مقاله سعید نجاتی دانشجوی دکتری زمین‌شناسی دانشگاه تربیت مدرس و کارشناس معدن و زمین‌شناسی شرکت راداستون را در ادامه مطالعه می‌کنید.
در بسیاری از شهر‌های صنعتی دنیا، آلودگی هوای ناشی از کربن و گازهای اسیدی و سولفاته دیده می‌شود. گازهای مذکور از احتراق سوخت‌های جامد و مواد نفتی در صنایع، حمل و نقل و سیستم‌های گرمایش منازل بوجود می‌آیند. تولیدی‌های صنعتی و وسایل حمل و نقل، ترکیبات نیتروژن دار را تولید می‌کنند که در تشکیل اسیدهای نیروژن دار نقش مهم دارد. قطعات کوچک آلودگی باعث بروز نمایی زشت در سنگ‌ها شده و به تدریج موجب لکه‌دار شدن آن‌ها می‌شود. آلودگی‌های اسیدی بطور چشم‌گیری باعث گسترش نرخ تخریب درآهک‌ها می‌شود. مهم‌ترین مهاجم اسیدی، دی اکسید گوگرد (SO2) است که به شدت می‌تواند در آب محلول شده و سولفوریک اسید ( H2SO3 ) را تشکیل دهد. دو اتفاق ممکن است در هجوم اسید به آهک‌ها رخ دهد:
1) ترکیب دی‌اکسید گوگرد با اکسیژن هوا می‌تواند آهک (CaCO3) را مورد هجوم قرار داده و کلسیم‌سولفات (CaSO4) و آب را به عنوان خروجی به دست دهد.
سپس کلسیم‌سولفات آب را وارد ترکیب بلوری خود کرده و بصورت کانی ژیپس (گچ) (CaSO4 , 2H2O ) ظاهر می‌شود.
2) دی اکسید گوگرد م یتواند آهک را بطور مستقیم تحت تأثیر قرار داده و کلسیم سولفید (CaSO3) تولید کند.
کلسیم سولفیدی تولید شده سپس با اکسیژن وارد واکنش شده و نهایتا تبدیل به گچ می‌شود. مسیر اول بخصوص در شرایط مرطوب و مه‌آلود بسیار محتمل‌تر است. پوشش گچی ایجاد شده به خودی خود، هجوم بیشتر دی‌اکسید گوگرد را آهسته‌تر می‌کند ولی شستشو از طریق باران یا اسپریه‌ای دیگر، باعث تکرار روند هجوم می‌شوند. لازم به ذکر است که آلودگی هوا در شرایط مرطوب می‌تواند سطح آهک را تحت تأثیر قرار داده و موجب لکه‌دار شدن و تیره شدگی سطح سنگ شود.
در آهک منیزی مدار، شیوه‌ی هجوم اسید کمی متفاوت است. ترکیب شیمیایی آهک منیزیم‌دار دامنه‌ی گسترده‌ای دارد اما سهم منیزیم در این سنگ کمتر از دولومیت است. آهک منیزیم‌دار گاهی به عنوان آهک دولومیتی نیز شناخته می‌شود اما این اصطلاح ممکن است موجب گمراهی شود مگر آنکه ترکیب هر دو سنگ بهم نزدیک باشد. در قسمت‌هایی از ساختمان که شامل آهک منیزیم دار است، اسیدها از گازهای گوگرددار جو حاصل می‌شوند و سطح سنگ را مورد هجوم قرار می‌دهند؛ محصول نهایی این واکنش‌ها، کلسیم سولفات و منیزیم سولفات است. نرخ تأثیر اسید در انواع مختلف آهک‌های منیزیم‌دار متفاوت است و هرچه ترکیب سنگ به دولومیت نزدیک‌تر می‌شود، تأثیر این هجوم کمتر می‌شود.
