Sadržaj
- Kisela kiša i pH
- Kako kiša postaje kisela?
- Prirodno kisela kiša
- Učinci kisele kiše na građevine i spomenike
- Spomenici zahvaćeni kiselom kišom
Kisela kiša, prvi put prepoznat u Švedskoj 1872. godine, dugo se smatrao lokalnim problemom. No 1950-ih je priznanje da kisela kiša iz Skandinavije potječe iz Britanije i sjeverne Europe pokazalo umjesto toga kisela kiša regionalni, čak i globalni problem.
Iako je kiša prirodno malo kisela, učinci kisele kiše na zgrade i spomenike ubrzavaju prirodnu koroziju i eroziju.
Kisela kiša i pH
Kiša je prirodno malo kisela, što znači da je njezin pH ispod neutralnog pH 7. pH skala mjeri koliko je kisela ili bazična tvar. Kreće se od 0 (vrlo kiselo), do 14 (vrlo bazno).
Normalna kiša obično se kreće od oko 6,5 do oko 5,6 na pH skali. Kisele kiše, međutim, mjere ispod 5,5, Kisela kiša izmjerena je na dnu oblaka s pH 2,6, a u magli u Los Angelesu čak 2,0.
Kako kiša postaje kisela?
Voda rastvara više tvari nego bilo koji drugi poznati materijal. Čista voda ostaje samo čista dok ne dodirne nešto drugo. Kad se vodena para kondenzira oko čestica koja pluta u zraku, voda se može otopiti ili reagirati s česticama. Kad je čestica prašina ili pelud, kiša česticu odnese na zemlju.
Kad čestica sadrži ili sadrži kemikalije, može doći do reakcije. Kako se vodena para odbija u atmosferi, neke od vodenih molekula reagiraju s molekulama ugljičnog dioksida i tvore ugljičnu kiselinu, slabu kiselinu.
To snižava pH kiše sa 7 na oko 5, ovisno o koncentraciji ugljične kiseline. Prirodni puferi u tlu obično posreduju kod ove blago kisele kiše.
Prirodno kisela kiša
Kisela kiša koja je prirodno prisutna može biti uzrokovana i erupcijama vulkana, trulom vegetacijom i šumskim požarima. Ti događaji ispuštaju sumporne i dušikove spojeve u zrak, istovremeno pružajući čestice (dim, pepeo i prašinu) da se vodena para skupi oko.
Vodena para reagira sa sumpornim spojevima poput sumporovodika u sumpornu kiselinu, a sa dušičnim spojevima u dušičnu kiselinu. Te kiseline imaju mnogo nižu razinu pH od ugljične kiseline.
Izgaranjem fosilnih goriva u automobilima, kamionima, tvornicama i elektranama oslobađa se sumpor i dušični spoj u atmosferu, baš kao i vulkani i šumski požari. Za razliku od vulkanskih erupcija i šumskih požara, ti se izvori onečišćenja zraka nastavljaju dugo vremena.
Ti plinovi zagađenja zraka mogu putovati na velike udaljenosti. Učinci zagađenja zraka na materijale i konstrukcije kreću se od površinske prljavštine i mrlja do korozije materijala.
Učinci kisele kiše na građevine i spomenike
Uobičajeni prirodni materijali koji se koriste za zgrade i spomenike uključuju pješčenjak, vapnenac, mramor i granit.
Kisela kiša do određene mjere korodira sve te materijale i ubrzava prirodno raspadanje. Vapnenac i mramor otapaju se u kiselinama. Čestice pijeska koje tvore pješčenjak često se drže zajedno kalcijevim karbonatom koji se otapa u kiselini.
Granit, iako je mnogo otporniji na kiselinu, i dalje se može jekati i obojati kiselinom kiše i zagađivača koje sadrži. Cement također reagira na kisele kiše. Cement je kalcijev karbonat koji se otapa u kiselini. Betonske zgrade, pločnici i umjetnička djela izrađeni cementom pokazuju učinke kisele kiše. Pored toga, ploče od granita i drugi ukrasni materijali često se drže na mjestu koristeći Portland cement.
Štete od kiselih kiša na betonskim zgradama u gradovima koji su jako zagađeni kao što su Hangzhou, Kina, mogu biti velike. Bakar, bronca i drugi metali također reagiraju s kiselinama. Korozija brončane ploče na Spomen obilježju Ulysses S. Grant, pokazuje zelene pruge niz pijedestal. Bakar otopljen iz bronce oprao je bazu i oksidirao u zelene mrlje.
Spomenici zahvaćeni kiselom kišom
Učinak kisele kiše na Taj Mahal strukture služi kao jedan primjer kako kisela kiša utječe na zgrade. Zagađenje zraka iz lokalne rafinerije uzrokovalo je stvaranje kiselih kiša, pretvarajući bijeli mramor u žuti.
Iako su neki tvrdili da je žutilo prirodno ili uzrokovano željeznim nosačima u mramoru, lokalni sudovi su se složili da je zagađenje zraka utjecalo na Taj Mahal. Kao odgovor, indijska vlada uspostavila je lokalnu strogu kontrolu emisija kako bi se zaštitila Taj Mahal.
Memorijal Thomasa Jeffersona u Washingtonu, D.C., jedan je od mnogih spomenika pogođenih kiselom kišom. Kalcit koji se otapa oslobađa silikatne minerale sadržane u mramoru. Gubitak materijala dovoljno je oslabio strukturu da su tokom restauracije 2004. dodane pojačane trake. Pored toga, crnu koru ostavljenu prljavštinom uhvaćenom u utrošeni mramor mora se nježno isprati.
Mnoge su skulpture u Sjedinjenim Državama i Europi isklesane iz mramora ili vapnenca. Kad kiša sumporne kiseline pogodi ove statue, reakcija sumporne kiseline s kalcijevim karbonatom daje kalcijev sulfat i ugljičnu kiselinu. Ugljična kiselina dalje se razgrađuje u vodi i ugljičnom dioksidu. Kalcijev sulfat je topiv u vodi pa pere od kipa ili skulpture.
Nažalost, zbog kiselih kiša detalji kipa nestaju dok kamen doslovno ispire.