干冰:隐藏在低温下的“危险精灵”

冬雪云海 2024-12-23 18:48:22
干冰是何方神圣?

干冰,并非普通的冰,而是固态的二氧化碳,其分子式为 。它通常呈现为白色固体,模样似冰雪,在常温常压下,会直接从固态升华为气态二氧化碳,而不会经历液态阶段,这也是它被称为 “干冰” 的缘由。其升华温度约为 - 78.5℃,在此过程中,固态干冰吸收热量,直接转变为气态二氧化碳,周围环境温度也会随之降低。干冰的密度约为 1.56g/cm³,具有面心立方晶格。常见的干冰形状有块状、丸状、粉末状、片状、颗粒状等,不同形状的干冰在各领域有着不同的用途。例如,块状干冰常用于冷藏和运输物品,粉末状干冰可用于制作干冰炮弹、烟雾效果和清洁工业设备等。

干冰的形成过程较为特殊。在工业生产中,一般是先将二氧化碳气体加压冷却至液态,然后在低压环境下,使液态二氧化碳迅速凝固,从而得到干冰。早在 1823 年,英国科学家法拉第和笛彼首次将二氧化碳液化,1834 年德国科学家奇洛列成功制出固体二氧化碳,但当时仅用于研究。直到 1925 年,美国设立干冰股份有限公司,干冰才开始被大规模工业生产,并逐渐应用于各个领域。

干冰在众多行业中都发挥着重要作用。在食品行业,它常被用作制冷剂,用于冷冻冷藏食品,如龙虾、蟹、鱼翅等海产品,能保持食品的新鲜度,且不会像水冰那样融化产生水渍,还能为葡萄酒、鸡尾酒或饮料增添烟雾缭绕的视觉效果,提升饮品的趣味性;在娱乐领域,干冰可制造出如梦如幻的人工烟雾,在舞台、剧场、影视、婚庆、庆典等场合营造出浪漫、神秘的氛围;在清洗行业,干冰清洗技术可有效清除食品加工设备表面的积炭结焦,轮船发动机工作舱、机械和电器设备的污垢,汽车制造行业中的旧漆膜及密封胶等,且具有减少停工时间、提高工作效率、无残留无污染、杀菌消毒等诸多优点;在美容领域,干冰被皮肤科医生用于治疗青春痘,其冷冻治疗的方式能减少皮肤发炎,降低青春痘疤痕产生的几率;在冷藏运输方面,干冰可用于低温冷冻医疗用途以及血浆、疫苗等特殊药品的低温运输,还能保障电子低温材料、精密元器件等的长短途运输安全。

干冰的 “致命三连击”爆炸危机

干冰在常温常压下会直接从固态升华为气态二氧化碳,其膨胀系数较大,约为 800 - 1000 倍。在密闭容器中使用干冰时,由于干冰升华产生的二氧化碳气体无法逸出,会导致容器内压力急剧上升。当压力超过容器的承受极限时,就会引发爆炸。例如,曾有小孩将干冰放入玻璃瓶并盖上盖子,随后玻璃瓶炸裂,玻璃碎片四散,造成了严重的伤害。还有在 2014 年,消防人员进行的实验中,将干冰放入塑料瓶并盖上盖子,无论是未加水的对照组还是加了水的实验组,塑料瓶均发生了爆炸。未加水的塑料瓶在 15 分钟时,瓶中的气体冲开瓶盖发出巨响,瓶盖被炸飞;加水的 550 毫升塑料瓶在约 10 秒后就出现震耳欲聋的爆炸声,塑料瓶和干冰四处飞溅,瓶盖不见踪影。此外,将干冰放入冰箱也是非常危险的行为。因为冰箱冷冻室的温度在 -4℃至 -24℃之间,远高于干冰的升华温度 -78.5℃,干冰会在冰箱内持续升华产生大量二氧化碳气体,使冰箱内部压力过大,从而引发爆炸。