چون مرمر اساساً از کربنات کلسیم ساخته شده است، لذا درهنگام مواجهه با اسیدهای گوگرددار رفتاری مشابه یا آهک نشان می‌دهد. همانند آهک، ادامه‌ی واکنش‌های شیمیایی به شستشو توسط آب باران بستگی دارد. هنگام بارش باران، لکه‌های گچی در سطح مرمر شسته شده و سطح سنگ به مرور زمان هوازده می‌شود. اما با توجه به اینکه سطح مرمر عاری از حفرات است، تأثیرات ثانوی ناشی از تبلور گچ در حفرات صورت نمی‌گیرد؛ بنابراین، نرخ فرسایش در محیط مشابه بطور قابل ملاحضه‌ای کمتر از آهک است اگرچه مرمر پولیش خورده به سرعت سطح صاف خود را از دست خواهد داد. در برخی موارد، مرمر به صورتی تخریب می‌شود که بنظر می‌رسد ناشی از تغییرات شدید دمایی باشد اگرچه این مورد نیاز به تحقیقات بیشتر دارد. اعمال سرمایش و گرمایش شدید می‌تواند منجر به حرکاتی در مرزهای بلورهای کلسیت شود؛ رخدادی که نه تنها ممکن است باعث خم شدن برش‌های سنگ مرمر در حد مقیاس سانتیم‌تر شود بلکه افزایش در تخلخل مرمر را به دنبال دارد. افزایش تخلخل نیز به نوبه‌ی خود باعث تبلور مجدد گچ در خلل و فرج شود که در این صورت هوازدگی با سرعت بیشتری ادامه خواهد یافت.
تاثیر آلودگی هوا در ماسه سنگ، اسلیت
قسمت اعظم ماسه سنگ از کانی کوارتز تشکیل شده است که ب هوسیله‌ی سیمان‌های مختلف بهم متصل می‌شوند. گاهی اوقات نیز دانه‌های کوارتز با دانه‌های فلدسپار و میکا همراه هستند. ماسه سنگ‌های کوارتزی
در مقابل اسیدهای گوگردی بسیار مقاوم هستند اما در نتیجه‌ی آلودگی هوا بسیار کثیف و زشت می‌شوند؛ این سنگ‌ها در اثر شستگی باران نسبت به زمانی که از باران در امان هستند، کثیف‌تر جلوه می‌کنند که از این نظر رفتاری کاملاً متفاوت با آهک یا مرمر دارند. اسیدهای گوگردی هوا، ماسه‌سنگ‌های آهکی (Calcareous Sandstone) را سری عتر مورد هجوم قرار می‌دهند؛ هوازدگی این سنگ‌ها نسبت به آهک‌ها در شرایط آب و هوایی یکسان نیز شدیدتر رخ می‌دهد زیرا انحال قطعات کوچک آهک زودتر اتفاق افتاده و بسیاری از دانه‌های ماسه‌ای رها می‌شوند.
برخی از ماسه سنگ‌ها سیمان دولومیتی دارند. در مجموع، این ماسه‌سنگ‌ها بهتر از ماسه‌سنگ‌های آهکی می‌توانند در مقابل آلاینده‌های اسیدی مقاومت کنند. این موضوع احتمالاً به دلیل تأثیرپذیری کمتر دولومیت نسبت به آهک در مواجهه با اسید است. ماسه‌سنگ‌هایی که دارای مقادیر قابل توجهی از رس هستند به عنوان ماسه‌سنگ آرژیلیتی شناخته شده و در مقابل عوامل هوازدگی مقاومت بسیار کمی دارند. این سنگ‌ها هنگام مرطوب و خشک شدن، مقاومت خود را از دست می‌دهند بدون آنکه حتی توسط گازهای اسیدی پایه گوگرد متأثر شده باشند. سنگ اسلیت‌هایی که مقادیر زیادی کلسیت در ترکیب خود دارند نیز مستعد واکنش هستند. گازهای اسیدی پای هگوگرد موجود در هوا، در آب باران حل شده و توسط فرآیند مویینگی در بین صفحات سنگی نگه داشته می‌شوند؛ در ادامه، اسیدهای مهاجم را تولید می‌کنند که کلسیت سنگ را متأثر کرده و باعث ضعف آن می‌شود. گچ تولید شده از واکنش‌ها با تبلور خود باعث ضعیف‌تر شدن سنگ شده و در این حالت است که سطح اسلیت در محل اتصال صفحات به راحتی قابل جدایش است.
منبع: فصلنامه دنیای سنگ، پاییز ۱۴۰۰