CICLUL SULFULUI: ETAPE ȘI IMPORTANȚĂ - BIOLOGIE - 2025

Ciclul de sulf este un set de procese prin care sulf este transportat prin natura in diferite molecule. Sulful călătorește prin aer, sol, apă și lucruri vii. Acest ciclu biogeochimic include mineralizarea sulfului organic la sulf, oxidarea acestuia la sulfat și reducerea acestuia la sulf.

Sulful este preluat de microbi și formează diferiți compuși organici. Sulful este un element foarte abundent în Univers; Este considerat un non-metal, culoarea sa este galbenă și nu are miros. Sulful este eliberat în atmosferă prin arderea combustibililor fosili, cum ar fi cărbunele.

În atmosferă, sulful are forma de dioxid de sulf (SO2) și îl poate intra în trei moduri: de la descompunerea moleculelor organice, de la activitatea vulcanică și de la aerisirea geotermală și de la arderea combustibililor fosili. De către oameni.

Atomii de sulf sunt o parte importantă a structurii proteinelor. Sulful se găsește în aminoacidul cisteină și este implicat în formarea unui tip de legătură numită punte disulfură. Aceste legături sunt esențiale pentru determinarea structurii tridimensionale a proteinelor.

etape

Ciclul de sulf implică mișcarea acestui element în multe direcții prin atmosferă, hidrosferă, litosferă și biosferă. În litosferă au loc procesele de eroziune ale rocilor care eliberează sulful depozitat.

Sulful suferă o serie de transformări chimice, deoarece este transportat prin diferite medii. Pe parcursul călătoriei sale, sulful trece prin patru stadii chimice fundamentale:

- Mineralizarea sulfului organic în formă anorganică, cum ar fi hidrogen sulfurat, sulf elementar și alte minerale pe bază de sulf.

- Oxidarea sulfurii de hidrogen, a sulfului elementar și a mineralelor legate de sulfat.

- Reducerea sulfatului la sulf.

- Imobilizarea microbiană a compușilor cu sulf și încorporarea ulterioară în forma organică a sulfului.

Fluxul de sulf

În ciuda complexității sale, fluxul de sulf poate fi rezumat în trei grupuri mari:

Sulful care se găsește formând compuși

În acest grup fac parte sulful atmosferic, sulful organic, sulful anorganic (minerale), sulful redus și sulful care formează sulfații.

Sulfatul este absorbit de plante și microorganisme, care le încorporează în moleculele lor organice. Animalele consumă apoi aceste forme organice prin alimentele pe care le mănâncă, deplasând sulful de-a lungul lanțului alimentar.

Sulful care intră în sol

Sulful este încorporat în sol în moduri diferite; de exemplu, prin depunerea atmosferică, prin utilizarea îngrășămintelor de origine animală, prin reziduurile plantelor, prin utilizarea îngrășămintelor minerale și prin eroziunea rocilor.

Sulful care iese din pământ

Sulful este îndepărtat din sol în diferite moduri. De exemplu, când plantele absorb sulfații prin rădăcinile lor, când se recoltează culturile și când se volatilizează unii compuși redusi.

O altă parte a sulfului din sol se pierde prin scurgere, scurgere și eroziune. Vulcanii și unele gaze produse prin descompunerea organică sunt o altă sursă de sulf care este transferată direct în atmosferă.

Cu toate acestea, cea mai mare parte a sulfului de pe Pământ este depozitată în roci, minerale și săruri sulfatate îngropate adânc în sedimentele oceanice.

Importanţă

Component principal în compuși chimici

Sulful este un nutrient important pentru organisme, deoarece este o componentă fundamentală a aminoacizilor cisteină și metionină, precum și alți compuși biochimici.

Plantele satisfac nevoile lor nutritive de sulf prin asimilarea compușilor minerali din mediu.

Asociat cu productivitatea plantelor

În anumite situații, în special în agricultura intensivă, disponibilitatea unor forme biologice utile de sulf poate fi un factor limitativ pentru productivitatea plantelor; în consecință, aplicarea îngrășămintelor pe bază de sulfat este necesară.

Recunoașterea importanței sulfatului pentru creșterea și vigoarea plantelor, precum și importanța nutrițională a sulfului pentru dietele umane și animale, a dus la un accent mai mare pe cercetarea proceselor de absorbție, transport și asimilare a sulfaților. .

Necesar pentru a construi proteine

După intrarea în plantă, sulfatul este principala formă de sulf transportat și depozitat. Sulful este necesar pentru construcția proteinelor, enzimelor și vitaminelor, este, de asemenea, un ingredient cheie în formarea clorofilei.

Culturile care sunt deficitare de sulf prezintă de obicei limitări de creștere. Astfel, plantele cu lipsă de sulf par mai subțiri și mai mici, frunzele lor mai tinere se îngălbenesc, iar numărul de semințe este redus.

Utilizări comerciale

În afară de producția de îngrășăminte, sulful are alte utilizări comerciale, de exemplu: praf de pușcă, chibrituri, insecticide și fungicide.

În plus, sulful este implicat în producerea de combustibili fosili datorită capacității sale de a acționa ca agent oxidant sau reducător.

Asociat cu daune aduse mediului

Compușii cu sulf pot fi asociați și cu daune semnificative ale mediului, cum ar fi dioxidul de sulf care dăunează vegetației sau drenurile de acid asociate cu sulfuri care degradează ecosistemele.

Impactul uman asupra ciclului de sulf

Activitățile umane au jucat un rol important în modificarea echilibrului ciclului global de sulf. Arderea unor cantități mari de combustibili fosili, în special cărbune, eliberează în atmosferă cantități mari de hidrogen sulfurate.

Când acest gaz este străbătut de ploaie, se produce ploaie acidă, care este o precipitație corozivă cauzată de apa de ploaie care cade la sol prin dioxid de sulf, transformându-l în acid sulfuric slab care provoacă daune ecosistemelor acvatice.

Ploaia acidă dăunează mediului prin reducerea pH-ului lacurilor, care ucide o mare parte din fauna care trăiește acolo. De asemenea, afectează structuri naturale nefirești, cum ar fi degradarea chimică a clădirilor și statuilor.

Multe monumente din marmură, cum ar fi Memorialul Lincoln din Washington, DC, au suferit daune semnificative din cauza ploilor acide de-a lungul anilor.

Aceste exemple arată efectele de anvergură ale activităților umane asupra mediului nostru și provocările care rămân pentru viitorul nostru.

Referințe

1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Cicluri biogeochimice globale. Presă academică.
2. Cunningham, W. & Cunningham, M. (2009). Știința mediului: o preocupare globală (ediția a 11-a). McGraw-Hill.
3. Jackson, A. și Jackson, J. (1996). Știința mediului: Mediul natural și impactul uman.
4. Loka Bharathi, PA (1987). Ciclul de sulf. Ecologie globală, (1899), 3424–3431.
5. Meyer, B. (2013). Sulf, energie și mediu.
6. O'Neill, P. (1998). Chamistry de mediu (ediția a III-a). CRC Press.