Výbuch měl sílu odpovídající jednomu až dvěma tisícům tun TNT. Výsledný kráter byl téměř 20 metrů hluboký s průměrem kolem 100 metrů. Ve 30 kilometrů vzdáleném městě byl zastaven provoz na ulicích, dokud se neuklidila vrstva vysypaného skla z oken a výloh. Ještě 75 kilometrů od epicentra tlaková vlna poškodila fasády a rozbíjela některá okna. V místech, kde byly příhodné meteorologické podmínky, byla exploze slyšet na 300 kilometrů.
To není popis výbuchu, který se odehrál na začátku srpna 2020 v Bejrútu, ale události, od které letos uplyne 99 let. V půl osmé ráno 21. září roku 1921 totiž vybuchlo silo obsahující zhruba 4 500 tun hnojiv v německém městečku Oppau a exploze způsobila rozsahem velmi podobné škody jako letos. Explodovala jen malá část, podle odhadů desetina z celkového množství uskladněného materiálu, přesto z trosek chemického závodu, kde k výbuchu došlo, a z blízkých domů bylo nakonec vyneseno 561 obětí.
Stejně jako v Bejrútu, i v případě Oppau došlo k explozi ledku, tedy dusičnanu amonného (s tím rozdílem, že v daném případě byl smíchaný půl napůl se síranem amonným). Ač je to neuvěřitelné, v Oppau nešlo ani tak o zanedbání bezpečnosti – dělníci, kteří výbuch způsobili, postupovali podle tehdejších předpisů. Přestože šli na ledek s výbušninami.
Směs obou hnojiv se totiž skladovala ve velkém silu volně. Dusičnan amonný velmi ochotně vstřebává vlhkost, a to v součinnosti s vahou nashromážděného materiálu vedlo tomu, že se měnil v pevnou, sádře podobnou hmotu. Ta se často musela odkopávat krumpáči. Pokud na to nebyl čas nebo byla vrstva příliš silná, odstřelovala se malými náložemi.
Nebyl to výmysl samotných pracovníků, tento postup se v roce 1919 ověřoval i experimentálně a byl shledán bezpečným. Ovšem zřejmě malé technologické změny provedené ve výrobě během roku 1921 (snížení vlhkosti směsi i její hustoty) či vytvoření „kapes“ s obsahem dusičnanu amonného vyšším než 50 procent (stačilo cca 55-60 procent), vedlo k tomu, že odstřel 21. září skončil jinak než zhruba 20 tisíc odstřelů provedených ve stejném provozu před ním.
Kráter vytvořený po výbuchu v Oppau 21. září 1921
Poničené domy v obci Oppau po výbuchu z 21. září 1921
Rychle po sobě pak následovaly dvě exploze, které zabily každého v okruhu zhruba sto metrů (a další ve větší vzdálenosti nepřímo v důsledku kolapsu budov atp.) Kromě oněch 561 mrtvých bylo zhruba dva tisíce lidí zraněno a 7 500 přišlo o domov. Nedaleká malá obec Oppau byla zničena z 80 procent.
Vina byla jednoznačně na straně firmy. Jen o několik měsíců dříve zahynulo 19 lidí při odstřelování „usedlého“ hnojiva v německém Kriewaldu - to mělo zafungovat jako varování. Další chybou bylo, že se v roce 1921 neprovedly bezpečnostní testy upravené směsi. Jak se později zjistilo, i malá změna jejich fyzikální vlastností (tedy vůbec ne chemického složení) v důsledku vedla k tomu, že směs ochotněji explodovala. Bez provedení zkoušek byla tragédie zřejmě nevyhnutelná.
Část zraněných zaměstnanců firmy BASF po výbuchu v Oppau v roce 1921. Všimněte si, že podobně jako v jiných případech jich řada má zranění v obličeji, která způsobily nejčastěji střepy z okenních skel vyražených tlakovou vlnou.
Smrt přihlížejících
Oppau je jedním z největších nejaderných výbuchů v dějinách lidstva (byť ne nejničivějším), ale rozhodně není jedinou tragédií spjatou právě s dusičnanem amonným. O necelých 30 let později zabil například výbuch hnojiva dokonce 581 lidí v přístavu v americkém Texas City. Řada z nich za smrtí přišla sama.
