Asit Yağmuru ve pH Ölçeği

pH ölçeği bir nesnenin ne kadar asidik olduğunu ölçer. Çok asidik olmayan nesnelere bazik denir. Ölçek, sıfırdan (en asidik) 14’e kadar (en bazik) değerlere sahiptir. Yukarıdaki pH ölçeğinden görebileceğiniz gibi, saf suyun pH değeri 7’dir. Bu değer, ne asidik ne de bazik olarak kabul edilir – yani nötrdür. Normal, temiz yağmurun pH değeri 5.0 ile 5.5 arasındadır, bu da hafif asidik olduğunu gösterir. Ancak, yağmur, enerji santralleri ve otomobillerden üretilen kükürt dioksit veya azot oksitlerle birleştiğinde, yağmur çok daha asidik hale gelir. Tipik asit yağmuru pH değeri 4.0’dır. pH değerlerinde 5.0’dan 4.0’a düşüş, asidikliğin 10 kat daha fazla olduğu anlamına gelir.

pH Nasıl Ölçülür

Laboratuvarlarda pH’ı ölçmek için birçok yüksek teknoloji cihazı kullanılır. pH’ı ölçmenin kolay bir yolu, bir litmus kağıdı şeridi kullanmaktır. Bir litmus kağıdı şeridini bir şeye dokundurduğunuzda, kağıt, maddenin asidik mi yoksa bazik mi olduğuna bağlı olarak renk değiştirir. Kağıt kırmızıya dönerse, madde asidiktir ve maviye dönerse, madde baziktir.

Nerede yaşadığınıza bağlı olarak, belki asit yağmurlarını duymuş olabilirsiniz. Şimdi, asit yağmuru gökyüzünden düşen saf asit değildir, aksine yağış ya da atmosferdeki nem, nemi normalden daha asidik hale getiren elementler ve gazlarla karışmıştır. Saf suyun pH değeri 7’dir ve genellikle yağış biraz asidik taraftadır (6’dan biraz daha az). Ancak, asit yağmuru pH değeri yaklaşık 5.0-5.5 olabilir ve hatta Amerika’nın kuzeydoğusunda, birçok endüstri ve otomobilin bulunduğu yerlerde 4 aralığında bile olabilir.

Asit Yağmurunun Nedenleri

Asidik yağış, doğal (volkanlar) ve insan yapımı aktiviteler, örneğin otomobillerden ve elektrik üretiminden kaynaklanabilir. Asit yağmuru oluşumunun öncüleri veya kimyasal öncülleri, hem doğal kaynaklardan, örneğin volkanlar ve çürüyen bitkilerden, hem de insan yapımı kaynaklardan, öncelikle fosil yakıt yanmasından kaynaklanan kükürt dioksit (SO2) ve azot oksitler (NOx) emisyonlarından kaynaklanır. Enerji üretim şirketleri ve endüstriler tarafından fosil yakıtların (kömür ve petrol) yakılması, havaya kükürt salar ve oksijenle birleşerek kükürt dioksit (SO2) oluşturur. Otomobillerin egzozları, havada azot oksitlerin oluşumuna neden olur. Bu gazlardan, havada sülfürik asit (H2SO4) ve nitrik asit (HNO3) oluşabilir ve havadaki su buharında çözülebilir. Asit yağmuru gazları genellikle kentsel alanlarda ortaya çıksa da genellikle rüzgarlar tarafından atmosferde yüzlerce mil taşınır ve kırsal alanlara ulaşır. İşte bu yüzden, kırsal kesimdeki ormanlar ve göller, şehirlerde başlayan asit yağmuru tarafından zarar görebilir.

Asit Yağmuru ve Etkileri

Çevre genellikle belirli bir miktarda asit yağmura uyum sağlayabilir. Sıklıkla toprak hafifçe baziktir (doğal olarak oluşan kireçtaşı nedeniyle, pH değeri 7’den büyüktür). Çünkü bazlar asitleri dengeleyebilir, bu topraklar genellikle asit yağmurunun asiditesini bir miktar dengelemeye eğilimlidir. Ancak, Rocky Dağları gibi bazı bölgelerde ve Amerika’nın kuzeybatı ve güneydoğu kısımlarında, toprakta doğal olarak kireçtaşı bulunmadığı yerlerde, asit yağmuru çevreye zarar verebilir.

Bazı balıklar ve hayvanlar, örneğin kurbağalar, asidik bir ortama uyum sağlamakta ve bu ortamda üremekte zorlanır. Asit yağmuru ve asit sisinden birçok bitki, örneğin herdem yeşil ağaçlar, zarar görür. Almanya’nın Kara Ormanı’ndaki asit yağmuru hasarını gördüm. Kara Orman’ın büyük bir kısmı gerçekten kara çünkü yeşil çam iğnelerinin çoğu yok edilmişti, sadece kara gövdeler ve dallar kalmıştı! Ayrıca, asit yağmurunun bazı şehirlerin binalarındaki ve taş sanat eserlerindeki taşı nasıl aşındırdığını da fark etmiş olabilirsiniz.