窒息陷阱

干冰升华后会形成大量的二氧化碳气体。在通风不良的环境中,二氧化碳气体会迅速积聚,导致空气中氧气浓度降低。当氧气浓度降至一定程度时,人就会出现呼吸困难、头晕、乏力等症状,严重时甚至会引发窒息死亡。如河南省平顶山市曾发生一起轻型厢式冷藏货车车厢内窒息亡人事故。厢式冷藏车驾驶员让 10 名女工搭乘装有包装牛肉且箱内放有干冰的冷藏车,干冰升华成二氧化碳气体后,在狭小的车厢空间(推算为 3.32 立方米)内迅速积聚,致使车厢内氧气浓度很快降低至可导致人体窒息死亡的极限浓度(4% - 6%),8 名女工在密闭车厢内滞留 17 分钟,最终因缺氧窒息死亡。又如上海街头一男子开车时突然喘不过气,原因是其车辆后备箱中装了用干冰冷藏的一箱冷饮,干冰挥发使他在密闭车厢里吸入了过量二氧化碳,所幸救援及时,才未发生更严重的后果。

冻伤隐患

干冰的温度极低,约为 -78.5℃。人体皮肤若直接接触干冰,短时间内就会被低温冻伤。冻伤的程度会因接触时间的长短和接触面积的大小而有所不同,可能出现皮肤发红、疼痛、肿胀、水疱等症状,严重的甚至会导致皮肤组织坏死、溃烂,且冻伤后的伤口恢复较为困难。比如 2018 年 9 月,江苏南京市民吉小姐在打开雪月饼(冰淇淋月饼)盒子时,里面的干冰掉落在身上,致使大腿、臀部等处严重冻伤。

安全使用干冰秘籍

干冰虽用途广泛,但安全使用至关重要。在存放干冰时,务必使用专用的冷冻箱或干燥的保温瓶,绝不能将其置于密封性能好且体积较小的容器内,也不要裸露放在冰箱或冻库。拿取干冰时,一定要佩戴厚绵手套、使用夹子等遮蔽物,严禁直接用手接触。使用干冰时,要确保环境通风良好,人员不可与干冰同时处于密闭空间,如汽车、船舱等地。

若发生干冰意外事故,需冷静应对。一旦出现呼吸困难等症状,可能是吸入过多二氧化碳,应立即撤离现场;若皮肤被冻伤,应先对周围皮肤热敷并涂抹冻疮膏,冻伤严重则需及时就医;若干冰爆炸导致异物进入身体,不要盲目拔出,等待救援;若误食干冰,要立即寻求医疗帮助。

与干冰的和谐共处之道

干冰,虽不是寻常意义上的 “冰”,却在我们的生活与众多行业中有着独特的地位和广泛的应用。从食品保鲜到舞台特效,从工业清洗到医疗运输,它都发挥着不可或缺的作用。然而,我们必须清醒地认识到,干冰就像一把双刃剑,倘若使用或存放不当,其带来的爆炸、窒息、冻伤等风险足以对我们的生命健康造成严重威胁。

安全使用干冰并非难事,关键在于遵循规范。存放时,专用冷冻箱或干燥保温瓶是它的 “理想居所”,务必远离密封容器与冰箱、冻库。拿取时,厚绵手套、夹子等遮蔽物不可或缺,坚决杜绝直接接触。使用时,确保环境通风良好,人员切勿与干冰同处密闭空间。只有将这些安全要点牢记于心并付诸实践,我们才能在享受干冰带来的便利与乐趣的同时,有效避免潜在危险。

在与干冰打交道的过程中,任何细微的疏忽都可能引发意想不到的严重后果。因此,我们要高度重视每一个安全细节,绝不能抱有丝毫侥幸心理。唯有如此,才能让干冰真正成为服务我们生活与工作的得力助手,而非隐藏在身边的 “定时炸弹”。

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