Hujan asam , pertama kali dikenal di Swedia pada tahun 1872, dianggap sebagai masalah lokal sejak lama. Namun pada tahun 1950-an pengakuan bahwa hujan asam di Skandinavia berasal dari Inggris dan Eropa utara justru menunjukkan bahwa hujan asam merupakan masalah regional, bahkan global.
Meskipun hujan secara alami sedikit asam, efek hujan asam pada bangunan dan monumen mempercepat korosi dan erosi alami.
Hujan Asam dan pH
Hujan secara alami sedikit asam, artinya pH-nya di bawah pH netral 7. Skala pH mengukur seberapa asam atau basa suatu zat. Ini berkisar dari 0 (sangat asam), hingga 14 (sangat basa).
Hujan normal umumnya berkisar antara sekitar 6,5 sampai sekitar 5,6 skala pH. Hujan asam, bagaimanapun, mengukur di bawah 5,5 . Hujan asam telah diukur di dasar awan pada pH 2,6, dan dalam kabut di Los Angeles, serendah 2,0.
Bagaimana Hujan Menjadi Asam?
Air melarutkan lebih banyak zat daripada bahan lain yang diketahui. Air murni hanya akan tetap murni sampai menyentuh sesuatu yang lain. Ketika uap air mengembun di sekitar partikel yang mengambang di udara, air dapat larut atau bereaksi dengan partikel tersebut. Ketika partikulatnya adalah debu atau serbuk sari, hujan membawa partikel tersebut ke tanah.
Ketika partikulat membawa atau mengandung bahan kimia, reaksi dapat terjadi. Saat uap air memantul di atmosfer, beberapa molekul air bereaksi dengan molekul karbon dioksida untuk membentuk asam karbonat, asam lemah.
Ini menurunkan pH hujan dari 7 menjadi sekitar 5, tergantung pada konsentrasi asam karbonat. Buffer alami di dalam tanah biasanya memediasi hujan yang agak asam ini.
Hujan Asam yang Terjadi Secara Alami
Hujan asam yang terjadi secara alami juga dapat disebabkan oleh letusan gunung berapi, pembusukan vegetasi, dan kebakaran hutan. Peristiwa ini melepaskan senyawa belerang dan nitrogen ke udara sambil juga menyediakan partikulat (asap, abu, dan debu) agar uap air menggumpal.
Uap air bereaksi dengan senyawa belerang seperti hidrogen sulfida untuk membentuk asam sulfat dan dengan senyawa nitrogen untuk membentuk asam nitrat. Asam-asam ini memiliki tingkat pH yang jauh lebih rendah daripada asam karbonat.
Pembakaran bahan bakar fosil di mobil, truk, pabrik, dan pembangkit listrik melepaskan senyawa belerang dan nitrogen ke atmosfer, seperti gunung berapi dan kebakaran hutan. Tidak seperti letusan gunung berapi dan kebakaran hutan, sumber polusi udara ini terus berlanjut dalam jangka waktu yang lama.
Gumpalan polusi udara ini dapat menempuh jarak yang jauh. Efek polusi udara pada bahan dan struktur berkisar dari kotoran permukaan dan noda hingga korosi pada bahan.
Pengaruh Hujan Asam Terhadap Bangunan dan Monumen
Bahan alami yang umum digunakan untuk bangunan dan monumen termasuk batu pasir, batu kapur, marmer, dan granit.
Hujan asam merusak semua bahan ini sampai tingkat tertentu dan mempercepat dekomposisi alami. Batu kapur dan marmer larut dalam asam. Partikel pasir yang membentuk batupasir sering disatukan oleh kalsium karbonat, yang larut dalam asam.
Granit, meski jauh lebih tahan terhadap asam, masih bisa tergores dan ternoda oleh hujan asam dan polutan yang dibawanya. Semen juga bereaksi terhadap hujan asam. Semen adalah kalsium karbonat, yang larut dalam asam. Bangunan beton, trotoar, dan karya seni yang terbuat dari semen menunjukkan efek hujan asam. Selain itu, lempengan granit dan bahan dekoratif lainnya sering dipasang menggunakan semen Portland.
Kerusakan akibat hujan asam pada bangunan beton di kota-kota yang sangat tercemar seperti Hangzhou, Cina, bisa sangat parah. Tembaga, perunggu, dan logam lainnya juga bereaksi dengan asam. Korosi pada lapisan perunggu di Ulysses S. Grant Memorial, misalnya, terlihat seperti guratan hijau di alasnya. Tembaga yang larut dari perunggu telah membasuh dasarnya dan teroksidasi menjadi noda hijau.
Monumen yang Terkena Hujan Asam
Pengaruh hujan asam pada bangunan Taj Mahal menjadi salah satu contoh bagaimana hujan asam berdampak pada bangunan. Polusi udara dari kilang setempat telah menyebabkan terbentuknya hujan asam, mengubah marmer putih menjadi kuning.
Meskipun beberapa berpendapat bahwa menguning itu alami, atau disebabkan oleh penyangga besi pada marmer, pengadilan setempat setuju bahwa polusi udara telah berdampak pada Taj Mahal. Sebagai tanggapan, pemerintah India telah menetapkan kontrol emisi lokal yang ketat untuk membantu melindungi Taj Mahal.
Tugu Peringatan Thomas Jefferson di Washington, DC, adalah salah satu dari banyak monumen yang terkena dampak hujan asam. Kalsit yang larut melepaskan mineral silikat yang terkandung di dalam marmer. Hilangnya material cukup melemahkan struktur sehingga tali penguat ditambahkan selama restorasi tahun 2004. Selain itu, kerak hitam yang ditinggalkan oleh kotoran yang tersangkut di marmer yang tergores harus dibersihkan dengan hati-hati.
Banyak patung di seluruh Amerika Serikat dan Eropa diukir dari marmer atau batu kapur. Ketika hujan asam sulfat menyerang patung-patung ini, reaksi asam sulfat dengan kalsium karbonat menghasilkan kalsium sulfat dan asam karbonat. Asam karbonat selanjutnya terurai menjadi air dan karbon dioksida. Kalsium sulfat larut dalam air sehingga tersapu dari patung atau pahatan.
Sedihnya, detail patung karena hujan asam menghilang saat batu itu benar-benar terhanyut.
Joaquin Ossorio-Castillo/iStock/GettyImages
