走調的粉彩青春派對（一）：八仙樂園塵爆事件
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王淑卿｜
國立彰化師範大學科學教育研究所博士生
2015年6月27日在新北市八仙樂園，原本是場歡愉的5,000人粉彩派對，準備噴灑「3公噸」的可食用的彩色玉米澱粉，看似安全無虞的材料，卻因為專業知識不足和人為疏失，導致粉塵爆炸。造成499人輕重傷，迄今3個月已累計14人死亡。
粉塵爆炸（dust explosion）是指懸浮的可燃粉塵顆粒瞬間快速燃燒。可燃物玉米澱粉的粉塵其顆粒小表面積大，即比表面積（表面積／體積，表面積／質量）大，且彩色玉米粉添加的人工色素含脂質成分，會降低燃點。加上空氣中有氧分子等助燃物，當溫度達到燃點，則造成燃燒三要素的火三角－可燃物、助燃物、達燃點，而引起燃燒。
但是為何會瞬間氣爆？除了有人抽菸外，當時推估首要可能原因是靜電，因為玉米粉末在製造、輸送或由鋼瓶噴出的過程中，大量粉塵粒子互相撞擊摩擦產生靜電，帶電荷的粉塵粒子又造成靠近的物體電荷分離，靠近的帶電荷物體會出現與粉塵粒子電荷不同極性的感應電荷，稱之為靜電感應現象（electrostatic induction），當粉塵粒子間距離愈小，造成的感應電荷愈大。玉米粉塵顆粒小，表面積大，大量粉塵粒子因摩擦撞擊產生巨大的靜電，加上靠近感應靜電物體的物質，會感應產生靜電，大量靜電可能產生火花引起易燃氣體、液體或粉塵燃燒爆炸。此外，派對現場光束電腦燈溫度過高，重低音喇叭在空氣中長時間劇烈震動摩擦，也會產生靜電。最後10月16日檢方鑑定報告認定關鍵原因是「電腦燈吸入粉塵引爆火災」。報告指出，粉塵燃點約420 ~ 500℃，369℃就會自燃；當時舞台右方的BEAM200型電腦燈溫度高達1250℃，粉塵正好被燈具上的散熱抽風扇吸入，立即在電腦燈內起火。當時空氣中不斷噴出大量粉塵，舞台下積粉已高達10公分，短短40秒內引發全場大火釀成災難。
震動又產生高溫，引起高濃度的玉米粉等小分子摩擦生熱，當溫度瞬間持續升高達燃點時，在1 ~ 2秒間會同時起火，點燃空氣中大量可燃性粉塵，造成閃燃（flashover，flash burn），火勢迅速擴大，所有可燃物體被點燃而成為火海。派對在半密閉空間－無水游泳池內，工作人員誤將高壓CO2泡沫機當作滅火器噴射地面滅火，因派對在半密閉空間的無水游泳池內，反而揚起大量玉米粉塵引起第二次塵爆。
國外合格粉彩玉米粉如荷蘭玉米彩粉商Kingdom of Colors' 的檢驗報告是防火的材料，因為製作過程有添加小蘇打和明礬作為防火劑。小蘇打即碳酸氫鈉（NaHCO3，sodium bicarbonate），可用於製造滅火器的防火劑原料，是種白色單斜晶體，受熱會分解成碳酸鈉（NaCO3，sodium carbonate）、二氧化碳和水等 三種不助燃物，溫度升高至270℃時會失去所有的二氧化碳，能覆蓋在火焰上以降低空氣中氧氣（O2）含量，達成滅火的目的。
明礬是十二水合硫酸鋁鉀（KAl(SO4)2•12H2O，potassium alum）的俗名，可作為耐燃材料的阻燃劑，在與玉米粉進行化學處理會形成不熔性薄膜覆蓋於澱粉上，可隔絕氧氣避免燃燒，提高玉米粉的防火性。難怪國外粉彩路跑或粉彩派對從未禁止抽菸，因為在原料做過程已經添加碳酸氫鈉（NaHCO3）和十二水合硫酸鋁鉀（KAl(SO4)2•12H2O）作為防火處理。反觀外表相似的彩色玉米澱粉，製作過程不同，其防火性－耐燃阻燃的材料，及助燃性－引起閃燃的材料間的差異，竟然釀成如此嚴重之人為災害。任何事件背後的科學科技原理與技術，就是專業之所在。（本文由科技部補助｢學習在雲端―揭開科學與科技的神秘面紗｣執行團隊撰稿）
