השפעות הגשם החומצי על מונומנטים

גשם חומצי, שהוכר לראשונה בשבדיה בשנת 1872, נחשב לבעיה מקומית במשך זמן רב. אך בשנות ה -50 ההכרה בכך שגשם חומצי בסקנדינביה מקורם בבריטניה ובצפון אירופה הראתה במקום זאת שגשם חומצי הוא בעיה אזורית, ואפילו עולמית.

למרות שגשם הוא באופן טבעי מעט חומצי, ההשפעות של גשם חומצי על מבנים ומונומנטים מאיץ קורוזיה ושחיקה טבעית.

מטבע הדברים גשם מעט חומצי, כלומר ה- pH שלו נמוך מ- pH ניטרלי של 7. סולם ה- pH מודד עד כמה חומר הוא חומצי או בסיסי. זה נע בין 0 (מאוד חומצי) ל -14 (בסיסי מאוד).

גשם רגיל נע בדרך כלל בין 6.5 ל- 5.6 בסולם ה- pH. גשם חומצי, לעומת זאת, מודד מתחת ל 5.5. גשם חומצי נמדד בתחתית העננים ב- pH 2.6, ובערפל בלוס אנג'לס, עד 2.0.

מים ממיסים יותר חומרים מכל חומר ידוע אחר. מים טהורים נשארים טהורים רק עד שהם נוגעים במשהו אחר. כאשר אדי מים מתעבים סביב חלקיק שצף באוויר, המים עשויים להתמוסס או להגיב עם החלקיק. כאשר החלקיק הוא אבק או אבקה, הגשם מוביל את החלקיק לקרקע.

כאשר החלקיק נושא או מכיל כימיקלים, יכולה להתרחש תגובה. כאשר אדי מים קופצים באטמוספרה, חלק ממולקולות המים מגיבות עם מולקולות פחמן דו חמצני ויוצרות חומצה פחמנית, חומצה חלשה.

זה מוריד את ה- pH של הגשם מ- 7 לכ- 5, תלוי בריכוז החומצה הפחמנית. מאגרים טבעיים באדמה בדרך כלל מתווכים עם גשם חומצי קל זה.

באופן טבעי גשם חומצי יכול להיגרם גם מהתפרצויות געש, צמחיה נרקבת ושריפות יער. אירועים אלה משחררים תרכובות גופרית וחנקן לאוויר, תוך שהם מספקים גם חלקיקים (עשן, אפר ואבק) לאדי מים להצטבר סביבם.

אדי מים מגיבים עם תרכובות גופרית כמו מימן גופרתי ליצירת חומצה גופרתית ועם תרכובות חנקן ליצירת חומצה חנקתית. לחומצות אלו רמות pH נמוכות בהרבה מאשר חומצה פחמנית.

שריפת דלקים מאובנים במכוניות, משאיות, מפעלים ותחנות כוח משחררת תרכובות גופרית וחנקן לאטמוספירה, ממש כמו הרי געש ושריפות יער. שלא כמו התפרצויות געשיות ושריפות יער, עם זאת, מקורות זיהום אוויר אלה נמשכים לאורך תקופות זמן ארוכות.

נוצות זיהום האוויר הללו יכולות לעבור מרחקים ארוכים. ההשפעות של זיהום אוויר על חומרים ומבנים נעות בין לכלוך פנימי וכתמים לבין קורוזיה של החומרים.

חומרים נפוצים באופן טבעי המשמשים לבניינים ומונומנטים כוללים אבן חול, גיר, שיש וגרניט.

גשם חומצי מאכל את כל החומרים הללו במידה מסוימת ומאיץ את הפירוק הטבעי. אבן גיר ושיש מתמוססים בחומצות. חלקיקי החול היוצרים אבן חול מוחזקים לעתים קרובות על ידי סידן פחמתי, המתמוסס בחומצה.

גרניט, למרות שהוא הרבה יותר עמיד בפני חומצה, עדיין יכול להיחרט ולהכתים בגשם חומצי ובמזהמים שהוא נושא. מלט מגיב גם לגשם חומצי. מלט הוא סידן פחמתי, שמתמוסס בחומצה. מבני בטון, מדרכות ויצירות אמנות המיוצרים עם מלט מראים את השפעות הגשם החומצי. בנוסף, לוחות גרניט וחומרים דקורטיביים אחרים מוחזקים במקומם באמצעות מלט פורטלנד.

נזקי גשם חומצי בבנייני בטון בערים מזוהמות מאוד כמו האנגג'ואו, סין, יכולים להיות נרחבים. נחושת, ברונזה ומתכות אחרות מגיבים גם עם חומצות. קורוזיה של יריעות הארד באוליסס ס. אנדרטת גרנט, למשל, מופיעה כפסים ירוקים במורד הדום. נחושת מומסת מהברונזה שטפה את הבסיס והתחמצנה לכתמים ירוקים.

ההשפעה של גשם חומצי על מבני טאג 'מהאל משמשת דוגמה אחת לאופן שבו גשם חומצי משפיע על מבנים. זיהום אוויר מבית זיקוק מקומי גרם להיווצרות גשם חומצי והפך את השיש הלבן לצהוב.

אף על פי שיש הטוענים כי ההצהבה היא טבעית, או נגרמת על ידי תמיכות ברזל בשיש, בתי המשפט המקומיים הסכימו שזיהום האוויר השפיע על הטאג 'מהאל. בתגובה, ממשלת הודו קבעה בקרות פליטה מחמירות מקומיות כדי לסייע בהגנה על טאג 'מאהל.

אנדרטת תומאס ג'פרסון בוושינגטון הבירה היא אחת המונומנטים הרבים שנפגעו מגשם חומצי. הקלציט הממיס משחרר את מינרלי הסיליקט הכלולים בשיש. אובדן החומר החליש את המבנה מספיק כך שנוספו רצועות חיזוק במהלך השחזור בשנת 2004. בנוסף, יש לשטוף בעדינות קרום שחור שהשאיר לכלוך שנתפס בשיש החרוט.

פסלים רבים ברחבי ארצות הברית ואירופה מגולפים משיש או מאבן גיר. כאשר גשם של חומצה גופרתית פוגע בפסלים אלה, התגובה של החומצה הגופרתית עם הסידן פחמתי מניבה סידן גופרתי וחומצה פחמנית. החומצה הפחמנית מתפרקת עוד יותר למים ופחמן דו חמצני. סידן גופרתי מסיס במים ולכן נשטף מהפסל או מהפסל.

למרבה הצער, בגלל פסל של גשם חומצי נעלמים כשהאבן ממש נשטפת.