Sisältääkö sadevesi typpeä?

Hiilen ja bensiinin polttaminen tuottaa monia typpioksidi-ioneja, jotka aiheuttavat ilmansaasteita ja happosateita. Mutta normaali sade sisältää myös typpioksidia, koska ilmakehässä on typpikaasua. Salama voi saada typpikaasun reagoimaan hapen kanssa tuottamaan typpioksidia, joka on luonnollinen typen lähde normaalissa sateessa. Typpi kiertää koko maailman ekosysteemissä siirtymällä typpikaasusta ammoniakkiin nitriitteihin ja nitraatteihin ja palaten sitten lopulta ilmakehään typpikaasuna. Ihmisen toiminta, kuten voimalaitokset ja autot, voi lisätä ilmaan vapautuvan typen määrää ja siten lisätä sadeveden typpeä.

Puhtaan veden pH on 7, mikä tarkoittaa, että se on neutraalia, ei happoa tai emäksistä. Luonnollinen sadevesi on kuitenkin hieman hapan ja sen pH on 5,6, koska se osa ilmakehästä sisältää pilviä sisältää myös hiilidioksidia, rikkidioksidia ja typpidioksidia, jotka yhdessä veden kanssa muodostavat happoja. Ilmakehän typpikaasu (N2) iski salaman vaikutuksesta typpimonoksidiksi (NO), joka reagoi hapen (O2) kanssa tuottaen typpidioksidikaasua (NO2). Sitten NO2 reagoi veden kanssa muodostaen typpihapon (HNO3). Täten sadevesi sisältää typpeä typpihapon muodossa.

Typpi pääsee myös sadeveteen pinnan ilmansaasteista. Fossiilisten polttoaineiden polttaminen kivihiilen ja bensiinin muodossa tuottaa nitriitti (NO2-) ja nitraatti (NO3-) ioneja. Kun palamislämpötila ylittää 538 celsiusastetta, typpi ja happi yhdistyvät typpioksidista. Nitriitti- ja nitraatti-ionit pääsevät ilmakehään ja ovat vuorovaikutuksessa vesihöyryn kanssa typpi- tai typpihapoksi. Nämä hapot ovat osa happosateita, jotka vahingoittavat omaisuutta ja vahingoittavat kasvillisuutta.

Ihmisen toiminta tuottaa suuria määriä nitriitti- ja nitraatti-ioneja, jotka pääsevät ilmakehään aiheuttaen happosateita. Tärkeimmät lähteet ovat hiilen polttaminen voimalaitoksilla ja bensiini autoissa. Amerikan keskilännessä olevat voimalaitokset vapauttavat ilmaan miljoonia tonnia typpioksidia vuosittain. Ilmassa olevat typpioksidit eivät ainoastaan ​​aiheuta kasvillisuutta tappavia happosateita, vaan ne pääsevät jokiin ja järviin happosateina ja toimivat lannoitteena, mikä vahingoittaa ekosysteemin tasapainoa.

Typpi on tärkeä elementti elävissä organismeissa, ja se kiertää luonnollisesti koko ekosysteemissä. Typpisykli tekee ilmakehän typpikaasusta (N2) muodon, joka on biologisesti saatavissa organismeille, jotka eivät pysty kiinnittämään typpeä. Maaperässä ja kasvien juurissa olevat typpeä sitovat bakteerit muuttavat N2-kaasun ammoniakiksi. Sitten nitrifioivat bakteerit muuttavat ammoniakin nitriiteiksi ja nitraateiksi. Kasvit imevät ammoniakki- ja typpioksidi-ioneja rakenteisiinsa, joita eläimet kuluttavat. Kun nämä eläimet kuolevat ja hajoavat, heidän ruumiinsa ammoniakki (NH3) vapautuu takaisin maaperään. Lopuksi denitrifioivat bakteerit muuttavat nitriitit ja nitraatit takaisin typpikaasuksi ja tuovat typpeä takaisin ilmakehään.