新加坡的雨水是酸性的吗?对车漆意味着什么

是的,但属轻度酸性:研究测得的平均 pH 值为 4.2 至 4.5。 雨滴在高温车漆上干燥时,损害才真正开始。

深色跑车的引擎盖和挡风玻璃上布满雨滴

实测数据说明了什么

酸度以 pH 值衡量,7 为中性,数值每降低一级,酸度便增加十倍。即使是洁净的雨水也略带酸性:根据美国环境保护局的资料,雨水在降落过程中溶入二氧化碳,pH 值因此约为 5.6。

新加坡下雨的街道上,行人撑着雨伞,湿漉漉的路面上有公共巴士和汽车驶过
新加坡平均每年有 171 天降雨。

新加坡最详尽的测量数据,来自新加坡国立大学的研究人员。他们在 1999 年 11 月至 2000 年 10 月间的研究发现,雨水通常呈酸性,平均 pH 值为 4.2。含量最高的离子是硫酸根,污染物既有远距离输送而来的,也有来自本地工业与交通的。

更早的一组研究于 1997 年 8 月至 1998 年 7 月间采集了 169 个每日样本,体积加权平均值为 pH 4.5,约 88% 的样本低于 pH 5。2009 年,国家环境局(NEA)给出了一个较概括的数字:约 pH 5,与其他城市相当,酸性也不比 1990 年代更强。

国大研究,1999–2000 年 pH 4.2 · 25 倍
国大研究,1997–1998 年 pH 4.5 · 13 倍
国家环境局数字,2009 年 pH 5 · 4 倍
洁净雨水 pH 5.6 · 1 倍
pH 值每差一级,酸度便相差十倍,因此从 5.6 降至 4.2,意味着酸度增加约 25 倍。资料来源列于文末。

这两组学术数据距今已逾二十年,国家环境局的数字也只是约数。但它们指向同一个结论:新加坡的雨水呈酸性,只是程度轻微。

雨滴为何在干燥时造成损害

从车身流走的雨滴几乎无害,问题在于停留下来的那一滴。水分蒸发时,雨滴所夹带的硫酸盐、硝酸盐和尘埃会留在原处。同样多的酸溶在越来越少的水里,因此最后残留在车漆上的那层液膜,浓度远高于当初落下的雨水。

车身深色漆面上停留的雨滴特写
留在车漆上的每一滴水,干燥后都会形成比雨水本身酸性更强的残留物。

高温会加快这一过程。根据新加坡气象局 1991–2020 年的统计,新加坡平均每年有 171 个雨日,而太阳往往几小时内便重新出来。在汽车业采用的户外测试中,夏季置于佛罗里达烈日下的涂装测试板,温度可达约 72 °C。

酸蚀痕是什么样子

汽车制造商十分重视这个问题。ASTM D7356 实验室测试,正是为了重现测试板上出现的酸雨损害而制定的,这些测试板于 5 月至 8 月中旬曝露在佛罗里达州杰克逊维尔一处炎热潮湿的测试场。标准所描述的缺陷,小至细微的凹点,大至直径约 12.7 毫米的痕迹。标准中也指出,酸蚀是汽车制造商质保索赔的重要项目之一。新加坡则全年具备这些条件:炎热、潮湿,又经常下雨。

是水渍还是蚀痕?

两者常被混淆。水渍是附着在车漆表面的矿物质沉积,洗车即可去除;若已停留一段时间,则需进行化学去污。蚀痕却是清漆层本身的浅坑,洗车对它毫无作用。即使车辆刚刚洗净,在手电筒照射下或阳光直射时,它仍会显现为一圈暗哑的环痕。

停留在清漆层内的轻度蚀痕,通常可以通过机器抛光整平,也就是磨去痕迹周围几微米的清漆层。汽车抛光如何进行一文说明了这需要消耗多少清漆层,以及极限在哪里。若蚀痕已穿透清漆层,就只能重新喷漆。

如何减轻影响

大雨中停在露天停车场的深色 SUV
露天停车位要承受每一场阵雨,也要承受雨后的每一小时日晒。
  • 有遮蔽的停车位。能让车漆避开大部分雨水,以及雨后随之而来的日晒。
  • 趁烈日烘烤前冲洗。大雨过后、太阳重新出来之前,用清水冲洗车身,可以稀释雨水留下的残留物。
  • 使用中性 pH 洗车液。强碱性清洁剂会洗去保护层,让清漆层更早暴露在外。
  • 牺牲性保护层。车蜡、封釉或镀膜覆盖在清漆层之上,代替它首先承受酸蚀。

在这三种保护层中,镀膜最为持久。它并非不受酸的侵蚀,但磨损之后可以补充或重新施工,清漆层则做不到。陶瓷镀膜如何与车漆结合,能维持多久一文介绍了其中的化学原理,镀膜车辆的保养则说明了让它持续发挥作用的日常养护。

酸性雨水的作用十分缓慢。决定损害程度的,是残留物在高温车漆上停留多久。

资料来源

  1. Hu G.P., Balasubramanian R., Wu C.D. (2003). Chemical characterization of rainwater at Singapore. Chemosphere, 51(8), 747–755. PubMed
  2. Balasubramanian R., Victor T., Chun N. (2001). Chemical and statistical analysis of precipitation in Singapore. Water, Air, and Soil Pollution, 130, 451–456.
  3. National Environment Agency,The Straits Times 引述,2009 年 9 月 14 日。
  4. US Environmental Protection Agency. What is acid rain?
  5. Meteorological Service Singapore. Climate normals, 1991–2020.
  6. ASTM D7356. Accelerated acid etch test for automotive clearcoats.
  7. Q-Lab. Accelerated acid etch for automotive coatings (LX-5025).

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