تأثیر باران اسیدی بر روی ساختمان‌ها و سازه‌ها

اثرات بارش اسیدی بر روی بناهای تاریخ و ساختمان های قدیمی

باران اسیدی می‌تواند نمای ساختمان‌ها و دیگر سازه‌های ساخت بشر را به طور کلی نابود کند. چنانچه میزان اسیدیته‌ی باران از حد خاصی تجاوز کند، باعث خوردگی سنگ نما و زنگ زدن فلزات می‌شود. معماران و مهندسین عمران همواره تلاش می‌کنند تا با انتخاب مصالح مناسب با توجه به شرایط جوی منطقه، این اثر را کاهش دهند. با این وجود، حتی مصالح با دوام نیز مقاومت خاصی در برابر بارش‌های اسیدی دارند. واکنش شیمیایی مصالح مختلف ساختمانی با اسید در گذر زمان همانند حل شدن حبه‌ی قند در آب عمل می‌کند. از این رو پرداختن به این مسئله از مهمترین نکات در ساخت و ساز ابنیه محسوب می‌شود.

باران اسیدی

تأثیرات مخرب باران اسیدی

شیمیدان‌ها قدرت خورندگی اسیدها را با PH اندازه گیری می‌کنند. به طور کلی بارش‌های جوی خواه یا ناخواه مقداری مواد اسیدی را با خود به همراه دارند. با این وجود یک اسید بسیار ضعیف، تأثیر چندانی بر روی سازه‌ها ندارد. میزان PH برای محلول‌ها عددی بین صفر تا ۱۴ است. همچنین میزان  PH آب خالص به عنوان یک ماده‌ی خنثی ۷ است. هرچه این عدد به صفر نزدیکتر شود، ماده اسیدی‌تر است. اعداد بزرگتر از ۷ را نیز قلیا یا باز می‌گویند، که هر چه این عدد به ۱۴ نزدیکتر شود ماده قلیایی‌تر خواهد بود.

میزان PH سرکه که یک اسید نسبتاً ضعیف محسوب می‌شود، بین ۲ تا ۳ است. آب باران نیز دارای PH حدود ۵٫۶ است و به ندرت می‌تواند از این مقدار کمتر (اسیدی‌تر) باشد. با این وجود در مناطق صنعتی که آلودگی بیشتری وجود دارد، میزان PH باران کمتر از ۴٫۴ نیز گزارش شده است.

خاصیت اسیدی باران به خاطر حضور گازهای مختلف موجود در جو زمین است. به عنوان مثال دی اکسید کربن موجود در جو با ملکول‌های آب باران واکنش می‌دهد و اسید ضعیفی به نام اسید کربنیک را تشکیل می‌دهد. اما گازهایی همانند اکسید گوگرد و اکسید نیتروژن که خاص مناطق صنعتی و شهری هستند در ترکیب با آب، اسیدهای به مراتب قوی‌تری ایجاد می‌کنند. مجموع این اسیدها که در جو با ملکول‌های آب ترکیب می‌شوند، باران‌های اسیدی را ایجاد می‌کنند.

پوسیدگی سنگ نمای ساختمان‌ها

تخریب سازه و ساختمان و پل ها بر اثر باران اسیدی

باران اسیدی به ساختمان‌ها و سازه‌ها آسیب می‌رساند؛ زیرا موجب انحلال و فرسایش سنگ‌های ساختمانی که در تماس مستقیم با آب و هوا هستند، می‌شود. در گذشته که مردم از مشکلات بارش‌های اسیدی اطلاع نداشتند، از سنگ آهک و مرمر به عنوان سنگ نمای ساختمان‌ها استفاده می‌کردند. در صورتی که چنین مصالحی به‌ویژه در مناطق صنعتی مقاومت بسیار پایینی در برابر بارش‌های اسیدی از خود نشان می‌دهند.

