煤气臭味的起源:一场至少295人丧生的学校爆炸案

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  煤气是什么味?当然是臭的,是闻到一丝都让人感到恐惧的气味。可是无论天然气还是煤气,它们主要的可燃成分根本没有任何味道。

  相信有不少人已经知道煤气里这种臭鸡蛋味其实是来自于人为添加的化学物质,我们称之为“加臭剂”。

  但你或许不知道,让“加臭剂”走上历史舞台的源头,是一场导致至少295人死亡的可怕爆炸案——1937年美国德克萨斯州新伦敦学校天然气爆炸事件。

  

  在德州,“富得流油”从来不是一句玩笑话。德克萨斯州拥有全美最丰富的石油与天然气资源。20世纪初,油井的发现将德州带入工业社会,也带来了许多新兴都市(Boomtown)。

  即使是在30年代美国经济大萧条时期,油井的发现也促进了德州东部城市的繁荣。也是这样的石油热潮,使得拉斯克县得以在1934年投入近100万美元建造了当时全国乃至全世界最土豪的乡村学校之一——新伦敦学校(包括小学和中学)。

  

  爆炸前的新伦敦学校

  1937年3月18日下午,新伦敦学校的孩子们为来校的家长和访客表演舞蹈。准备第二天在亨德森市的学术与体育比赛。而一年级到四年级的学生早早离校,他们离开不过几分钟,就听到从学校方向传来的一阵闷雷般巨响。

  15时17分,突如其来的爆炸掀翻了学校的屋顶,伴随着喷涌的大火,屋顶炸飞后又砸向所有在屋下的人。猛烈的冲击波震碎了新伦敦学校高中部的大楼,将废渣抛至一公里之外。爆炸甚至将一块2吨重的混凝土板抛出几十米,砸毁了一辆1936年的雪佛兰。整个高中几乎都坍塌了!

  

  

  爆炸之猛烈超乎所有人的想象

  巨大的爆炸带来的伤亡亦是前所未有的。空气急速膨胀产生的巨大压力是造成人员伤亡的主要原因。废墟中到处都是孩子的尸体,有的肢体残缺,有的面目全非,有的根本不成人形。医院和教堂挤满了伤亡的孩子,殡仪馆外排着大量的汽车,学校附近以及附近的奥弗顿和亨德森设立了临时停尸房。

  

  停尸房里死去的孩子

  爆炸发生后,救援工作立即展开。德克萨斯州以及路易斯安那州附近的数百名医生和护士乘坐飞机、火车和汽车赶来救助;爆炸影响到六公里之外,东德克萨斯的1000多名石油工人赶来帮助救援与灭火;美国红十字会在政府的号召下,也迅速动员展开救助行动。

  

  悲痛欲绝的家长们在废墟中寻找自己的孩子,几近歇斯底里。多数的尸体被爆炸撕碎或者烧毁,以致难以辨认。

  他们一遍一遍地在废墟里寻找自己的孩子,努力回忆孩子衣着的细节来辨认,每排除一具尸体心里同时多了一分恐慌和侥幸,要么孩子幸免于难,要么死无全尸。

  也有家长试图徒手挖砖砾来找自己的孩子。而因为提早放学免于灾难的小学生也恳求救援人员帮忙找回自己的兄弟姐妹。

  

  由于多数遇难者的尸体并不完整,加上很多认领尸体的家长在辨认出自己孩子破碎的躯体之后直接放进了车里,所以难以统计确切的遇难人数。官方给出的295人死亡数据是最保守的,根据当地报纸的报道,有的预估死亡人数甚至达到650人之多。

  

  校监W.C.肖的儿子萨姆也在此次爆炸中丧生,而爆炸发生时,肖刚离开校园几百米的距离。时任美国总统罗斯福在听到爆炸的消息时表达对其感到震惊,甚至连当年正任德国总理的希特勒也发来电报慰问。为了纪念在爆炸中的遇难者,1939年德克萨斯州建立了一座32英尺高的花岗岩纪念碑,也希望世人铭记这场事故。

  那么是什么造成了如此严重的爆炸事故呢?有报道称,在残骸中发现了几根未爆炸的雷管,后来相关人员解释说,这枚炸弹两周前被放置在一个壁橱里,此前部分炸药被用于建设足球场的爆破,所以与本次事故无关。

  几经调查最后才发现,此次爆炸事故的引爆地点是电动木材车间,当时一位教员启动砂光机打算进行修理工作,电火花引爆了积聚在学校地下室及墙体中的天然气。

  

  学校建成初期,从联合天然气公司购买天然气以满足其能源需求,月花费约300美元。为节省资金,1937年初,校董事会取消了与联合天然气公司的合同,转而通过接入艾德汽油公司的废气管道,输送汽油精炼厂生产的“废”天然气以满足学校的供暖需求。

  这种“废”天然气也被称为套管头天然气,是包含液态烃类的湿气,比普通天然气含有更多杂质且不稳定,被石油公司认为是废气,一般会被点燃消耗殆尽。学校的这种做法虽然没有得到石油公司的明确授权,但是这种做法在当地是普遍存在的。