Asit Yağmuru’nun Coğrafi Dağılımı

Yağışın asiditesi, yağmur örnekleri toplanarak ve pH’ının ölçülmesiyle belirlenir. Yağmur asiditesinin dağılımını bulmak için hava koşulları izlenir ve yağmur örnekleri ülkenin her yerindeki sitelerden toplanır. En yüksek asiditeye (en düşük pH değerleri) sahip alanlar, Kuzeydoğu Amerika Birleşik Devletleri’nde bulunmaktadır. Bu yüksek asidite modeli, Kuzeydoğu’daki büyük şehir sayısı, yoğun nüfus ve enerji ve endüstriyel tesislerin yoğunluğu nedeniyle oluşur. Ek olarak, hakim rüzgar yönü, fırtınaları ve kirliliği Ortabatı’dan Kuzeydoğu’ya getirir ve Kuzeydoğu Amerika Birleşik Devletleri’ndeki toprak ve kayaçlardan gelen toz, yağıştaki asiditeyi nötralize etme olasılığı daha düşüktür.

Asit Yağmuru ve Taş

Medya aracılığıyla asit yağmuru etkileri hakkında duyduğunuzda veya okuduğunuzda, genellikle Yeni İngiltere ve Kanada’daki göller, balıklar ve ağaçlar hakkında bilgi verilir. Ancak, ek bir endişenin farkına varıyoruz: tarihi binalarımızın ve anıtlarımızın birçoğu en yüksek asiditeye sahip alanlarda bulunmaktadır. Avrupa’da, binalar çok daha eski ve kirlilik seviyeleri Amerika Birleşik Devletleri’nden on kat daha fazla olduğu için, kirliliğin ve asit yağmurunun binaların ve anıtların bozulmasını hızlandırdığına dair artan bir farkındalık vardır.

Taş, çevreye maruz kaldığında doğal kimyasal, fiziksel ve biyolojik süreçler aracılığıyla normal jeolojik döngüsünün bir parçası olarak aşınır (bozulur). Bu aşınma süreci, yüzlerce milyon yıl boyunca, Appalachian Dağları’nı Rocky Dağları kadar yüksek olan kule gibi zirvelerden bugün gördüğümüz yuvarlak düğümlere dönüştürdü. Endişemiz, hava kirliliğinin, özellikle kentsel alanlarda, taşın normal, doğal aşınma hızını hızlandırıyor olabileceği ve bu nedenle tarihi veya kültürel değeri olan binaları ve heykelleri erken kaybedebileceğimizdir.

Peki ya binalar?

Birçok bina ve anıt taştan yapılmıştır ve birçok bina dekoratif süslemeler için taş kullanır. Granit, şimdi binalar, anıtlar ve köprüler için en çok kullanılan taştır. Kireçtaşı, en çok kullanılan ikinci yapı taşıdır. Portland çimentosu 19. yüzyılın başında mevcut olmadan önce yaygın olarak kullanılmıştır çünkü rengi ve dokusu düzgündür ve kolayca oyma yapılabilir. Yerel kaynaklardan gelen kumtaşı, özellikle 1900’den önce, Kuzeydoğu Amerika Birleşik Devletleri’nde yaygın olarak kullanılmıştır. Ülke genelinde, mermer diğer taş türlerine göre çok daha az kullanılır, ancak tarihi öneme sahip birçok bina ve anıt için kullanılmıştır. Kompozisyonları nedeniyle, bazı taşlar asidik birikime karşı daha fazla hasar görebilir. Granit, esas olarak feldispat ve kuvars gibi silikat minerallerinden oluşur ve bu da onun asidik saldırılara karşı dirençli olmasını sağlar. Kumtaşı da esas olarak silikadan oluşur ve bu nedenle dirençlidir. Birkaç kumtaşı, zayıf asitte kolayca çözünen bir karbonat çimentosu içerdikleri için daha az dirençlidir. Kireçtaşı ve mermer, esas olarak kalsit mineralinden (kalsiyum karbonat) oluşur, bu da zayıf asitte kolayca çözülür; aslında, bu özellik genellikle kalsit mineralini tanımlamak için kullanılır.

Kaynaklar:

• ABD Çevre Koruma Ajansı Öğrenci Sitesi – Asit Yağmuru
• ABD Çevre Koruma Ajansı – Asit Yağmuru
• Asit Yağmuru ve Su | ABD Jeolojik Araştırması (usgs.gov)