Savas eső, amelyet először 1872-ben ismertek el Svédországban, sokáig helyi problémának tekintették. Az 1950-es években azonban felismerték, hogy Skandináviában a savas eső Nagy-Britanniából és Észak-Európából származik, ehelyett azt mutatta, hogy a savas eső regionális, sőt globális probléma.
Bár az eső természetesen kissé savas, a savas eső hatása rá van épületek és műemlékek felgyorsítja a természetes korróziót és az eróziót.
Savas eső és pH
Az eső természetesen kissé savas, vagyis pH-ja semleges 7 alatti pH alatt van. A pH-skála azt méri, hogy az anyag mennyire savas vagy lúgos. 0-tól (nagyon savas) és 14-ig (nagyon lúgos) terjed.
A normál eső általában körülbelül 6,5 és 5,6 között mozog a pH-skálán. A savas eső azonban mér 5,5 alatt. Savas esőt mértek a felhők alján pH = 2,6 mellett, a ködben pedig Los Angelesben, 2,0-ig.
Hogyan válik az eső savasakká?
A víz több anyagot old, mint bármely más ismert anyag. A tiszta víz csak addig marad tiszta, amíg máshoz nem ér. Amikor a vízgőz a levegőben úszó részecske körül kondenzálódik, a víz feloldódhat vagy reakcióba léphet a részecskével. Amikor a részecske por vagy pollen, az eső a részecskét a földre viszi.
Amikor a részecske vegyi anyagokat hordoz vagy tartalmaz, reakció léphet fel. Amint a vízgőz visszapattan a légkörben, a vízmolekulák egy része szén-dioxid-molekulákkal reagálva szénsavat, gyenge savat képez.
Ez a szénsav koncentrációjától függően 7-ről 5-re csökkenti az eső pH-ját. A talajban lévő természetes pufferek általában közvetítik ezt az enyhén savas esőt.
Természetesen előforduló savas eső
Természetesen előforduló savas eső vulkánkitörések, rothadó növényzet és erdőtüzek is okozhatják. Ezek az események kén- és nitrogénvegyületeket engednek a levegőbe, miközben részecskéket (füstöt, hamut és port) is biztosítanak a vízgőz összecsomósodásához.
A vízgőz kénvegyületekkel, például kénsavval reagál, kénsavat képez, nitrogénvegyületekkel pedig salétromsavat. Ezeknek a savaknak a pH-értéke sokkal alacsonyabb, mint a szénsavé.
A fosszilis tüzelőanyagok elégetése az autókban, teherautókban, gyárakban és erőművekben kén- és nitrogénvegyületeket bocsát ki a légkörbe, akárcsak a vulkánok és az erdőtüzek. A vulkánkitörésekkel és az erdőtüzekkel ellentétben ezek a légszennyezési források hosszú ideig folytatódnak.
Ezek a légszennyezettség nagy távolságokat képesek megtenni. A levegőszennyezés anyagokra és szerkezetekre gyakorolt hatása a felületi szennyeződéstől és foltoktól az anyagok korróziójáig terjed.
A savas eső hatása az épületekre és a műemlékekre
Az épületekhez és emlékművekhez használt, természetesen előforduló természetes anyagok közé tartozik a homokkő, mészkő, márvány és gránit.
A savas eső valamennyire korrodálja ezeket az anyagokat és felgyorsítja a természetes bomlást. A mészkő és a márvány savakban oldódik. A homokkőt alkotó homokszemcséket gyakran a savban oldódó kalcium-karbonát tartja össze.
A gránit, jóllehet sokkal ellenállóbb a savval szemben, a savas eső és az általa hordozott szennyező anyagok hatására mégis marathatja és megfesti. A cement savas esőkre is reagál. A cement kalcium-karbonát, amely savban oldódik. Betonépületek, járdák és cementből készült műalkotások mutatják a savas eső hatásait. Ezenkívül gránit és más dekoratív anyagokból készült táblákat gyakran tartanak a helyén portland-cement felhasználásával.
Az erősen szennyezett városokban, például a kínai Hangcsouban a betonépületek savas esőkárai jelentősek lehetnek. A réz, a bronz és más fémek savakkal is reagálnak. A bronzlemez korróziója az Ulysses S-n. A Grant Memorial például zöld csíkokként jelenik meg az emelvényen. A bronzból feloldott réz lemosta az alapot és zöld foltokká oxidálódott.
A savas eső által érintett emlékművek
A savas eső hatása a Taj Mahal szerkezetekre példaként szolgál arra, hogy a savas eső hogyan hat az épületekre. A helyi finomító által okozott levegőszennyezés savas eső kialakulását okozta, és a fehér márvány sárgává vált.
Noha egyesek azzal érveltek, hogy a sárgulás természetes, vagy a márványban lévő vastartók okozzák, a helyi bíróságok egyetértettek abban, hogy a levegőszennyezés hatással volt a Taj Mahalra. Az indiai kormány válaszul szigorú helyi kibocsátás-ellenőrzést hozott létre a Taj Mahal védelme érdekében.
A washingtoni Thomas Jefferson emlékmű egyike a savas esők által érintett számos műemléknek. Az oldódó kalcit felszabadítja a márványban lévő szilikát ásványokat. Az anyagveszteség eléggé meggyengítette a szerkezetet, így a 2004-es restaurálás során megerősítő hevederek kerültek hozzá. Ezenkívül a maratott márványba befogott szennyeződések által hagyott fekete kérget óvatosan le kell mosni.
Az Egyesült Államokban és Európában számos szobrot márványból vagy mészkőből faragtak. Amikor a kénsav eső eltalálja ezeket a szobrokat, a kénsav és a kalcium-karbonát reakciója kalcium-szulfátot és szénsavat eredményez. A szénsav tovább vízre és szén-dioxidra bomlik. A kalcium-szulfát vízben oldódik, így lemossa a szobortól vagy a szobortól.
Sajnos a savas eső miatt a szobor részletei eltűnnek, amikor a kő szó szerint elmossa.