Apakah Air Hujan Mengandung Nitrogen?

Lebih dari tiga perempat atmosfer bumi terdiri dari nitrogen, namun hanya seperempat dari satu persen massa lautan, atmosfer, dan kerak bumi terdiri dari nitrogen. Karena tetesan hujan melewati atmosfer dalam perjalanannya ke tanah, air hujan juga mengandung nitrogen dalam jumlah yang bervariasi. Meskipun nitrogen bukan merupakan komponen utama lautan dan daratan, nitrogen merupakan elemen penting untuk pembentukan protein baik pada tumbuhan maupun hewan. Air hujan melakukan pekerjaan penting untuk mentransfer nitrogen dari langit ke tanah.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Air hujan mengandung sejumlah kecil nitrogen dalam bentuk gas nitrogen (N2), amonium (NH4) dan nitrat (NOx).

Gas nitrogen adalah molekul dua atom yang sangat stabil yang tidak mudah berinteraksi dengan atom atau molekul lain. Misalnya, meskipun tiga perempat dari setiap napas yang Anda ambil terdiri dari nitrogen, tidak ada yang dimetabolisme oleh tubuh Anda. Hal yang sama berlaku untuk hampir semua tanaman -- mereka tidak dapat mengambil nitrogen langsung dari atmosfer. Faktanya, kacang-kacangan yang dapat mengambil nitrogen dari atmosfer tidak melakukannya secara langsung, tetapi melalui hubungan simbiosis dengan bakteri "pengikat nitrogen" di akarnya. Bakteri "bernapas" dalam nitrogen dan mengubahnya menjadi senyawa yang dapat diserap oleh akar.

Stabilitas kimia nitrogen berarti nitrogen murni tidak dapat bercampur dengan baik dengan air. Tetapi senyawa nitrogen, seperti amonium dan nitrat, bercampur dengan air. Jika senyawa nitrogen itu ada di udara, mereka dapat bercampur dengan air dan turun bersama air hujan. Pertanyaannya kemudian adalah, bagaimana molekul nitrogen yang stabil dapat berubah menjadi senyawa nitrogen? Jawabannya adalah membutuhkan energi. Misalnya, petir menyediakan energi yang cukup untuk memecah molekul nitrogen dan merangsang pembentukan nitrat -- molekul dengan molekul nitrogen dan oksigen. Bakteri, kotoran hewan yang membusuk dan mesin pembakaran internal juga merupakan sumber energi yang menghasilkan senyawa nitrogen yang dapat berakhir di atmosfer.

Sebuah studi tahun 2004 tentang komposisi kimia air hujan di 48 lokasi di 31 negara bagian menemukan nitrat di hampir semua sampel, meskipun tingkat variasi yang tinggi ada di ruang dan waktu. Beberapa penelitian pada 1990-an menunjukkan bahwa lokasi di sepanjang pantai Teluk Meksiko dapat mengharapkan untuk mendapatkan 18 pon amonium dan nitrat per acre per tahun dari air hujan. Itu sekitar sepersepuluh dari kebutuhan nitrogen khas untuk menanam tanaman.

Karena air hujan mengandung nitrogen dalam bentuk yang dapat diserap tanaman, dan tanaman membutuhkan nitrogen untuk tumbuh, para petani telah memperhatikan bahwa air hujan merangsang pertumbuhan tanaman lebih banyak daripada air dari sumber lain. Itu bagus, karena petani tidak perlu terlalu banyak menggunakan pupuk buatan. Namun, dalam beberapa kasus aktivitas manusia menghasilkan kelebihan nitrogen dalam air hujan. Hal itu berdampak pada hilangnya keseimbangan di beberapa ekosistem rapuh di mana beberapa tanaman -- biasanya ganggang -- yang biasanya dibatasi oleh kekurangan nitrogen sekarang memiliki cukup nitrogen ekstra dari air hujan untuk mencekik lainnya organisme.