نیترات آمونیوم چیست و در چه شرایطی باعث انفجار می‌شود؟

انفجار بندر «شهید رجایی»، شش اردیبهشت ۱۴۰۴بی بی سی: ظهر روز شنبه شش اردیبهشت، انفجاری مهیب و مرگبار بندر «شهید رجایی»،‌ بزرگ‌ترین بندر صادراتی ایران، در غرب شهر بندرعباس در جنوب ایران را لرزاند. شعله‌های عظیم آتش که از کیلومترها دورتر دیده می‌شد، به سرعت موجی از نگرانی و گمانه‌زنی ایجاد کرد و دود نارنجی رنگی که پیش از این انفجار به هوا برخاسته بود،‌ نظریه‌های مختلفی را درباره دلیل این واقعه به میان کشید.

مقام‌های مسئول می‌گویند علت حادثه در دست بررسی است، اما بیش از هر چیز بر «سهل‌انگاری» و «اهمال و قصور جدی» به عنوان دلیل این حادثه تاکید کرده‌اند.

مسعود پزشکیان، رئیس جمهوری ایران هم از «نگهداری بلندمدت ۱۲۰ هزار تا ۱۴۰ هزار کانتینر» در این بندر و «وضعیت فعلی در مدیریت بنادر کشور» انتقاد کرده و وعده «بررسی دلایل وقوع حادثه و پیش‌بینی راهکارهای پیشگیرانه» را داده است.

شواهد اولیه انفجار، به ویژه مشاهده دود نارنجی‌، گمانه‌زنی‌ها درباره نقش ماده شیمیایی نیترات آمونیوم در این واقعه را تقویت کرده است.

آندریا سلا، استاد شیمی معدنی در دانشگاه کالج لندن، به بی‌بی‌سی فارسی گفت: «دیدن دود نارنجی‌رنگ و نوع آتش‌سوزی، نشانه‌هایی قوی از وجود ترکیبات نیتراته، به ویژه نیترات آمونیوم است. این ماده بارها در فجایع مشابه نقش داشته و رفتار آن برای ما آشناست.»

نیترات آمونیوم چیست، چرا می‌تواند تا این حد خطرناک باشد و آیا ارتباطی بین این ماده با تسلیحات یا تجهیزات نظامی وجود دارد؟
نیترات آمونیوم یک ترکیب شیمیایی با ساختار بلوری یا کریستالی استنیترات آمونیوم چیست؟
نیترات آمونیوم (Ammonium Nitrate) با فرمول شیمیایی NH₄NO₃ یک ترکیب شیمیایی با ساختار بلوری یا کریستالی است. این ماده در حالت عادی جامد و سفید (یا بی‌رنگ) است که به راحتی رطوبت هوا را جذب می‌کند و در آب حل می‌شود.

اصلی‌ترین کاربرد نیترات آمونیوم، استفاده از آن به عنوان کود نیتروژنی در کشاورزی است. این ماده یکی از موثرترین منابع برای رشد گیاهان به شمار می‌رود و در سطح جهانی در مقیاس وسیع تولید و مصرف می‌شود.

اما صیاد فرهادی، رئیس انجمن تولیدکنندگان کود شیمیایی ایران به خبرگزاری مهر گفت که نیترات آمونیوم «به دلیل خاصیت انفجاری که دارد در ایران اجازه استفاده در بخش کشاورزی را ندارد».

به گفته آقای فرهادی این ماده شیمیایی اجازه واردات ندارد و «مقدار ناچیزی هم که در داخل تولید می‌شود با نظارت وزارت دفاع است». او می‌گوید در ایران نیترات آمونیوم «بیشتر در بخش نظامی مورد استفاده قرار می‌گیرد و مقداری هم در بخش معادن مصرف می‌شود».

آندریا سلا می‌گوید اگر نیترات آمونیوم به درستی نگهداری نشود و در شرایط منجر به انفجار قرار بگیرد، می‌تواند فجایعی مانند انفجار بندر بیروت در سال ۲۰۲۰ را ایجاد کند که بیش از ۲۲۰ کشته به جا گذاشت.
نیترات آمونیوم چگونه باعث انفجار می‌شود؟
نیترات آمونیوم در شرایط عادی پایدار است و خاصیت انفجاری ندارد، اما در صورت قرار گرفتن در معرض گرمای شدید یا ترکیب شدن با مواد آلی حاوی کربن، می‌تواند به شدت مستعد انفجار شود.

فرآیند انفجار با تجزیه حرارتی این ماده آغاز می‌شود که منجر به آزاد شدن گازهای داغ و پرانرژی مانند نیتروژن، بخار آب و اکسیدهای نیتروژن می‌شود.

پروفسور سلا به بی‌بی‌سی گفت: «یکی از ویژگی‌های نیترات آمونیوم این است که نسبت به دمای بالا حساسیت دارد. زمانی که این ماده گرم می‌شود، ابتدا ذوب می‌شود و در صورت ادامه افزایش دما، شروع به تجزیه می‌کند. اگر این اتفاق در فضای بسته بیفتد، خطر انفجار به شکل قابل توجهی افزایش می‌یابد. همچنین نیترات آمونیوم تمایل زیادی به جذب رطوبت از هوا دارد که این موضوع در شرایط نامناسب، خطر آتش‌سوزی یا انفجار را افزایش دهد.»

