硬核科普 | 煙花雖美，小心有“炸”

正月里是新年，家家戶戶放鞭炮，這是我們已經(jīng)傳承了數(shù)百年的新春習(xí)俗。元宵佳節(jié)將至，煙花爆竹又成為了熱議的話題。

不過在最近這些年，尤其是今年這個春節(jié)，全國很多地區(qū)都加強了對鞭炮的管控，甚至對銷售、燃放鞭炮施以重罰，引起了不少爭議。反對的聲音認為，鞭炮、煙花都是過年必備的“氣氛組”，少了它們，年味越發(fā)淡了。贊同的人也有很理由，那就是每年總有一些人會因為放鞭炮而受傷，而且燃放鞭炮造成的污染也很驚人。

有意思的是，在春節(jié)期間，流傳了不少燃放鞭炮煙花的視頻，有人把原本放在地上燃放的煙花端在手上，斜沖著遠處發(fā)射，那架勢就像是端著加特林機槍一樣威武，更有甚者，把鞭炮放成了防空網(wǎng)。這些視頻讓正反雙方都有了更多理由，有人認為這更加烘托了年味，有些人則覺察出這其中的隱患。

（b站截圖）

所有的這些問題，都繞不開最基本的一點，那就是鞭炮煙花中發(fā)揮作用的核心材料。

眾所周知，黑火藥是古代中國的一項偉大發(fā)明，它最晚是在唐代出現(xiàn)，而在宋代時期，以黑火藥為擊發(fā)動力的槍炮，就已經(jīng)出現(xiàn)在實戰(zhàn)中了。

但是，這并不意味著鞭炮就能和機槍相提并論?，F(xiàn)代熱武器所用的擊發(fā)材料一般是炸藥，也就是諾貝爾在世時非常拿手的產(chǎn)品，他也因此賺到了足夠的收入，用其遺產(chǎn)設(shè)立了諾貝爾獎。

諾貝爾獎?wù)?/p>

從技術(shù)傳承而言，黑火藥可以稱得上是現(xiàn)代炸藥的“祖師爺”，它們發(fā)揮作用的原理是一致的。例如，經(jīng)典的黑火藥配方是一硫二硝三木炭，也就是硫磺、硝酸鉀和木炭按照摩爾比1:2:3的方式配合起來。這個反應(yīng)的過程，在化學(xué)教科書上也經(jīng)常會出現(xiàn)：

在實際過程中，因為配方的差異，這個方程式也會發(fā)生一些變化。但是不管怎么樣，它都含有還原劑（S和C）與氧化劑（KNO3），并且在受熱或受到撞擊時能夠發(fā)生激烈的反應(yīng)，并釋放出大量的氣體（SO2與CO）。

現(xiàn)代炸藥也是同樣的設(shè)計邏輯，比如諾貝爾把玩了一輩子的硝化甘油，它在發(fā)生反應(yīng)時的過程是這樣的：

硝化甘油既是氧化劑也是還原劑，所以它不需要添加其他配方成分，直接就可以發(fā)生反應(yīng)，并釋放大量氣體。

相比之下，硝化甘油的威力要遠大于黑火藥，我們只要簡單地看一下前后的反應(yīng)物數(shù)量，就可以發(fā)現(xiàn)，同樣量的硝化甘油可以釋放出更多的氣體，這一點在TNT（三硝基甲苯）、苦味酸（三硝基苯酚）等其他經(jīng)典炸藥中也很容易發(fā)現(xiàn)。所以，以黑火藥為基本材料的鞭炮，不可能和加特林機槍相比。實際上，也正因為此，鞭炮煙花才被允許生產(chǎn)加工和銷售。

但是，我們也很容易注意到，黑火藥的污染也要比現(xiàn)代炸藥大多了。由于現(xiàn)代炸藥的氧化劑部分是過剩的，所以在反應(yīng)過程中，碳會更徹底地轉(zhuǎn)化為二氧化碳，而在黑火藥中，碳卻只能轉(zhuǎn)化為劇毒的一氧化碳，同時硫磺的產(chǎn)物二氧化硫也是有毒氣體。并且，硝化甘油在爆炸反應(yīng)后，所有的物質(zhì)都變成了氣體，黑火藥卻還有氧化鉀這樣的粉塵出現(xiàn)。所以，從環(huán)境保護的角度來說，限制乃至一定程度上禁止燃放，的確是很有理由的。

更為重要的一點，是要確保燃放的安全性。

前面提到的諾貝爾，他的故事很多人都聽說過，特別是他的弟弟在一次爆炸事故中喪生，這也激發(fā)了諾貝爾一定要研制出安全炸藥的決心。然而，硝化甘油并沒有那么容易被馴服，諾貝爾在經(jīng)過大量的實驗之后，才最終發(fā)明了雷管這個安全裝置。

在鞭炮煙花中，引線也是類似的安全設(shè)計，但是它的安全性遠不及雷管。通俗一點說，在雷管沒有被引爆之前，現(xiàn)代炸藥可以做到加熱、碰撞甚至點火都不會引爆，而黑火藥在不通過引線點燃時，仍然可以起爆，只是相對困難。

這樣一來，無論是儲運還是使用，黑火藥的威力雖然不及炸藥，但是發(fā)生意外的可能性卻要更高，一旦存放量較大時，最終引起的破壞性后果也就不可小視了。

同樣在出現(xiàn)危險時，黑火藥也更加不可控，這是因為，現(xiàn)代炸藥之所以叫“炸藥”，而沒有沿用“火藥”的名稱，主要是因為炸藥幾乎只會爆炸而不會起火，但黑火藥卻不同，特別是煙火在設(shè)計時，還必須要讓它形成火焰，這樣才能激發(fā)其中的一些金屬離子，使其出現(xiàn)紅、綠、紫等各種顏色的火光。從效果來說，這確實可以拉滿浪漫值，此前還有熱播電視劇提到了藍色煙花，吸引了不少人關(guān)注。然而，正如電視劇中所說的這個案例，越是美麗，就越是危險，煙花在做得越來越燦爛的同時，隱患也在提升。盡管現(xiàn)在的生產(chǎn)技術(shù)可以將危險隱患壓制到最低，但是在燃放過程中，未燃盡的火星也還是很可怕的危險源。

如此一來，我們也就不難知道，把鞭炮煙花當做加特林機槍，這是很不合時宜的一種做法。盡管它的威力遠不如真正的加特林，但危險性卻要高得多，而這些危險產(chǎn)生的根源都是黑火藥這一配方的不可控性。

因此，理性看待新年燃放鞭炮的問題，還是要嚴禁在一些大中城市的人口密集區(qū)燃放；一些空氣流通條件不佳的地區(qū)，也不建議燃放，因其產(chǎn)生的廢氣不僅有污染，而且還有毒性；在允許燃放的地區(qū)，也應(yīng)按照操作要求燃放，不能為了吸引眼球，采用一些奇異的燃放方式，避免出現(xiàn)不必要的悲劇。