Dusičnan amonný, který způsobil obrovský výbuch v Bejrútu, za dobu svého využívání přímo zapříčinil už tisíce úmrtí. O několik řádů více životů však zachránil. Výbuch měl sílu odpovídající explozi až 2 000 tun TNT. Výsledný kráter s průměrem kolem 100 m byl téměř 20 m hluboký. Ve 30 km vzdáleném městě byl zastaven provoz na ulicích, do doby, než se podařilo uklidit vrstvu vysypaného skla z oken a výloh. Ještě 75 km od epicentra tlaková vlna poškodila fasády a rozbíjela některá okna. V místech, kde byly příhodné meteorologické podmínky, byla exploze slyšet na 300 km. 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 (NH4NO3), pouze s tím rozdílem, že v daném případě byl smíchaný půl napůl se síranem amonným [(NH4)2SO4]. 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 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 % (stačilo cca 55–60 %), vedlo k tomu, že odstřel 21. září skončil jinak než zhruba 20 tisíc odstřelů provedených ve stejném provozu před ním. Rychle po sobě pak následovaly dvě exploze, které zabily každého v okruhu zhruba 100 m (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 %. 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 fyzikálních vlastností (tedy vůbec ne chemického složení) v důsledku vedla k tomu, že směs ochotněji explodovala. Bez provedení zkoušek byla tragédie zřejmě nevyhnutelná.
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 v podle nich bezpečné vzdálenosti od lodi. V 9.12 přišla první exploze, která způsobila zhruba 4 m 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. Exploze také poškodila nedaleko kotvící loď High Flyer, která kromě síry vezla také dalších zhruba 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. 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. Byť je NH4NO3 poměrně těžké přivést k „výbuchu“, možné to je. Za vhodných podmínek se začne překotně rozkládat na plynné složky, což vede k detonaci. Jde o základní vlastnost této látky, ovšem riziko takové události lze výrazně snížit. V Oppau snižovala riziko přítomnost síranu amonného, a to natolik účinně, že i během katastrofy v září 1921 nakonec detonovala pouze desetina uloženého NH4NO3. Dnes se NH4NO3 dodává pro zemědělské účely granulovaný, přičemž granule jsou pokryty povlakem mletého CaCO3, aby se neslévaly, a potlačila se tak náchylnost k explozi. Pokud ovšem dojde k zanedbání či chybě, ani to nestačí. V Bejrútu například mohlo (to je pouze odhad) během dlouhých let skladování v nevhodném a vlhkém prostředí dojít k degradaci a poškození obalů, k částečnému rozpuštění zrn a vytvoření větších shluků, které jsou k detonaci náchylnější. Riziko je ovšem zanedbatelné ve srovnání s přínosy.
Jídlo ze vzduchu
Člověkem syntetizované sloučeniny dusíku nás všechny živí. Dusíkatá hnojiva, z nichž právě dusičnan amonný je nejdůležitější, zajišťují pro lidstvo podle odhadů třetinu až polovinu stravy. Dusíkatá hnojiva změnila moderního člověka doslova na atomární úrovni. Podle některých odhadů až 80 % atomů dusíku v těle obyvatel vyspělých zemí prošlo procesem, kterým se získává dusík z atmosféry, tzv. Haberovým-Boschovým procesem. Reakce, při které atmosférický dusík reaguje za vysokých tlaků a teplot s vodíkem za vzniku čpavku, představuje jednu z největších, nejdůležitějších, přesto 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 nich nejdůležitější je právě dusičnan amonný. 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. Problém do jisté míry pomohla překonat v druhé polovině 19. století průmyslová těžba velkých sedimentů „chilského ledku“ (dusičnanu sodného, NaNo3), známého guána, tedy pozůstatků ptačího trusu. Kvůli této v té době cenné surovině vypuklo na jihoamerickém kontinentu několik menších 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 rychlý 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 jej 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. 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 % celkové úrodné plochy všech kontinentů se využívá k pěstování zemědělských plodin. (Celkem zemědělství využívá cca 51 % 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. /jj/
