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根据相关媒体报道：5月20日上午9时许，武汉市洪山区康福路和楚康路交会处，地下发生爆炸，路面被掀起，有多人受伤。  事发时正在维修一个窨井，所以很有可能是窨井中的可燃气体被某种明火引爆，主要是沼气被引爆。 沼气是一种很常见的可燃性气体，主要成分是甲烷。 因为这种气体很容易见到，所以大家忽略了它的危险性，其实甲烷爆炸是非常厉害的。 武汉这次还好，没有造成人员生命损失。甲烷爆炸事故，英国前不久才发生一起。 2020年12月4日英国Avonmouth附近的Wessex Water污水处理厂发生甲烷爆炸事故，造成4人死亡。  类似的地下爆炸以前也发生过，春节期间，有些小朋友往窨井盖里扔鞭炮，引爆地下管道，甚至造成一条街坍塌。 》为什么没有炸药，沼气爆炸还有如此大的威力呢？实际上大家可能有点误解，炸药虽然名称里有一个炸字，单位重量爆炸时释放的总能量远不如沼气或者是液化石油气爆炸。 炸药爆炸，包括黑火药爆炸，都是自身的氧化还原反应，炸药本身要携带氧化剂，这需要消耗一部分的重量和体积。 比如说像黑火药里面，氧化剂是硝酸钾。 一公斤纯碳燃烧释放出的能量，比一公斤黑火药爆炸释放出的能量要大。 区别在于，火药、炸药的能量是在一瞬间释放出来的，而燃烧释放的能量是在较长的时间释放出来的。 甲烷的燃烧反应：CH4+2O2=2H2O+CO2。 如果把甲烷分散到空气中，和空气充分混合，就可以利用空气中的氧气形成瞬间的氧化还原反应。 这个能量比 TNT爆炸要大很多倍。 一公斤甲烷燃烧释放的能量是55.9兆焦。 一公斤TNT爆炸释放的能量4.2兆焦。 一公斤黑索金爆炸释放的能量5.2兆焦。 甲烷爆炸、粉尘爆炸之所以会造成非常惨烈的状况，就是因为释放的总能量非常可观。  除此以外，类似甲烷和液化石油气这样的气体爆炸，还会形成大范围的超压。 》超压。在军事上用这个原理，制成云爆弹，云爆弹里面装了可燃气体。 炸弹投放到目标上空，先产生一个小规模的爆炸，把可燃气体分散到空气中，然后再次点燃燃料和空气的混合物，就会形成非常强大的毁伤效果，大范围的摧毁未加固的建筑物。  云爆弹虽然有如此大的能量，但并不是所有的目标都适用，针对不同的目标的毁伤效果是不一样的。 这里就要区别能量、质量和速度三者之间的关系。 根据能量守恒定律，能量等于1/2的质量乘以速度的平方。 摧毁土木工程、建筑这样的大体积大质量物体，需要用降低爆炸速度的方法换取质量增加。 沼气爆炸产生的膨胀气体的速度不如炸药高，但是能量推动更大范围的气体膨胀，在大面积上形成超压。 超压的意思就是超过一个大气压的压强。因为在正常的情况下内外压是平衡的，所以我们感觉不到一个大气压的威力。 实际上，一个大气压如果放大到大面积上力量是非常大的。 一个大气压是每平方厘米一公斤的压强，作用在一平方米上力量就达到10吨。直径两米的下水管道内部产生一个大气压的超压，就足以掀起整个街道。  炸药的高爆速，只有对付像坦克、装甲车这样坚固的目标的时候才是最有效的。 一颗155毫米的榴弹炮，里面的装药也仅仅只有8公斤多。而8公斤的沼气就相当于10颗155毫米口径的榴弹。 由此可见，沼气的爆炸威力有多大。 》沼气爆炸有一定的条件。当甲烷在空气中的浓度超过5.5%的时候，同时又有明火点燃，甲烷就会爆炸。 在窨井、下水道里堆积的甲烷，都是甲烷细菌的产物。 甲烷细菌是一种厌氧菌，很容易在这种阴暗的缺氧的环境中大量繁殖。 产甲烷细菌有甲烷杆菌、甲烷八叠球菌、甲烷球菌和甲烷螺旋菌。产甲烷细菌广泛存在于自然界。污泥、污水和牛羊的瘤胃中有大量的甲烷菌。  这种厌氧细菌是地球上最古老的生命形式之一，它们在光合作用的绿色植物出现之前就已经进化了很久。一些产甲烷细菌已经适应了极端环境，甲烷球菌的最适生长温度为85℃。 这些细菌是大自然中分解有机物，产生生物循环的必不可少因素，所以不可能从自然界消失。 城市每天都会产生大量的有机物垃圾被冲入下水道，在甲烷细菌的作用下，甲烷会源源不断的产生。 甲烷存在于下水道中，只能被监测，不可能消除。 》沼气的爆炸潜力到底有多大？根据国外的相关研究资料，城市每产生1万吨垃圾，其中的有机质被甲烷细菌分解，就会制造出12.8吨甲烷。  我国城市的人均垃圾产生量为1公斤每天。2019年武汉市的人口为1211万，每天就会产生12,000吨的垃圾。这些垃圾会制造出15.4吨甲烷，爆炸会产生203吨TNT当量的威力。 武汉城市垃圾一年产生的甲烷积攒在一起爆炸，威力相当于5颗广岛原子弹。 所以，千万不要往下水道里面扔烟头，每一个充满甲烷的下水道都是一个云爆弹。 |
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