תוֹכֶן
- גשם חומצי ו- pH
- איך גשם הופך להיות חומצי?
- גשם חומצי טבעי באופן טבעי
- השפעות גשם חומצי על מבנים ואנדרטאות
- אנדרטאות המושפעות מגשם חומצי
גשם חומצישהוכר לראשונה בשבדיה בשנת 1872, נחשב לבעיה מקומית במשך זמן רב. אולם בשנות החמישים הכרה בכך שגשם חומצי בסקנדינביה שמקורו בבריטניה ובצפון אירופה הראה במקום זאת כי גשם חומצי הוא בעיה אזורית, אפילו עולמית.
הגשם אמנם מטבעו מעט חומצי, אך ההשפעות של גשם חומצי על מבנים ומונומנטים מאיצות את השחיקה והשחיקה הטבעית.
גשם חומצי ו- pH
גשם הוא באופן טבעי מעט חומצי, כלומר ה- pH שלו נמצא מתחת ל- pH ניטראלי של 7. סולם ה- pH מודד עד כמה חומר חומצי או בסיסי. זה נע בין 0 (מאוד חומצי), ל 14 (מאוד בסיסי).
גשם רגיל נע בדרך כלל בין 6.5 לכ -5.6 בסולם pH. לעומת זאת, גשם חומצי נמדד מתחת ל 5.5. גשם חומצי נמדד בקרקעית העננים ב- pH 2.6 ובערפל בלוס אנג'לס, נמוך עד 2.0.
איך גשם הופך להיות חומצי?
מים ממסים 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 עלולים להתמוסס או להגיב עם החלקיקים. כאשר החלקיקים הם אבק או אבקה, הגשם נושא את החלקיק לאדמה.
כאשר החלקיקים נושאים או מכילים כימיקלים, יכולה להופיע תגובה. כאשר אדי מים מקפצים באטמוספירה, חלק ממולקולות המים מגיבות עם מולקולות פחמן דו חמצני ליצירת חומצה פחמית, חומצה חלשה.
זה מוריד את רמת הגשם מ- 7 לכ -5 בערך, תלוי בריכוז החומצה הפחמית. מאגרים טבעיים באדמה בדרך כלל מתווכים גשם חומצי קל זה.
גשם חומצי טבעי באופן טבעי
גשם חומצי המופיע באופן טבעי יכול להיגרם גם כתוצאה מהתפרצויות געש, צמחייה נרקבת ושריפות יער. אירועים אלה משחררים תרכובות גופרית וחנקן באוויר ובמקביל מספקים חלקיקים (עשן, אפר ואבק) לאדי מים להתכווץ.
אדי מים מגיבים עם תרכובות גופרית כמו מימן גופרתי ליצירת חומצה גופרתית ועם תרכובות חנקן ליצירת חומצה חנקתית. לחומצות אלה יש רמות pH נמוכות בהרבה מאשר חומצה פחמית.
שריפת דלקים מאובנים במכוניות, משאיות, מפעלים ותחנות כוח משחררת תרכובות גופרית וחנקן לאטמוספרה, ממש כמו הרי געש ושריפות יער. בניגוד להתפרצויות געשיות ושריפות יער, עם זאת, מקורות זיהום האוויר הללו נמשכים לאורך תקופות זמן ארוכות.
פלומות זיהום האוויר הללו יכולות לנסוע למרחקים ארוכים. השפעות זיהום האוויר על חומרים ומבנים נעים בין לכלוך וכתמים לפני השטח ועד קורוזיה של החומרים.
השפעות גשם חומצי על מבנים ואנדרטאות
חומרים נפוצים באופן טבעי המשמשים לבניינים ואנדרטאות כוללים אבן חול, אבן גיר, שיש וגרניט.
גשם חומצי מאכל את כל החומרים הללו במידה מסוימת ומאיץ את הפירוק הטבעי. אבן גיר ושיש מתמוססות בחומצות. חלקיקי החול היוצרים אבן חול לרוב מוחזקים יחד על ידי סידן פחמתי שמתמוסס בחומצה.
גרניט, אף שהוא עמיד בהרבה בפני חומצה, עדיין ניתן לחרוט ולהוכתם על ידי גשם חומצי ומזהמים שהוא נושא. המלט מגיב גם לגשם חומצי. מלט הוא סידן פחמתי שמתמוסס בחומצה. מבני בטון, מדרכות ויצירות אמנות המיוצרות במלט מראים את השפעות הגשם החומצי. בנוסף, לוחות גרניט וחומרים דקורטיביים אחרים מוחזקים לרוב במקום באמצעות מלט פורטלנד.
נזקי גשם חומציים בבנייני בטון בערים מזוהמות בכבדות כמו האנגזו, סין, יכולים להיות גדולים. נחושת, ברונזה ומתכות אחרות מגיבות גם עם חומצות. קורוזיה של יריעות הברונזה באנדרטת יוליס ס 'גרנט, למשל, מופיעה כפסים ירוקים במורד הכן. נחושת המומסת מהברונזה שטפה את הבסיס והתחמצנה לכתמים ירוקים.
אנדרטאות המושפעות מגשם חומצי
השפעת גשם חומצי על מבני טאג 'מאהל משמשת דוגמא אחת לאופן בו גשם חומצי משפיע על מבנים. זיהום אוויר מבית הזיקוק המקומי גרם להיווצרות גשם חומצי והפך את השיש הלבן לצהוב.
למרות שחלקם טענו כי הצהבה טבעית או נגרמת על ידי תומכי ברזל בשיש, בתי המשפט המקומיים הסכימו כי זיהום האוויר השפיע על הטאג 'מאהל. בתגובה, ממשלת הודו קבעה בקרות פליטה קפדניות מקומיות כדי לסייע בהגנה על הטאג 'מאהל.
אנדרטת תומאס ג'פרסון בוושינגטון, DC, היא אחד המונומנטים הרבים שנפגעו מגשם חומצי. קלציט המתמוסס משחרר את מינרלי הסיליקט הכלולים בשיש. אובדן החומר החליש את המבנה די בכך שנוספו רצועות חיזוק במהלך השיקום בשנת 2004. בנוסף, יש לשטוף בעדינות קרום שחור שהותיר עפר שנתפס בשיש החרוט.
פסלים רבים ברחבי ארצות הברית ואירופה מגולפים משיש או מאבן גיר. כאשר גשם חומצה גופרתית מכה בפסלים אלה, תגובת החומצה הגופריתית עם הסידן פחמתי מניבה סידן גופרתי וחומצה פחמית. חומצה פחמנית מתפרקת עוד יותר למים ופחמן דו חמצני. סידן גופרתי מסיס במים ולכן שוטף הרחק מהפסל או הפסל.
למרבה הצער, בגלל פסל גשם חומצי נעלמים פרטים ככל שהאבן ממש שוטפת.