Vsebina
- Kisli dež in pH
- Kako dež postane kisel?
- Naravno prisotni kisli dež
- Vplivi kislega dežja na zgradbe in spomenike
- Spomeniki, ki jih je prizadel kisli dež
Kisel dež, ki so ga na Švedskem prvič prepoznali leta 1872, je dolgo časa veljal za lokalni problem. Toda v petdesetih letih prejšnjega stoletja je spoznanje, da je kisli dež v Skandinaviji izviral iz Velike Britanije in severne Evrope, pokazalo, da je kisli dež regionalna, celo svetovna težava.
Čeprav je dež naravno malo kisel, učinki kislega dežja na zgradbe in spomenike pospešujejo naravno korozijo in erozijo.
Kisli dež in pH
Dež je naravno malo kisel, kar pomeni, da je njegov pH pod nevtralnim pH 7. Lestvica pH meri, kako kisla ali bazična je snov. Sega od 0 (zelo kisel) do 14 (zelo bazičen).
Običajni dež ponavadi znaša od 6,5 do okoli 5,6 na lestvici pH. Kisli dež pa ukrepa pod 5,5. Kisli dež je bil izmerjen na dnu oblakov pri pH 2,6, megla v Los Angelesu pa kar 2,0.
Kako dež postane kisel?
Voda raztopi več snovi kot kateri koli drug znani material. Čista voda ostane samo čista, dokler se ne dotakne česa drugega. Ko se vodna para kondenzira okoli delcev, ki plavajo v zraku, se voda lahko raztopi ali reagira z delcem. Ko je delček prah ali cvetni prah, dež nosi delce na tla.
Ko delci nosijo ali vsebujejo kemikalije, lahko pride do reakcije. Ko vodna para odskoči v atmosferi, nekatere molekule vode reagirajo z molekulami ogljikovega dioksida in tvorijo ogljikovo kislino, šibko kislino.
To zniža pH dežja s 7 na približno 5, odvisno od koncentracije ogljikove kisline. Naravni puferji v tleh običajno posredujejo ta blago kisli dež.
Naravno prisotni kisli dež
Naravni kisli dež lahko povzročijo tudi vulkanski izbruhi, gniloba vegetacije in gozdni požari. Ti dogodki sproščajo žveplo in dušikove spojine v zrak, hkrati pa zagotavljajo delce (dim, pepel in prah) za vodno paro, ki se zbira naokoli.
Vodna para reagira z žveplovimi spojinami, kot je vodikov sulfid, da tvori žveplovo kislino, z dušikovimi spojinami pa tvori dušikovo kislino. Te kisline imajo veliko nižje vrednosti pH kot ogljikova kislina.
Izgorevanje fosilnih goriv v avtomobilih, tovornjakih, tovarnah in elektrarnah sprošča žveplove in dušikove spojine v ozračje, tako kot vulkani in gozdni požari. Za razliko od vulkanskih izbruhov in gozdnih požarov pa se ti viri onesnaževanja zraka nadaljujejo skozi daljša obdobja.
Ti plini onesnaževanja zraka lahko potujejo na velike razdalje. Učinki onesnaženja zraka na materiale in konstrukcije segajo od površinske umazanije in madežev do korozije materialov.
Vplivi kislega dežja na zgradbe in spomenike
Med običajne materiale, ki se uporabljajo za zgradbe in spomenike, so peščenjak, apnenec, marmor in granit.
Kisli dež do neke mere korodira vse te materiale in pospešuje naravno razpadanje. Apnenec in marmor se raztapljata v kislinah. Delci peska, ki tvorijo peščenjak, pogosto držijo kalcijev karbonat, ki se raztopi v kislini.
Čeprav je granit veliko bolj odporen na kislino, ga lahko še vedno jedkamo in obarvamo s kislim dežjem in onesnaževali, ki jih nosi. Cement reagira tudi na kisli dež. Cement je kalcijev karbonat, ki se raztopi v kislini. Betonske zgradbe, pločniki in umetniška dela, izdelana s cementom, kažejo učinke kislega dežja. Poleg tega se plošče iz granita in drugih dekorativnih materialov pogosto držijo na mestu z uporabo Portland cementa.
Škoda zaradi deževja na betonskih zgradbah v močno onesnaženih mestih, kot je Hangzhou na Kitajskem, je lahko velika. Baker, bron in druge kovine reagirajo tudi s kislinami. Korozija bronaste plošče na spomeniku Ulysses S. Grant kaže na primer zelene črte podstavka. Baker, raztopljen iz brona, je opral podlago in oksidira v zelene madeže.
Spomeniki, ki jih je prizadel kisli dež
Vpliv kislega dežja na konstrukcije Taj Mahala služi kot primer, kako kisli dež vpliva na zgradbe. Onesnaženje zraka iz lokalne rafinerije je povzročilo nastanek kislega dežja, ki je bel marmor postal rumen.
Čeprav so nekateri trdili, da je rumenenje naravno ali povzročeno z železnimi podporniki v marmorju, so se lokalna sodišča strinjala, da je onesnaženje zraka vplivalo na Taj Mahal. Kot odgovor je indijska vlada vzpostavila lokalni strog nadzor nad emisijami, da bi zaščitila Tadž Mahal.
Spomenik Thomasa Jeffersona v Washingtonu, D.C., je eden izmed mnogih spomenikov, ki jih je prizadel kisli dež. Kalcit, ki se raztaplja, sprošča silikatne minerale, ki jih vsebuje marmor. Izguba materiala je dovolj oslabila strukturo, da so bili med obnovo leta 2004 dodani ojačevalni trakovi. Poleg tega je treba črno skorjo, ki jo pusti umazanija, ujeta v jedkan marmor, nežno sprati.
Številne skulpture po ZDA in Evropi so izklesane iz marmorja ali apnenca. Ko dež žveplove kisline zadene te statue, reakcija žveplove kisline s kalcijevim karbonatom prinese kalcijev sulfat in ogljikovo kislino. Ogljikova kislina se še naprej razgradi na vodo in ogljikov dioksid. Kalcijev sulfat je topen v vodi, zato ga opere s kipa ali skulpture.
Na žalost zaradi kislega dežja detajli kipa izginejo, ko kamen dobesedno izpere.