Dzielić:
Etapy cyklu siarkowego i znaczenie
The cykl siarkowy to zbiór procesów, dzięki którym siarka jest transportowana przez naturę w różnych cząsteczkach. Siarka podróżuje przez powietrze, ziemię, wodę i żywe istoty. Ten cykl biogeochemiczny obejmuje mineralizację siarki organicznej siarki, jej utlenianie do siarczanu i jego redukcję do siarki.
Siarka jest włączana przez mikroby i tworzy różne związki organiczne. Siarka jest bardzo licznym pierwiastkiem we Wszechświecie; Jest uważany za niemetalowy, jego kolor jest żółty i nie ma zapachu. Siarka jest uwalniana do atmosfery przez spalanie paliw kopalnych, takich jak węgiel.
W atmosferze siarka znajduje się w postaci dwutlenku siarki (SO2) i może przedostać się do niej na trzy sposoby: z rozkładu cząsteczek organicznych, z aktywności wulkanicznej i otworów geotermalnych oraz ze spalania paliw kopalnych przez ludzi.
Atomy siarki są ważną częścią struktury białek. Siarka znajduje się w cysteinie aminokwasu i bierze udział w tworzeniu typu wiązania zwanego mostkiem disiarczkowym. Powiązania te są niezbędne do określenia trójwymiarowej struktury białek.
Indeks
- 1 etapy
- 2 Przepływ siarki
- 2.1 Siarka, która tworzy związki
- 2.2 Siarka, która dostaje się do gleby
- 2.3 Siarka wydobywająca się z ziemi
- 3 Znaczenie
- 3.1 Główny składnik związków chemicznych
- 3.2 Związane z produktywnością roślin
- 3.3 Konieczne do budowy białek
- 3.4 Zastosowania komercyjne
- 3.5 Związane z uszkodzeniami środowiska
- 4 Wpływ człowieka na cykl siarki
- 5 referencji
Etapy
Cykl siarki obejmuje ruch tego pierwiastka w wielu kierunkach przez atmosferę, hydrosferę, litosferę i biosferę. W litosferze zachodzą procesy erozji skał uwalniających zmagazynowaną siarkę.
Siarka przechodzi szereg przemian chemicznych, ponieważ jest transportowana różnymi środkami. W trakcie podróży siarka przechodzi cztery podstawowe etapy chemiczne:
- Mineralizacja siarki organicznej do postaci nieorganicznej, takiej jak siarkowodór, siarka elementarna i inne minerały na bazie siarki.
- Utlenianie siarkowodoru, siarki pierwiastkowej i minerałów związanych z siarczanami.
- Redukcja siarczanu do siarki.
- Unieruchomienie mikrobiologiczne związków siarki, a następnie włączenie do organicznej postaci siarki.
Przepływ siarki
Pomimo swojej złożoności przepływ siarki można podsumować w trzech głównych grupach:
Siarka, która tworzy związki
Ta grupa obejmuje siarkę atmosferyczną, siarkę organiczną, siarkę nieorganiczną (minerały), siarkę zredukowaną i siarkę, które tworzą siarczany.
Siarczan jest wchłaniany przez rośliny i mikroorganizmy, które włączają je do swoich organicznych cząsteczek. Zwierzęta następnie konsumują te organiczne formy poprzez jedzenie, które jedzą, przenosząc siarkę wzdłuż łańcucha pokarmowego.
Siarka, która dostaje się do gleby
Siarka jest wprowadzana do gleby na różne sposoby; na przykład przez osadzanie się w atmosferze, stosowanie nawozów pochodzenia zwierzęcego, odpady roślin, stosowanie nawozów mineralnych i zużycie skał.
Siarka wydobywająca się z ziemi
Siarka jest usuwana z gleby na kilka sposobów. Na przykład, gdy rośliny absorbują siarczany przez korzenie, gdy zbiory są zbierane i gdy niektóre zredukowane związki są ulatniające się.
Inna część siarki w glebie jest tracona przez filtrację, spływ i erozję. Wulkany i niektóre gazy powstałe w wyniku rozkładu organicznego są kolejnym źródłem siarki, która jest przenoszona bezpośrednio do atmosfery.
