최근 쓰촨 다시 한 아이가 우물 뚜껑에 폭죽을 던져 폭발을 일으키고 우물 뚜껑이 폭파되었다. 장면이 아슬아슬했지만 다행히 다친 사람은 없었다.
비슷한 사고가 발생한 것은 이번이 처음이 아니다. 사실, 아이들이 폭죽을 터뜨려 하수도가 폭발하는 상황이 매년 몇 차례 발생하고, 어떤 아이들은 중상을 입었고, 어떤 아이들은 목숨을 잃었습니다.
많은 사람들이 폭발이 메탄이라는 것을 알고 있다. 메탄가스는 가연성 가스의 혼합물이다. 그 중 약 70% 는 메탄으로 공기 중에 연소할 수 있는 청정 에너지원으로 인정받고 있기 때문이다.
메탄 분자는 1 개의 탄소 원자와 4 개의 수소 원자로 구성되어 있다. 그것이 타 오르면 공기 중의 산소와 반응하여 물과 이산화탄소를 생성하고 대량의 열을 방출한다.
CH? +2 O? 공동? +2 H? O+ 열
일반적으로, 우리가 공기 중의 메탄에 불을 붙일 때, 연소는 두 기체 접촉면의 한 얇은 층에서만 발생한다. 그러나 메탄과 공기가 비례하여 섞이면 상황이 변한다. 화학반응이 순식간에 완료되고, 열이 순식간에 방출되고, 기체가 심하게 팽창한다. 이것이 바로 우리가 흔히 말하는 폭발이다.
바이오가스는 주로 미생물 분해와 발효 유기물에 의해 발생하는데, 그 주성분은 메탄과 이산화탄소, 그리고 소량의 질소, 수소, 미량의 황화수소와 산소이다. 메탄은 무색무취이고, 메탄가스의 냄새는 주로 황화수소로 인한 것이다.
동네에 주의를 기울이면 바닥에 둥근 주철 맨홀 뚜껑이 많이 있고, 전력선 수리의 입구도 있고, 빗물 배수의 우물도 있고,' 오수' 나' 오물' 이 적혀 있는데, 보통 정화조의 맨홀 뚜껑이다. 많은 사람들이 사는 동네의 경우, 지하에 거대한 정화조가 있는데, 이는 주민 수에 따라 건설된다. 정화조의 설계에는 규정된 기준이 있다. 고층 건물에 1 ,000 명이 있다면, 그 아래의 정화조 용적은 적어도 250 입방미터가 되어야 한다.
정화조에는 대량의 배설물이 수집되어 세균이 혐기성 환경에서 천천히 분해된다. 한 달이 넘는 발효 후 고체 배설물이 침전되고 액체가 두 번 여과된 후 하수관을 통해 흐릅니다. 정화조는 일반적으로 폐쇄적인 공간이기 때문에 미생물이 발효 과정에서 생성하는 대량의 메탄가스가 정화조의 위쪽 공간에 모여 위쪽 배수관에서 들어오는 공기와 위험한 혼합가스를 형성한다.
모든 정화조가 화성을 만나면 폭발하는 것은 아니다. 우리 태양계 외곽에는 천왕성이라는 거대한 행성이 있는데, 그 안에는 가연성 메탄과 수소가 가득 차 있지만, 그 위에 1 톤의 폭죽을 던져도 폭발하지 않을 것이다. 산소가 없기 때문이다.
수소에 비해 메탄의 폭발 농도 범위는 매우 좁다. 공기 중에 5%~ 15% 의 메탄가스가 섞여 화성을 만나면 폭발하고, 낮아도 안 된다.
250 입방미터의 정화조에는 폐수와 배설물의 절반이 들어 있고 125 입방미터의 혼합 공기가 있는데, 그중에는 15% 의 메탄이 들어 있다면 18.75 입방미터의 메탄가스를 얻을 수 있다. 10 입방미터의 메탄이 폭발반응에 관여한다고 가정하면, 그것의 폭발당량을 계산해 봅시다.
표준 대기압과 25 C 에서 1 입방미터 메탄의 질량은 약 0.657kg 이며, 정화조의 메탄은 6.57kg 에서 폭발한다. 메탄의 연소열은 55.5MJ/kg 로, 6.57 kg 메탄이 폭발할 때 365 mj 의 에너지를 발생시킨다.
1 kg TNT 다이너마이트 폭발로 인한 에너지는 약 4. 184 MJ 이므로 이 정화조가 폭발하면 87 kg TNT 다이너마이트에 해당한다!
위 계산에 따르면 정화조 용량이 10 배로 줄어든다고 해도 폭발력은 적어도 8kg 의 TNT 당량에 해당하기 때문에 수십 킬로그램의 주철 뚜껑을 수십 미터 높이로 던져도 문제가 되지 않는다.
또 다른 메탄 폭발 사고의 CCTV 에서 볼 수 있듯이, 한 소녀가 우물 뚜껑의 작은 구멍에 폭죽을 쑤셔 도로 전체를 폭파시키고, 3 명이 중상을 입었고, 1 어린이 한 명이 불행하게도 사망했기 때문이다. 교훈은 극도로 비통하다!
많은 하수도 폭발의 CCTV 영상에서 볼 수 있듯이, 어떤 아이들은 우물 뚜껑에 폭죽을 던지는 것이 위험하다는 것을 알고 있다. 대부분 첫 시간에 도망가고, 폭발이 발생했을 때 아직 제자리에 있는 사람은 소수에 불과하다. 부모로서, 자녀는 그렇게 하는 것의 위험성을 깨닫게 해야 할 뿐만 아니라, 아이를 징계하고, 아이의 행동을 엄격히 단속해야 한다. 행인이 어린아이가 하수구에 폭죽을 쑤시는 것을 보아도 제때에 제지해야 한다.
아이들은 항상 궁금해서 결과의 심각성을 의식하지 못하는 경우가 많다. 지역사회 직원들은 정화조의 바이오가스 축적을 자주 감시하고, 폐수 오물을 제때에 빼내고, 유해 가스를 제때 제거해야 한다. 설은 폭죽 판매 성수기인데, 곰 해자가 또 우리를 감싸고 있으니, 비극을 피하기 위해 미리 쐐기를 박아야 한다.
# 아이들은 폭죽을 하수구에 던져 우물 뚜껑을 폭파했다 #