Vid första tanke kan det tyckas att regnvatten borde vara rent som destillerat vatten, eftersom det avdunstade, kondenserade och sedan föll tillbaka till jorden. Det låter som en kondensor eller destillationsapparat i ett laboratorium. Men i verkligheten är processen väldigt annorlunda.

Till att börja med måste varje regndroppe ha en partikel att kondensera på, kallad en molnkondensationskärna. Enligt är denna Wikipedia-artikel:

Molnkondensationskärnor eller CCN (även känd som molnfrön) är små partiklar, vanligtvis 0,2 µm, eller 1/100: e storleken på en molndroppe på vilken vattenånga kondenserar. Vatten kräver en icke gasformig yta för att göra övergången från en ånga till en vätska; denna process kallas kondens. I atmosfären presenterar denna yta sig som små fasta eller flytande partiklar som kallas CCN.

Dessutom är sammansättningen av CCN ofta mycket sur och har bildats av svavelsyra eller ibland svaga organiska syror. Dessa typer av CCN bildas i både förorenade och orörda miljöer. Både naturliga och konstgjorda källor till svavelutsläpp resulterar i fotokemisk oxidation till svavelsyra, som bildar nya CCN som är mycket hygroskopiska (vattenabsorberande).

Den typ av CCN som beskrivs ovan bildas oftast över land. I marina miljöer finns det naturliga källor till svavelgaser, men mest CCN bildas av förångad havsspray, vilket naturligtvis är mycket mer pH-neutralt.

Men oavsett hur molndroppen ursprungligen bildades har de alla en annan källa till surhet från atmosfären; de absorberar koldioxid, som snabbt omvandlas till kolsyra när den löses i en molndroppe. Det är denna absorption av naturligt förekommande, sur koldioxid som är den främsta anledningen till att i princip allt regn är något surt.

Källan för sänkning av pH som observerats i regnvatten presenteras ofta som enbart upplösningen av sura gaser. Detta visas till exempel här, som citerar CO2, SO2 och NO2. Vidare för att citera:

Svavelsyra och salpetersyra som bildas av gasformiga föroreningar kan lätt ta sig in i de små molnvattendropparna. Dessa svavelsyradroppar är en komponent av sommartimmelsen i östra USA

Denna utbildningskälla citerar dock också en alternativ förklaring:

Motsatt vy: Riktmärket för "naturligt regn" är 5,6. Syrautfällning i intervallet 4,2-5,0 har registrerats i de flesta östra USA och Kanada. EPRI (Electric Power Research Institute) .... EPRI hävdar också att pH 5,6 kanske eller inte är en giltig referenspunkt. Det bör inte betraktas som "bakgrund" eller "naturlig" utfällning.

Även utan konstgjorda influenser finns det naturliga källor till svaveloxider, kväveoxider och andra arter som är viktiga för att bestämma surhet vid varje given tidpunkt. Det är därför aldrig möjligt att försöka kvantifiera människans bidrag till det naturliga tillståndet, eftersom tillståndet "naturlig bakgrund" inte går att känna till.

I skogsområdena i Brasilien vid Amazonasflodens udde, ett område fjärran från civilisationen, låg det genomsnittliga genomsnittet på 100 regnhändelser på 1960-talet från pH 4,3 till pH 5,2, med medianvärdet pH 4,6 och en avläsning så låg som pH 3,6.

För att förklara varför regnskogen, inte en vanligtvis citerad källa för föroreningar eller vulkaniska syror, är associerad med ett median pH på 4,6 krävs en mer komplex förklaring. Med tanke på effekten av solljus i ekvatoriella regioner instämmer jag i ovanstående kommentarer från AirHuff om fotokemiska oxidationsvägar. Jag föreslår följande källa 'Halogenernas deltagande i fotokemiska reaktioner i naturliga och behandlade vatten' av Yi Yang och Joseph J. Pignatello, tillgänglig online. För att citera, i delar:

Sammanfattning: Halidjoner finns allestädes närvarande i naturliga vatten och avloppsvatten. Halogener spelar en viktig och komplex roll i miljöfotokemiska processer ... Medan de är inerta mot solens våglängder, kan halider omvandlas till radikala och icke-radikala reaktiva halogenarter (RHS) genom sensibiliserad fotolys och genom reaktioner med sekundära reaktiva syrearter (ROS) produceras genom solljusinitierade reaktioner i vatten och atmosfäriska aerosoler, såsom hydroxylradikal, ozon och nitratradikal. I fotokemiska avancerade oxidationsprocesser för vattenbehandling kan RHS genereras genom UV-fotolys och genom reaktioner av halogenider med hydroxylradikaler, sulfatradikaler, ozon och andra ROS ... Nya studier visar att halider, eller RHS härledda från dem, påverkar koncentrationerna av fotogenererade reaktiva syrearter (ROS) och andra reaktiva arter; påverka fotoblekning av upplöst naturligt organiskt material (DOM); ändra hastigheter och produkter för omvandling av föroreningar; leda till kovalent införlivande av halogen i små naturliga molekyler, DOM och föroreningar; och ge upphov till vissa halogenoxider som är oroande som vattenföroreningar.

I det nuvarande sammanhanget är aerosoler rika på halogenidsalter, övergångsmetalloxider och fotokänsliga organiska syror sannolikt också viktiga för att förstå pH-effektens mekanik.