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【当代矿工】2022-377卷-2期 Mar 17, 2022

科 教

带刺的玫瑰

烟花燃放为什么绚丽多彩

焰火的原料主要是黑色火药,黑色火药在燃烧时,能放出大量的热和光;另外,原料里还掺入了各种发光剂,这些物质燃烧时,会呈现五颜六色。硝酸钠会发出黄光,硫酸铜会发出蓝光,铝粉、铝镁合金会发出白光,硝酸锶会发出红光……为了使焰火色彩更加艳丽,火药燃烧得更彻底,工人师傅在火药中还要掺入硝酸钾、镁粉等。它们受热分解后,能释放出大量的氧气来助燃。焰火点燃后,会立即发生剧烈的化学反应,骤然间火药的体积猛胀1000多倍,并突然炸开,构成多种多样的形状,千姿百态,绚烂多彩。

在燃烧过程中,不同的元素会表现出不同颜色的光,元素所表现出来的这一现象称为焰色反应。经常做饭的朋友可能有过这样的经历,炒菜的时候向菜锅里加食盐,一不小心手歪了,食盐洒到了锅外面被火点燃,这时食盐颗粒就会瞬间出现一个亮黄色的小火苗,烟花也是这样,只不过它点燃的不是食盐,而是一些别的金属或金属盐。对于这种金属或金属化合物被点燃时会放出不同颜色火光的现象,就是化学里面最基础的焰色反应。钠离子黄色,铜离子蓝色,钡离子黄绿色,锶离子猩红色。而镁铝在燃烧的时候会放出很强的光,能使黑暗的夜空变得更明亮。还有很多元素都有它自己独特的颜色。产生焰色反应的原因是因为这些金属的原子结构不同,我们都知道原子是由原子核和电子组成的,平时这些电子的能量都不高,他们都安分守己的待在自己该待的地方,专业说法是“电子处于基态”,也就是最基本能量的状态,而当这些金属原子遇到火之后,最外层的电子就吸收了大量的能量,此时它们就像精力过剩的小孩一般,离开了基态,跃迁到了能量较高的地方(离子在受热的时候外层电子发生跃迁),称为“激发态”,但这些小电子还是有想回到基态的欲望,那吸收的这些能量怎么办?只好以电磁波的形式释放出去了。不同原子的电子有着不同能量的基态和激发态,从激发态回到基态释放的能量也就不同,这就导致了它们产生的电磁波的波长不同,这种不同波长的电磁波表现在生活中,不同的能级跃迁也就释放出不一样的可见光,就是不同颜色的光了。当我们把这些元素按照不同比例装进烟花中,点燃之后天空就会盛开出不同颜色的花朵了。

燃放烟花爆竹的危害

引起火灾

特别是在城区,建筑越来越高,人口相对密集,高空烟花等的燃放极易引发火灾,直接危害人民群众的生命财产安全。每年春节全国因燃放烟花爆竹而引起的火灾有数千起,引起大楼着火,更或是引发森林火灾。

安全隐患

燃放烟花爆竹容易造成人员伤亡,根据各医院的诊疗报告,每年春节期间都是烟花爆竹致伤的高发期,大多都是炸伤脸部、眼睛,炸断手指等,甚至死亡。

噪声污染

除夕夜燃放烟花爆竹产生的爆炸声连绵不断,如雷贯耳,吵的人年三十之夜往往难以入眠。燃放鞭炮地区的噪声高达135分贝,远远超过人的听觉范围和耐受限度。在夜间人们所能接受的噪音不得超过45分贝,也就相当于蛙鸣声。而高强度的噪音对患有脑血管、心脏病等疾病的病人来说有十分严重的危害。我国几乎每年都有因放鞭炮,造成听力受到严重损伤、爆炸性耳聋、听觉迟钝的事例。它不仅会损害我们的听力,还会损害人的心血管系统。

环境污染

燃放烟花爆竹会产生大量二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等有害气体,这些有毒有害气体是无形的“杀手”,当硝烟弥漫时,使人引起气管炎等呼吸系统疾病,在空气中形成的酸雨,造成森林死亡,农作物减产或死亡。燃放烟花爆竹产生的金属氯化物的粉末和有害气体,会使空气重度污染,PM2.5严重超标至数十倍,使雾霾加重。燃放烟花爆竹产生的粉末和残留物含有砷(砒霜的主要成分),经雨水冲刷流入下水道污染河流,造成鱼虾死亡、甚至绝迹。

