thumb|Des nuages acides peuvent se former à partir d'émissions de par des raffineries, comme ici à Curaçao. thumb|Les pluies et retombées acides endommagent gravement le patrimoine bâti et artistique (ici sculpture sur pierre calcaire).
L'expression « pluie acide » désigne toute forme de précipitations anormalement acides. On distingue les retombées humides (pluie, neige., brouillard, smog…) des retombées sèches (particules en suspension, gaz).
Cette expression a été utilisée pour la première fois par Robert Angus Smith en 1872Air et pluies : les débuts de la climatologie chimique, R. A. Smith, employée à propos de ses impacts sur la ville industrielle de Manchester et alentours. puis largement reprise dans les années 1960 à 1980 par les scientifiques qui ont alerté sur les effets délétères des combustibles fossiles pour l'environnement et la santé, via notamment une augmentation croissante des dépôts acides secs et surtout humides, provenant alors essentiellement des oxydes de soufre et d'azote, source d'anions essentiellement d'origine anthropique (SO et NO).. L'expression « pluie acide » est parfois employée dans le langage courant pour désigner un ensemble plus vaste de phénomènes, les « dépôts acides » : ceux-ci incluent les précipitations acides (pluies et condensation), mais y ajoutent des poussières ou fumées ayant une action acidifiante sur leur environnementLes pluies acides, Environnement Canada.La mosaïque nord-américaine : Aperçu des principaux enjeux environnementaux, Dépôts acides, Commission de coopération environnementale d'Amérique du Nord.Pluie acide, Fondation de l'eau potable sûre..
naturellement acide, notamment en raison du dioxyde de carbone de l'air. (lui-même en augmentation régulière). Ces pluies acides sont l'une des « marques » de l'anthropocène.. Elles ont des effets délétères sur la flore, la faune (dont l'Humain) et les écosystèmes, à l'échelle de biomes entiers parfois, ainsi que sur le patrimoine bâti. L'acidification des eaux météoriques contribue aussi à l'acidification des eaux de certaines sources, des eaux de ruissellement et des eaux de surface, ainsi qu'à l'acidification des océans. Les eaux acidifiées libèrent et dissolvent mieux certains produits toxiques (métaux lourds et métalloïdes notamment) qui sont alors plus mobiles et bioassimilables (ce qui peut notamment augmenter les risques de saturnisme quand elles circulent dans des tuyaux de plomb ou des réseaux de distribution contenant des soudures au plomb, dans les Vosges, par exemple, zone par ailleurs considérée comme écologiquement vulnérable à l'acidification, et qui a particulièrement souffert des pluies acides quand le fioul n'était pas encore désoufréFelten, V. (2003). Effets de l'acidification des ruisseaux vosgiens sur la biologie, l'écologie et l'écophysiologie de Gammarus fossarum Koch, 1835 (Crustacea Amphipoda): Approche intégrée à différents niveaux d'organisation (Doctoral dissertation, Metz). à l'acidification en France).
Origines Les pluies sont naturellement très légèrement acides.
Dans la nature, une forte acidification des pluies peut ponctuellement et momentanément être naturellement induite par des éruptions volcaniques (on en retrouve des preuves dans les carottes de glace)... Ces dernières contiennent les traces de retombées anciennes et parfois massives d'acides sulfurique, fluorhydrique d'origine volcanique. Ce fut le cas par exemple lors des éruptions islandaises du Laki et du Tambora où les quantités totales d'acide sulfurique déposées ont été respectivement évaluées à . Ce sont des retombées acides parmi plus importantes enregistrées dans l'enregistrement continu d'acidité de Dye 3 (soit depuis environ , et avec des indices retrouvés jusque dans les carottes prélevées dans l'autre hémisphère, en Antarctique)..