Dne 16. dubna 1947 brzy ráno zaznamenala posádka lodi Grandcamp kouř v nákladovém prostoru. Loď převážela celkem 2 300 tun dusičnanu amonného, a její kapitán se v první chvíli obával, že intenzivní hašení by mohlo jeho náklad poškodit. Po prvních polovičatých pokusech o uhašení nechal prostor uzavřít a oheň neúspěšně uhasit lodní párou - což ovšem nemělo velkou naději na úspěch, protože z dusičnanu amonného se uvolňoval dostatek kyslíku na to, aby požár mohl pokračovat.
Na místo byli přivoláni hasiči, z otevřených poklopů lodi se začal valit oranžový kouř, typický znak přítomnosti oxidu dusičitého. Právě ten přilákal stovky přihlížejících, kteří se shromáždili podle nich v bezpečné vzdálenosti od lodi.
V 9:12 přišla první exploze, která způsobila zhruba čtyři metry vysokou vlnu, do vzduchu vymrštila celou řadu „šrapnelů“ všeho druhu a okamžitě usmrtila podle všeho několik set lidí. Přežil například jen jeden z 28 dobrovolných hasičů, kteří k ohni přijeli. Těla zhruba stovky obětí se nikdy nepodařilo najít.
Parkoviště v Texas City vzdálené zhruba 400 metrů od epicentra výbuchu
Jedna z lodí poškozená výbuchem v Texas City tři dny po výbuchu
Exploze také poškodila nedaleko kotvící loď High Flyer, která kromě síry vezla také zhruba dalších tisíc tun dusičnanu amonného. I ten začal hořet a o čtyři hodiny později loď explodovala, což způsobilo smrt nejméně dalších dvou lidí. Druhý výbuch také rozpoutal další vlnu požárů, která postihla mnoho staveb, jež byly zprvu ušetřeny.
Oppau a Texas City byly rozsahem výjimečné katastrofy, ale seznam neštěstí, ve kterých dusičnan amonný sehrál centrální roli, je podstatně delší:
| Datum | Lokalita | Stát | Firma | Druh | Množství dusičnanu amonného (v tunách, pokud není uvedeno jinak) | Počet mrtvých | Počet zraněných |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 26. 7. 1921 | Knurów | Polsko | - | Vlak | 30 | 19 | - |
| 21. 9. 1921 | Oppau | Německo | BASF | Závod | 450 | 561 | 1952 |
| 1. 3. 1924 | Nixon, New Jersey | USA | Nixon Nitration Works | Závod | 18 | 100 | - |
| 5. 8. 1940 | Miramas | Francie | - | Závod | 240 | - | - |
| 29. 4. 1942 | Tessenderlo | Belgie | - | Závod | 15 | 189 | 900 |
| 16. 4. 1947 | Texas City, Texas | USA | Grandcamp | Loď | 2300 | 581 | 3500 |
| 28. 4. 1947 | Brest | Francie | Ocean Liberty | Loď | 3000 | 26 | 5000 |
| 7. 8. 1959 | Rosenburg, Oregon | USA | Pacific Powder Company | Nákladní auto | 4.5 | 14 | 12 |
| 17. 12. 1960 | Traskwood, Arkansas | USA | - | Vlak | 3 vozy | 0 | - |
| 30. 8. 1972 | Taroom, Queensland | Austrálie | - | Nákladní auto | 18,5 | 3 | - |
| 29. 11. 1988 | Kansas City, Missouri | USA | - | Nákladní auto | 23 | 6 | - |
| 30. 8. 1972 | Taroom, Queensland | Austrálie | - | Nákladní auto | 18,5 | 3 | - |
| 29. 11. 1988 | Kansas City, Missouri | USA | - | Nákladní auto | 23 | 6 | - |
| 2. 8. 1994 | Porgera Valley | Papua Nová Guinea | Porgera, zlatý důl | Důl | - | 11 | - |
| 13. 12. 1994 | Port Neal, Iowa | USA | Terra International, Inc. | Závod | 5700 | 4 | 18 |
| 6. 1. 1998 | Sing-pching, Ša-an-si | Čína | Sing-chua, výrobce hnojiv | Závod | 27,6 | 22 | 56 |
