網紅冰淇淋背後的隱憂：液氮到底有沒有危險？

出品：科普中國

製作：舌尖科學

監制：中國科學院計算機網路信息中心

液氮冰淇淋

冒煙冰淇淋

近年來，一種入口後可以從鼻腔口腔中冒出大量白色蒸汽的冰淇淋迅速走紅，各種社交平台上，冒煙冰淇淋的相關視頻被不斷推上熱點。在日本，這種冰淇淋被叫做「龍之息」，意思就是吃下之後口鼻中冒出的白煙好比火龍呼氣一般。雖然一份20元上下的售價並不便宜，冒煙冰淇淋還是因其新奇有趣的特色受到顧客追捧。

製作液氮冰淇淋

然而，就在不久前，一位母親向媒體反映，自己的女兒在食用冒煙冰淇淋的過程中胸腹部皮膚被滴下的液氮凍傷。一時間，冒煙冰淇淋的安全性受到廣泛質疑。

那麼，加工冒煙冰淇淋所用的液氮對人體到底有沒有傷害？日常生活中接觸液氮有沒有風險？液氮竟然會引發劇烈爆炸還會造成操作人員窒息死亡？

液氮冰淇淋－－分子料理界資深網紅

生活常識告訴我們，特別熱和特別涼的食物都會冒出白色的煙氣，其實這兩者的形成原理非常類似。冰淇淋中冒出的白氣是周圍空氣中包含的水蒸氣遇冷而凝結成的細小液滴。而熱氣騰騰的食物中冒出的白氣其實是食物中（主要是水分）的水蒸氣在周圍空氣的冷卻之下形成的細小液滴。

熱騰騰的食物發出的白煙

液氮速冷是一種利用液態氮氣的超低溫（沸點約為－196℃）特性，瞬間冷凍食物的烹飪技法，是最常見的分子料理形式。在超低溫速冷環境下，食材中的水分並不會凝結為大顆粒的冰晶，而是形成細小的顆粒，在極短的時間內分子重組，因此產生特殊的口感和質地。

液氮速冷麥片

此外，液氮極強的冷卻能力可令周圍環境中的水分迅速冷凝，形成細小液滴。液氮冰淇淋正是利用這種原理，將人體口鼻中大量的水蒸氣冷凝，製造出雲霧繚繞的特效，宛如魔術大秀。

液氮對人體完全沒有安全隱患嗎？

通常來說，液氮在常溫下會迅速氣化，不會在食材中發生殘留，所以按照正規操作手法進行製作的各色液氮料理並不會對顧客造成傷害。此外，飛濺的液氮液滴即便是落到身上也並不會造成實質性的皮膚損傷，這是因為液氮在飛行過程中和與皮膚接觸的瞬間會與周圍空氣發生劇烈的熱量交換，吸收周圍環境中的熱量。在液氮迅速吸熱氣化的同時，皮膚與沸騰的液氮之間存在一個很薄的氣體層，很大程度上隔絕了皮膚與液氮之間的熱量傳輸。

筆者經常使用液氮進行實驗，過程中也不免有液滴飛濺到皮膚上的經歷。液氮接觸皮膚的感覺可以描述為一種刺痛感，與熱水飛濺到皮膚上的感覺類似，但是痛感輕微很多，持續時間也極短，完全可以忍受。

那麼，這次事件中的少女又是怎麼被液氮冰淇淋凍傷的呢？筆者對某電商網站上銷售液氮冰淇淋製作技術的商家進行了實地採訪。根據商家提供的信息，出事的攤主應該是違反了操作規程，致使冰淇淋中殘留了大量液氮。少女不慎將這種液氮與冰淇淋的混合物弄到了身上，冰淇淋的存在導致液氮吸熱揮發時與皮膚間的隔熱機制失效，從而發生凍傷。假如我們將這樣的冰淇淋直接送入口中，必然會對口腔黏膜造成損傷，畢竟黏膜對外界刺激的抵抗能力遠低於皮膚。

根據商家描述，製作液氮冰淇淋沒有太高的門檻，人人都可以從事該行業

液氮的危險性和破壞力絕對不應忽視

雖然液氮及其氣化後產生的氮氣本身都不具毒性，但是液氮極低的溫度卻造就了其獨特的理化性質和諸多安全隱患。世界範圍內，液氮引發的安全生產事故已有多次記錄。液氮可能引發的危險有：低溫凍傷、缺氧窒息以及爆炸。