کربنات کلسیم موجود در این مصالح، به راحتی با اسید واکنش نشان می‌دهد. از واکنش اسید موجود در باران و مصالح کربناته، یک پوسته بر روی سنگ تشکیل می‌شود. اما بر خلاف تصور عموم، این پوسته نیز از بخش‌های زیرین سنگ محافظت نمی‌کند و عمل خوردنگی و پوسیدگی سنگ به دور از چشم تداوم می‎یابد. نکته‌ی مهم در این باره این است که حفاظت از ساختمان در برابر تماس مستقیم با باران با استفاده از سایه‌بان و … نیز چندان چاره ساز نیست. زیرا انواع دیگر بارش‌های اسیدی همواره راه خود برای تخریب سنگ‌ها را پیدا می‌کنند.

در مناطقی که آلودگی هوا زیاد است، استفاده از ماسه سنگ گزینه‌ی مناسب‌تری است؛ گرچه ماسه سنگ نیز در برابر بارش‌های اسیدی مقاومت کامل را ندارد. به همین خاطر در ساخت بناهای مهم، پوسته‌های محافظ با خواص مختلفی بسته به شرایط جوی منطقه استفاده می‌شود که می‌تواند از تأثیر بارش‌های اسیدی تا حد بسیار زیادی بکاهد.

تخریب مجسمه‌ها و ابنیه‌ی تاریخی

تأثیر باران اسیدی بر روی مجسمه ها

مجسمه‌های قدیمی، بناهای تاریخی و مقبره‌ها که عمدتاً از سنگ آهک ساخته شده‌اند، در برابر باران‌های اسیدی آسیب‌پذیر هستند. با گذشت چند دهه از در معرض بارش‌های اسیدی قرار گرفتن، جزئیات مجسمه‌ها از بین می‌رود و به یک حجمه‌ی سنگی نامشخص تبدیل می‌شوند. باران اسیدی همچنین سنگ قبرهای ساخته شده از آهک و مرمر را مورد حمله‌ی خویش قرار داده و نوشته‌های روی آن‌ها را غیرقابل خواندن می‌کند.

بارش‌های اسیدی همچنین رنگ آثار و بناهای تاریخی را تغییر می‌دهد و یک پوسته‌ی سیاه رنگ بر روی آن‌ها ایجاد می‌کند. علاوه بر این، کنده کاری‌ها و نقوش هنری روی چنین سازه‌هایی نیز بر اثر تماس با باران اسیدی ظاهر اولیه و زیبای خود را از دست می‌دهند.

خوردگی و زنگ زدن فلزات

زنگ زدن و پوسیدگی فلزات در معرض بارش اسیدی

ساختمان‌ها و پل‌های با قطعات فلزی، در برابر بارش‌های اسیدی علاوه بر تغییر ظاهری، ممکن است با کاهش مقاومت نیز مواجه شوند. اسید موجود در باران‌ها نه تنها کلسیم، بلکه بسیاری از فلزات را نیز تخریب می‌کند. فلزاتی همچون مس، برنز، نیکل، روی و برخی از انواع فولادها در برابر بارش‌های اسیدی، آسیب‌پذیری بالایی دارند.

اخیراً در این باره یک مطالعه در دانشگاه هنگ کنگ انجام شده و نتایج آن نیز در مجله‌ی Water, Air, and Soil Pollution منتشر شده است. در این پژوهش تأثیر باران مصنوعی با PH معادل ۳٫۵ بر روی چهار فلز فولاد نرم، فولاد گالوانیزه، فولاد ضد زنگ ۳۰۴ و فلز برنج قرمز بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که فولاد نرم و فولاد ضدزنگ آسیب پذیرترین فلزات بررسی شده در این آزمایش بوده‌اند. اما با توجه به استفاده از آب با پی اچ ۳٫۵ که بسیار قوی‌تر از باران اسیدی است، هر چهار فلز دچار خوردگی شده‌اند.

منبع: sciencing.com

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *