Contenu
- Pluies acides et pH
- Comment la pluie devient-elle acide?
- Pluies acides naturelles
- Effets des pluies acides sur les bâtiments et les monuments
- Monuments affectés par les pluies acides
Pluie acide, reconnu pour la première fois en Suède en 1872, a longtemps été considéré comme un problème local. Mais dans les années 1950, la reconnaissance du fait que les pluies acides en Scandinavie provenaient de la Grande-Bretagne et de l'Europe du Nord montrait plutôt que les pluies acides constituaient un problème régional, voire mondial.
Bien que la pluie soit naturellement un peu acide, ses effets sur les bâtiments et les monuments accélèrent la corrosion et l’érosion naturelles.
Pluies acides et pH
La pluie est naturellement un peu acide, ce qui signifie que son pH est inférieur à un pH neutre de 7. L’échelle de pH mesure l’acidité ou la base d’une substance. Il varie de 0 (très acide) à 14 (très basique).
Les précipitations normales varient généralement entre environ 6,5 et environ 5,6 sur l'échelle du pH. Les pluies acides mesurent toutefois en dessous de 5,5. Les pluies acides ont été mesurées au bas des nuages à un pH de 2,6 et dans le brouillard à 2,0.
Comment la pluie devient-elle acide?
L'eau dissout plus de substances que tout autre matériau connu. L'eau pure ne reste pure que jusqu'à toucher quelque chose d'autre. Lorsque la vapeur d'eau se condense autour d'une particule flottant dans l'air, l'eau peut se dissoudre ou réagir avec la particule. Lorsque les particules sont de la poussière ou du pollen, la pluie les transporte au sol.
Lorsque les particules transportent ou contiennent des produits chimiques, une réaction peut se produire. Lorsque la vapeur d'eau rebondit dans l'atmosphère, certaines molécules d'eau réagissent avec les molécules de dioxyde de carbone pour former de l'acide carbonique, un acide faible.
Cela fait baisser le pH de la pluie de 7 à environ 5, en fonction de la concentration en acide carbonique. Les tampons naturels dans le sol médient généralement cette pluie légèrement acide.
Pluies acides naturelles
Les pluies acides naturelles peuvent aussi être causées par des éruptions volcaniques, une végétation en décomposition et des incendies de forêt. Ces événements libèrent des composés soufrés et azotés dans l’air tout en générant des particules (fumée, cendres et poussières) permettant à la vapeur d’eau de se regrouper.
La vapeur d'eau réagit avec des composés soufrés tels que le sulfure d'hydrogène pour former de l'acide sulfurique et avec des composés azotés pour former de l'acide nitrique. Ces acides ont des niveaux de pH beaucoup plus bas que ceux de l'acide carbonique.
La combustion de combustibles fossiles dans les automobiles, les camions, les usines et les centrales émet des composés soufrés et azotés dans l'atmosphère, tout comme les volcans et les incendies de forêt. Cependant, contrairement aux éruptions volcaniques et aux incendies de forêt, ces sources de pollution atmosphérique persistent pendant de longues périodes.
Ces panaches de pollution atmosphérique peuvent parcourir de longues distances. Les effets de la pollution atmosphérique sur les matériaux et les structures vont de la saleté et des taches à la corrosion des matériaux.
Effets des pluies acides sur les bâtiments et les monuments
Les matériaux naturels couramment utilisés pour les bâtiments et les monuments comprennent le grès, le calcaire, le marbre et le granit.
Les pluies acides corrodent tous ces matériaux dans une certaine mesure et accélèrent la décomposition naturelle. Le calcaire et le marbre se dissolvent dans les acides. Les particules de sable formant le grès sont souvent liées par du carbonate de calcium, qui se dissout dans l'acide.
Le granit, bien que beaucoup plus résistant à l'acide, peut toujours être attaqué et coloré par les pluies acides et les polluants qu'il entraîne. Le ciment réagit également aux pluies acides. Le ciment est du carbonate de calcium, qui se dissout dans l'acide. Les bâtiments en béton, les trottoirs et les œuvres d'art en ciment montrent les effets des pluies acides. De plus, les dalles de granit et autres matériaux décoratifs sont souvent maintenus en place à l'aide de ciment Portland.
Les dégâts causés par les pluies acides sur les bâtiments en béton dans les villes très polluées telles que Hangzhou en Chine peuvent être considérables. Le cuivre, le bronze et d'autres métaux réagissent également avec les acides. La corrosion des plaques de bronze sur le Mémorial Ulysses S. Grant, par exemple, apparaît sous forme de traînées vertes sur le piédestal. Le cuivre dissous dans le bronze a emporté la base et s'est oxydé en taches vertes.
Monuments affectés par les pluies acides
L'effet des pluies acides sur les structures du Taj Mahal est un exemple de l'impact des pluies acides sur les bâtiments. La pollution de l'air provenant d'une raffinerie locale a provoqué la formation de pluies acides, rendant le marbre blanc jaune.
Bien que certains aient affirmé que le jaunissement était naturel ou dû à des supports en fer dans le marbre, les tribunaux locaux ont convenu que la pollution de l'air avait affecté le Taj Mahal. En réponse, le gouvernement indien a mis en place des contrôles stricts des émissions au niveau local afin de protéger le Taj Mahal.
Le Thomas Jefferson Memorial à Washington, DC, est l’un des nombreux monuments touchés par les pluies acides. La calcite en dissolution libère les minéraux silicatés contenus dans le marbre. La perte de matériau a suffisamment affaibli la structure pour que des bandes de renforcement aient été ajoutées lors de la restauration de 2004. En outre, une croûte noire laissée par de la saleté emprisonnée dans le marbre gravé doit être lavée délicatement.
De nombreuses sculptures aux États-Unis et en Europe sont sculptées dans du marbre ou du calcaire. Lorsque la pluie d'acide sulfurique frappe ces statues, la réaction de l'acide sulfurique avec le carbonate de calcium donne du sulfate de calcium et de l'acide carbonique. L'acide carbonique se décompose en outre en eau et en dioxyde de carbone. Le sulfate de calcium est soluble dans l'eau, il est donc préférable de laver la statue ou la sculpture.
Malheureusement, à cause des pluies acides, les détails de la statue disparaissent lorsque la pierre disparaît littéralement.