ベイルートの大爆発を引き起こした「硝酸アンモニウム」とは？

レバノンの首都・ベイルートで現地時間2020年8月4日(火)に発生した大規模な爆発事故は、倉庫に保管されていた「硝酸アンモニウム」が原因によるものだとみられています。この「硝酸アンモニウム」とは一体どのような物質なのか、科学系メディアのThe Conversationが情報をまとめています。

What is ammonium nitrate, the chemical that exploded in Beirut?
https://theconversation.com/what-is-ammonium-nitrate-the-chemical-that-exploded-in-beirut-143979

8月4日にベイルートで発生した爆発事故は、港にクレーターができるほど大規模な被害を引き起こしました。爆発が起きた倉庫では2014年頃から約2700トンもの硝酸アンモニウムが保管されており、これが爆発の原因になったと考えられています。爆発の様子を捉えたムービーや爆発が起きた場所に関する情報などは、以下の記事にまとめられています。

レバノンの首都・ベイルートの港湾地区で爆発事故、10km離れた地点でも被害が発生 - GIGAZINE

レバノンのハッサン・ディアブ首相は、ベイルートで起きた爆発の原因は倉庫に貯蔵された約2700トンの硝酸アンモニウムであると語っています。硝酸アンモニウムの化学式は「NH₄NO₃」。多孔質で顆粒状の「プリル」として生産されており、世界で最も広く使用されている肥料のひとつでもあります。硝酸アンモニウムは燃料油と混合することで、鉱業用爆薬の主成分としても使用されるのですが、硝酸アンモニウムが爆発事故を引き起こすことは非常にまれです。しかし、今回のベイルートでの爆発事故では「この非常に珍しい事例が起きた」ということのようです。

硝酸アンモニウムは単体では燃えることはなく、他の物質の燃焼を加速できる酸素源として機能します。燃焼には酸素が必要となりますが、硝酸アンモニウムは周りの空気よりもはるかに濃縮された酸素を供給することが可能です。そのため、硝酸アンモニウムは石油や他の燃料と混合することで爆薬となり、採掘などに使用されます。

しかし、十分に高い温度では硝酸アンモニウム自体が激しく分解してしまう可能性があります。硝酸アンモニウムが分解すると、窒素酸化物や水蒸気などのガスが発生してしまうのですが、これらのガスが急速に発生することで、爆発そのものを引き起こすケースもあるとのこと。

ベイルートで起きた爆発の原因はハッキリしていませんが、当該倉庫では外壁補修のための溶接工事が行われていたとのことで、この工事で発生した火花や火災が一因となった可能性があります。

ただし、火が硝酸アンモニウムの爆発を誘発することは比較的困難で、爆発が起きるには「硝酸アンモニウムが保管されている場所に火が閉じ込められている必要がある」とのこと。

The Conversationは「6年間にわたり2700トンもの硝酸アンモニウムが適切な安全管理なしに倉庫に保管されていたと報じられており、これはほぼ間違いなく今回の壊滅的な爆発事故を引き起こしたことに何かしら関連したでしょう」と指摘。

さらに、硝酸アンモニウムの爆発は二酸化窒素などの窒素酸化物を大量に生成する点を指摘。実際に爆発のあと立ち込めるオレンジ色の煙を捉えた映像が公開されており、The Conversationはこのオレンジ色の煙が二酸化窒素であると指摘しています。

Strong explosion rocks Beirut | AFP - YouTube

二酸化窒素は都市の汚染された大気に含まれる物質で、呼吸器系に刺激を与える可能性がある物質です。そのため、今回の爆発で二酸化窒素が大量に空気中に放出されたことは、呼吸器疾患を患う人にとって特に大きな懸念になるとThe Conversationは指摘しています。また、爆発で生じた煙は自然に消散するまで周辺住民に健康上のリスクをもたらし、天候によっては消散に数日かかる可能性があるとのことです。

The Conversationは「オーストラリアでは主に鉱業に使用するために大量の硝酸アンモニウムを製造・輸入しています。硝酸アンモニウムはアンモニアガスを液体硝酸と組み合わせることで作り出されます。その硝酸アンモニウムはオーストラリアでは危険物に分類されており、使用におけるすべての側面が厳しく規制されています。オーストラリアでは何十年もの間、重大な事故を起こすことなく硝酸アンモニウムを製造・保管・使用してきました。ベイルートで起きた爆発はオーストラリアの規制がいかに重要であるかを示しています」と記し、厳格な管理が硝酸アンモニウムには必要であると訴えています。