دمای هوا در روز حادثه در بندرعباس ۴۲ درجه سانتی گراد گزارش شده بود. هر چند این میزان گرما نمی‌تواند نیترات آمونیوم را به دمای تجزیه حرارتی و انفجار ( بالای۲۱۰ درجه سانتی‌گراد) برساند، اما می‌تواند خطرات و پیامدهای غیرمستقیمی داشته باشد. به عنوان مثال رطوبت بالا باعث کلوخه شدن این ماده و سخت‌تر شدن شرایط نگهداری آن می‌شود و علاوه بر این دمای محیطی بالا می‌تواند واکنش‌های زنجیره‌ای و سرایت آتش‌سوزی را تسریع کند.

آقای سلا نتیجه‌گیری می‌کند که شواهد موجود، از جمله شدت و الگوی انفجار در بندر رجایی، تا حد زیادی با انفجارهای مرتبط با نیترات آمونیوم هماهنگی دارد. او می‌گوید انفجاری که «موج آن تا کیلومترها پیش رفته، شیشه‌ها را شکسته، آدم‌ها را پرتاب کرده و کانتینرها را نابود کرده، کاملا آشنا است و در گذشته هم رخ داده است».
نیترات آمونیوم در کشاورزی به عنوان کود استفاده می‌شودکاربردهای نیترات آمونیوم در صنعت و کشاورزی و تولیدات نظامی
نیترات آمونیوم بیش از هر چیز در کشاورزی به عنوان کود استفاده می‌شود، اما نقش آن در صنایع دیگر نیز پررنگ است.

در معادن و پروژه‌های عمرانی، نیترات آمونیوم به عنوان ماده اولیه تولید مواد منفجره صنعتی به کار می‌رود. این ترکیب به شکل گسترده‌ای برای انفجارهای کنترل‌شده و استخراج مواد معدنی استفاده می‌شود.

از سوی دیگر، به کارگیری نیترات آمونیوم گاه در پروژه‌های نظامی و تسلیحاتی نیز مطرح شده است. هرچند که طبق توضیح پروفسور سلا، نیترات آمونیوم به دلیل حساسیت به رطوبت و گرما، معمولا در سوخت‌های موشکی کاربرد اصلی ندارد. او می‌گوید: «در تولید سوخت‌های راکتی، ترجیح داده می‌شود از ترکیبات پایدارتر مانند آمونیوم پرکلرات استفاده شود.»
انفجار ۲۷۵۰ تن نیترات آمونیوم که سال‌ها بدون تدابیر ایمنی در بندر بیروت انبار شده بود، ۲۰۲۰پس از انفجار بندر رجایی، برخی گمانه‌زنی‌ها درباره احتمال ارتباط این حادثه با انبار مهمات یا مواد تسلیحاتی مطرح شد. بر اساس برخی گزارش‌ها، احتمال داده شده که در محل حادثه سوخت‌های موشکی یا مواد قابل انفجار نظامی انبار شده بود.

آقای سلا در این زمینه با احتیاط اظهار نظر می‌کند: «از دید علمی، دود نارنجی که در ویدیوها دیده می‌شود، بیشتر با نیترات آمونیوم تطابق دارد تا با موادی مثل پرکلرات سدیم یا پرکلرات آمونیوم.»

او توضیح می‌دهد که پرکلرات‌ها معمولا در سوخت موشک‌های نظامی کاربرد دارند و نشانه‌های خاص خود را دارند. به گفته‌ او «اگر پرکلرات‌ها عامل انفجار بودند، انتظار می‌رفت نشانه‌های متفاوتی در دود و شعله‌ها ببینیم.»

با این حال، بررسی دقیق‌تر محل انفجار، نمونه‌برداری از خاک و باقیمانده مواد می‌تواند مشخص کند که چه موادی دقیقا در این انفجار نقش داشته‌اند.چگونه می‌توان از فجایع مشابه جلوگیری کرد؟
با توجه به نقش اساسی نیترات آمونیوم در صنعت و کشاورزی و صنعت، حذف کامل آن ممکن نیست و به همین دلیل مدیریت و نگهداری ایمن آن اهمیت بسیاری پیدا می‌کند.

نگهداری ایمن و تفکیک مواد: نیترات آمونیوم باید در انبارهایی مقاوم در برابر آتش و رطوبت، با تهویه مناسب نگهداری شود. حجم مواد باید محدود و در واحدهای کوچک‌تر تفکیک شود تا از وقوع واکنش زنجیره‌ای در زمان آتش‌سوزی جلوگیری شود.

جلوگیری از تماس با مواد آتش‌زا: تماس نیترات آمونیوم با سوخت‌ها، روغن‌ها یا کودهای آلی می‌تواند خطر انفجار را به طرز چشمگیری افزایش دهد.

سیستم‌های پیشرفته اعلام و اطفاء حریق: انبارهای نیترات آمونیوم باید به سامانه‌های دقیق تشخیص آتش‌سوزی مجهز باشند تا بلافاصله در مراحل اولیه آتش، اقدام شود. مواد مورد استفاده برای خاموش کردن آتش باید متناسب با ویژگی‌های نیترات آمونیوم انتخاب شوند، زیرا برخی از آنها ممکن است آتش را تشدید کنند.

آموزش، نظارت و اجرای مقررات: تمام کارکنان مرتبط باید آموزش‌های تخصصی درباره حمل، نگهداری و واکنش اضطراری در برابر نیترات آمونیوم ببینند و انبارها باید تحت بازرسی‌های مستقل، دوره‌ای و سخت‌گیرانه قرار گیرند.