Kyslý dážď, prvýkrát uznaný vo Švédsku v roku 1872, sa dlho považoval za miestny problém. Avšak v 50. rokoch 20. storočia zistenie, že kyslé dažde v Škandinávii pochádzajú z Británie a severnej Európy, ukázalo, že kyslé dažde boli regionálnym, ba globálnym problémom.
Aj keď je dážď prirodzene trochu kyslý, účinky kyslého dažďa na budovy a pamiatky urýchľuje prirodzenú koróziu a eróziu.
Kyslý dážď a pH
Dážď je prirodzene mierne kyslý, čo znamená, že jeho pH je pod neutrálnym pH 7. Stupnica pH meria, ako je látka kyslá alebo zásaditá. Pohybuje sa od 0 (veľmi kyslé) do 14 (veľmi zásadité).
Normálny dážď sa zvyčajne pohybuje od približne 6,5 do približne 5,6 stupnice pH. Kyslý dážď však meria pod 5,5. Kyslý dážď bol nameraný na dnách oblakov pri pH 2,6 a v hmle v Los Angeles len na hodnote 2,0.
Ako sa stáva dážď kyslým?
Voda rozpúšťa viac látok ako akýkoľvek iný známy materiál. Čistá voda zostáva čistá iba dovtedy, kým sa nedotkne niečoho iného. Keď vodná para kondenzuje okolo častíc plávajúcich vo vzduchu, môže sa rozpustiť alebo reagovať s časticami. Keď je častíc prach alebo peľ, dážď ich prenáša na zem.
Ak častice obsahujú alebo obsahujú chemikálie, môže dôjsť k reakcii. Keď sa vodná para odráža v atmosfére, niektoré z molekúl vody reagujú s molekulami oxidu uhličitého za vzniku slabej kyseliny uhličitej.
To znižuje pH dažďa zo 7 na asi 5, v závislosti od koncentrácie kyseliny uhličitej. Prírodné nárazníky v pôde zvyčajne sprostredkovávajú tento mierne kyslý dážď.
Prirodzene sa vyskytujúci kyslý dážď
Prirodzene sa vyskytujúce kyslé dažde môžu byť tiež spôsobené sopečnými výbuchmi, hnilobnou vegetáciou a lesnými požiarmi. Tieto udalosti uvoľňujú do ovzdušia zlúčeniny síry a dusíka a zároveň poskytujú častice (dym, popol a prach) pre hromadenie vodnej pary.
Vodná para reaguje so zlúčeninami síry, ako je sírovodík, za vzniku kyseliny sírovej a so zlúčeninami dusíka za vzniku kyseliny dusičnej. Tieto kyseliny majú oveľa nižšie hodnoty pH ako kyselina uhličitá.
Spaľovaním fosílnych palív v automobiloch, nákladných automobiloch, továrňach a elektrárňach sa rovnako ako sopky a lesné požiare uvoľňujú do atmosféry zlúčeniny síry a dusíka. Na rozdiel od sopečných erupcií a lesných požiarov však tieto zdroje znečisťovania ovzdušia pretrvávajú dlhší čas.
Tieto oblaky znečistenia ovzdušia môžu cestovať na veľké vzdialenosti. Účinky znečistenia ovzdušia na materiály a konštrukcie sa pohybujú od povrchových nečistôt a škvŕn až po koróziu materiálov.
Účinky kyslého dažďa na budovy a pomníky
Medzi bežné prírodne sa vyskytujúce materiály používané na budovy a pamätníky patrí pieskovec, vápenec, mramor a žula.
Kyslý dážď všetky tieto materiály do istej miery koroduje a urýchľuje prirodzený rozklad. Vápenec a mramor sa rozpúšťajú v kyselinách. Častice piesku tvoriace pieskovec sú často držané pohromade uhličitanom vápenatým, ktorý sa rozpúšťa v kyseline.
Žula, aj keď je oveľa odolnejšia voči kyselinám, stále ju možno leptať a farbiť kyslými dažďami a škodlivinami, ktoré prenáša. Cement reaguje aj na kyslé dažde. Cement je uhličitan vápenatý, ktorý sa rozpúšťa v kyseline. Betónové budovy, chodníky a umelecké diela vyrobené z cementu ukazujú účinky kyslých dažďov. Dosky zo žuly a iných dekoratívnych materiálov sa navyše často držia na mieste pomocou portlandského cementu.
Poškodenie betónových budov v silne znečistených mestách, ako je čínsky Chang-čou, môže byť rozsiahle. Meď, bronz a ďalšie kovy tiež reagujú s kyselinami. Korózia bronzových fólií na Ulysses S. Napríklad Grant Memorial ukazuje, ako zelené pruhy dole na podstavci. Meď rozpustená z bronzu vymyla základňu a oxidovala na zelené škvrny.
Pamiatky postihnuté kyslým dažďom
Účinok kyslého dažďa na štruktúry Tádž Mahalu slúži ako jeden príklad toho, ako kyslý dážď ovplyvňuje budovy. Znečistenie ovzdušia z miestnej rafinérie spôsobilo, že sa vytvorili kyslé dažde a biely mramor sa zmenil na žltý.
Aj keď niektorí tvrdili, že žltnutie je prirodzené alebo že ho spôsobujú železné podpery v mramore, miestne súdy sa zhodli, že znečistenie ovzdušia malo vplyv na Tádž Mahal. Indická vláda v reakcii na to zaviedla prísne miestne emisné kontroly, ktoré majú pomôcť chrániť Tádž Mahal.
Pamätník Thomasa Jeffersona vo Washingtone, D.C., je jednou z mnohých pamiatok postihnutých kyslými dažďami. Rozpúšťajúci sa kalcit uvoľňuje kremičité minerály obsiahnuté v mramore. Strata materiálu natoľko oslabila štruktúru, že počas obnovy v roku 2004 boli pridané výstužné remene. Ďalej treba jemne zmyť čiernu kôrku, ktorá zostala po nečistotách zachytených v leptanom mramore.
Mnoho sôch v celých Spojených štátoch a Európe je vytesaných z mramoru alebo vápenca. Keď tieto sochy zasiahne dážď kyseliny sírovej, reakciou kyseliny sírovej s uhličitanom vápenatým sa získa síran vápenatý a kyselina uhličitá. Kyselina uhličitá sa ďalej rozkladá na vodu a oxid uhličitý. Síran vápenatý je rozpustný vo vode, takže sa odplavuje od sochy alebo sochy.
Je smutné, že kvôli kyslému dažďu detaily sochy zmiznú, keď sa kameň doslova umyje.
