تاثیر آلودگی های جوی بر بنا های سنگی

نوشته شده توسط : ادمين ديجي سنگ در : 1396/11/22 20:8 (442 نمایش)

در سال 1660 میلادی، جان اِوِلین این مسئله را مطرح کرد که هوای آلوده ی شهر لندن باعث تغییر رنگ و فرسایش بنا ها می شود. در اواخر قرن 18 و 19، نقاشان و نویسندگان، چهره ی پر از دوده و آلوده مناطق شهری را به طور دراماتیک در کارهایشان نشان می دادند و اثرات زیان آور آلودگی های جوی را به نحو جالب توجهی مطرح می نمودند. اخیراً تلاش هایی برای مطالعه ی نظام مند و علمیِ خصوصیات آلودگی های جوی و تأثیر آنها بر ساختمان ها انجام گرفته است.

 

تاثیر آلودگی های جوی بر بنا های سنگی

 

آلاینده ها

آلودگی جوی، یعنی این که خصوصیات اتمسفر هوا تحت تأثیر فعالیت های انسانی دچار تغییر شود. تاثیر اتمسفر طبیعی و یا آلوده از محلی به محل دیگر و در دوره های زمانی مختلف، متفاوت است. برای مثال، در مناطق ساحلی معمولاً نمک بیشتری در اتمسفر وجود دارد اما در مناطق خشک اینطور نیست. ترکیباتی همچون دی اکسید کربن، اسید سولفوریک، اکسید های نیتروژن و ذراتی مثل دوده، از جمله آلاینده های جوی هستند که تأثیرات مخربی بر نما های سنگ کاری شده دارند. دی اکسید کربن، که به گاز گلخانه ای معروف است و موجب گرم شدن زمین شده، می تواند با آب موجود در اتمسفر ترکیب شده و اسید کربنیک ایجاد کند و به این معناست که بارندگی های معمولی، محلول ضعیفی از اسید کربنیک با ph حدود 5.6 است( جهت اطلاع ph 7، خنثی بوده و ph صفر بیشترین میزان خاصیت اسیدی را نشان می دهد). و اگر میزان دی اکسید کربن موجود در هوا تا حد خیلی زیادی نیز افزایش یابد، میزان اسیدی بودنِ بارندگی، افزایش چشمگیری نخواهد داشت. واکنش آلاینده های دیگر معلق در هوا همچون دی اکسید سولفور و اکسید های نیتروژن است که باعث ایجاد باران های اسیدی تر می شود به طوریکه دی اکسید سولفور با آب موجود در اتمسفر واکنش داده و اسید سولفوریک(H2SO4) ایجاد می کند؛ فرآیندی که به (باران اسیدی) معروف است. با وجود این آلاینده میزان اسیدی بودن بارندگی می تواند تا ph 4.5 نیز افزایش یابد و یا حتی به 3.5 هم برسد. اکسید های نیتروژن معلق در هوا نیز، چنین میزان اسیدی بودنی را با ایجاد اسید نیتریک، ایجاد می کنند. گاز های آلوده ذکر شده، در اثر فعالیت های صنعتی، تجاری و مسکونی در مناطق شهری، و اخیراً هم به طور روز افزونی در مناطق روستایی، ایجاد می شوند. دی اکسید کربن، فرآیند فرعی بسیاری از فعالیت های صنعتی است و توزیع یکنواختی در اتمسفر بریتانیا دارد. باران های حاوی اسید سولفوریک، ناشی از فعالیت نیروگاه های برق بوده و در مناطقی که برای گرمایش منزل از زغال سنگ استفاده می شود متداول است. تا دهه ی 1950، استفاده از زغال سنگ برای گرمایش خانگی، باعث ایجاد لایه غلیظی از دوده بر آسمان شهر لندن شده بود .که این نوع آلودگی تأثیرات مخرب زیادی بر بناهای سنگی بریتانیا گذاشته است.

 

آلودگی های جوی خارج شده از اگزوز خودروها

 آلاینده هایی که از واکنش اکسید های نیتروژن در مناطق شهری ایجاد می شوند اوزون نام دارند. این آلاینده های جوی در مناطق مختلف شهری با توجه به نوع فعالیت های صنعتی و منابع آلاینده، وضعیت آب و هوا و توپوگرافی مختص آن منطقه، متفاوت از دیگر مناطق است همچنین انتقال آلودگی های جوی به محل هایی دور از محل ایجادشان، باعث ایجاد آلودگی در مناطقی می شوند که ظاهراً منابعی برای ایجاد آلاینده وجود ندارند و نباید آلوده باشند، این یعنی اتمسفر مناطق روستایی هم کاملا عاری از آلودگی نیست .

