Účinky kyselého deště na památky

Kyselý déšť, který byl poprvé uznán ve Švédsku v roce 1872, byl po dlouhou dobu považován za místní problém. V padesátých letech minulého století však poznání, že kyselý déšť ve Skandinávii pocházel z Británie a severní Evropy, ukázalo, že kyselý déšť byl regionálním, dokonce globálním problémem.

I když je déšť přirozeně málo kyselý, účinky kyselého deště na budovy a památky urychluje přirozenou korozi a erozi.

Déšť je přirozeně málo kyselý, což znamená, že jeho pH je pod neutrálním pH 7. Stupnice pH měří, jak je látka kyselá nebo zásaditá. Pohybuje se od 0 (velmi kyselé) do 14 (velmi zásadité).

Normální déšť se obecně pohybuje od přibližně 6,5 do přibližně 5,6 na stupnici pH. Kyselý déšť však opatření pod 5,5. Kyselý déšť byl naměřen na dně mraků při pH 2,6 a v mlze v Los Angeles pouhých 2,0.

Voda rozpouští více látek než jakýkoli jiný známý materiál. Čistá voda zůstává čistá, dokud se nedotkne něčeho jiného. Když vodní pára kondenzuje kolem částic vznášejících se ve vzduchu, může se voda rozpustit nebo reagovat s částicemi. Když jsou částicemi prach nebo pyl, déšť je přenáší na zem.

Když částice nesou nebo obsahují chemikálie, může dojít k reakci. Jak se vodní pára poskakuje v atmosféře, některé molekuly vody reagují s molekulami oxidu uhličitého za vzniku kyseliny uhličité, slabé kyseliny.

Tím se sníží pH deště ze 7 na přibližně 5, v závislosti na koncentraci kyseliny uhličité. Přirozený nárazník v půdě obvykle zprostředkovává tento mírně kyselý déšť.

Přirozeně se vyskytující kyselý déšť mohou být také způsobeny sopečnými erupcemi, hnijící vegetací a lesními požáry. Tyto události uvolňují sloučeniny síry a dusíku do ovzduší a zároveň poskytují částice (kouř, popel a prach) pro hromadění vodní páry.

Vodní pára reaguje se sloučeninami síry, jako je sirovodík, za vzniku kyseliny sírové a se sloučeninami dusíku za vzniku kyseliny dusičné. Tyto kyseliny mají mnohem nižší hladinu pH než kyselina uhličitá.

Spalování fosilních paliv v automobilech, nákladních automobilech, továrnách a elektrárnách uvolňuje do atmosféry sloučeniny síry a dusíku, stejně jako sopky a lesní požáry. Na rozdíl od sopečných erupcí a lesních požárů však tyto zdroje znečištění ovzduší pokračují po dlouhou dobu.

Tyto oblaky znečištění ovzduší mohou cestovat na dlouhé vzdálenosti. Účinky znečištění ovzduší na materiály a konstrukce se pohybují od povrchových nečistot a skvrn až po korozi materiálů.

Mezi běžné přirozeně se vyskytující materiály používané pro budovy a památky patří pískovec, vápenec, mramor a žula.

Kyselý déšť všechny tyto materiály do určité míry koroduje a urychluje přirozený rozklad. Vápenec a mramor se rozpouštějí v kyselinách. Částice písku tvořící pískovec jsou často drženy pohromadě uhličitanem vápenatým, který se rozpouští v kyselině.

Žula, i když je mnohem odolnější vůči kyselinám, může být stále leptána a obarvena kyselými dešti a znečišťujícími látkami, které nese. Cement také reaguje na kyselé deště. Cement je uhličitan vápenatý, který se rozpouští v kyselině. Betonové budovy, chodníky a umělecká díla vyrobená z cementu ukazují účinky kyselého deště. Kromě toho se pomocí portlandského cementu často drží na místě desky ze žuly a jiných dekorativních materiálů.

Poškození betonových budov v silně znečištěných městech, jako je čínský Chang-čou, může být rozsáhlé. Měď, bronz a další kovy také reagují s kyselinami. Koroze bronzových plechů na Ulysses S. Například Grant Memorial se ukazuje jako zelené pruhy po podstavci. Měď rozpuštěná z bronzu vyplavila základnu a oxidovala na zelené skvrny.

Účinek kyselého deště na struktury Taj Mahal slouží jako jeden příklad toho, jak kyselý déšť ovlivňuje budovy. Znečištění ovzduší z místní rafinérie způsobilo vznik kyselých dešťů, které změnily bílý mramor na žlutý.

Ačkoli někteří tvrdili, že žloutnutí je přirozené nebo že je způsobeno železnými podpěrami v mramoru, místní soudy se shodly, že znečištění ovzduší zasáhlo Tádž Mahal. V reakci na to indická vláda zavedla přísné místní emisní kontroly, které pomáhají chránit Tádž Mahal.

Památník Thomase Jeffersona ve Washingtonu, DC, je jednou z mnoha památek zasažených kyselými dešti. Rozpouštějící kalcit uvolňuje silikátové minerály obsažené v mramoru. Ztráta materiálu dostatečně oslabila strukturu, takže během restaurování v roce 2004 byly přidány výztužné pásky. Kromě toho musí být jemně odplavena černá kůra zanechaná špínou zachycenou v leptaném mramoru.

Mnoho soch po celých Spojených státech a Evropě je vyřezáno z mramoru nebo vápence. Když na tyto sochy udeří déšť s kyselinou sírovou, reakcí kyseliny sírové s uhličitanem vápenatým se získá síran vápenatý a kyselina uhličitá. Kyselina uhličitá se dále štěpí na vodu a oxid uhličitý. Síran vápenatý je rozpustný ve vodě, takže se odmyje od sochy nebo sochy.

Je smutné, že kvůli kyselému dešti detaily sochy mizí, když se kámen doslova smývá.