| 21. 9. 2001 | Toulouse | Francie | AZF | Závod | 300 - 400 | 30 | 2500 |
| 2. 10. 2003 | Sain Romain en Jarez | Francie | - | Farma | 3 - 5 | 0 | 23 |
| 4. 3. 2004 | Barracas | Španělsko | - | Nákladní auto | 25 | 2 | 5 |
| 22. 4. 2004 | Ryongchŏn | Severní Korea | - | Nákladní vlak | 162 | 160 (odhad Červeného kříže) | - |
| 24. 5. 2004 | Mihăileşti, Buzău | Rumunsko | - | Nákladní auto | 20 | 18 | 13 |
| 10. 9. 2007 | Monclova, Coahuila | Mexiko | - | Nákladní auto | 22 | 37 | 240 |
| 17. 4. 2013 | West, Texas | USA | West, výrobce hnojiv | Závod | 28 - 34 | 15 | - |
Zdroj: Kateřina Urubková, „Havárie při přípravě hnojiv“, 2014
I přes (do značné míry úspěšnou) snahu počet podobných událostí snížit a jejich následky zmírnit, je dusičnan amonný evidentně nebezpečnou látkou. Riziko spojené s jeho užíváním nikdy zcela nezmizí, zvláště vzhledem k tomu, v jakých objemech ho stále používáme. Dá se sice výrazně snížit dodržováním zásad bezpečnosti, ale těžko zmizí zcela. Tak proč „ledek“ stále používáme?
Jídlo ze vzduchu
Odpověď je zcela jednoduchá: uměle vyrobené sloučeniny dusíku nás všechny živí. Podobné globální odhady jsou vždy zajištěny jistou mírou nejistoty, ale dusíkatá hnojiva, z nichž právě dusičnan amonný je nejdůležitější, v podstatě zajišťují třetinu až polovinu stravy pro lidstvo.
Dusíkatá hnojiva změnila moderního člověka doslova na atomární úrovni. Podle některých odhadů až 80 procent atomů dusíku v těle obyvatel vyspělých zemí prošla procesem, kterým se získává dusík z atmosféry, tzv. Haberovým-Boschovým procesem. Reakce, při které atmosférický dusík reaguje za vysokých tlaků a teplot s vodíkem a vzniká čpavek, představuje jednu z největších, nejdůležitějších a přitom stále v podstatě velmi málo známých inovací 20. století.
Historie procesu je přitom úzce a pevně spjata s Oppau, které se stalo před 99 lety místem průmyslové katastrofy, jejímž popisem jsme text zahájili. Právě v závodě Badische Anilin und Soda Fabrik (BASF) v německém Ludwigshafenu (Oppau je dnes jeho součástí) se začal poprvé využívat v praxi.
Tým kolem Carla Bosche tehdy dovedl do průmyslové podoby proces, s jehož pomocí bylo možné za tlaku řádově stovek atmosfér a teplot kolem 600 °C získat z atmosféry jinak prakticky nedobytný dusík. Výsledkem byl čpavek, který se pak používal nejprve především na výrobu výbušnin, po konci první světové války pak ve stále větší míře na výrobu umělých hnojiv. Z nichž nejdůležitější je právě dusičnan amonný.
Vlastenec a pacifista. Fritz Haber a Albert Einstein na schodišti Haberova ústavu, cca 1914
Bosch s kolegy upravili pro průmyslové nasazení postup, který vyvinul Fritz Haber, jeden z největších chemiků 20. století. Bosch a spol. našli například levnější katalyzátory, rozběhli proces ve velkých objemech atp., ale v jádru šlo o reakci, která se rozběhla v Haberově laboratoři poprvé úspěšně v roce 1909, a to po dlouhých letech bádání.
Získat dusík přímo z atmosféry se Haber snažil nejméně od roku 1903, a nebyl v tom zdaleka sám. Chemici i agronomové si uvědomovali, že nedostatek dusíkatých hnojiv je jedním z hlavních faktorů omezujících růst zemědělských plodin.
