Indhold
- Syrevejr og pH
- Hvordan bliver regn surt?
- Naturligt forekommende surt regn
- Effekter af surt regn på bygninger og monumenter
- Monumenter, der er påvirket af surt regn
Syreregn, der først blev anerkendt i Sverige i 1872, blev betragtet som et lokalt problem i lang tid. Men i 1950'erne blev anerkendelsen af, at sur nedbør i Skandinavien oprindelse i Storbritannien og Nordeuropa, i stedet viste, at sur nedbør var et regionalt, endog globalt, problem.
Selvom regn naturligvis er lidt syrlig, fremskynder virkningen af surt regn på bygninger og monumenter den naturlige korrosion og erosion.
Syrevejr og pH
Regn er naturligvis lidt surt, hvilket betyder, at dets pH er under en neutral pH på 7. pH-skalaen måler, hvor surt eller basisk et stof er. Det spænder fra 0 (meget surt) til 14 (meget basisk).
Normalt regn varierer generelt fra ca. 6,5 til ca. 5,6 på pH-skalaen. Syre regn måler dog under 5,5. Syre regn er målt ved bunden af skyer ved pH 2,6 og i tåge i Los Angeles, helt ned til 2,0.
Hvordan bliver regn surt?
Vand opløser flere stoffer end noget andet kendt materiale. Rent vand forbliver kun rent, indtil det berører noget andet. Når vanddamp kondenseres omkring et partikelformigt, der flyder i luften, kan vandet opløses eller reagere med det partikelformige materiale. Når partiklerne er støv eller pollen, bærer regnen partiklen til jorden.
Når partiklerne bærer eller indeholder kemikalier, kan der opstå en reaktion. Når vanddamp springer rundt i atmosfæren, reagerer nogle af vandmolekylerne med kuldioxidmolekyler til dannelse af kullsyre, en svag syre.
Dette sænker regnets pH fra 7 til ca. 5, afhængigt af koncentrationen af kulsyre. Naturlige buffere i jorden formidler normalt denne mildt sagt sure regn.
Naturligt forekommende surt regn
Naturligt forekommende surt regn kan også være forårsaget af vulkanudbrud, rådnende vegetation og skovbrande. Disse begivenheder frigiver svovl- og nitrogenforbindelser i luften, mens de også giver partikler (røg, aske og støv) til, at vanddamp klumper sig rundt.
Vanddamp reagerer med svovlforbindelser som hydrogensulfid til dannelse af svovlsyre og med nitrogenforbindelser til dannelse af salpetersyre. Disse syrer har meget lavere pH-niveauer end kulsyre.
Forbrænding af fossile brændstoffer i biler, lastbiler, fabrikker og kraftværker frigiver svovl- og kvælstofforbindelser i atmosfæren, ligesom vulkaner og skovbrande. I modsætning til vulkanudbrud og skovbrande fortsætter disse kilder til luftforurening imidlertid over lang tid.
Disse skum af luftforurening kan rejse lange afstande. Virkningen af luftforurening på materialer og strukturer spænder fra overfladens snavs og pletter til korrosion af materialerne.
Effekter af surt regn på bygninger og monumenter
Almindelige naturligt forekommende materialer, der bruges til bygninger og monumenter, inkluderer sandsten, kalksten, marmor og granit.
Syre regn korroderer alle disse materialer til en vis grad og fremskynder naturlig nedbrydning. Kalksten og marmor opløses i syrer. Sandpartiklerne, der danner sandsten, holdes ofte sammen af calciumcarbonat, der opløses i syre.
Selvom granit er meget mere modstandsdygtig over for syre, kan den stadig ætses og farves af surt regn og de forurenende stoffer, det bærer. Cement reagerer også på surt regn. Cement er calciumcarbonat, som opløses i syre. Betonbygninger, fortove og kunstværker lavet med cement viser virkningen af surt regn. Derudover holdes plader af granit og andre dekorative materialer ofte på plads ved hjælp af Portland cement.
Syre regnskader på betonbygninger i stærkt forurenede byer som Hangzhou, Kina, kan være omfattende. Kobber, bronze og andre metaller reagerer også med syrer. Korrosion af bronzearket på Ulysses S. Grant Memorial, for eksempel, vises som grønne striber ned ad piedestallen. Kobber opløst fra bronzen har vasket basen ned og oxideret til grønne pletter.
Monumenter, der er påvirket af surt regn
Effekten af surt regn på Taj Mahal-strukturer tjener som et eksempel på, hvordan surt regn påvirker bygninger. Luftforurening fra et lokalt raffinaderi har forårsaget sur regn og dannet den hvide marmor gul.
Selvom nogle har hævdet, at gulningen er naturlig eller forårsaget af jernstøtter i marmoren, var de lokale domstole enige om, at luftforurening har påvirket Taj Mahal. Som svar har den indiske regering etableret lokale strenge emissionskontroller for at hjælpe med at beskytte Taj Mahal.
Thomas Jefferson-mindesmærket i Washington, D.C., er et af mange monumenter, der er påvirket af surt regn. Den opløselige kalcit frigiver silicatmineraler indeholdt i marmoren. Tab af materiale svækkede strukturen nok til, at der blev tilføjet forstærkende stropper under restaureringen i 2004. Derudover skal en sort skorpe efterladt af snavs fanget i den ætsede marmor forsigtigt vaskes væk.
Mange skulpturer overalt i USA og Europa er udskåret af marmor eller kalksten. Når svovlsyreregn rammer disse statuer, giver svovlsyrens reaktion med calciumcarbonatet calciumsulfat og kulsyre. Kulsyre nedbrydes yderligere i vand og kuldioxid. Calciumsulfat er vandopløseligt, så vasker væk fra statuen eller skulpturen.
Desværre forsvinder detaljer på grund af sur regn, når stenen bogstaveligt talt skyller væk.