一枚鞭炮引爆87公斤TNT當量!下水道爆炸為何威力這麼大…


一枚鞭炮引爆87公斤TNT當量!下水道爆炸為何威力這麼大?的頭圖

一枚鞭炮引爆87公斤TNT當量!下水道爆炸為何威力這麼大?

  • 孩子放炮,家長要看緊

許多地方已經放了寒假,“神獸”們從學校裡放了出來,又臨近春節,有些事情需要提醒提醒。其中最重要的一條就是孩子的安全問題。 (本文有多幅爆炸動畫圖片,可能引起不適,請選擇觀看)

近日,四川達州一孩子將鞭炮扔進下水道井蓋引發爆炸,一排井蓋被炸飛,場面驚險,所幸沒有造成人員受傷。

孩子扔鞭炮炸飛一排井蓋

類似的事故並非第一次發生,事實上,孩子放鞭炮造成下水道爆炸事故每年都有若干次,一些孩子因此嚴重受傷,還有的丟掉了性命。

9歲男孩被炸飛不幸身亡

  • 下水道為什麼會爆炸?

許多人都知道,發生爆炸的是沼氣。沼氣一種易燃的混合氣體,因為其中有約70%的成分是甲烷,甲烷能在空氣中燃燒,是公認的清潔能源。

甲烷分子由1個碳原子和4個氫原子構成,它燃燒時會與空氣中的氧氣發生反應,產生水和二氧化碳,並且釋放出大量的熱:

CH?+ 2 O?→CO?+ 2 H?O +熱

甲烷是一種清潔能源

正常情況下,當我們在空氣中點燃甲烷時,燃燒只發生在兩種氣體接觸表面薄薄的一層。但是如果將甲烷跟空氣按比例充分混合在一起,情況就發生了改變,化學反應會在瞬間完成,熱量剎那間釋放出來,氣體劇烈膨脹,這就是我們常說的爆炸。

鐵桶中甲烷混合氣體爆炸瞬間

  • 下水道裡的沼氣從哪裡來?

沼氣主要是微生物分解發酵有機物產生,其中的主要成分是甲烷和二氧化碳,還有少量氮氣、氫氣和微量的硫化氫、氧氣。甲烷無色無味,沼氣的臭味主要是硫化氫引起。

許多小區地面密布井蓋

如果你留意居住的小區,不難發現地面分佈著許許多多圓形的鑄鐵井蓋,其中一些是電力線路維修用的入口、有些是雨水排放的井口,還有一些上邊寫著“污”或“污水”,這通常是化糞池的窨井蓋。一個住了很多人的小區,它的地下通常有些巨大的化糞池,這些化糞池是根據居住人口數量來建造的。化糞池的設計有規定標準,如果一棟高層樓房住了1000口人,那麼它下邊的化糞池容積至少應有250立方米。

污水井蓋下面通常會有沼氣

化糞池裡集聚了大量排泄物,細菌在厭氧環境裡緩慢地分解它們,經過一個多月的發酵,固體糞渣沉澱下來,液體經過兩次過濾後通過排污管道流走。由於化糞池總體上是個密閉空間,微生物在發酵過程中產生的大量甲烷氣體會聚集在化糞池上部的空間裡,並且與上方排水管道帶入的空氣形成危險的混合氣體。

一個孩子向井蓋小孔噴射煙花造成爆炸

  • 下水道爆炸的威力有多大?

並非所有的化糞池遇到火星都會爆炸。在我們太陽系的外圍有一顆巨大的星球叫天王星,那上面充滿著易燃易爆的甲烷和氫氣,但你即便是往上面扔一噸鞭炮都不會將它炸毀,因為那裡沒有氧氣。

與氫氣相比,甲烷的爆炸濃度範圍非常窄,當空氣中混合有5%~15%的甲烷氣體時,遇到火星它才會發生爆炸,低了高了都不行。

沼氣爆炸與濃度有關

假設一個250立方米的化糞池裡存了一半的廢水和糞渣,就有125立方米的混合空氣,這些混合空氣中又含有15%甲烷,我們可以得到18.75立方米的甲烷氣體。假設其中有10立方米甲烷參與了爆炸反應,我們來計算一下它的爆炸當量:

在一個標準大氣壓、25℃下,1立方米甲烷的質量約0.657千克,化糞池中因此有6.57千克甲烷會發生爆炸。甲烷的燃燒熱為55.5​​MJ/kg,6.57千克甲烷在爆炸時會產生365兆焦耳的能量。

1公斤TNT炸藥爆炸時產生的能量大約是4.184兆焦耳,因此這個化糞池如果發生爆炸,將相當於87公斤TNT炸藥的當量!

孩子受傷,井蓋被拋到幾十米高度後摔碎

由上面的計算結果,即便是化糞池容量縮小10倍,它的爆炸威力也至少相當於8公斤TNT當量,將一塊幾十斤重的鑄鐵井蓋拋到幾十米高完全不是問題。

從另一起沼氣爆炸事故的監控視頻我們可以看到,因為一個女孩往井蓋的小洞裡塞了一枚鞭炮,造成整個路面被炸開,3人重傷、1個孩子不幸夭忙,教訓極其慘痛!

爆炸造成數人傷亡

  • 慘劇多次發生,怎麼解決?

從多起下水道爆炸的監控視頻畫面我們可以看出,有些孩子知道將鞭炮扔進窨井蓋是危險的,他們大多會在第一時間跑開,只有少數在爆炸發生時還愣在原地。作為家長,我們不僅要讓孩子意識到這樣做的危險性,同時還應該管教好孩子,嚴格約束他們的行為。即使是路人看到孩子們往下水道塞鞭炮,也應該及時制止。

孩子扔鞭砲後迅速跑開躲過一劫

孩子們永遠都有好奇心,他們常常意識不到後果的嚴重性。社區工作人員應該時常監測化糞池沼氣集聚的情況,廢水污物及時抽走、有害氣體及時排除。臨近春節期間是鞭炮銷售旺季,熊孩子出沒,我們更要防患於未然,避免悲劇發生。

千萬不要往下水道扔鞭炮