烟火药,在新修订的强制性国家标准《烟花爆竹 安全与质量》(GB 10631-2025)中定义为“主要由氧化剂与还原剂等组成,具有燃烧或爆炸特性,能产生光、声、色、气体、烟雾等效果的混合物”,既是烟花爆竹产品体现“声、光、色、气体、烟雾”等效果的核心材料,又是烟花爆竹生产安全中最需要严格监管的部分。而烟火药又是经过性质各异,作用不同的各类化工材料混合制成,因此做好做全烟花爆竹用化工材料的管理,对烟花爆竹生产安全的提升作用是巨大的。笔者将通过四个方面,对烟花爆竹用化工材料与生产安全进行辩证思考与分析,试图为烟花用药物的安全管理提供合理的建议。
从2022年开始,“爆品思维”一词在烟花产业备受追捧,由“爆品思维”衍生出来的对新品爆品的追捧也成了诸多企业追逐的对象。通过研发迭代好看的“声、光、色、气体、烟雾”等效果为企业加强竞争力无可厚非,但是对于“安全生产大过天”的烟花产业而言,笔者认为新品爆品必须建立在药物安全的基础上。
药物安全,既要求在烟火药生产过程中的流程安全;又要求在烟火药或者成品烟花在储存过程中的储存安全;更要重视烟花产品在消费者手里的燃放安全。但是对于少部分企业而言,过分追求新品爆品所带去的刺激感、视觉观感,盲目使用部分超药量、高感度、高含能的化工材料生产烟花产品,例如使用高氯酸铵与镁粉等生产制作“闪频火箭”、使用邻苯二甲酸氢钡(锶)与高氯酸钾生产红绿狼嚎(非红绿尾狼嚎)、使用氯酸钾制作类霹雳星产品等。类似这些超药量、高感度、高含能的产品虽然在燃放时能带给消费者足够的观感,但是在生产、储存、运输、燃放时,均存在较大安全风险。
因此,站在烟花生产企业端来看,应当严谨对待新品爆品与药物安全之间的关系。必须明确生产安全是企业正常运营的基本,必须在药物安全的前提下研发新品与爆品,新品与爆品必须在药物性能检验安全合格的基础上开展研发工作(后续详述)。
“微烟无硫”一直是烟花环保方向的发展目标,不少企业与对应的科研院所也都一直在进行相关方向上的研究。但是站在生产安全,特别是极端工况下的生产安全来看,环保烟花的研发推进速度应当适当放缓。
以“无硫发射药”的研发历史来看,此前烟花产业试图使用邻苯二甲酸氢钾与高氯酸钾配伍,对黑火药进行替代。此方案的确可以将发射药中的二氧化硫排放降至为零,但是由于该配方制作的发射药燃烧曲线走势更陡峭,燃烧曲线峰值更尖锐,药物含能与敏感度也更高,一方面在生产制作时事故风险偏高,另一方面在燃放时更容易产生炸筒、散盆等燃放问题,最终该研究方向被放弃。
目前更新的研发思路是使用低感度、高含能的有机药物对黑火药进行替代,笔者认为,同样存在两个核心问题需要解决,首先是低感度药物的引燃问题,当前组合烟花的引线是否可以有效引燃该动力药物,还是需要额外增加引燃部件,帮助其发生起始反应;其次是高含能材料在极端工况下的毁伤能力,一旦发生类似“华盛烟花”的事故,高含能材料带来的毁伤能力同样需要审慎看待。
因此,对于“环保烟花”的研发推进工作,应当以安全生产为基本前提,根据对应化工材料的理化性质与能量性能,模拟烟火药生产过程,制定相应的操作规程,明确转运临界量、车间总药量限制与防爆等级等,为环保烟花的孕育留出更加安全、更加稳定的土壤。
复合材料是指将部分含有独特技术指标且混合较难的不同化工材料进行预先复配混合,再销售给烟花生产企业的原料,目前已经大范围使用于烟花产业的效果药环节,例如蓝(紫)光剂、甲型铜(响珠铜)、红(绿、白、金)闪剂以及部分线条类效果。
