Mer än tre fjärdedelar av jordens atmosfär består av kväve, men endast fyrahundrdelar av en procent av havens, atmosfären och jordskorpan består av kväve. Eftersom regndroppar passerar genom atmosfären på väg till marken, innehåller regnvatten också kväve i olika mängder. Även om kväve inte är en viktig del av hav och landmassor är det ett viktigt element för bildandet av proteiner i både växter och djur. Regnvatten gör det kritiska jobbet med att överföra kväve från himlen till marken.
TL; DR (för lång; läste inte)
Regnvatten innehåller små mängder kväve i form av kväve gas (N2), ammonium (NH4) och nitrater (NOx).
Kemikalien för kväve |
Kvävegas är en mycket stabil tvåatommolekyl som inte lätt interagerar med andra atomer eller molekyler. Till exempel, även om tre fjärdedelar av varje andetag du tar består av kväve, inget av det metaboliseras av din kropp. Detsamma gäller för nästan alla växter - de kan inte ta kväve direkt från atmosfären. Faktum är att baljväxter som kan ta kväve från atmosfären inte gör det direkt utan genom ett symbiotiskt förhållande till "kvävefixerande" bakterier i deras rötter. Bakterierna "andas" i kväve och omvandlar det till föreningar som rötterna kan ta upp.
Kväve och vatten
Kvävets kemiska stabilitet innebär att rent kväve inte blandas särskilt bra med vatten. Men kväveföreningar, såsom ammonium och nitrater, blandas med vatten. Om dessa kväveföreningar finns i luften kan de blandas med vatten och komma ner med regnvatten. Frågan är då, hur kan stabila kvävemolekyler konverteras till kväveföreningar? "The answer is that it takes energy.", 3, [[Till exempel ger blixtnedslag tillräckligt med energi för att dela kvävemolekyler och stimulera bildningen av nitrater - molekyler med kväve- och syremolekyler. Bakterier, sönderfallande djurgödsel och förbränningsmotorer är också energikällor som producerar kväveföreningar som kan hamna i atmosfären.
Kväve i regnvatten.
En studie från 2004 om den kemiska sammansättningen av regnvatten på 48 platser i 31 stater hittade nitrater i nästan alla prover, även om en hög grad av variation fanns i både tid och rum. Flera studier under 1990-talet visade att platser längs Mexikanska golfen kunde förvänta sig att få 18 kilo ammonium och nitrater per tunnland per år från regnvatten. Det är ungefär en tiondel av typiska kvävekrav för odling av grödor.
The Good and the Bad
Eftersom regnvatten innehåller kväve i former som växter kan ta upp, och växter behöver kväve för att växa, har jordbrukare märkt att regnvatten stimulerar mer växttillväxt än vatten från andra källor. Det är bra, eftersom jordbrukare inte behöver applicera så mycket konstgjord gödsel. Men i vissa fall leder mänskliga aktiviteter till ett överskott av kväve i regnvatten. Det har effekten av att kasta bort balansen i vissa bräckliga ekosystem där vissa växter - vanligtvis alger - som normalt begränsas av brist på kväve nu har tillräckligt med extra kväve från regnvatten för att kväva ut andra organismer.
