Innehåller regnvatten kväve?

Att bränna kol och bensin producerar många kväveoxidjoner som orsakar luftföroreningar och surt regn. Men normalt regn innehåller också kväveoxid på grund av närvaron av kvävgas i atmosfären. Åska kan få kvävgas att reagera med syre för att producera kväveoxider, vilket är den naturliga kvävekällan i normalt regn. Kväve cyklas genom hela det globala ekosystemet, går från kvävgas till ammoniak till nitrit och nitrat, och återvänder sedan äntligen till atmosfären som kvävgas. Mänsklig aktivitet, såsom kraftverk och bilar, kan öka mängden kväve som släpps ut i luften och därmed öka mängden kväve i regnvatten.

Rent vatten har ett pH på 7, vilket betyder att det är neutralt, inte surt eller basiskt. Naturligt regnvatten är dock något surt och har ett pH på 5,6, eftersom den del av atmosfären som innehåller moln innehåller också koldioxid, svaveldioxid och kvävedioxid, som kombineras med vatten för att bildas syror. Kvävegas i atmosfären (N2) träffas av blixtar för att bli kväveoxid (NO), som reagerar med syre (O2) för att ge kvävedioxid (NO2). NO2 reagerar sedan med vatten för att bilda salpetersyra (HNO3). Således innehåller regnvatten kväve i form av salpetersyra.

Kväve kommer också ut i regnvatten från luftföroreningar vid ytan. Förbränning av fossila bränslen i form av kol och bensin producerar nitrit (NO2-) och nitrat (NO3-) joner. När brinnande temperaturer överstiger 538 grader Celsius kombineras kväve och syre till kväveoxider. Nitrit- och nitratjoner tränger in i atmosfären och interagerar med vattenånga för att bli salpetersyra respektive salpetersyra. Dessa syror är en del av det som orsakar surt regn, vilket skadar egendom och skadar vegetationen.

Mänsklig aktivitet genererar stora mängder nitrit och nitratjoner som kommer in i atmosfären för att orsaka surt regn. De viktigaste källorna är förbränning av kol vid kraftverk och bensin i bilar. Kraftverk i det amerikanska Mellanvästern släpper ut miljontals ton kväveoxider i luften varje år. Kväveoxiderna i luften orsakar inte bara surt regn som dödar vegetation, de kommer in i floder och sjöar när surt regn rinner ut och fungerar som ett gödningsmedel, vilket skadar ekosystemets balans.

Kväve är ett viktigt element i levande organismer och cyklas naturligt genom hela ekosystemet. Kvävecykeln gör kvävgas (N2) i atmosfären till en form som är biotillgänglig för organismer som inte kan fixera kväve. Kvävebindande bakterier i jordens och rötterna av växter omvandlar N2-gas till ammoniak. Därefter omvandlar nitrifierande bakterier ammoniak till nitrit och nitrat. Växter absorberar ammoniak- och kväveoxidjoner i sina strukturer som konsumeras av djur. När dessa djur dör och sönderdelas släpps ammoniak (NH3) i deras kroppar tillbaka i jorden. Slutligen omvandlar denitrifierande bakterier nitrit och nitrat till kvävgas och återför kväve i atmosfären.