化工廠。4月16日,碼頭一如往常還沒天亮就開始運轉,但這又是被記載入美國工業史的特殊一天。港口旁停靠著一艘格蘭德坎普號貨輪,這艘法國貨輪已經停留五天了。船上裝載著從比利時運來的一些油田器械、鑽桿、麻繩和武器彈藥。而它最主要的“乘客”,其實是2300噸的硝酸銨化肥。
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早上8點多,船員正在把剩餘為數不多的幾袋硝酸銨劃分搬運到船艙中,這時一股煙味引起了他們的注意。他們定睛一看,煙霧似乎是從堆放化肥的4號船艙傳出來的。或許是哪個無知的船員或碼頭工人無視禁菸標誌,在船上抽菸,引發了火災。而火勢很快蔓延到甲板、船體表面,煙霧也越來越大。船員急忙拿起滅火器和消防管道滅火,二十多名消防員也及時趕到。
眼看火勢並沒有減小的趨勢,反而愈發強烈,船員又想出了另外一個滅火方法。救援人員不再用水滅火,而是用板條把貨倉封住,蓋上防水布;然後把高溫蒸汽通入船艙中,打算通過這種形式擠出艙內的氧氣。這樣一來,缺少了燃燒三要素*中其中一項,燃燒也就沒法繼續進行了。這種方法在當時是一種常用的貨船滅火方法,而船長也在其中夾雜私心——減小貨物被淋濕造成的損失。
*註:物質燃燒需要具備三個要素才能發生,助燃劑、可燃物,以及溫度達到燃點。其中氧氣是最常見的助燃劑。

人們萬萬沒料想到,這方法確實不錯,但對於運輸硝酸銨的貨輪來說卻相當於火上澆油。比硝酸銨著火更可怕的,是爆炸。硝酸銨雖然耐撞擊,但在高溫面前卻十分“脆弱”。當溫度達到165℃左右,或者與明火接觸,固體硝酸銨會迅速分解產生一氧化二氮和水蒸氣。而一氧化二氮也會在高溫下轉化生成氧氣,救援人員千方百計想除去的氣體又重新出現了。這時候,空氣中醞釀的反應就不只是燃燒這麼簡單了。滅火人員費盡心思營造的高溫、高壓環境,讓貨倉成了加速爆炸反應的密閉容器。

人們當時對此還一無所知,只是發現,即便出動了強大的救援力量,火勢還是大得無法控制。8點30分,船長下令放棄格蘭德坎普號,承擔著所有貨物的損失。然而他原本只是心疼損失一艘船和貨物,卻沒料到這場火災竟演化成更大的災難。

9點12分,從港口傳來的一陣轟隆巨響把讓幾乎整個城市為之一顫。一個火球直插雲霄,把天空映成紅色。濃濃煙霧竄上610米的高空,並向四處瀰散。部分船體隨之融化成碎片,從碼頭噴出。
兩架飛機不湊巧地在這時候從上空飛過,直接被摧毀墜落。碼頭邊上的爆炸引起方圓160公里的水體波濤洶湧,引發海嘯,掀起一波接一波高達4.5米的浪潮,向陸地襲來。就連在德州北邊40公里開外的休斯頓也感受到了劇烈的震動,一些民居的窗戶玻璃直接被震碎。這成了一場海、陸、空三方全方位都面臨的重大災難。

在突如其來的爆炸中,第一批進入救援的消防員無一生還。附近的居民誠惶誠恐地在家避難,但還是逃不過奔湧而來的海嘯。而爆炸延續的火情仍然持續不斷,讓人不敢接近。繁忙的德克薩斯碼頭可不是一艘格蘭德坎普號的港灣,密集的貨輪和海岸邊的化工廠、煉油廠成了又一大隱患。就在爆炸發生之後的15個小時,人們還沒從中緩過神來,第二次爆炸發生了。

大量化工廠、煉油廠密集分佈

距離格蘭德坎普號200米的海岸,還停靠著一艘成功號貨船。這艘貨船同樣也裝著近1000噸硝酸銨,另外還有180噸硫磺。爆炸和火災延伸到成功號上,帶來了第二次驚心動魄的爆炸。牽一髮而動全身,這次爆炸又引發了一連串的連鎖反應,附近的貨輪、工廠接連爆炸。接連不斷的災情最終造成581人喪生,超過3500人受傷,當時德克薩斯城超過四分之一的人口在災難中傷亡。上千座居民樓和商業建築被海嘯摧毀,碼頭1100艘受牽連被損毀。當時的繁榮之都、工業城市德州損失了約1億美金(相當於現在的10億多美金)。

這是美國工業史上最嚴重的一場災難,而背後的原因複雜詭異。先是迄今無法明確的原因,釀成了船艙中的一場小火災。接著救援人員採用了弄巧成拙的滅火方式,最終加劇了爆炸的發生。同時政府監管機構本身也漏洞不小。在戰後經濟復甦的年代,工業進程成了越過法規政策之上的重中之重,而管理人員在利益面前,也只能做到忽而不察。

事故後為身份不明的受害者舉辦大規模葬禮

當時美國擁有大約6000家肥料化工廠,但大多數並沒有在國土安全局報備存儲有硝酸銨,儘管庫存量已經高達觸發強制審查的1300倍。可想而知工業密集的德州,當時相當於藏匿著無數個隱形炸彈,只等一個契機引爆。而一旦引爆,也就釀成了無可挽回的生命與財產損失。只有這樣,才推動了聯邦政府正視對化工廠、危險化工品的審核與監管。政府擬定了新標準,完善了對危險化學品的管理和運輸制度。企業之間也建立了工業互助系統,約定在險情發生時聯手對抗。這起駭人聽聞的德克薩斯大爆炸成為了歷史,美國也走進了工業嚴管的新時代。

事後各大媒體爭相報導此次事故

但任憑嚴格的製度放在哪個時代,都總是還有鑽空子的人。而以硝酸銨為例的危險化學品從來不會對疏忽者仁慈。2013年,同樣在德州,又發生了一起化肥工廠爆炸事件。不過這一次不再是因為人們的無知而出錯,而是這家化肥廠私自建設了不合規的氨氣儲存槽。多達24噸的無水氨意外引發了爆炸,造成35人死亡。可悲的是,有人無辜地在硝酸銨爆炸事故中遇難,也有人刻意利用硝酸銨作為恐怖襲擊的武器。2011年,峇裡島一間夜總會突發爆炸。這是恐怖分子用硝酸銨造成的202人死亡的惡行爆炸事件。

1995年恐怖分子用硝酸銨製作炸藥炸燬聯邦大樓

化學製品通常對人類既有利又有弊。硝酸銨是常見的工業炸藥,卻也是性能良好的肥料;能做炸藥的硝酸甘油,同時也是心血管疾病的良藥……人們在利用它們來達成某些利益的同時,往往也深受其害。但人類的進步就在於,讓再危險的物質也能受控於人類,最終服務於人類。
*參考資料硝酸銨. 維基百科, 2019.06.26.MarcLallanilla, LiveScience. What Causes Fertilizer Explosions? ScientificAmerican, 2013.04.18.1947 TexasCity Disaster. Moore Memorial Publiclibrary.MichaelBaumann. How a Fertilizer Accident Led to the Deadliest Industrial Disaster inAmerican History. The Ringer, 2017.08.24.SteveOlafson. The Explosion: 50 Years Later, Texas City still Remembers/’Texas Cityjust blew up’/A powerful chemical explosion 50 years ago propelled a small porttown into an unwelcome national and world spotlight. Chron, 1997.04.13.

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