NASA的科學家利用液氮進行演示實驗

低溫凍傷自不必說，如果是一點飛濺的液滴，人體皮膚還能耐受。當大量液氮滴落在身上時，不加防護的話會造成嚴重的凍傷。飛濺的液滴進入眼睛也可能造成黏膜損傷，嚴重時甚至有失明風險。因此使用液氮時一定要做好防護措施，戴好高致密性的長袖手套防止液滴濺落在手部，同時佩戴護目鏡也非常有必要。

操作液氮容器時，致密厚實的手套必不可少（旁邊的腳用來對比大小）

缺氧窒息的發生主要由液氮氣化前後的體積變化造成，液氮在氣化後體積可以達到之前的700倍之多，10升液氮可以氣化為7000升氮氣，占據空間達到7立方米。以一間面積7平方米，高度2米的狹小儲藏室為例，在通風不良的情況下，10升完全氣化的液氮就可以讓室內氧氣濃度降低到空氣中氣體總量的10％，足以引發無力、昏厥等嚴重後果。因此，搬運液氮時一定要注意防止容器傾覆，同時要保證操作環境的良好通風。

大阪大學的一處液氮生產設施，該處與外界聯通，避免缺氧窒息事故

日本曾經發生過多起液氮引發的缺氧事故，造成了操作者死亡的嚴重後果。例如，90年代發生在東京某研究所內的一場事故中，操作員在打開液氮閥門後擅自離開現場，之後居然忘記了液氮正在加註，造成容器註滿後大量液氮溢出氣化。當該操作員意識到失誤之時，液氮閥門已經連續開啟了將近3小時。監控顯示，他匆忙跑進實驗室按下停止按鈕後便暈倒在現場。第二天早上，該操作員被他人發現時已經失去了生命體征。

在多起類似事件發生後，日本對企業和科研機構在液氮使用方面加強了規範，制定了一系列措施。例如保證液氮操作間的良好通風，禁止人與液氮容器同乘電梯等等。

大阪大學某研究所電梯中的告示，嚴禁與液化氣體同乘電梯

液氮發生爆炸的事件在世界各地也屢有發生，這類爆炸主要分為兩種類型。第一是液氮在不合規的容器中存放或違規利用密閉容器存放時發生的劇烈氣化爆炸，這種爆炸根本上來說屬於物理變化，一般較為罕見，造成的後果也不至於太嚴重。

第二種爆炸是由液氮與易燃物之間發生劇烈化學反應造成，十分危險，曾經造成過數十人死亡的惡性安全生產事故。我們知道空氣主要是由氮氣和氧氣組成，液氮的沸點約為－196℃，密度0.807g／ml，而液氧的沸點約為－183℃，密度為1.141g／ml。當大量的液氮暴露在空氣中時，空氣會在其表面冷凝，由於液氮先於液氧揮發，液氧將被從其中分離出來，並沉積於液氮下方。液氧的氧化性極強，在與易燃物質相遇後極易發生劇烈反應從而引發爆炸，爆發熱可達2200kcal／kg，爆速4500到5000m／sec，總膨脹比高達860：1。

淺藍色的液氧

1991年，在日本岐阜縣的一家電子部件工廠，實驗人員利用液氮處理陶瓷粉末，以期開發新型陶瓷材料。它們將苯作為溶劑，溶解陶瓷粉末制成懸濁液，之後再用液氮將該懸濁液迅速冷卻以獲得速冷改性的陶瓷粉。實驗過程中，液氮中混雜的液氧與苯相遇，在撞擊攪拌等因素作用下發生劇烈反應，造成猛烈爆炸，導致兩人死亡，多人受傷的嚴重後果。

液氮使用：要具備安全生產意識

在大多數國家，只要準備好專用的液氮容器，任何人都可以購買液氮從事生產活動，無需特殊資質，大陸也不例外。以製作液氮冰淇淋為例，10升液氮費用約為100－150元，可以製作150份左右的冰淇淋，所需液氮聯繫當地氣站即可購買。

各種存放、傾倒液氮所需的專用容器

然而，我們還是應當意識到，液氮的使用需要掌握一定的安全生產常識，絕非如很多液氮冰淇淋成套技術的經銷商所說的那樣不存在任何安全隱患。相對於一般的顧客，需要對液氮的使用安全加以注意的反而是從業者自身，如果對其掉以輕心，很可能發生嚴重的事故。