Jednak większość siarki ziemskiej jest magazynowana w skałach, minerałach i solach siarczanowych zakopanych głęboko w osadach oceanicznych.
Znaczenie
Główny składnik związków chemicznych
Siarka jest ważnym składnikiem odżywczym dla organizmów, ponieważ jest podstawowym składnikiem aminokwasów cysteiny i metioniny, a także innych związków biochemicznych.
Rośliny zaspokajają potrzeby żywieniowe siarki poprzez asymilację związków mineralnych ze środowiska.
Związane z produktywnością roślin
W niektórych sytuacjach, szczególnie w intensywnym rolnictwie, dostępność biologicznie użytecznych form siarki może być czynnikiem ograniczającym produktywność roślin; w związku z tym konieczne jest stosowanie nawozów na bazie siarczanów.
Uznanie znaczenia siarczanów dla wzrostu i witalności roślin, a także znaczenie żywieniowe siarki dla diety ludzi i zwierząt, doprowadziło do większego nacisku na badania nad procesami absorpcji, transportu i asymilacji siarczanów.
Konieczne do budowy białek
Po wejściu do rośliny siarczan jest główną formą transportu i magazynowania siarki. Siarka jest niezbędna do budowy białek, enzymów i witamin, jest również kluczowym składnikiem w tworzeniu chlorofilu.
Rośliny z niedoborem siarki wykazują zazwyczaj ograniczenia w rozwoju. W ten sposób obserwuje się cieńsze i mniejsze rośliny z brakiem siarki, ich młodsze liście żółkną i zmniejsza się ilość nasion.
Zastosowania komercyjne
Oprócz produkcji nawozów siarka ma inne zastosowania handlowe, na przykład: w prochu strzelniczym, zapałkach, insektycydach i fungicydach.
Ponadto siarka bierze udział w produkcji paliw kopalnych ze względu na jej zdolność do działania jako środek utleniający lub redukujący.
Związane z uszkodzeniami środowiska
Związki siarki mogą być również związane ze znacznymi szkodami dla środowiska, takimi jak dwutlenek siarki, który uszkadza roślinność, lub kwaśnymi drenami związanymi z siarczkami, które degradują ekosystemy.
Wpływ człowieka na cykl siarki
Działalność człowieka odegrała ważną rolę w zmianie równowagi globalnego cyklu siarkowego. Spalanie dużych ilości paliw kopalnych, zwłaszcza węgla, uwalnia duże ilości gazów siarkowodoru do atmosfery.
Kiedy gaz ten przecina deszcz, pojawiają się kwaśne deszcze, które powodują korozyjne opady spowodowane przez wodę deszczową, która spada na ziemię przez dwutlenek siarki, przekształcając ją w słaby kwas siarkowy, który powoduje uszkodzenie ekosystemów wodnych..
Kwaśne deszcze niszczą środowisko, obniżając pH jezior, co zabija dużą część fauny, która tam mieszka. Wpływa również na nienaturalne struktury stworzone przez człowieka, takie jak na przykład degradacja chemiczna budynków i posągów.
Wiele marmurowych pomników, takich jak Lincoln Memorial w Waszyngtonie, doznało znacznych szkód spowodowanych kwaśnym deszczem na przestrzeni lat.
Te przykłady pokazują daleko idące skutki działalności człowieka w naszym środowisku i wyzwania, które pozostają dla naszej przyszłości.
Referencje
- Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. i Wolfe, G. (1992). Globalne cykle biogeochemiczne. Academic Press.
- Cunningham, W. & Cunningham, M. (2009). Environmental Science: globalny problem (11 ed.). McGraw-Hill.
- Jackson, A. i Jackson, J. (1996). Nauka o środowisku: środowisko naturalne i wpływ człowieka.
- Loka Bharathi, P. A. (1987). Cykl siarki. Globalna ekologia, (1899), 3424-3431.
- Meyer, B. (2013). Siarka, energia i środowisko.
- O'Neill, P. (1998). Chirurgia środowiska (3 ed.). CRC Naciśnij.