석조문화재의 산성안개에 의한 손상을 예측하기 위하여 경주남산화강암, 응회암과 대리암에 pH4.0과 pH5.6의 인공안개를 적용하였다. 풍화된 경주남산화강암은 신선한 암에 비해 산성안개에 의한 무게감소가 더 크다. 응회암은 산성안개시험 매 회당 약 0.005 %의 무게감소율로 시험 대상 암석 중 가장 크게 변하였다. 응회암과 풍화된 화강암은 산성안개 보다는 산성비에 의한 무게감소가 더 크게 발생할 것이며, 대리암은 산성강우의 상태와 상관없이 무게감소가 나타날 것으로 예측되었다. 산성안개와 반응한 후 풍화암의 공극률과 흡수율이 월등히 증가한 결과를 보여, 풍화암이 신선한 암보다 산성안개에 취약할 것으로 예상된다. 대리암의 흡수율은 시험 후 약 50% 증가하였다. 암석의 색상이 시험 후 황색 쪽으로 약간 변화되었으며, 신선한 암보다는 풍화된 화강암에서 그 경향이 더 크다. 대리암은 산성안개와 반응 후 백색도가 증가하였다. 산성안개가 적용된 암석에서 검출되는 다량의 양이온은 반응에 의해 분해된 구성광물에서 기인한다.

탄산염질 암석으로 건조된 석조문화재의 산성비에 따른 손상을 예측하기 위하여 백운암질 대리암 시편에 pH 4.0, pH 5.6 및 pH 6.85 인공강우와 인공풍화시험을 적용하였다. 모든 산성도의 강우는 대리암과 반응 후 중성부근으로 변화하였다. 대리암과 반응한 후 모든 산성도의 강우에서 Ca2+과 Mg2+의 함량이 두 배 이상 증가하였으며 탈이온수에서의 이온함량도 산성수에서와 유사하다. pH 4.0 강우와 반응한 대리암 시편의 무게가 시험 매회 0.00037 kg/m2 감소할 것으로 예측되며, 이는 한계산성비 pH 5.6에 비해 약 1.4배, 중성강우에 비해 약 3.1배, 그리고 인공풍화시험만 거친 시편에 비해서는 3.7배 큰 값이다. 일축압축강도는 pH 4.0 강우에서 시험 매회 0.2468 kg/cm2가 감소되며 강우에 접하지 않았을 때보다 2배 크다. pH 5.6과 pH 6.85 강우에서는 강도감소율이 각각 0.1791, 0.1280 kg/cm2로 도출되어 강우의 산성도가 강할수록 대리암의 강도는 약화됨이 예측되었다. 강우에 의해 대리암으로부터 이탈된 광물은 백운석과 소량의 방해석이다.

경주지역 석조문화재 구성암석으로 사용된 경주남산화강암과 석영안산암질 응회암의 산성비에 따른 손상을 예측하기 위하여 인공강우와 인공풍화시험을 적용하였다. pH 4.0 강우는 반응초기에 화강암시편의 표변에 노출된 신선한 광물 입자와 가수분해반응에 의하여 중화되나, 곧 초기산성도로 돌아갔다. 반면 pH 5.6 강우는 경주남산화강암과 반응 시 오랜 시간 동안 중성을 유지하였는데, 약한 산성도로 인하여 암석의 구성 광물이 천천히 지속적으로 가수분해되어 나타나는 결과로 보인다. 풍화된 경주남산화강암과 반응한 산성비의 산성도는 pH 5.6 강우의 경우 선선한 암석에 비해 더 오랫동안 중성을 유지하였다. 응회암과 반응한 산성비는 전체적으로는 화강암과 유사한 경향을 보이나, pH 4.0 강우의 산성도가 낮아지는 시점이 화강암에 비해 늦다. 이는 응회암과 화강암의 조직과 구성광물성분이 다르기 때문이며, 미립 내지 유리질 석기가 많은 응회암이 화강암에 비해 강우와 반응하는 성분이 더 많아서 이러한 차이를 나타낸다. 무게감소율과 강도감소율을 예측한 결과, 신선한 경주남산화강암 보다 응회암이 같은 조건의 환경에서 2배 가까이 감소하였다.

경주남산화강암과 보수물질인 시멘트몰탈에 다양한 산성도를 지닌 인공강우을 적용한 후 변화되는 양상을 통해 경주지역 석조문화재의 산성비에 의한 손상을 예측하였다. 2005년 경주지역 강우의 산성도가 pH 4.93~6.39로 측정되어, 이를 토대로 pH 4.0, pH 5.6, pH 8.0의 인공강우를 제작하여 시편에 적용하였으며, 인공풍화시험을 병행하여 시험을 가속화하였다. 경주남산화강암과 반응한 pH 5.6와 pH 8.0 강우는 중성으로 변화하였으며, 강우적용 시험 후 시편의 무게는 감소하였다. 경주남산화강암의 수용성 이온성분이 인공강우 적용 후 시험전에 비해 높게 검출되었으며, 이는 구성광물의 용해에서 주로 기인된 것으로 보인다. 강우에 의해 이탈된 광물성분은 주로 석영, 정장석과 사장석으로 산성비에 의해 바탕의 석기부위가 용해되고, 이로 인해 광물입자들이 이탈하는 것으로 보인다. 석조문화재 보수물질인 시멘트몰탈은 산성비뿐만 아니라 알칼리성 강우에 의해서도 수용성 이온성분으로 용해되었다.

석조문화재 주변의 환경적인 요인은 다양한 형태의 손상을 불러일으킨다. 본 연구에서는 여러 환경 요인 중에서 지면에 조성된 조립사질 토양이 석조문화재의 손상에 끼치는 영향을 불국사 다보탑을 중심으로 살펴보았다. 복잡한 구조를 지닌 불국사다보탑의 주변 지면에는 조립사질토양이 조성되어 있고, 주변은 회랑으로 둘러싸여 있다. 경주의 거센 바람과 수많은 관람객으로 인하여 지면의 토양이 부유되어 복잡한 석탑의 부재 사이에 침착되고 있다. 조립사질토양이 석탑의 손상에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 조립사질 토양과 석탑 주변에 떨어진 풍화편을 채취하여 X-선 회절분석, 편광현미경 및 전자현미경으로 광물조성과 조직을 관찰하였으며, IC와 ICP-AES를 이용하여 수용성 염성분을 분석하였다. 조립사질토양과 풍화편에서는 스멕타이트 뿐만 아니라, 일라이트, 카올리나이트가 검출되었는데, 이들은 수분과 접촉시 팽창을 하여 암석에 압력을 가중시킨다. 풍화편과 조립사질 토양에서는 또한 NaCl 염이 검출되었는데, 이 염은 점토광물에 나트륨이온을 제공하여서, 또는 상대습도 평형을 떨어뜨려서 점토광물의 팽창을 증진시킨다. 분석결과는 조립사질토양이 풍화된 석조문화재의 사이트환경으로는 적절치 못함을 보여준다.