Nel 19° secolo, Robert Angus Smith notò che, a differenza delle zone costiere dell'Inghilterra, la pioggia che cadeva sulle aree industriali aveva alti livelli di acidità. Durante gli anni '50, i biologi norvegesi scoprirono un preoccupante calo delle popolazioni ittiche nei laghi della Norvegia meridionale e ricondussero il problema a piogge altamente acide. Risultati simili si sono verificati in Canada negli anni '60.
Scala del pH
La scala del pH va da zero, che è molto acido, a 14,0, che è basico, senza alcuna acidità. La maggior parte delle acque superficiali ha un pH di 7,0 ed è neutra. La pioggia normale ha un valore di pH compreso tra 5,0 e 5,5 ed è leggermente acida. Quando la pioggia si combina con ossidi di azoto o anidride solforosa, la pioggia normale diventa molto più acida e può hanno un valore di pH intorno a 4.0. Nei valori di pH, uno spostamento da 5,0 a 4,0 significa che l'acidità è aumentata di dieci volte.
Ossidazione
L'anidride solforosa e gli ossidi di azoto entrano nell'atmosfera attraverso le emissioni derivanti dalla combustione di combustibili contenenti zolfo, quali:
- rame
- condurre
- zinco
Gli scienziati ora sanno che le alte concentrazioni di acido nitrico e acido solforico nella pioggia sono causate dall'ossidazione atmosferica dell'azoto ossidi e anidride solforosa, e che questi acidi entrano nel ciclo dell'acqua poiché vengono ossidati nelle goccioline delle nuvole e nelle gocce di pioggia loro stessi.
Diossido di zolfo
L'anidride solforosa è velenosa ad alti livelli e appartiene a un gruppo di gas altamente reattivi noti come "ossidi di zolfo". A estremamente alto temperature, come quando vengono bruciati carbone, petrolio e gas, l'anidride solforosa si ossida - reagisce con l'ossigeno - nell'atmosfera producendo solforico acido. Nel processo chiamato deposizione acida, l'acido solforico cade dalle nuvole in gocce di pioggia.
Ossido d'azoto
Gli ossidi di azoto sono anche gas altamente reattivi e si formano quando l'ossigeno e l'azoto reagiscono ad alte temperature. Le emissioni contenenti ossidi di azoto derivano dalla combustione di biomassa nelle aree tropicali e dalla combustione di carbone, petrolio e gas alle medie latitudini settentrionali. Quando gli ossidi di azoto si ossidano nell'atmosfera, producono acido nitrico. Simile all'acido solforico, l'acido nitrico contribuisce alla deposizione acida ed è uno dei principali costituenti delle piogge acide.
Persistenza in Acqua
Il ciclo dell'acqua del pianeta è un sistema chiuso e tutta l'acqua sulla Terra esiste in qualche fase del ciclo. L'acqua viene immagazzinata nell'oceano ed evapora, formando nuvole di vapore acqueo. Quando il vapore si condensa, ricade sulla Terra sotto forma di precipitazione. La pioggia acida viene neutralizzata solo quando cade su terreni alcalini, come calcare e carbonato di calcio. Una volta combinati con l'acqua, gli acidi non evaporano e, a meno che le molecole non si leghino a qualcosa di basico, o l'acqua scorre via verso un corpo più grande, il pH dei corpi idrici rimane basso e l'acido rimane intrappolato dentro posto. L'acqua acidificata influisce negativamente sull'oceano, dove il pH più basso danneggia le creature che formano le barriere coralline.