In de 19e eeuw merkte Robert Angus Smith dat, in tegenstelling tot kustgebieden in Engeland, de regen die over industriële gebieden viel hoge zuurniveaus had. In de jaren vijftig ontdekten Noorse biologen alarmerende dalingen in vispopulaties in de meren van Zuid-Noorwegen en volgden het probleem tot zeer zure regen. Soortgelijke bevindingen deden zich voor in Canada in de jaren 1960.

pH-schaal

De pH-schaal varieert van nul, dat erg zuur is, tot 14,0, wat basaal is en helemaal geen zuurgraad heeft. Het meeste oppervlaktewater heeft een pH van 7,0 en is neutraal. Normale regen heeft een pH-waarde tussen 5,0 en 5,5 en is mild zuur. Wanneer regen wordt gecombineerd met stikstofoxiden of zwaveldioxide, wordt de normale regen veel zuurder en kan deze een pH-waarde van ongeveer 4,0 hebben. Bij pH-waarden betekent een verschuiving van 5.0 naar 4.0 dat de zuurgraad tien keer is toegenomen.

Oxidatie

Zwaveldioxide en stikstofoxiden komen de atmosfeer binnen via emissies afkomstig van de verbranding van zwavelhoudende brandstoffen, zoals als olie en kolen, en door het smelten van zwavelhoudende ertsen, zoals koper, lood en zink. Wetenschappers weten nu dat hoge concentraties salpeterzuur en zwavelzuur in de regen worden veroorzaakt door atmosferische oxidatie van stikstofoxiden en zwaveldioxide, en dat deze zuren in de watercyclus terechtkomen omdat ze worden geoxideerd in wolkendruppeltjes en in de regendruppels zelf.

Zwaveldioxide

Zwaveldioxide is op hoge niveaus giftig en behoort tot een groep van zeer reactieve gassen die bekend staan ​​als de "zwaveloxiden." Bij extreem hoge temperaturen, zoals wanneer kolen, olie en gas worden gebruikt verbrand, zwaveldioxide oxideert - reageert met zuurstof - in de atmosfeer produceert zwavelzuur. In het proces dat zure depositie wordt genoemd, valt zwavelzuur uit de wolken in druppels regen.

Stikstofoxiden

Stikstofoxiden zijn ook zeer reactieve gassen en vormen zich wanneer zuurstof en stikstof reageren bij hoge temperaturen. Emissies met stikstofoxiden komen voort uit het verbranden van biomassa in tropische gebieden en de verbranding van kolen, olie en gas in de noordelijke breedtegraden. Wanneer stikstofoxiden in de atmosfeer oxideren, produceren ze salpeterzuur. Net als zwavelzuur draagt ​​salpeterzuur bij tot zure depositie en is het een hoofdbestanddeel van zure regen.

Persistentie in water

De watercyclus van de planeet is een gesloten systeem en al het water op aarde bestaat in een bepaalde fase van de cyclus. Water wordt opgeslagen in de oceaan en verdampt, waarbij wolken waterdamp worden gevormd. Terwijl de damp condenseert, valt het terug naar de aarde als neerslag. Zure regen wordt alleen geneutraliseerd wanneer deze op basische bodems valt, zoals kalksteen en calciumcarbonaat. Eenmaal gecombineerd met water verdampen de zuren niet, en tenzij de moleculen binden met iets basisch, of als water naar een groter lichaam stroomt, blijft de pH van waterlichamen laag en blijft het zuur op zijn plaats zitten. Verzuurd water heeft een negatieve invloed op de oceaan, waar de lagere pH schadelijk is voor de wezens die koraalriffen maken.