另一個重要污染源是火力發電（燒煤）。美國中西部開採的煤礦，裡面含有相當份量的硫，燃燒的時候會產生「二氧化硫SO2」。

化學原理啟迪133

1.     另一個重要污染源是火力發電（燒煤）。美國中西部開採的煤礦，裡面含有相當份量的硫，燃燒的時候會產生「二氧化硫SO2」

S + O2(g) → SO2(g)

2.     接著，「二氧化硫SO2」更進一步氧化，變成「三氧化硫SO3」

2SO2(g)  +  O2(g) → 2SO3(g)

3.     這個方程式大約描述整個反應的過程；實際上會有許多「氧化物」，參與「二氧化硫SO2」的氧化反應。

4.     三氧化硫這個產物是污染的關鍵，因為它會跟空氣中的水滴結合，形成「硫酸H2SO4」：

SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)

5.     硫酸會嚴重腐蝕各種生物或建築物體。另一種硫酸的污染稱為「酸雨acid rain」。北美和南加拿大有許多地區，酸雨造成淡水湖泊酸性太強，導致魚類絕跡。

6.     硫酸污染的問題比能源危機還要棘手。隨著石油供應逐漸減少，價格增高，我們對煤礦的需求也逐漸增加。由於含硫較少的煤礦已經開採光了，因此，接下來使用的是含硫量較高的煤礦。

7.     使用含硫量高的煤礦，避免空氣污染的其中一個方法，是利用一種稱為「刷洗scrubber」的系統，移除廢氣中的「二氧化硫」。(下圖火力發電廠的煙囪下方是刷洗系統scrubber system)

8.     一般的刷洗方式，吹送「碳酸鈣CaCO3」粉末到燃燒室，這裡碳酸鈣分解成「石灰lime」和二氧化碳「CO2」：

CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)

9.     接著，「石灰」跟「二氧化硫」結合，形成「硫酸鈣」：

CaO(s)+SO3(g) →CaSO3(s)

10.  硫酸鈣和尚未反應的「二氧化硫」，透過噴灑「石灰水」到反應室與煙囪，刷洗下來，變成「廢爐渣/泥漿slurry」。

11.  很不幸地，「刷洗」這一招有很多缺點。刷洗系統很複雜、很貴、耗費很多能源。此外，大量的硫酸鈣也有廢棄物處理的問題。

12.  典型的洗刷方法，在發電廠的每個人一年會產生大約1噸的硫酸鈣。由於至今還找不到這些硫酸鈣的用途，所以，通常這些硫酸鈣就埋在野外。

13.  因為以上種種困難，「二氧化硫」污染空氣的仍舊是一個大麻煩，如果任由它們破壞環境與人體健康，人類將付出可怕的代價，但若要完全處理好廢棄物，那又要花費鉅額的金錢。

n         翻譯編寫Steven S. Zumdahl《Chemical Principles》

n         圖片來源：http://www.thestate.com

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