U 19. stoljeću Robert Angus Smith primijetio je da je, za razliku od obalnih područja Engleske, kiša koja je padala preko industrijskih područja imala visoku razinu kiselosti. Tijekom 1950-ih norveški su biolozi otkrili alarmantan pad populacije riba u jezerima južne Norveške, a problem su pratili do vrlo kisele kiše. Slična otkrića dogodila su se u Kanadi tijekom 1960-ih.
pH skala
Ljestvica pH kreće se od nule, koja je vrlo kisela, do 14,0, što je osnovno, bez kiselosti. Većina površinskih voda ima pH 7,0 i neutralna je. Uobičajena kiša ima pH vrijednost između 5,0 i 5,5 i blago je kisela. Kad se kiša kombinira s dušikovim oksidima ili sumpor-dioksidom, normalna kiša postaje puno kiselija i može imaju pH vrijednost oko 4,0. U pH vrijednostima, pomak s 5,0 na 4,0 znači da je kiselost porasla deset puta.
Oksidacija
Sumpor-dioksid i dušikovi oksidi ulaze u atmosferu emisijama izgaranjem goriva koja sadrže sumpor, kao što su:
- bakar
- voditi
- cinkov
Znanstvenici sada znaju da su visoke koncentracije dušične kiseline i sumporne kiseline u kiši uzrokovane atmosferskom oksidacijom dušika oksidi i sumpor-dioksid te da te kiseline ulaze u vodeni ciklus dok se oksidiraju u kapljicama oblaka i kišnim kapima se.
Sumporov dioksid
Sumpor-dioksid je otrovan u visokim razinama i pripada skupini visoko reaktivnih plinova poznatih kao "sumporni oksidi". Na izuzetno visokoj temperaturama, poput ugljena, nafte i plina, sagorijevanje, sumpor-dioksid oksidira - reagira s kisikom - u atmosferi stvara sumpornu kiselina. U procesu koji se naziva taloženje kiseline, sumporna kiselina pada s oblaka u kapima kiše.
Dušikovih oksida
Dušikovi oksidi su također visoko reaktivni plinovi i nastaju kad kisik i dušik reagiraju na visokim temperaturama. Emisije koje sadrže dušikove okside proizlaze iz izgaranja biomase u tropskim područjima i izgaranja ugljena, nafte i plina u sjevernim srednjim geografskim širinama. Kada dušikovi oksidi oksidiraju u atmosferi, stvaraju dušičnu kiselinu. Slično sumpornoj kiselini, dušična kiselina pridonosi taloženju kiseline i glavni je sastojak kiselih kiša.
Postojanost u vodi
Kružni ciklus vode planeta je zatvoreni sustav i sva voda na Zemlji postoji u nekoj fazi ciklusa. Voda se skladišti u oceanu i isparava, stvarajući oblake vodene pare. Kako se para kondenzira, pada natrag na Zemlju kao oborina. Kisela kiša neutralizira se samo kad padne na alkalna tla, poput vapnenca i kalcijevog karbonata. Jednom kad se spoje s vodom, kiseline ne isparavaju i ukoliko se molekule ne povežu s nečim osnovnim, ili voda odlazi u veće tijelo, pH vodnih tijela ostaje nizak i kiselina ostaje zarobljena mjesto. Kisela voda negativno utječe na ocean, gdje niži pH šteti stvorenjima koja stvaraju koraljne grebene.