Den fruktansvärda explosionen som förstörde Beirut den 4 augusti, 2020, har dragit sig tillbaka, men den fysiska skadan och mänskliga nöden kvarstår. Rapporter tyder på att fyrverkerier också förvarades i samma lager som gödselmedlet och kunde utlösa den större, mer dödlig explosion av gödselmedlet.

De två ytorna av ammoniumnitrat

Kväve utgör 78 % av atmosfären och är kemiskt och biologiskt inert. Dock, 1908 upptäckte kemisten Fritz Haber att kväve kunde fixeras kemiskt som ammoniumnitrat. Som en tysk patriot, Haber var också intresserad av Tysklands förberedelser inför det som skulle bli första världskriget. Ett problem var att de metoder som Haber använde inte gick att skala upp för industriell produktion. Det var en tysk kamrat, Carl Bosch, som fulländade industrialiseringen av metoden 1913, ett år innan kriget började.

Haber och Bosch tilldelades båda Nobelpriser för sitt arbete — Haber 1918 och Bosch 1931. Priserna instiftades av Alfred Nobel, som finansierade priserna tack vare sina patent på sprängämnena dynamit och gelignit. Precis som andra sprängämnen, dessa består av en molekylär blandning som frigör energi plötsligt, oftast åtföljd av värmeproduktion, ljus, gaser, tryck och öronbedövande ljud.

I sitt tacktal för Nobel, Haber erkände bara att hans upptäckt skulle bidra till att mata världen genom att förbättra jordens bördighet med ammoniak. Och det råder ingen tvekan om att det gjorde det – befolkningen har mer än tredubblats sedan dess. Dock, talet nämnde inte hans huvudmotivation för hans arbete, Tysklands krigsinsats. Haber bidrog också till det arbetet med produktion av klorgas. Vad är mer, Haber förutsåg nästan säkert inte konsekvenserna av hans upptäckt för fixering av ammoniak för dess bidrag till klimatförändringen.

Ett sprängämne som är lätt att göra

Studier har uppskattat att ungefär hälften av ökningen av världens befolkning idag beror på att det finns kvävegödsel. Livsmedels- och jordbruksorganisationen (FAO) tillhandahåller data om den globala näringsanvändningen för gödningsmedel. Intressant, den tillhandahåller också data om applicering av icke-gödselmedel, bland annat tillverkning av sprängämnen. Dock, som vi bevittnade i Beirut, sprängämnet var exakt samma molekyl som gödningsmedel, ammoniumnitrat. Eftersom ammoniaken som produceras av petrokemi kan användas för att tillverka sprängämnen såväl som för att gödsla jordar, beräkningar av antalet människor som matas av Haber-Bosch-processen borde kanske också ta hänsyn till de dödade i väpnade konflikter under 1900-talets gång.

En annan länk till sprängämnen är att samma molekyl som används för gödningsmedel kan användas för att producera andra sprängämnen när den blandas med en liten mängd eldningsolja. En blandning av 94% porösa pellets av ammoniumnitrat fungerar som ett oxidationsmedel när det tillsätts i eldningsolja (6% av den totala volymen) och kan användas för att skapa ett grundläggande men dödligt sprängämne. Denna kombination har använts för kriminella och terroristattacker, men också juridiskt. Denna blandning står för uppskattningsvis 80 % av de 2,7×109 kg sprängämnen som används varje år i Nordamerika.

Mer relevant idag, klimatförändringarna orsakar inte bara värmeböljor och översvämningar, men ett ökat antal människor lider av luftföroreningar, vilket minskar livslängden. Källor inkluderar förbränning av fossila bränslen och överdriven användning av gödningsmedel. Överdriven värme är också förknippat med minskad livslängd. Luftkonditionering kan lindra värmestress under värmeböljor, men den ojämlika tillgången till kylning leder till en form av social orättvisa.

Faktiskt, Haber-Bosch-processen bidrar dubbelt till den globala uppvärmningen. Produktion av ammoniak från naturgas ger metan. Så produktion av konstgödsel, deras användning i marken och boskapsskötsel bidrar alla till klimatförändringarna.

Från krut till upptäckten av jod

Att höra Tjajkovskijs ouvertyr från 1812 ger ännu en länk till sprängämnen. När kanonskotten ger eko, de påminner oss om att Napoleon invaderade Ryssland det året. För att utkämpa dessa krig, Napoleon behövde ammunition, och ammunition kräver krut, en blandning av svavel, träkol och kaliumnitrat (saltpeter). På 1800 -talet ledde försök att hjälpa Frankrikes krigsinsats till upptäckten av jod.

Än sen då, utöver användningen av salpeter i sprängämnen, är länken till jod? Idag 200 år senare, vi vet att vi alla behöver små mängder jod för att göra sköldkörtelhormon. Det är viktigt att inte bara kontrollera vår ämnesomsättning, men är också nödvändig för hjärnans utveckling. Det är därför gravida kvinnor måste se till att de har tillräckligt med jod i kosten, eftersom det gör det möjligt för dem att tillverka sköldkörtelhormonet som behövs för utvecklingen av deras barns hjärna.

Här finns ännu en länk till sprängämnen:fyrverkerier, som satte igång ammoniumnitratexplosionen i Beirut. Fyrverkerier innehåller perklorat, liksom raketbränsle och andra explosiva ämnen. Det amerikanska försvarsdepartementet står för en stor del av perkloratproduktionen i USA. Men perklorat hämmar också jodupptaget i sköldkörteln, som syntetiserar sköldkörtelhormon.

Så vi har tre explosiva historier här, som knöt ihop, kulminerade i Beirut-katastrofen. Alfred Nobel gjorde sin förmögenhet på sprängämnen. Haber och Bosch fick var och en Nobelpris för sitt arbete med produktion av ammoniak, förmodligen för att mata världen. Dock, uppfinnarnas främsta mål var att stödja Tysklands krigsinsats. De förödande effekterna av ökad användning av gödselmedel märks globalt i takt med att klimatförändringarna obönhörligen fortskrider. Den sista explosiva kopplingen är till fyrverkerier som innehåller perklorat.

Negativa konsekvenser

Exemplifierat av perklorat, kemiska föroreningar ökar. FN förutspådde att kemisk produktion skulle förstärkas 300 gånger till 2020, jämfört med 1970, i både utvecklade och tillväxtekonomier. Intensivt jordbruk använder mer gödningsmedel och bekämpningsmedel, så det är också relaterat till förlust av biologisk mångfald och, i tur och ordning, ökade kemikalie- och luftföroreningar. Liksom klimatförändringarna, de har alla till stor del sina rötter i överexploatering av fossila bränslen.

Som ett samhälle, vi måste ändra vårt tänkesätt från den nuvarande fixeringen vid tillväxt som återspeglas av våra ekonomiers bruttonationalprodukt – verkliga alternativ finns. COVID-19-pandemin, intimt kopplat till exploatering av biologisk mångfald, visar tydligt att vi kan minska vår påverkan på miljön. Resebegränsningar som tillämpades när pandemin utvecklades fick luftföroreningarna att sjunka betydligt i många regioner. European New Green Deal är verkligen ett steg i rätt riktning för att uppnå dessa mål, och förhoppningsvis, andra ekonomier kommer att följa Europas ledning.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.