Skābais lietus, kas pirmo reizi tika atzīta Zviedrijā 1872. gadā, ilgu laiku tika uzskatīta par vietēju problēmu. Bet pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados atzīšana, ka skābie lietus Skandināvijā ir radies Lielbritānijā un Ziemeļeiropā, tā vietā parādīja, ka skābie lietus ir reģionāla, pat globāla problēma.
Lai gan lietus dabiski ir nedaudz skābs, skābā lietus ietekmē ēkas un pieminekļi paātrina dabisko koroziju un eroziju.
Skābais lietus un pH
Lietus dabiski ir nedaudz skābs, tas nozīmē, ka tā pH ir zem neitrāla pH 7. PH skala mēra vielas skābumu vai bāziskumu. Tas svārstās no 0 (ļoti skābs) līdz 14 (ļoti bāzisks).
Normāls lietus parasti svārstās no apmēram 6,5 līdz 5,6 pH skalā. Skābs lietus tomēr mēra zem 5,5. Skābs lietus ir mērīts mākoņu dibenos pie pH 2,6 un miglā Losandželosā - pat 2,0.
Kā lietus kļūst skābs?
Ūdens izšķīdina vairāk vielu nekā jebkurš cits zināms materiāls. Tīrs ūdens paliek tīrs tikai līdz brīdim, kad tas skar kaut ko citu. Kad ūdens tvaiki kondensējas ap gaisā peldošām daļiņām, ūdens var izšķīst vai reaģēt ar daļiņām. Kad daļiņas ir putekļi vai ziedputekšņi, lietus daļiņu nogādā zemē.
Kad daļiņas satur vai satur ķīmiskas vielas, var notikt reakcija. Kad ūdens tvaiki atlec apkārt atmosfērā, dažas ūdens molekulas reaģē ar oglekļa dioksīda molekulām, veidojot ogļskābi, vāju skābi.
Tas pazemina lietus pH no 7 līdz apmēram 5, atkarībā no ogļskābes koncentrācijas. Dabiski buferi augsnē parasti ir starpnieks šim viegli skābajam lietum.
Dabiski sastopams skābs lietus
Dabiski skābs lietus var izraisīt arī vulkāna izvirdumi, pūstoša veģetācija un meža ugunsgrēki. Šie notikumi izlaiž sēra un slāpekļa savienojumus gaisā, vienlaikus nodrošinot arī daļiņas (dūmus, pelnus un putekļus), lai ūdens tvaiki saliptu apkārt.
Ūdens tvaiki reaģē ar sēra savienojumiem, piemēram, sērūdeņradi, veidojot sērskābi un ar slāpekļa savienojumiem, veidojot slāpekļskābi. Šīm skābēm ir daudz zemāks pH līmenis nekā ogļskābei.
Dedzinot fosilo degvielu automašīnās, kravas automašīnās, rūpnīcās un elektrostacijās, tāpat kā vulkāni un meža ugunsgrēki, atmosfērā izdalās sēra un slāpekļa savienojumi. Tomēr atšķirībā no vulkāna izvirdumiem un meža ugunsgrēkiem šie gaisa piesārņojuma avoti turpinās ilgu laiku.
Šie gaisa piesārņojuma plūdi var veikt lielus attālumus. Gaisa piesārņojuma ietekme uz materiāliem un konstrukcijām ir no virsmas netīrumiem un traipiem līdz materiālu korozijai.
Skābā lietus ietekme uz ēkām un pieminekļiem
Bieži sastopami dabā sastopamie materiāli, ko izmanto ēkām un pieminekļiem, ir smilšakmens, kaļķakmens, marmors un granīts.
Skābais lietus zināmā mērā korozē visus šos materiālus un paātrina dabisko sadalīšanos. Kaļķakmens un marmors izšķīst skābēs. Smiltsakmeni, kas veido smilšakmeni, bieži satur kopā kalcija karbonāts, kas izšķīst skābē.
Granīts, kaut arī daudz izturīgāks pret skābi, tomēr to var iegravēt un notraipīt ar skābo lietu un tā saturošajiem piesārņotājiem. Cements reaģē arī uz skābo lietu. Cements ir kalcija karbonāts, kas izšķīst skābē. Betona ēkas, ietves un mākslas darbi, kas izgatavoti ar cementu, parāda skābā lietus ietekmi. Turklāt, izmantojot portlandcementu, bieži tiek turētas granīta un citu dekoratīvu materiālu plātnes.
Skābie lietus bojājumi betona ēkām stipri piesārņotās pilsētās, piemēram, Hangžou, Ķīnā, var būt lieli. Varš, bronza un citi metāli reaģē arī ar skābēm. Ulysses S bronzas loksnes korozija Piemēram, Granta memoriāls ir redzams kā zaļas svītras pa pjedestālu. No bronzas izšķīdinātais varš ir nomazgājis pamatni un oksidējies zaļos traipos.
Skābā lietus skartie pieminekļi
Skābā lietus ietekme uz Tadžmahala konstrukcijām kalpo kā viens piemērs tam, kā skābais lietus ietekmē ēkas. Gaisa piesārņojums no vietējās naftas pārstrādes rūpnīcas ir izraisījis skābu lietu, balto marmoru padarot dzeltenu.
Lai gan daži ir apgalvojuši, ka dzeltēšana ir dabiska vai to izraisa dzelzs balsti marmorā, vietējās tiesas piekrita, ka gaisa piesārņojums ir ietekmējis Tadžmahalu. Reaģējot uz to, Indijas valdība ir izveidojusi vietēju stingru emisiju kontroli, lai palīdzētu aizsargāt Tadžmahalu.
Tomasa Džefersona memoriāls Vašingtonā, D.C., ir viens no daudziem pieminekļiem, kurus skāba lietus. Izšķīdušais kalcīts atbrīvo silikāta minerālus, kas atrodas marmorā. Materiāla zudums pietiekami novājināja struktūru, ka 2004. gada restaurācijas laikā tika pievienotas stiprinošās siksnas. Turklāt melnā garoza, ko atstājuši iegremdētie marmori, ir viegli jānomazgā.
Daudzas skulptūras visā ASV un Eiropā ir cirsts no marmora vai kaļķakmens. Kad sērskābes lietus skar šīs statujas, sērskābes reakcija ar kalcija karbonātu dod kalcija sulfātu un ogļskābi. Ogļskābe tālāk sadalās ūdenī un oglekļa dioksīdā. Kalcija sulfāts ir ūdenī šķīstošs, tāpēc to nomazgā no statujas vai skulptūras.
Skumji, ka skābā lietus dēļ statujas detaļas pazūd, kad akmens burtiski nomazgājas.