  

  虽然学校的天然气源不太正规,但是天然气管道安装错误导致破损泄漏才是最根本的原因。可是退一步来说,水管会爆天然气管也会漏,漏水肉眼可见但漏气却难以被发现,亦是值得反思的。

  天然气的主要成分为甲烷,甲烷无色无味,当空气中甲烷浓度处于4.9%~16%之间时,遇明火则可发生爆炸。但浓度低于4.9%时因可燃物不足不会发生燃烧,而当浓度高于16%时,因为氧气缺乏,甲烷不会爆炸但可以安静燃烧,这就是所谓的爆炸极限。其中9.5%左右浓度的甲烷遇火发生的爆炸最为剧烈。

  甲烷对人基本无毒,即使不遇明火,但当空气中甲烷达25%-30%时,会因为氧含量不足引起头痛、头晕、乏力等症状,严重时则可导致人致窒息死亡。

  灾难过后,为了避免类似的惨案再度发生,德克萨斯州通过了一项新的法律,要求必须将天然气与臭味气体混合,以便在气体泄漏时能够及时被人察觉。这种臭味气体,就是“加臭剂”。紧接着美国其他州也相继要求在燃气中加入加臭剂。

  当时加臭剂的研究是由雪佛龙菲利普斯化工(CP化工)公司的特殊化学品部门负责的。加臭剂的选择有诸多要求,比如人类对其气味应当十分敏感,否则当天然气积聚到一定程度才会被人的嗅觉感知,仍然起不到预警作用。

  另外加臭剂还应满足对人体无毒害,对天然气也是要友好,不能影响天然气本身的作用等各种要求。经过多年研究,CP化工发现,硫醇类是用于使天然气带有气味的最佳化学物质,用于作加臭剂的一般为乙硫醇。

  

  值得一提的是,乙硫醇是2000年版吉尼斯世界纪录中收录的最臭的物质。形象地说,空气中仅含五百亿分之一时,其臭味就可嗅到。除了硫醇家族,四氢噻吩(THT)和其他的一些有机硫化物也常常被用作加臭剂。

  同样的,另外一种无色无味但是泄露后同样会带来安全隐患的煤气,也被要求进行加臭处理。煤气的主要成分是氢气和一氧化碳。煤气泄露,除了爆炸的威胁外,更需要人们提防的是一氧化碳中毒。

  氢气与空气混合的爆炸极限为4%~75%,一氧化碳与空气混合的爆炸极限为12.5%~80%,但是当一氧化碳浓度达到0.08%时,就能使成年人昏迷,远远低于爆炸极限的下限。所以煤气泄漏引发的爆炸事件少有耳闻,反而“煤气中毒”这一词出现的频率很高。

  一氧化碳比氧气更容易与血红蛋白结合,从而抑制红细胞的携氧能力,造成组织缺氧。当一氧化碳浓度达到一定程度时,会导致人缺氧昏迷。煤气泄漏时,若当事人没有及时察觉到,很容易因为吸入大量的一氧化碳而麻痹头脑。所以煤气主要是通过一氧化碳对居民造成威胁的,煤气中毒也成了一氧化碳中毒的代名词。

  一氧化碳中毒者体表呈粉红色

  煤气的加臭剂与天然气的加臭剂其实没有明确的区分,加臭剂也一般泛指燃气的加臭剂。不同加臭剂的选择是受不同的燃气系统、添味设备以及不同地区居民习惯决定的。有趣的是,在美国,人们对硫醇比较敏感,而在欧洲,四氢噻吩的味道更容易被识别。相较于乙硫醇,四氢噻吩因为具有化学性质稳定、抗氧化性强 、添加量少等优点,20世纪90年代中期开始被普遍用作加臭。

  那么加臭剂的含量该如何确定呢?一般认为,加入加臭剂后,无毒气体泄漏到空气中,达到爆炸下限的20%浓度时,应能被人察觉;有毒气体泄漏到空气中,达到人体允许的有害浓度之前能被察觉。

  

  然而加臭剂并不总是安分的,有的时候也会“害人”。2014年12月17日傍晚,广州市南沙区留东村村民闻到一股强烈的“煤气味”。本以为是自家的煤气泄露了,开窗通风时发现外面更臭。数百名村民进行了紧急疏散。

  后来调查发现,臭味来源于村旁的一个大型燃气站,是因为施工时管道内留存的“加臭剂”挥发。虽然气味很臭令人感到不适,有些人甚至出现了恶心、干呕症状,但是加臭剂本身是无毒无害的,最终只是虚惊一场。

  无论是四氢噻吩,还是乙硫醇,都是含有硫元素的。也就是说,这些加臭剂对环境并不是完全无害的,人们也开始探索对环境友好的新型无硫加臭剂。

  随着加臭剂的出现,以及近年逐渐普及的烟雾燃气报警器,燃气变得更加安全。希望你读完这个故事再次闻到煤气味的时候,能想起这场几乎被遗忘了的爆炸案,时刻牢记燃气安全。

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