垃圾成山

把宝贵的资源(纸张、化工原料)都燃放掉,使大街小巷遍地狼藉,燃放烟花爆竹产生的大量垃圾给环卫工人带来了严重的负担。以北京为例,据报道,北京2012年除夕夜出动23000余人次,清理烟花爆竹残屑等废弃物1423吨,动用近百辆清运车辆,环卫工人无法与家人团聚,劳累至极,不得休息。

烟花爆竹燃放对PM2.5浓度水平的影响

工业和交通是雾霾天气和PM2.5爆表的主要原因,但烟花爆竹的“贡献”也不可忽视!在雾霾日益加重的大环境下,烟花爆竹的燃放就好比压倒骆驼的最后一根稻草。

2018-2020年春节期间石家庄市PM2.5组分变化和占比

2018-2020年春节期间保定市PM2.5组分变化和占比

2018-2020年春节期间北京市PM2.5组分变化和占比

通过分析空气质量的变化趋势,发现PM2.5、PM10及SO2浓度在烟花爆竹燃放时段(除夕夜间至初一上午)会快速增长且趋势基本一致;而NO2、CO、O3浓度变化不明显。为降低PM2.5浓度受夜间气象因素的影响,我们选取PM2.5与CO比值作为春节期间烟花爆竹燃放的特征性指标(因为CO更稳定,NO2和O3易发生化学反应),评估烟花爆竹集中燃放对PM2.5的贡献。结果显示,对于北京、石家庄、保定等城市,在除夕夜间至初一上午,烟花爆竹对PM2.5污染的贡献总体在50%~70%左右,最高可达80%。

从PM2.5组分上也能反映出烟花爆竹燃放对空气质量的影响。烟花爆竹燃放会产生大量的氯离子、钾离子、镁离子等,这些物质可以作为烟花爆竹的示踪组分。PM2.5组分实时监测结果显示,在除夕夜间至初一凌晨,京津冀地区典型城市(北京、石家庄和保定)PM2.5中氯离子、钾离子、镁离子浓度和占比均明显上升,这进一步说明了由于烟花爆竹的集中燃放导致PM2.5浓度迅速升高,空气质量迅速转差。

(数据来源:中国环境监测总站,制图:中国环境科学研究院)

2017-2020年春节期间北京、石家庄、保定市的PM2.5和烟花燃放贡献小时变化

被烟花爆竹炸伤如何急救

烟花爆竹炸伤,除了普通的创伤还有爆炸时热能释放导致的烧灼伤。通常情况下,我们可根据伤情不同做正对性处置。

1.皮肤破损

处置:用干净的敷料覆盖伤口。

原因:皮肤是人体重要的免疫屏障,皮肤破损后外界的细菌很容易入侵导致感染。

作用:隔绝外界,防止感染。

2.皮肤烧灼伤

处置:立即用冷水冲洗受伤部位,通常要冲洗超过15分钟,直到疼痛减轻为止。然后用干净的纱布,棉垫或者毛巾等覆盖伤口。

原因:烧灼伤后深层组织会有持续的热损伤,皮肤破损有感染风险。

作用:冷水冲洗可以立即降温,减轻热损伤,同时可以清洗伤口,减轻疼痛。敷料覆盖可防止感染。

3.伤口流血

处置:用干净的敷料覆盖伤口,用力加压止血。

原因:出血是外伤第一大死因,止血也是外伤处置的首要任务。作用:防止感染的同时止血。

4.骨折

处置:找一个坚硬的外物固定支撑骨折两端。

原因:骨折断端可能会非常锋利,如果没有妥善固定,在搬运时会损伤周围软组织。

作用:固定骨折端,防止二次损伤。

有两种特殊的外伤需要单独指出。

1.断指

烟花爆竹爆炸最容易伤到手,如果爆炸威力巨大,则可能会直接将手指炸断。

处置:手指断端包扎止血,断指用纱布包好,再用塑料袋包裹防水,在塑料袋的外面放置冰块。不能用水,更不能用酒精或碘伏直接浸泡断指。

原因:断指在6-8小时内可再植,所以断指要妥善保存,但是直接浸泡会加速断指坏死。

作用:低温环境保存能降低断指的细胞代谢,延长再植存活的时间窗。

2.眼睛炸伤

处置:用干净的纱布覆盖即可,不能用水冲洗,更不能揉捏眼睛。

原因:眼外伤通常会导致眼球破裂,眼球破裂时用水冲洗或用手揉捏可能会将眼球内的“零件”冲洗出来,也有可能将脏东西冲进眼球内。

作用:覆盖伤口可防止感染。

危险提示

如有出血,可用干净纱布或毛巾用力压迫止血并尽快送往医院;出血量大且无法止血时,可用皮筋或布条扎住出血部位的上方,抬高患肢,尽快送往医院。止血带应每15分钟松开一次,以免患肢缺血坏死。

