Bevat regenwater stikstof?

Bij het verbranden van kolen en benzine komen veel stikstofoxide-ionen vrij, die luchtvervuiling en zure regen veroorzaken. Maar normale regen bevat ook stikstofoxide door de aanwezigheid van stikstofgas in de atmosfeer. Bliksem kan ervoor zorgen dat stikstofgas reageert met zuurstof om stikstofoxiden te produceren, wat de natuurlijke bron van stikstof is bij normale regen. Stikstof wordt door het wereldwijde ecosysteem gecirculeerd, van stikstofgas naar ammoniak naar nitrieten en nitraten, en keert uiteindelijk terug naar de atmosfeer als stikstofgas. Menselijke activiteiten, zoals elektriciteitscentrales en auto's, kunnen de hoeveelheid stikstof die in de lucht vrijkomt verhogen en dus de hoeveelheid stikstof in het regenwater verhogen.

Zuiver water heeft een pH van 7, wat betekent dat het neutraal is, niet zuur of basisch. Natuurlijk regenwater is echter licht zuur, met een pH van 5,6, omdat het deel van de atmosfeer dat bevat wolken bevat ook kooldioxide, zwaveldioxide en stikstofdioxide, die samen met water vormen zuren. Stikstofgas in de atmosfeer (N2) wordt door bliksem getroffen om stikstofmonoxide (NO) te worden, dat reageert met zuurstof (O2) om stikstofdioxide (NO2) gas te geven. NO2 reageert vervolgens met water tot salpeterzuur (HNO3). Zo bevat regenwater stikstof in de vorm van salpeterzuur.

Stikstof komt ook in het regenwater terecht door luchtverontreiniging aan de oppervlakte. Bij de verbranding van fossiele brandstoffen in de vorm van kolen en benzine ontstaan ​​nitriet (NO2-) en nitraat (NO3-) ionen. Wanneer de verbrandingstemperatuur hoger is dan 538 graden Celsius, worden stikstof en zuurstof gecombineerd tot stikstofoxiden. Nitriet- en nitraationen komen de atmosfeer binnen en interageren met waterdamp om respectievelijk salpeterigzuur of salpeterzuur te worden. Deze zuren maken deel uit van wat zure regen veroorzaakt, die eigendommen beschadigt en de vegetatie schaadt.

Menselijke activiteit genereert grote hoeveelheden nitriet- en nitraationen die de atmosfeer binnendringen om zure regen te veroorzaken. De belangrijkste bronnen zijn de verbranding van kolen in elektriciteitscentrales en benzine in auto's. Elektriciteitscentrales in het Amerikaanse middenwesten brengen elk jaar miljoenen tonnen stikstofoxiden in de lucht. De stikstofoxiden in de lucht veroorzaken niet alleen zure regen die de vegetatie doodt, ze komen ook rivieren en meren binnen als zure regen die afvloeit en werken als meststof, wat de balans van het ecosysteem schaadt.

Stikstof is een belangrijk element in levende organismen en wordt van nature door het hele ecosysteem gecirculeerd. De stikstofcyclus maakt het stikstofgas (N2) in de atmosfeer in een vorm die biologisch beschikbaar is voor organismen die geen stikstof kunnen binden. Stikstofbindende bacteriën in de bodem en wortels van planten zetten N2-gas om in ammoniak. Vervolgens zetten nitrificerende bacteriën de ammoniak om in nitrieten en nitraten. Planten nemen de ammoniak- en stikstofoxide-ionen op in hun structuren, die door dieren worden geconsumeerd. Wanneer deze dieren sterven en uiteenvallen, komt de ammoniak (NH3) in hun lichaam weer vrij in de bodem. Ten slotte zetten denitrificerende bacteriën nitrieten en nitraten weer om in stikstofgas, waardoor stikstof opnieuw in de atmosfeer wordt gebracht.