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酸性雨は、1872年にスウェーデンで最初に認識され、長い間地域の問題と考えられていました。しかし、1950年代のスカンジナビアの酸性雨は英国と北ヨーロッパで発生したという認識により、酸性雨は地域的な、さらには地球規模の問題であることが示されました。
雨は自然に少し酸性ですが、建物や記念碑に対する酸性雨の影響は、自然の腐食と侵食を促進します。
酸性雨とpH
雨は自然に少し酸性です。つまり、そのpHは中性pH 7未満です。pHスケールは、物質の酸性度または塩基性度を測定します。範囲は0（非常に酸性）から14（非常に塩基性）までです。
通常の雨は一般にpHスケールで約6.5から約5.6の範囲です。酸性雨は、しかし、対策 5.5未満。酸性雨は、pH 2.6の雲の底で、そしてロサンゼルスの霧で、2.0と低く測定されています。
雨はどのように酸性になりますか？
水は、他の既知の材料よりも多くの物質を溶解します。純粋な水は、他の何かに触れるまで純粋なままです。空気中に浮遊する微粒子の周りに水蒸気が凝縮すると、水が微粒子に溶解または反応する場合があります。微粒子がほこりや花粉の場合、雨が粒子を地面に運びます。
微粒子が化学物質を運んだり含んだりすると、反応が起こります。水蒸気が大気中を跳ね返ると、水分子の一部が二酸化炭素分子と反応して、弱酸である炭酸を形成します。
これは、炭酸の濃度に応じて、雨のpHを7から約5に下げます。土壌中の自然の緩衝液は通常、この弱酸性雨を媒介します。
自然に発生する酸性雨
自然に発生する酸性雨は、火山の噴火、腐敗した植生、森林火災によっても発生します。これらのイベントは硫黄と窒素化合物を大気中に放出すると同時に、水蒸気が周囲に集まるための微粒子（煙、灰、塵）を提供します。
水蒸気は硫化水素などの硫黄化合物と反応して硫酸を形成し、窒素化合物と反応して硝酸を形成します。これらの酸は、炭酸よりもはるかに低いpHレベルです。
自動車、トラック、工場、発電所で化石燃料を燃やすと、火山や森林火災のように硫黄と窒素の化合物が大気中に放出されます。しかし、火山の噴火や森林火災とは異なり、これらの大気汚染の原因は長期間にわたって続きます。
これらの大気汚染のプルームは長距離を移動できます。大気汚染が材料や構造に及ぼす影響は、表面の汚れや汚れから材料の腐食にまで及びます。
酸性雨が建物や記念碑に与える影響
建物やモニュメントに使用される一般的な天然素材には、砂岩、石灰岩、大理石、花崗岩が含まれます。
酸性雨はこれらすべての材料をある程度腐食し、自然分解を促進します。石灰岩と大理石は酸に溶けます。砂岩を形成する砂の粒子は、酸に溶解する炭酸カルシウムによってしばしば保持されます。
花崗岩は、酸に対してはるかに耐性がありますが、酸性雨とそれに含まれる汚染物質によってエッチングされ、汚れることがあります。セメントは酸性雨にも反応します。セメントは、酸に溶解する炭酸カルシウムです。セメントで作られたコンクリートの建物、歩道、アートワークは酸性雨の影響を示しています。さらに、花崗岩やその他の装飾材料のスラブは、多くの場合、ポートランドセメントを使用して所定の位置に保持されます。
中国杭州のような重度に汚染された都市のコンクリートの建物への酸性雨による被害は広範囲に及ぶ可能性があります。銅、青銅、その他の金属も酸と反応します。たとえば、ユリシーズS.グラント記念碑のブロンズシートの腐食は、台座の下に緑色の縞が表示されます。青銅から溶解した銅は、ベースを洗い流し、酸化して緑色の汚れになりました。
酸性雨の影響を受けた記念碑
タージ・マハルの構造に対する酸性雨の影響は、酸性雨が建物に与える影響の1つの例として役立ちます。地元の製油所からの大気汚染により酸性雨が発生し、白い大理石が黄色になりました。
黄変は自然なものである、または大理石の鉄の支持が原因であると主張する人もいますが、地方裁判所は大気汚染がタージ・マハルに影響を与えたことに同意しました。これに対応して、インド政府は、タージ・マハルの保護を支援するために地元の厳しい排出規制を確立しました。
ワシントンD.C.のトーマスジェファーソン記念館は、酸性雨の影響を受けた多くの記念碑の1つです。溶解する方解石は、大理石に含まれるケイ酸塩鉱物を放出します。材料の損失により構造が十分に弱くなり、2004年の修復中に補強ストラップが追加されました。さらに、エッチングされた大理石に引っかかった汚れによって残った黒い皮は、優しく洗い流さなければなりません。
米国およびヨーロッパ中の多くの彫刻は、大理石または石灰岩で作られています。硫酸雨がこれらの像に当たると、硫酸と炭酸カルシウムの反応により、硫酸カルシウムと炭酸が生成されます。炭酸はさらに水と二酸化炭素に分解されます。硫酸カルシウムは水溶性であるため、彫像や彫刻から洗い流されます。
悲しいことに、酸性雨のせいで、石が文字通り洗い流されると、細部が消えてしまいます。