不要在受伤皮肤上涂抹牙膏、酱油或有颜色的药水等,不要自行穿刺、挑破皮肤创面的水疱或将疱皮撕脱。

不要在眼睛被炸伤后,立即用水冲洗,这样可能会造成眼部化学灼伤。

不要在眼部受伤后,用手揉眼睛,伤口受压会使眼部伤口扩大,甚至造成眼内结构损伤。

如果有肢体分离,一定要将断端一并送往医院,切勿遗失。

眼睛被炸伤时,除了尽快送往医院,还可小心清除眼部污物及沙石。如眼睛局部肿胀、疼痛但无皮肤开放伤口,可用干净冷毛巾湿敷。如有小的异物飞入眼内,可轻闭双眼或稍眨眼,让浅表的异物随泪水流出。

“冷烟花”是烟花爆竹吗

随着这几年烟花禁燃禁放工作不断推进,一些“冷烟花”披着“生日烟火”“仙女棒”的外衣悄然兴起,备受热捧。这些“冷烟花”安全吗?

什么是“冷烟花”?

“冷烟花”又称冷光烟花,是烟花爆竹产品中的一种。由于燃放时,火焰(火花)喷出后,温度迅速降低,距喷射口20厘米处,温度降至约80℃,距喷射口50厘米处,温度降至约40℃,所以俗称冷光烟花。

“冷烟花”属于易燃易爆危险品吗?

“冷烟花”作为烟花爆竹,其属于易燃易爆危险品的基本属性并未改变。

燃放此类产品时,喷射口处的温度高达700-800℃,仍然可以灼伤人体,引燃易燃物。

“冷烟花”是否被纳入烟花爆竹管理有关规定?

在生产、经营、储存、燃放“冷烟花”时,仍要严格遵守有关烟花爆竹安全管理的各项规定。生产、经营、运输“冷烟花”时也必须取得相应烟花爆竹安全许可。

如何安全燃放“冷烟花”?

燃放“冷烟花”时应采取对烟花爆竹产品普遍适用的安全措施,严禁在室内以及任何禁止燃放烟花爆竹的场所燃放。

严禁故意将冷光烟花火焰接触任何物品,严防不正确的燃放方式引发火灾等事故。

燃放“钢丝棉”危险性有多大?

近期网络上出现了一种称为“钢丝棉”的物品,系直接点燃金属细丝,其火焰(火花)温度极高,可达2000℃以上。该物品无任何烟火药(氧化剂)成分,不属于烟花爆竹,更不是“冷烟花”。燃放该物品危险性极高,大家一定不要购买、燃放此类危险物品,以免造成人身伤害和火灾事故,影响社会公共安全。

安全小贴士

1.选择合法的销售网点购买烟花爆竹。购买时应选购外观整洁、无霉变、完整未变形的产品,产品标志应完整、清晰,有正规的厂名、厂址、有提示语、中文说明等。

2.选择室外空旷平坦、无障碍的地方燃放。严禁在繁华街道、剧院等人员密集的公共场所和山林、有电的设施下以及靠近易燃易爆物品的地方进行燃放;不要在楼群和阳台上燃放。不要向人群、车辆、建筑物抛掷点燃的烟花爆竹;不要从建筑物内、屋顶、阳台向外抛掷烟花爆竹。

3.燃放烟花前应仔细阅读产品说明,严格按照说明方法燃放。

4.明确点火部位,采用烟或香点,侧身点燃后,要迅速离开至25米以外的安全距离观看。

5.燃放过程中如出现熄火等异常情况,千万不要再次点火,也不要马上靠近探查,更不要翻动烟花爆竹,须等15分钟后再进行灌水处理。

6.燃放时,将烟花直立并平放在坚实、平整的地面上,且要注意按“向上”标准摆放。

7.尽量不要手持燃放。确需手持燃放时,只能用手指掐住筒体尾端,底部不要朝掌心,点火后,将手臂伸直,烟花火口朝上,尾部朝地,对空发射。

8.严禁酒后燃放。未成年人燃放烟花爆竹应当由其监护人或其他成年人陪同看护。

9.避免孩子把烟花爆竹当作玩具,用来与其他小朋友打闹;不要尝试危险玩法,比如将小鞭炮扔入井盖、在玻璃容器里放鞭炮等;尽量不要手持燃放烟花爆竹。

 
 
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