 

تغییرات آب و هوایی ناشی از آلودگی جوی

آلاینده هایی مثل دی اکسید کربن، بر آب و هوای منطقه هم تأثیر می گذارند. اینطور پیش بینی شده که تا 50 سال آینده، 2 تا 5 درجه سانتیگراد افزایش دما خواهیم داشت و همینطور سطح دریا ها افزایش خواهد یافت؛ البته ارقام ذکر شده، میانگین هستند و ممکن است در مناطق مختلف، ارقام متفاوتی وجود داشته باشد. احتمالاً بخش جنوبی بریتانیا، با مدت طولانی تری خشکسالی و کاهش بارندگی های فصلی را تجربه خواهد کرد. آلودگی های ایجاد شده توسط دست بشر باعث ایجاد خشکسالی و طوفان های بیشتری خواهد شد. چنین تغییراتی باعث فرسایش ساختمان ها نیز خواهد شد اما میزان دقیق آن قابل پیش بینی نیست برای مثال، ممکن است مدت و شدت بارندگی به دلیل سرعت زیاد باد و طوفانی بودن، افزایش یابد. همچنین ممکن است آب باران، قدرت نفوذ بیشتری به سنگ پیدا کند. میزان و جهت حرکت آب های جاری ناشی از بارندگی هم دچار تغییر خواهد شد. افزایش بارندگی، باعث جریان آب در مناطقی خواهد شد که تا به حال سابقه بارندگی شدید را نداشته اند و حجم زیاد سولفات های معلق در هوا در اثر آلودگی با ایجاد باران تبدیل به اسیدسولفوریک می شوند که موجب افزایش نفوذ باران در سنگ و تولید محلولهای نمکی و انباشتگی آنها در میان سنگ می شود. زمانی که محلول های نمکی ایجاد می شوند به مکان های دیگری جاری و پس از خشک شدن، بلورهای نمکی ایجاد می شوند، که اگر فرآیند کریستاله شدن، درون منافذ سنگ اتفاق بیفتد، هنگام بزرگ شدن بلور فشار زیادی به دیواره های منفذ وارد و ممکن است سنگ خرد شود. بنابراین با ایجاد بلورهای نمک، سرعت هوازدگی سنگ نیز افزایش می یابد. میزان هوازدگی، علاوه بر آلودگی هوا، به مواد تشکیل دهنده سنگ و سوابق هوازدگی نیز بستگی دارد.

 

تاثیر آلودگی های جوی بر بنا های سنگی

 

آلاینده ها و سنگ ها

سنگ ها و آلاینده ها به شکلهای مختلفی بر هم اثر می گذارند. نحوه ی اثر گذاری آلاینده های رسوب کرده و سنگ، تحت تأثیر عوامل مختلفی چون سرعت باد، جهت بنا و مقدار رطوبت نسبی هوا متفاوت است. برای مثال، اگر رطوبت نسبی هوا بالای 80% باشد، گاز اسید سولفوریک سریع تر با سنگ های لایم استون واکنش می دهد. زمانی که آلاینده ها خیس باشند و همراه با آب جا به جا شوند عواملی چون ژئومتری سطح سنگ بر نحوه ی اثر گذاری آن تاثیر می گذارد. این موضوع زمانی که سطح سنگ در معرض آب جاری و یا بارندگی قرار بگیرد، نشان داده می شود فعل و انفعالات میان آلاینده ها و سنگ ها باعث می شود تا بار دیگر به اهمیت خصوصیات فیزیکی سنگ، از جمله شکنندگی آنها پی ببریم. سنگ های دارای کربنات کلسیم، به شدت مستعد واکنش دهی با محلول های اسیدی هستند زیرا منافذ بزرگ آنها سطح وسیعی برای واکنش های شیمیایی ایجاد می کنند و به این ترتیب، نمک های حاصل از واکنش نیز در منافذ و شکاف ها بهتر جای می گیرند و سریعتر سنگ تخریب می شود زیرا نمک ها به راحتی وارد منافض می شوند و هنگام کریستاله شدنشان، فشار زیادی به سنگ وارد می کنند. یکی از عوامل مهم دیگر نحوه ی حرکت رطوبت در سنگ هاست این مورد هم در سنگ های پرمنفذ بیشتر وجود دارد و می تواند باعث تشدید سرعت هوازدگی و تخریب سنگ شود. آلودگی هوا علاوه بر تاثیر مخرب بر روی سنگ حتی بر دیگر موادی که تصور می کنیم مقاومت بالایی در برابر واکنش شیمیایی دارند اثر گذاشته و موجب فرسایش آنها نیز می شود از جمله شیشه که بر خلاف تصور عمومی که عنصری بسیار مقاوم است ولی در محیط های آلوده دچار تغییرات شیمیایی می شود. هرچند که این مسئله در شیشه های امروزی خیلی مشهود نیست و این مشکل بر طرف شده است. در اتمسفری که مقدار سولفور و دی اکسید کربن موجود در آلودگی جوی بالاست، باعث می شود تا سدیم از شیشه جدا شود. شیشه هایی که در قرون وسطی به کار می رفتند، پتاسیم و کلسیم شان را نیز در اثر آلودگی هوا از دست می دادند که باعث سست شدن ساختار شیشه و کاهش دوام آن می شد.