Mais l'acidification contemporaine des pluies a une origine presque exclusivement anthropique. La pluie lessive en effet l'atmosphère au-dessus des villes, des zones rurales ou des zones industrielles, des zones de fort trafic routier, fluvial et maritime ou aérien, où elle se chargent notamment de gaz susceptibles de se dissoudre dans l'eau en formant des espèces acides. Des particules acides, soufrées notamment peuvent même être des noyaux de nucléation pour les gouttes de pluie.
Typologies chimiques et leurs évolutions Les ions acides les plus souvent retrouvés dans les pluies, et plus encore dans les brouillards souvent., ont comme origines principales : oxydes de soufre ( et ), émis par les volcans, mais surtout par l'industrie pétrolière, l'industrie lourde et les transports, maritimes notamment. Ce type de pluies acides, très nocives pour les arbres et les lichens, est en diminution là où l'on utilise du fioul et des carburants désoufrés ; oxydes d'azote (NO et ). Ces polluants réagissent dans l'atmosphère avec le dioxygène et l'eau pour former respectivement de l'acide sulfureux et de l'acide nitrique . Ce type de pluies acides est en augmentation et se substituent aux pluies acidifiées par les composés soufrés.
D'autres acides, plus ou moins présents et combinés, peuvent intervenir, souvent dans une moindre mesure, ou en étant très présent, mais sur des zones plutôt localisées (sous le vent de certaines industries et/ou de forte circulation) : acide chlorhydrique (issu de la combustion de combustibles fossiles et autres produits chlorés, par l'industrie et l'incinération de déchets) ; acide fluorhydrique et hydrofluorique (HF), ou le bifluorure d'ammonium perdu dans l'air par les fonderies d'aluminium (qui utilisent cet acide pour extraire l'aluminium de la bauxite lors de l'électrolyse de l'aluminium qui se fait en présence de fondants fluorés ; ). L'acide fluorhydrique peut aussi provenir d'éruptions volcaniques ( éruption du volcan Laki en Islande, cause de brouillards et pluies très acides (avec de dépôts de fluorures toxiques), durant d'émissions continues de gaz sulfurique et fluorhydrique entre 1783 et 1784, qui ont ..), ou être anthropique, avec par exemple les industries de l'acier et du traitement de surface qui l'utilisent pour décaper l'acier avant le traitement ultérieur) ; par l'industrie des semi-conducteurs (qui l'utilise pour graver les circuits dans le silicium), par les briqueteries, tuileries et fabricants de céramiques et de produits réfractaires (certaines argiles sont riches en fluor, perdu dans l'air lors de la cuisson de l'argileBovay, E. (1969). Effets de l'anhydride sulfureux et des composés fluorés sur la végétation. In Air Pollution: Proceedings of the First European Congress on the Influence of Air Pollution of Plant and Animals (). Centre for Agricultural Publishing and Documentation Wageningen., s'il n'y a pas de traitement adéquat des fumées)Tixier H (1996) Solutions pour le traitement des fumées en tuilerie-briqueterie : Dépollution des fumées de fours. L'Industrie céramique & verrière (Paris), (914), 248-251., par les producteurs de phosphates bruts (lors de la préparation des engrais super-phosphatés) ; par la combustion de certains charbons (contenant de de fluor), ou encore par les grandes verreries ou cristalleries industrielles qui utilisent l'acide fluorhydrique pour graver, décorer ou opacifier le verre). Des pesticides organofluorés, pour certains très solubles dans l'eau existent aussi ( dichlofluanide, à base d'acide phénoxypropionique, et bien d'autres insecticides, acaricides, rodenticides et herbicides fluorés). ammonium ; acide formique, issu de réactions chimiques et photochimiques impliquant la combustion du bois et la dégradation photochimique du formaldéhyde (qui peut lui-même se former par photo-oxydation de composés organiques volatil émis par la flore via des processus révélés par la revue Nature en 2021). et qui est en partie transformé en méthanediol (CH2(OH)2) qui réagit photochimiquement avec les radicaux OH pour former de l'acide formique dans la pluie ; acide acétique (utilisé dans la fabrication du verre et émis lors de la fermentation du vinaigre) ; acide bromhydrique (HBr) issus des échappements de véhicules et de certaines industries ; acide carbonique, issu du émis, de manière croissante par les activités humaines, et par les incendies de forêt (le plus souvent aussi d'origine humaine)
Depuis la fin du , dans le monde l'acidité de la pluie a globalement beaucoup diminué, grâce à l'obligation de désulfuration de la plupart des fiouls et des fumées d'incinérateurs et de grandes industries ( cimenteries). Mais il n'y a pas eu de retour à la normale, en raison de l'apparition d'un nouveau type de pluie dite mixte (associant un taux croissant d'acide nitrique qui compense en partie le taux décroissant d'acide sulfurique). En outre en chine, le taux de Ca2+ a dans le même temps diminué, alors que NH a légèrement augmenté (à la suite de la croissance des transports utilisant des carburants fossiles), et une étude récente a montré que la quantité de ces deux neutralisateurs (Ca2+ et NH sont des ions basiques) a diminué du nord au sud du pays..
