Surt regn, som först erkändes i Sverige 1872, ansågs länge vara ett lokalt problem. Men på 1950-talet visade erkännandet att surt regn i Skandinavien härstammar från Storbritannien och norra Europa istället att surt regn var ett regionalt, till och med globalt, problem.
Även om regn naturligt är lite surt, påverkar surt regn byggnader och monument påskyndar naturlig korrosion och erosion.
Surt regn och pH
Regn är naturligt lite surt, vilket betyder att dess pH är under ett neutralt pH på 7. PH-skalan mäter hur surt eller basiskt ett ämne är. Det sträcker sig från 0 (mycket surt) till 14 (mycket enkelt).
Normalt regn varierar i allmänhet från cirka 6,5 till cirka 5,6 på pH-skalan. Syrregn mäter dock under 5.5. Syrregn har mätts vid molnens botten vid pH 2,6 och i dimma i Los Angeles, så lågt som 2,0.
Hur blir regn surt?
Vatten löser upp fler ämnen än något annat känt material. Rent vatten förblir bara rent tills det berör något annat. När vattenånga kondenserar runt ett partikel som flyter i luften kan vattnet lösas upp eller reagera med partiklarna. När partiklarna är damm eller pollen, bär regnet partikeln till marken.
När partiklarna bär eller innehåller kemikalier kan en reaktion inträffa. När vattenånga studsar i atmosfären reagerar några av vattenmolekylerna med koldioxidmolekyler för att bilda kolsyra, en svag syra.
Detta sänker regnets pH från 7 till cirka 5, beroende på koncentrationen av kolsyra. Naturliga buffertar i jorden förmedlar vanligtvis detta mildt sura regn.
Naturligt förekommande surt regn
Naturligt förekommande surt regn kan också orsakas av vulkanutbrott, ruttnande vegetation och skogsbränder. Dessa händelser släpper ut svavel- och kväveföreningar i luften samtidigt som de ger partiklar (rök, aska och damm) för att vattenånga klumpar sig runt.
Vattenånga reagerar med svavelföreningar som vätesulfid för att bilda svavelsyra och med kväveföreningar för att bilda salpetersyra. Dessa syror har mycket lägre pH-nivåer än kolsyra.
Att bränna fossila bränslen i bilar, lastbilar, fabriker och kraftverk släpper ut svavel- och kväveföreningar i atmosfären, precis som vulkaner och skogsbränder. Till skillnad från vulkanutbrott och skogsbränder fortsätter dessa källor till luftföroreningar under långa tidsperioder.
Dessa luftföroreningar kan resa långa sträckor. Effekterna av luftföroreningar på material och strukturer sträcker sig från ytsmuts och fläckar till korrosion av materialen.
Effekter av surt regn på byggnader och monument
Vanliga naturligt förekommande material som används för byggnader och monument inkluderar sandsten, kalksten, marmor och granit.
Surt regn korroderar alla dessa material i viss utsträckning och påskyndar naturlig nedbrytning. Kalksten och marmor löses i syror. Sandpartiklarna som bildar sandsten hålls ofta samman av kalciumkarbonat, som löses upp i syra.
Även om granit är mycket mer motståndskraftigt mot syra, kan det fortfarande etsas och färgas av surt regn och de föroreningar som det bär. Cement reagerar också på surt regn. Cement är kalciumkarbonat, som löses upp i syra. Betongbyggnader, trottoarer och konstverk med cement visar effekterna av surt regn. Dessutom hålls granitplattor och andra dekorativa material ofta på plats med portlandcement.
Sura regnskador på betongbyggnader i starkt förorenade städer som Hangzhou, Kina, kan vara omfattande. Koppar, brons och andra metaller reagerar också med syror. Korrosion av bronsplåten på Ulysses S. Grant Memorial, till exempel, visas som gröna ränder längs piedestalen. Koppar upplöst från bronset har tvättat ner basen och oxiderat till gröna fläckar.
Monument som påverkas av surt regn
Effekten av surt regn på Taj Mahal-strukturer fungerar som ett exempel på hur surt regn påverkar byggnader. Luftföroreningar från ett lokalt raffinaderi har lett till att surt regn har bildats och gjort den vita marmorn gul.
Även om vissa har hävdat att gulningen är naturlig eller orsakad av järnstöd i marmorn, var de lokala domstolarna överens om att luftföroreningar har påverkat Taj Mahal. Som svar har den indiska regeringen upprättat lokala strikta utsläppskontroller för att skydda Taj Mahal.
Thomas Jefferson Memorial i Washington, D.C., är ett av många monument som påverkas av surt regn. Den upplösta kalciten frigör silikatmineralerna som finns i marmorn. Förlusten av material försvagade strukturen så att armeringsremmar tillsattes under restaureringen 2004. Dessutom måste en svart skorpa som lämnas av smuts som fastnat i den etsade marmorn tvättas bort försiktigt.
Många skulpturer i hela USA och Europa är huggen i marmor eller kalksten. När svavelsyraregnet träffar dessa statyer ger svavelsyrans reaktion med kalciumkarbonat kalciumsulfat och kolsyra. Kolsyran bryts vidare ned till vatten och koldioxid. Kalciumsulfat är vattenlösligt så tvättar sig bort från statyn eller skulpturen.
Tyvärr, på grund av surt regn försvinner statyns detaljer när stenen bokstavligen tvättas bort.
