ผลกระทบของฝนกรดในอนุเสาวรีย์

เนื้อหา

• ฝนกรดและ pH
• ฝนกลายเป็นกรดได้อย่างไร?
• ฝนกรดที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ
• ผลกระทบของฝนกรดต่ออาคารและอนุสาวรีย์
• อนุเสาวรีย์ที่ได้รับผลกระทบจากฝนกรด

ฝนกรดเป็นที่รู้จักครั้งแรกในประเทศสวีเดนในปี 1872 ถือเป็นปัญหาในท้องถิ่นมาเป็นเวลานาน แต่ในปี 1950 การยอมรับว่าฝนกรดในสแกนดิเนเวียเกิดขึ้นในสหราชอาณาจักรและยุโรปเหนือแสดงให้เห็นว่าฝนกรดเป็นปัญหาระดับภูมิภาคแม้แต่ในระดับโลก

ถึงแม้ว่าฝนจะมีสภาพเป็นกรดเล็กน้อยตามธรรมชาติ แต่ผลกระทบของฝนกรดในอาคารและอนุสาวรีย์ช่วยเร่งการกัดกร่อนและการพังทลายของธรรมชาติ

ฝนกรดและ pH

ฝนมีสภาพเป็นกรดเล็กน้อยตามธรรมชาติหมายความว่ามีค่า pH ต่ำกว่าค่า pH เป็นกลางที่ 7 ระดับสเกลวัดค่าว่ามีความเป็นกรดหรือเป็นสารพื้นฐานอย่างไร มันมีค่าตั้งแต่ 0 (กรดมาก) ถึง 14 (พื้นฐานมาก)

ปกติแล้วฝนปกติจะอยู่ในช่วงประมาณ 6.5 ถึงประมาณ 5.6 ในระดับ pH ฝนกรดอย่างไรก็ตามมาตรการ ต่ำกว่า 5.5. ฝนกรดได้ถูกวัดที่ก้นของก้อนเมฆที่ pH 2.6 และในหมอกในลอสแองเจลิสต่ำถึง 2.0

ฝนกลายเป็นกรดได้อย่างไร?

น้ำละลายสารได้มากกว่าวัสดุอื่นที่รู้จัก น้ำบริสุทธิ์จะคงความบริสุทธิ์ไว้จนกว่าจะสัมผัสกับสิ่งอื่น เมื่อไอน้ำควบแน่นรอบอนุภาคที่ลอยอยู่ในอากาศน้ำอาจละลายหรือทำปฏิกิริยากับอนุภาค เมื่อฝุ่นละอองหรือละอองเกสรดอกไม้ฝนจะพาอนุภาคไปที่พื้น

เมื่ออนุภาคมีหรือมีสารเคมีอาจเกิดปฏิกิริยา เมื่อไอน้ำกระดอนไปมาในบรรยากาศโมเลกุลของน้ำบางชนิดจะทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อสร้างกรดคาร์บอนิกซึ่งเป็นกรดที่อ่อนแอ

ซึ่งจะช่วยลดค่า pH ของฝนจาก 7 เป็นประมาณ 5 ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของกรดคาร์บอนิก บัฟเฟอร์ธรรมชาติในดินมักจะเป็นสื่อกลางของฝนที่เป็นกรดนี้

ฝนกรดที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ

ฝนกรดที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติอาจเกิดจากภูเขาไฟระเบิดพืชที่เน่าเปื่อยและไฟป่า เหตุการณ์เหล่านี้ปล่อยสารประกอบซัลเฟอร์และไนโตรเจนขึ้นสู่อากาศในขณะเดียวกันก็ให้อนุภาค (ควันเถ้าและฝุ่น) สำหรับไอน้ำที่จับตัวเป็นก้อน

ไอน้ำทำปฏิกิริยากับสารประกอบกำมะถันเช่นไฮโดรเจนซัลไฟด์เพื่อสร้างกรดซัลฟูริกและกับสารประกอบไนโตรเจนเพื่อสร้างกรดไนตริก กรดเหล่านี้มีระดับ pH ต่ำกว่ากรดคาร์บอนิก

การเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลในรถยนต์รถบรรทุกโรงงานและสถานีพลังงานจะปล่อยสารประกอบซัลเฟอร์และไนโตรเจนออกสู่บรรยากาศเช่นภูเขาไฟและไฟป่า แตกต่างจากการปะทุของภูเขาไฟและไฟป่าอย่างไรก็ตามแหล่งมลพิษทางอากาศเหล่านี้ยังคงดำเนินต่อไปเป็นระยะเวลานาน