Acidité de l'eau de pluie Pour rappel, l'acidité d'une solution aqueuse est mesurée par son potentiel hydrogène (pH) : une solution de pH < 7 est dite acide ; plus le pH d'une solution est faible, plus elle est acide ; une solution de pH = 7 est dite neutre ; une solution de pH > 7 est dite basique, ou alcaline ; plus le pH d'une solution est élevé, plus elle est basique. Pour rappel l'échelle de pH est une logarithmique. Ceci signifie que lorsque le pH diminue d'une unité (dans le domaine acide), l'acidité de la solution est multipliée . Autrement dit : une solution de a une concentration en ions H+ supérieure à une solution de et supérieure à une solution de . Ainsi, une solution de est plus acide qu'une solution de ; plus acide qu'une solution de ; et plus acide qu'une solution de .
En conditions « normales », le pH de l'eau de pluie se situe autour de 5,6. : elle est donc naturellement légèrement acide, en raison essentiellement de la solvatation du dioxyde de carbone atmosphérique, qui forme de l'acide carbonique selon la réaction : + On parle généralement de pluie acide lorsque le pH de l'eau est inférieur à 4,5 ou 5.
Au , des études ont documenté des pluies extrêmement acides et corrosives ; avec par exemple, des pluies dont le pH descendait à 4,5 en Italie (Pirretti, G., Agenzia Prevenzione Ambiente Energia Emilia-Romagna, cité par Nature), à 4,3 dans le New Hampshire aux États-Unis, étudiées par Buso et al. en 2000.. En 2000, on a mesuré une pluie aux États-Unis dont le pH était de 4,33..
Comme le rapelle R.E Rothchild, nombre de ces polluants deviennent puissamment corrosifs s'ils sont mélangés entre eux (par exemple pour le mélange « sulfonitrique ») ou avec d'autres produits chimiques atmosphériques.. Très localement, dans certaines zones industrielles (dans une verreries par exemple), les dépôts de vapeur d'acide fluorhydrique (secs et humides) peuvent attaquer le verre, y compris celui d'isolateurs de lignes électriques.
Origine des polluants acidifiants thumb|alt=alternative à l'image|Schéma explicatif de la formation des pluies acides.
L'acidification peut être due à des émissions locales de polluants, mais aussi à des polluants transportés sur des centaines, voire des milliers de kilomètres. L'acidité de ces retombées a deux origines principales : des sources naturelles ou semi-naturelles : émissions volcaniques soufrées, oxydes d'azote produits par la foudre, gaz issus de certaines formes de décomposition biologique terrestres, ou émis par les océans, feux de forêts ; des sources anthropiques, dont l'industrie, les centrales électriques thermiques, le chauffage et les transports...
Les pluies acides résultent essentiellement de la pollution de l'air par le dioxyde de soufre () produit par l'usage de combustibles fossiles riches en soufre, ainsi que des oxydes d'azote (NO) qui se forment lors de toute combustion de l'atmosphère, produisant de l'acide nitrique.