复合材料的大规模应用,本质上是对烟花药物生产中“机械换人”,以及药物工序上人力资源不断老龄化的补充。简而言之,由于药物线的全面机械化,使得不同比重、密度、细度的化工材料混合效果相较于人工混合变差,混合效果不佳轻者导致烟花效果变差,重者则导致药物浪费,甚至倾倒药物造成环境污染甚至次生灾害。同时,复合材料可以有效降低药物线员工的劳动强度,延缓人力资源老龄化给药物生产带去的不利影响。
虽然复合材料与药物机械化、人口老龄化拥有强关联,但是衍生出质量、安全上的监管真空同样需要重视。从主体责任落实来看,部分复合材料生产制造商缺少对应的法律主体、资质证明,出现事故时赔付、追溯等主体责任落实困难;从质量监管来看,部分生产制造商可能有意无意添加了高感度或者违禁化学品,例如铅化合物等;从安全监管来看,部分制造商缺少对应的化学知识,添加了部分可能相互反应的化工材料且没有进行风险辨识,使得烟花生产企业购买相应的产品后出现质量与安全的事故。
因此,对于监管部门而言,定期开展复合材料的质量抽查检验,为烟花生产企业把好质量检验关。而对于复合材料生产制造商而言,更应该做好自律自查,例如合法合规的办理相应的资质证件,有效落实主体责任;严格管理原材料采购质量,确保整个产品质量体系的规范;公开透明产品大致组分以及禁忌搭配,为烟花生产企业做好风险辨识。这样才能既有效地为药物线机械化以及人力资源老龄化做好有效补充,又能有效为烟花生产企业把好生产安全、质量安全关。
但必须强调,《关于进一步加强烟花爆竹安全监督管理工作的意见》(国办发〔2010〕53号)中明确规定:“禁止销售、购买烟火药和含药的烟花爆竹半成品,严禁使用退役双(多)基发射药或直接使用退役单基发射药生产烟花爆竹”。如果复合材料为烟火药,是禁止销售和购买的。
对于当前绝大多数烟花化工材料而言,在质量辨识与检验上均使用到国家标准。但是对于以安全为基础的烟花生产来看,部分国家标准以外的数值,更能影响烟火药生产、储存的安全。
例如,对于烟花三大氧化剂高氯酸钾、硝酸钾、硝酸钡而言,应当引入“吸湿率”类目的检测,由于三类产品在主流生产工艺中均有可能引入吸湿率较高的杂质,而吸湿率过高的产品会让烟火药出现吸湿、板结等问题,在储存过程中可能出现缓慢发热,在燃放过程中可能出现炸筒等问题。
对于各类烟花用金属粉末,例如铝镁合金粉、铝银粉、线条类金属粉等而言,则应当引入“摩擦感度、撞击感度”等类目的检测,由于金属粉末在装药混药、中转搬运等工序可能因为静电、摩擦、撞击等原因发生燃爆,威胁生产安全。
对于可能引入违禁元素的化工材料例如稀贵金属氧化物、复合材料等,则应当引入“铅、砷、汞”违禁元素类目的检测,对于含氯助剂则应当引入“六氯代苯”违禁化学品类目的检测。确保生产的烟花产品不产生危害环保的高毒性化学物质。
对于各类烟花用化工材料而言,引入“有害因子”这一概念是非常必要的,对于不同的化工材料,对其可能威胁烟花生产安全、质量安全、燃放安全的“有害因子”进行辨识、评估和补充,并设立合理的行业标准对其进行规范,就能有效的把控好化工材料的质量关。
综上所述,化工材料的质量与安全是烟花爆竹安全生产监管非常重要的方面,只有对各烟花用化工材料生产销售商做好足够的主体责任落实,对各类烟花化工材料进行充分有效的质量与安全风险辨识,对高感度、高含能药物的潜在风险足够严谨警惕,对烟花生产流程做安全的匹配并考虑极端工况的安全风险、负面影响,才能更好地为烟花行业的安全生产工作守好门把好关,为烟花药物的安全打下更牢更实的基础。
编辑:白松元