از دیگر موادی که در اتمسفر آلوده دچار تغییر شیمیایی می شوند فلزات می باشند. تغییرات شیمیایی آنها، تا حد زیادی به وجود رطوبت و این که تا چه مدت در تماس با رطوبت می مانند، غلظت ترکیبات موجود در آلودگی جوی و همچنین میزان اکسیژن موجود در سطح واکنش بستگی دارد. در مورد سنگ، لازم است بدانید که اگر با تشکیل لایه ای از سنگ های هوا زده، تماس اکسیژن با سطح قطع شود، واکنش ها هم تا حد زیادی کند می شوند. در واقع لایه های اکسید شده، محافظ لایه های زیرین در برابر چنین واکنش هایی می شوند. ولی اگر این لایه ها خیس شوند، واکنش های الکتروشیمیایی رخ می دهند و باعث ایجاد نوعی دیگر از آسیب به سنگ می شوند.

 

تاثیر آلودگی های جوی بر بنا های سنگی

 

انواع هوازدگی :

سنگ، محیط و پروسه سه عامل تعیین کننده نحوه ی واکنش سنگ با آلاینده های جوی و نحوه ی آسیب رساندن آنها به سنگ می باشند. متأسفانه روابط پیچیده ای بین این سه مورد وجود دارد که تفکیک آنها کار دشواری است. مثلاً نوعی از آلودگی ممکن است تحت تأثیر شرایط محیطی مختلف، باعث ایجاد آسیب های مختلفی در سنگ شود؛ و یا اینکه ممکن است تحت تأثیر آلاینده های مختلف یک نوع آسیب ایجاد شود. همچنین باید توجه داشت که بعضی واکنش ها تنها زمانی روی می دهند که رطوبت و یا برخی پارامتر های محیطی به حد خاصی برسند. برای مثال، فرسایش با نمک تنها زمانی رخ میدهد که بلور نمک به حدی بزرگ شده باشد که به دیواره ی منافذ موجود در سنگ فشار وارد کند. نوع آسیب های ایجاد شده به سنگ، در دسته بندی های مختلفی طبقه بندی می شوند مثلاً می توان تمایز مشخصی بین سنگ هایی از بنا که در معرض آب باران و آب جاری تخریب شده اند و سنگ هایی که در اثر آلودگی جوی تخریب شده اند، ایجاد کرد. حفره هایی در قسمت هایی  از سنگ که در تماس مداوم با  آب جاری هستند ایجاد می شود و سطوحی که با آب باران تماس مداوم دارند معمولاً زبر تر هستند. برای مثال اگر سنگ مرمریت در تماس با باران‌ باشد، خصوصاً اگر حاوی کربنات کلسیم نیز باشد، زبر می شود و اگر در آلودگی هوا کربن هم وجود داشته باشد، ظاهرش به تیرگی خواهد گرائید. منطقه، میزان وجود هر یک از این عوامل، شکل بنا و میزان بارندگی، عوامل موثر در میزان تخریب ایجاد شده در سنگ هستند.

فرآیند های توضیح داده شده تنها باعث ایجاد لایه ای تخریب شده بر سطح سنگ می شوند اما مواردی هم وجود دارند که نمک در داخل سنگ واکنش داده و به داخل سنگ آسیب وارد می کنند، اگر نمک ها به راحتی از داخل سنگ بیرون بیایند، احتمالاً فشار و آسیب زیادی به سنگ وارد نمی شود ولی محبوس شدن کریستال های نمک در منافذ سنگ، باعث وارد شدن فشار زیادی به سطح و تخریب آن می شود. تخریب ممکن است به صورت پوسته پوسته شدن، متورم شدن و خانه خانه شدن، نمود پیدا کند.

انواع هوازدگی که در بالا ذکر شده است، تنها وابسته به آلاینده های جوی نیستند. برای مثال، زمانی که حالت متورم شدن بر سطح سنگ ایجاد می شود، آن سنگ سست شده و نمک ها به راحتی به آن راه خواهند یافت. پس هوازدگی می تواند مستقل از آلاینده های جوی هم اتفاق بیفتد. شناسایی همه ی راه های هوازدگی بسیار دشوار است و تحلیل های سیستماتیک قادر به بررسی و پوشش تمام آن موارد نیست و حتما می بایست به صورت موردی تحت بررسی قرار گیرند.

 

به منظور خرید سنگ دلخواه خود و استعلام از قیمت روز به بخش خرید سنگ مراجعه نمایید در این بخش تامین کنندگان سنگ از سراسر کشور قیمت و نحوه فروش محصولات خود را ارائه کرده اند.

 

مطالعه مطالب زیر را به شما پیشنهاد  می کنیم:

 

مطالب با موضوعات مشابه
مطالب با موضوعات دیگر

 

با پیشنهادات و انتقادات خود ما را در ارائه خدمات بهتر یاری کنید.

 

کلیدواژه ها: آلودگي, بناي سنگي