Pomohl uživit svět a dusil vojáky v zákopechJméno Fritze Habera může sloužit jako symbol dvojího použití vědy. Na počátku 20. století nalezl způsob, jak štěpit vzdušný dusík, čímž otevřel cestu nejen k neomezené výrobě hnojiv, a tím i potravin, ale také výbušnin. Za války se stal „otcem chemických zbraní“. Považoval je za způsob, jak ukončit krvavou zákopovou válku.  Fritz Haber (2. zleva) při přípravě dělostřeleckých granátů plněných chemickými bojovými látkami, kolem roku 1917 |
Problém do jisté míry pomohla překonat v druhé polovině 19. století průmyslová těžba velkých sedimentů ptačího trusu, tedy známého guána. To se stalo strategickou surovinou do té míry, že kvůli němu vypuklo na jihoamerickém kontinentu několik menší válek. Spojené státy mají dodnes platný zákon („Guano Islands Act“), který nabádá občany a ozbrojené síly USA k zabrání jakéhokoliv neosídleného ostrova s výskytem této suroviny – a prezidentovi dává pravomoc nasadit americké ozbrojené síly k jejich obraně.
Proces získávání dusíku z atmosféry učinil válkám o ptačí trus poměrně rychle konec – ovšem i tak má na svědomí řadu životů, a to nejen při nehodách. Jde totiž o téměř ukázkový případ technologie „dvojího použití“. Díky Haberovu-Boschovu procesu dokázalo císařské Německo udržet výrobu munice navzdory spojenecké blokádě. Ledek na výrobu střelného prachu nemuselo dovážet z Chile (které jeho zásoby získalo v Peru během jedné války o jeho zásoby guána), a mohlo si je vyrábět samo. (Dnes se například dusíkatá hnojiva nemohou prodávat v Afghánistánu a částech Pákistánu, protože opakovaně sloužila k výrobě výbušnin tamním bojovníkům.)
Hospodářský rozvrat po první světové válce a pak druhá světová válka nasazení technologie tzv. „fixace“ dusíku ze vzduchu pro výrobu hnojiv výrazně zpomalily, ale nakonec byly jedním za základů poválečné „zelené revoluce“, která pomohla do značné míry vyřešit potravinový problém lidstva.
Výroba čpavku ve světě mezi lety 1940 a 2007 (v tisících tun). Čpavek se vyrábí v největší míře pomocí Haberova-Boschova procesu.
Do značné míry právě díky dusíkatým hnojivům (kromě toho také pesticidům, výnosnějším odrůdám atd.) lidstvo dokáže vyrábět dostatek potravin z relativně malé plochy světové půdy – pouze zhruba 10 procent celkové úrodné plochy všech kontinentů se využívá k pěstování zemědělských plodin. (Celkem zemědělství využívá cca 51 procent úrodné plochy kontinentů, ale většina zemědělské plochy připadá na chov hospodářských zvířat.)
Odhady se shodují v tom, že kdybychom neuměli získávat dusík z atmosféry a vyrábět tedy dusičnan amonný, využívaná plocha by musela být nejméně třikrát větší. A je otázkou, kolik by nás v takovém případě na naší planetě vůbec bylo.
Není divu, že riziko výbuchu, byť třeba tak silného, jaký jsme viděli v Bejrútu, ke konci využívání „ledku“ nepovede, dokud za něj nebude minimálně stejně dobrá náhrada - které je ovšem v nedohlednu.
Neznamená to, že jsme bezmocní. V Oppau (samozřejmě nevědomky) firma provedla technologické úpravy, které vedly ke zvýšení rizika výbuchu, ale stejně tak se dají provést kroky, které riziko velmi výrazně snižují. Ve vyspělých zemích v zemědělství nepoužívá dusičnan amonný v čisté formě, ale jako mnohem bezpečnější směs s vápencem či dolomitem. A riziko pak ještě dále sníží ta zřejmě nejnudnější věc na světě: dodržování bezpečnostních předpisů a pravidel vzniklých na základě našich zhruba století dlouhých a někdy třaskavých zkušeností s látkou, která živí polovinu světa.
Oprava: Článek nepřesně uváděl, že výbuch v Oppau měl sílu ekvivalentu jedné až dvou tun TNT. Správně mělo být kilotun.
Aktualizace: Rozšířili jsme poslední odstavec, abychom poskytli čtenářům přesnější představu o opatřeních, která mohou explozím dusičnanu amonného zabránit a o tom, do jaké míry snižuji riziko podobných událostí.
