A Föld légkörének több mint háromnegyede nitrogénből áll, ugyanakkor az óceánok, a légkör és a földkéreg tömegének csak négyszázada egy részét nitrogén alkotja. Mivel az esőcseppek a földre vezető úton haladnak át a légkörön, az esővíz változó mennyiségű nitrogént is tartalmaz. Noha a nitrogén nem az óceánok és a szárazföld tömegének fő alkotóeleme, mind a növényekben, mind az állatokban elengedhetetlen eleme a fehérjék képződésének. Az esővíz kritikus munkát végez a nitrogén átadásában az égből a talajba.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Az esővíz kis mennyiségű nitrogént tartalmaz nitrogéngáz (N2), ammónium (NH4) és nitrátok (NOx) formájában.
A nitrogén kémia
A nitrogéngáz egy nagyon stabil kétatomos molekula, amely nem képes könnyen kölcsönhatásba lépni más atomokkal vagy molekulákkal. Például, bár minden belélegzésének háromnegyede nitrogénből áll, ezek egyikét sem metabolizálja a test. Ugyanez vonatkozik szinte minden növényre - nem tudják közvetlenül a légkörből kinyerni a nitrogént. Valójában azok a hüvelyesek, amelyek nitrogént képesek elnyelni a légkörből, nem közvetlenül, hanem a gyökereikben lévő "nitrogénmegkötő" baktériumokkal való szimbiotikus kapcsolat révén. A baktériumok "belélegzik" a nitrogént, és olyan vegyületekké alakítják, amelyeket a gyökerek képesek felszívni.
Nitrogén és víz
A nitrogén kémiai stabilitása azt jelenti, hogy a tiszta nitrogén nem nagyon keveredik a vízzel. De a nitrogénvegyületek, például az ammónium és a nitrátok, vízzel keverednek. Ha ezek a nitrogénvegyületek léteznek a levegőben, akkor keveredhetnek vízzel és leereszkedhetnek az esővízzel. Ekkor az a kérdés, hogyan tudnak a stabil nitrogénmolekulák átalakulni nitrogénvegyületekké? A válasz az, hogy energiát igényel. Például a villám elegendő energiát biztosít a nitrogénmolekulák felosztásához és a nitrátok - nitrogén- és oxigénmolekulákkal rendelkező molekulák - képződésének ösztönzéséhez. A baktériumok, a bomló állati trágya és a belső égésű motorok szintén olyan energiaforrások, amelyek nitrogénvegyületeket állítanak elő, amelyek a légkörbe kerülhetnek.
Nitrogén az esővízben
Egy 2004-es tanulmány az esővíz kémiai összetételéről 31 állam 48 helyén szinte az összes mintában nitrátokat talált, bár időben és térben egyaránt nagyfokú eltérések mutatkoztak. Az 1990-es években számos tanulmány kimutatta, hogy a Mexikói-öböl partjainál évente hektáronként 18 font ammónium és nitrát juthat az esővízhez. Ez körülbelül a tizede a növénytermesztés tipikus nitrogénigényének.
A jó és a rossz
Mivel az esővíz nitrogént tartalmaz olyan formában, amelyet a növények el tudnak szívni, és a növények nitrogénhez szükségesek a növekedéshez, a gazdák észrevették, hogy az esővíz több növény növekedését serkenti, mint más forrásokból származó víz. Ez jó, mivel a gazdáknak nem kell annyi műtrágyát kijuttatniuk. Bizonyos esetekben azonban az emberi tevékenység a nitrogén feleslegét eredményezi az esővízben. Ennek az a következménye, hogy lebomlik az egyensúly néhány törékeny ökoszisztémában, ahol egyes növények - általában algák - amelyeket általában a nitrogénhiány korlátoz, elegendő extra nitrogén van az esővízből ahhoz, hogy másokat fojtson élőlények.