Under 1800-talet märkte Robert Angus Smith att regn, som föll över industriområden, i motsats till kustområdena i England hade höga surhetsnivåer. Under 1950-talet upptäckte norska biologer alarmerande nedgångar i fiskpopulationerna i södra Norge och spårade problemet till mycket surt regn. Liknande resultat inträffade i Kanada under 1960-talet.
pH-skala
PH-skalan sträcker sig från noll, vilket är mycket surt, till 14,0, vilket är basiskt utan att ha någon surhet alls. Det mesta ytvattnet har ett pH på 7,0 och är neutralt. Normalt regn har ett pH-värde mellan 5,0 och 5,5 och är lätt surt. När regn kombineras med kväveoxider eller svaveldioxid blir normalt regn mycket surare och kan har ett pH-värde på cirka 4,0. I pH-värden betyder en förskjutning från 5,0 till 4,0 att surheten har ökat tio gånger.
Oxidation
Svaveldioxid och kväveoxider kommer ut i atmosfären genom utsläpp från förbränning av svavelhaltiga bränslen, såsom:
- koppar
- leda
- zink
Forskare vet nu att höga koncentrationer av salpetersyra och svavelsyra i regn orsakas av atmosfärisk oxidation av kväve oxider och svaveldioxid och att dessa syror kommer in i vattencykeln när de oxideras i molndroppar och i regndroppar sig själva.
Svaveldioxid
Svaveldioxid är giftigt vid höga nivåer och tillhör en grupp mycket reaktiva gaser som kallas ”svaveloxider”. På extremt hög temperaturer, t.ex. när kol, olja och gas förbränns, svaveldioxid oxiderar - reagerar med syre - i atmosfären och producerar svavelsyra syra. I en process som kallas syraavsättning faller svavelsyra från molnen i regndroppar.
Kväveoxider
Kväveoxider är också mycket reaktiva gaser och bildas när syre och kväve reagerar vid höga temperaturer. Utsläpp som innehåller kväveoxider härrör från förbränning av biomassa i tropiska områden och förbränning av kol, olja och gas i de norra mellersta breddgraderna. När kväveoxider oxiderar i atmosfären producerar de salpetersyra. I likhet med svavelsyra bidrar salpetersyra till syraavsättningen och är en viktig beståndsdel i surt regn.
Uthållighet i vatten
Planetens vattencykel är ett slutet system och allt vatten på jorden finns i något skede av cykeln. Vatten lagras i havet och avdunstar och bildar moln av vattenånga. När ångan kondenserar faller den tillbaka till jorden som nederbörd. Syrregnet neutraliseras bara när det faller på alkaliska jordar, såsom kalksten och kalciumkarbonat. När de väl kombinerats med vatten, avdunstar inte syror, och såvida inte molekylerna binder med något grundläggande, eller vatten strömmar bort till en större kropp, pH i vattendrag förblir låg och syran förblir fast i plats. Surat vatten påverkar havet negativt, där det lägre pH skadar varelserna som bildar korallrev.