Čtvrtek 1. října 2020, svátek má Igor
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Čtvrtek 1. října 2020 Igor

Dusičnan amonný zabíjel mnohokrát. Ovšem mnohem více životů zachránil

aktualizováno  10:04
Výbuch v Bejrútu nebyl ani zdaleka jediným případem, kdy dusičnan amonný způsobil katastrofu. Některé z nich byly rozsahem podobné a ztrátami na životech ještě horší. Jeho přínosy však nad rizikem výrazně převyšují.

Pohled na areál továrny v Oppau se zhruba stometrovým kráterem po skladu hnojiv | foto: Scientific American (volné dílo)

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

Kráter vytvořený po výbuchu v Oppau 21. září 1921

Poničené domy v obci Oppau po výbuchu z 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...

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

Parkoviště v Texas City vzdálené zhruba 400 metrů od epicentra výbuchu

Jedna z lodí poškozená explozí v Texas City tři dny po 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:

Velké historické havárie spojené s explozí dusičnanu amonného (ledku)
Datum Lokalita Stát Firma Druh Množství dusičnanu amonného (v tunách, pokud není uvedeno jinak) Počet mrtvých Počet zraněných
26. 7. 1921 Knurów Polsko -Vlak 3019-
21. 9. 1921 Oppau NěmeckoBASF Závod 4505611952
1. 3. 1924 Nixon, New Jersey USA Nixon Nitration Works Závod 18100-
5. 8. 1940 Miramas Francie -Závod 240--
29. 4. 1942 Tessenderlo Belgie -Závod 15189900
16. 4. 1947 Texas City, Texas USA Grandcamp Loď 23005813500
28. 4. 1947 Brest Francie Ocean Liberty Loď 3000265000
7. 8. 1959 Rosenburg, Oregon USA Pacific Powder Company Nákladní auto 4.51412
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 236-
30. 8. 1972 Taroom, Queensland Austrálie -Nákladní auto 18,5 3-
29. 11. 1988 Kansas City, Missouri USA -Nákladní auto 236-
2. 8. 1994 Porgera Valley Papua Nová Guinea Porgera, zlatý důl Důl -11-
13. 12. 1994 Port Neal, Iowa USA Terra International, Inc. Závod 5700418
6. 1. 1998 Sing-pching, Ša-an-siČínaSing-chua, výrobce hnojiv  Závod 27,6 2256
21. 9. 2001 Toulouse Francie AZF Závod 300 - 400 302500
2. 10. 2003 Sain Romain en Jarez Francie -Farma 3 - 5 023
4. 3. 2004 Barracas Španělsko-Nákladní auto 2525
22. 4. 2004 Ryongchŏn Severní Korea -Nákladní vlak 162160 (odhad Červeného kříže)
-
24. 5. 2004 Mihăileşti, Buzău Rumunsko-Nákladní auto 201813
10. 9. 2007 Monclova, Coahuila Mexiko -Nákladní auto 2237240
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...

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 zákopech

Jméno 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...

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...

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.

  • Nejčtenější

Překvapivé simulace: Roušky a respirátory chrání lépe, než byste řekli

Jak pomáhá ochrana obličeje zastavit šíření epidemie? Lépe, než by se na první pohled zdálo. Lidé totiž často...

KOMENTÁŘ: Za kostku cukru se necháme sledovat, ale z eRoušky se panikaří

Aplikaci eRouška si zatím nainstalovalo přes 400 000 lidí. Je pro mne nepochopitelné, proč to číslo není o nulu delší....

Exponenciální růst mate i experty. Vyzkoušejte si, čím je tak nebezpečný

S nárůstem infekcí covid-19 se v Česku znovu mluví o exponenciálním růstu. A řada lidí – včetně expertů – toto spojení...

Je to taghle zprávňe? Skotská wikipedie má neuvěřitelný problém

Poněkud přeexponovaný vtípek nešťastně snaživého grafomana, nebo rafinovaná ukázka kulturního vandalismu? Případ...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Krize leteckého průmyslu. Letadla končí ve šrotu, levné letenky zdraží

Letecký průmysl má za sebou mnoho těžkých období, vždycky z nich však nakonec vyšel efektivnější a silnější. Současná...

Nebezpečná místa Česka: pražské hlavní nádraží. Třicet let zde vládne podsvětí

Premium Reportéři MF DNES mapují místa, která podle statistik nejsou výjimečně nebezpečná. Ve skutečnosti jde o no-go zóny,...

Felák, flexit nebo chillovat. Slovník dnešní mládeže uvádí rodiče do rozpaků

Premium Ač to možná ani netušíte, nejspíš i kolem vás denně chodí shiperky, které flexí s teniskami nebo iPhonem, díky čemuž...

Už nebudu kandidovat, odejdu z politiky, říká exministr Adam Vojtěch

Premium Jsem odolný, ale už toho bylo hodně, vysvětluje svůj odchod exministr. Babiš ho podle něj trochu čekal. V rozhovoru pro...

  • Další z rubriky

OBRAZEM: Starý, žravý, ale spolehlivý. AČR se loučí s tahounem Jak-40

Jedinou vyloženě slabou stránkou sovětského Jaku-40 je vysoká spotřeba paliva. Potom už následují jen samá pozitiva:...

Rakety, které nás mají dostat na Mars, už skáčou. Ale přistávají nakřivo

Nezaměnitelné ocelové nové prototypy kosmických lodí společnosti SpaceX za sebou mají první malé „skoky“.

Musk slibuje levnější baterii bez přehřívání. Změnil jí kontakty

Velké plány má Elon Musk a automobilka Tesla, kterou založil. Se svým týmem se snaží zlevnit a zefektivnit bateriová...

Krize leteckého průmyslu. Letadla končí ve šrotu, levné letenky zdraží

Letecký průmysl má za sebou mnoho těžkých období, vždycky z nich však nakonec vyšel efektivnější a silnější. Současná...

Herec Petr Čtvrtníček se nakazil koronavirem, leží v nemocnici na JIP

Herec Petr Čtvrtníček (56) skončil kvůli covidu-19 v nemocnici. Minulý týden měl pozitivní testy, a když se mu...

Chci se více věnovat ženě, v plánu je i založení rodiny, říká Adam Vojtěch

Bývalý ministr zdravotnictví Adam Vojtěch (33) se po odchodu z funkce těší na chvilky strávené s přáteli a s manželkou...

Čtvrtníček z nemocnice vtipkuje. Mluví o dýchání i pohlavní nemoci

Herec Petr Čtvrtníček (56) sice kvůli těžšímu průběhu covidu-19 musel do nemocnice, humor ho ovšem neopouští. Svým...

Na Tinderu jsem se nestačila divit, popisuje redaktorka seznamování

Seznamovací aplikace využívá devětapadesát procent Čechů. A to už je dost na to, aby nám dokázaly pěkně zamíchat...

Překvapivé simulace: Roušky a respirátory chrání lépe, než byste řekli

Jak pomáhá ochrana obličeje zastavit šíření epidemie? Lépe, než by se na první pohled zdálo. Lidé totiž často...