มลพิษทางอากาศเหล่านี้สามารถเดินทางไกล ผลกระทบของมลพิษทางอากาศที่มีต่อวัสดุและโครงสร้างมีตั้งแต่สิ่งสกปรกบนพื้นผิวและคราบไปจนถึงการกัดกร่อนของวัสดุ

ผลกระทบของฝนกรดต่ออาคารและอนุสาวรีย์

วัสดุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติทั่วไปที่ใช้สำหรับอาคารและอนุสาวรีย์รวมถึงหินทรายหินปูนหินอ่อนและหินแกรนิต

ฝนกรดกัดเซาะวัสดุเหล่านี้ทั้งหมดในระดับหนึ่งและเร่งการสลายตัวตามธรรมชาติ หินปูนและหินอ่อนละลายในกรด อนุภาคทรายที่ก่อตัวเป็นหินทรายมักจะถูกยึดไว้ด้วยกันโดยแคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งละลายในกรด

หินแกรนิตในขณะที่ทนต่อกรดได้มากขึ้นยังสามารถถูกฝังและย้อมสีด้วยฝนกรดและมลพิษที่เกิดขึ้น ซีเมนต์ก็ทำปฏิกิริยากับฝนกรดด้วย ซีเมนต์คือแคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งละลายในกรด อาคารคอนกรีตทางเท้าและงานศิลปะที่ทำจากซีเมนต์แสดงผลกระทบของฝนกรด นอกจากนี้แผ่นหินแกรนิตและวัสดุตกแต่งอื่น ๆ มักจะจัดขึ้นในสถานที่โดยใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์

ฝนกรดสร้างความเสียหายให้กับอาคารคอนกรีตในเมืองที่มีมลพิษรุนแรงเช่นหางโจวจีนสามารถครอบคลุมได้ ทองแดงทองแดงและโลหะอื่น ๆ ทำปฏิกิริยากับกรดเช่นกัน ยกตัวอย่างเช่นการสึกกร่อนของแผ่นบรอนซ์บนอนุสรณ์สถานยูลิสซิสเอสแกรนท์แสดงให้เห็นว่ามีสีเขียวไหลลงมาตามทางเดิน ทองแดงที่ละลายจากทองแดงได้ล้างฐานและออกซิไดซ์เป็นคราบสีเขียว

อนุเสาวรีย์ที่ได้รับผลกระทบจากฝนกรด

ผลกระทบของฝนกรดในโครงสร้างของทัชมาฮาลเป็นตัวอย่างหนึ่งของการที่ฝนกรดส่งผลกระทบต่ออาคาร มลพิษทางอากาศจากโรงกลั่นในท้องถิ่นทำให้เกิดฝนกรดก่อให้เกิดหินอ่อนสีขาวเหลือง

แม้ว่าบางคนแย้งว่าสีเหลืองนั้นเป็นเรื่องธรรมชาติหรือเกิดจากการใช้เหล็กในหินอ่อน แต่ศาลท้องถิ่นเห็นว่ามลพิษทางอากาศส่งผลกระทบต่อทัชมาฮาล ในการตอบสนองรัฐบาลอินเดียได้จัดตั้งการควบคุมการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในท้องถิ่นอย่างเข้มงวดเพื่อช่วยปกป้องทัชมาฮาล

อนุสรณ์โธมัสเจฟเฟอร์สันในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. เป็นหนึ่งในอนุสรณ์สถานหลายแห่งที่ได้รับผลกระทบจากฝนกรด แคลเซียมคาร์บอเนตที่ละลายอยู่จะปล่อยแร่ธาตุซิลิเกตที่อยู่ภายในหินอ่อน การสูญเสียวัสดุทำให้โครงสร้างอ่อนแอพอที่จะเสริมสายรัดเสริมระหว่างการฟื้นฟู 2004 นอกจากนี้คราบสีดำที่เหลือจากสิ่งสกปรกที่ติดอยู่ในหินอ่อนแกะสลักจะต้องถูกชะล้างออกไปอย่างอ่อนโยน

ประติมากรรมจำนวนมากทั่วทั้งสหรัฐอเมริกาและยุโรปมีการแกะสลักจากหินอ่อนหรือหินปูน เมื่อฝนกรดซัลฟูริกโจมตีรูปปั้นเหล่านี้ปฏิกิริยาของกรดซัลฟิวริกกับแคลเซียมคาร์บอเนตจะให้แคลเซียมซัลเฟตและกรดคาร์บอนิก กรดคาร์บอนิกจะแตกตัวเป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มเติม แคลเซียมซัลเฟตละลายในน้ำจึงล้างออกจากรูปปั้นหรือประติมากรรม

น่าเศร้าเนื่องจากรายละเอียดของรูปปั้นฝนกรดหายไปเมื่อหินถูกชะล้างออกไปอย่างแท้จริง