肥料为什么会爆炸?

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2013年4月17日,美国德克萨斯州西部一家化肥厂发生巨大爆炸。
©Michael Ainsworth/Dallas Morning News/Corbis

2013年造成德克萨斯州韦斯特居民伤亡的化肥爆炸事件之所以引人注目,不仅是因为其可怕的结果,还因为爆炸从化肥制造业(或零售业,如西方的情况)是相对罕见的。

对于一个每年消耗2亿吨化肥的星球来说,事故并非无处不在[来源:李子].18新利最新登入然而,当硝酸铵(西部、德克萨斯州、灾难和其他化肥事故的潜在原因之一)爆炸时,其影响在历史上是毁灭性的。1947年4月16日,一艘装满2300吨硝酸铵的船停靠在德克萨斯州的德克萨斯城附近,船上发生了一场小火灾,导致爆炸。将近600人丧生[来源:海滩].1947年的那次事故被称为美国历史上最严重的工业事故之一。

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18新利最新登入如何化肥——我们通常认为对地球有益的自然元素——爆炸得如此猛烈?

让我们从肥料本身的一些背景知识开始。植物生长需要一些基本的营养物质,其中大部分可以在空气和水中找到:比如氧、碳和氢。当然,它们还需要一些其他元素,这些元素在它们生长的土壤中可能富含,也可能不富含[来源:IFA]:

  • 如果一种植物只需要一点点营养,它就被称为微量营养素(比如硼和氯)
  • 如果一种植物需要大量的这种成分,它就被称为大量营养素(想想氮、磷、钾和硫)。

这就是肥料的用武之地:它在泥土中填充了植物生长所需的次要元素。当然,我们许多家庭园丁会简单地把好的旧肥料归类为肥料,我们不会错。根据国际化肥工业协会在美国,任何含有至少5%氮、钾或磷的天然或人造材料都是有害的肥料

当然,肥料制造业生产合成肥料,或者他们更喜欢称之为矿物肥料。制造矿物肥料有几个步骤。首先,你必须收集材料,这些材料实际上是在自然界中发现的。然后你必须处理它们以提高浓度或改进产品。在那之后,你必须将它们转化成一种可以被植物利用的形式,然后你可能想要将这些营养物质与其他营养物质结合起来。

让我们弄脏自己的手,看看到底是什么让肥料爆炸的。

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硝酸铵及其在化肥事故中的作用

与硝酸铵一样,德克萨斯州西部的化肥厂被认为储存了大量的无水氨,在特定条件下也能产生大规模爆炸。"width=
与硝酸铵一样,德克萨斯州西部的化肥厂被认为储存了大量的无水氨,在特定条件下也能产生大规模爆炸。
极盛时期/思想库

人造肥料的主要成分之一是硝酸铵。就像我们说的,氮是植物喜欢的宏量营养素之一,所以很多肥料都是氮基的。

当然,我们不能把氮气装在瓶子里,然后倒在胡萝卜地里。大气中的氮有很强的化学键,植物不容易破坏,所以肥料公司创造了一种氮基物质,植物更容易分解。硝酸铵是这样一种化合物它的使用是有充分理由的:铵的部分可以在不蒸发的情况下停留更长的时间,所以适合炎热的夏季田野,硝酸盐很容易被植物利用。在农业中更引人注目的是,它的制造成本很低。把氨和硝酸结合起来,就完成了。

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但硝酸铵为何如此致命爆炸?令人惊讶的是,没有多少。的确,硝酸铵是一种相对稳定的化合物,根据美国环境保护署的数据.换句话说,当硝酸铵静静地在某处时,它不是什么大问题,因为它需要一个相对较高的浓度活化能(引起化学反应所需的能量)爆炸[来源:百科全书].18新利最新登入然而,如果发生了某种爆炸事故——火花或某种能量——你最好相信硝酸铵是致命的。这种化合物本质上是自己制造燃料(从铵中)和氧化剂(硝酸盐),所以它的反应是激烈和持久的[来源:Di胡斯托].

因此,一场火灾似乎是德克萨斯州西部发生的事情的原因,而不是结果,这是有道理的。如果硝酸铵确实被证明是罪魁祸首,它很可能会变得非常非常热(可能是在一个封闭的空间里)才会发生这样的反应。爆炸很可能引起了现场报道的地震活动(相当于2.1级地震)[来源:Di胡斯托].

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作者注:肥料为什么会爆炸?

值得注意的是,虽然硝酸铵和其他肥料爆炸很可怕,但它们很少发生。但我们不能不提的是,有些人也注意到化肥可以成为一种致命的、故意的武器。蒂莫西·麦克维(Timothy McVeigh)在1995年俄克拉荷马城爆炸案中使用了一枚化肥炸弹。

相关文章

  • 海滩,帕特里克。66年前,德州城化肥爆炸造成600人死亡,数千人受伤奥斯汀美国政治家。2013年4月18日。(2013年4月18日)http://www.statesman.com/news/news/66-years-ago-texas-city-fertilizer-blast-killed-60/nXQLC/
  • 迪·尤斯托,帕特里克。“肥料炸弹。”《纽约客》2013年4月18日。(2013年4月18日)http://www.newyorker.com/online/blogs/elements/2013/04/texas-fertilizer-plant- -nitrogen-science.html
  • 百科全书。“活化能。”大英百科全书在线。(2013年4月18日)http://www.britannica.com/EBchecked/topic/4535/activation-energy
  • 环境保护署。硝酸铵有爆炸危险美国政府。1997年12月。(2013年4月18日)http://www.epa.gov/osweroe1/docs/chem/ammonitr.pdf
  • 国际化肥工业协会。“网站”。国际化肥工业协会。(2013年4月18日)http://www.fertilizer.org/ifa/HomePage/FERTILIZERS-THE-INDUSTRY
  • 刚丹。“我们为什么要使用爆炸性肥料?”Slate.com。2013年4月18日。(2013年4月18日)http://www.slate.com/articles/news_and_politics/explainer/2005/01/why_do_we_use_explosive_fertilizer.html
  • 李子,布拉德。“德克萨斯化肥厂的爆炸是可怕的。但这种情18新利最新登入况有多普遍呢?”华盛顿邮报。2013年4月18日。(2013年4月18日)http://www.washingtonpost.com/blogs/wonkblog/wp/2013/04/18/the-texas-fertilizer-plant-explosion-is-horrific-but-how-c18新利最新登入ommon-is-this/
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