Più di tre quarti dell'atmosfera terrestre è costituita da azoto, ma solo quattro centesimi dell'uno percento della massa degli oceani, l'atmosfera e la crosta terrestre è composta da azoto. Poiché le goccioline di pioggia attraversano l'atmosfera mentre si dirigono verso il suolo, l'acqua piovana contiene anche azoto in quantità variabili. Sebbene l'azoto non sia un componente importante degli oceani e delle masse terrestri, è un elemento essenziale per la formazione di proteine sia nelle piante che negli animali. L'acqua piovana svolge il compito fondamentale di trasferire l'azoto dal cielo al suolo.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
L'acqua piovana contiene piccole quantità di azoto sotto forma di azoto gas (N2), ammonio (NH4) e nitrati (NOx).
La chimica dell'azoto
Il gas azoto è una molecola a due atomi molto stabile che non interagisce facilmente con altri atomi o molecole. Ad esempio, sebbene i tre quarti di ogni respiro che fai siano costituiti da azoto, nessuno di questi viene metabolizzato dal tuo corpo. Lo stesso vale per quasi tutte le piante: non possono prelevare azoto direttamente dall'atmosfera. In effetti, i legumi che possono prelevare azoto dall'atmosfera non lo fanno direttamente, ma attraverso una relazione simbiotica con i batteri "che fissano l'azoto" nelle loro radici. I batteri "respirano" in azoto e lo convertono in composti che le radici possono assorbire.
Azoto e acqua
La stabilità chimica dell'azoto significa che l'azoto puro non si mescola molto bene con l'acqua. Ma i composti azotati, come ammonio e nitrati, si mescolano con l'acqua. Se questi composti azotati esistono nell'aria, possono mescolarsi con l'acqua e venire giù con l'acqua piovana. La domanda allora è: come possono le molecole di azoto stabili convertirsi in composti azotati? La risposta è che ci vuole energia. Ad esempio, i fulmini forniscono energia sufficiente per dividere le molecole di azoto e stimolare la formazione di nitrati - molecole con azoto e molecole di ossigeno. I batteri, il letame animale in decomposizione e i motori a combustione interna sono anche fonti di energia che producono composti azotati che possono finire nell'atmosfera.
Azoto nell'acqua piovana
Uno studio del 2004 sulla composizione chimica dell'acqua piovana in 48 siti in 31 stati hanno trovato nitrati in quasi tutti i campioni, sebbene esistesse un elevato grado di variazione sia nel tempo che nello spazio. Diversi studi negli anni '90 hanno dimostrato che le posizioni lungo la costa del Golfo del Messico potrebbero aspettarsi di ottenere 18 libbre di ammonio e nitrati per acro all'anno dall'acqua piovana. Questo è circa un decimo dei requisiti tipici di azoto per le colture in crescita.
Il buono e il cattivo
Poiché l'acqua piovana contiene azoto in forme che le piante possono assorbire e le piante hanno bisogno dell'azoto per crescere, gli agricoltori hanno notato che l'acqua piovana stimola più crescita delle piante rispetto all'acqua proveniente da altre fonti. Va bene, in quanto gli agricoltori non hanno bisogno di applicare tanto fertilizzante artificiale. Tuttavia, in alcuni casi le attività umane provocano un eccesso di azoto nell'acqua piovana. Ciò ha l'effetto di rovesciare l'equilibrio in alcuni fragili ecosistemi in cui alcune piante - in genere alghe - che sono normalmente limitate da una mancanza di azoto ora hanno abbastanza azoto in più dall'acqua piovana per soffocare altri organismi.
