ЦИКЛ СІРКИ: ЕТАПИ ТА ЗНАЧЕННЯ - БІОЛОГІЯ - 2025

Цикл сірки - це сукупність процесів, за допомогою яких сірка транспортується через природу в різних молекулах. Сірка подорожує повітрям, грунтом, водою та живими істотами. Цей біогеохімічний цикл включає мінералізацію органічної сірки до сірки, її окислення до сульфату та відновлення її до сірки.

Сірка поглинається мікробами і утворює різні органічні сполуки. Сірка - дуже рясний елемент у Всесвіті; Він вважається неметалевим, його колір жовтий і не має запаху. Сірка виділяється в атмосферу спалюванням викопного палива, наприклад вугілля.

В атмосфері сірка знаходиться у формі діоксиду сірки (SO2) і може надходити в неї трьома способами: від розкладання органічних молекул, від вулканічної активності та геотермальних отворів та від спалювання викопного палива. Людьми.

Атоми сірки є важливою частиною структури білків. Сірка міститься в амінокислоті цистеїну і бере участь в утворенні типу зв’язку, який називається дисульфідним мостом. Ці зв’язки мають важливе значення при визначенні тривимірної структури білків.

Етапи

Цикл сірки передбачає рух цього елемента в багатьох напрямках через атмосферу, гідросферу, літосферу та біосферу. У літосфері відбуваються ерозійні процеси гірських порід, які виділяють запасану сірку.

Сірка зазнає низку хімічних перетворень, коли вона транспортується через різні середовища. Протягом свого шляху сірка проходить чотири основні хімічні стадії:

- мінералізація органічної сірки до неорганічної форми, наприклад сірководню, елементарної сірки та інших мінералів на основі сірки.

- Окислення сірководню, елементарної сірки та сульфатних мінералів.

- Зведення сульфату до сірки.

- Мікробна іммобілізація сполук сірки та подальше включення їх в органічну форму сірки.

Потік сірки

Незважаючи на складність, потік сірки можна об'єднати у три великі групи:

Сірка, яка виявляється, утворює сполуки

До цієї групи належать атмосферна сірка, органічна сірка, неорганічна сірка (мінерали), відновлена ​​сірка та сірка, що утворює сульфати.

Сульфат поглинається рослинами та мікроорганізмами, які включають їх у свої органічні молекули. Потім тварини споживають ці органічні форми через їжу, яку вони їдять, переміщуючи сірку по харчовому ланцюгу.

Сірка, що надходить у ґрунт

Сірка вноситься в грунт різними способами; наприклад, шляхом атмосферного осадження, використання добрив тваринного походження, рослинних залишків, використання мінеральних добрив та ерозії гірських порід.

Сірка, яка виходить із землі

Сірка видаляється з ґрунту різними способами. Наприклад, коли рослини поглинають сульфати через коріння, коли збирають посіви та коли деякі відновлені сполуки летуть.

Інша частина сірки в ґрунті втрачається через просочування, стік та ерозію. Вулкани та деякі гази, що утворюються при органічному розкладанні, є ще одним джерелом сірки, яка переноситься безпосередньо в атмосферу.

Однак більша частина сірки на Землі зберігається в гірських породах, мінералах та сульфатних солях, закопаних глибоко в океанських відкладах.

Важливість

Основний компонент хімічних сполук

Сірка є важливою поживною речовиною для організмів, оскільки є основним компонентом амінокислот цистеїну та метіоніну, а також інших біохімічних сполук.

Рослини задовольняють свої харчові потреби в сірці, засвоюючи мінеральні сполуки з навколишнього середовища.

Пов’язаний з продуктивністю рослин

У певних ситуаціях, особливо в інтенсивному сільському господарстві, наявність біологічно корисних форм сірки може бути обмежуючим фактором продуктивності рослин; отже, внесення добрив на основі сульфату є необхідним.

Визнання важливості сульфату для росту та енергійності рослин, а також харчового значення сірки для раціону людини та тварин призвели до більшого акценту на дослідженнях процесів поглинання сульфату, транспорту та асиміляції. .

Необхідні для побудови білків

Після потрапляння в рослину сульфат є основною формою сірки, що транспортується і зберігається. Сірка необхідна для побудови білків, ферментів і вітамінів, вона також є ключовим інгредієнтом утворення хлорофілу.

У сільськогосподарських культур, які мають дефіцит сірки, зазвичай є обмеження у зростанні. Таким чином, рослини з нестачею сірки виявляються тоншими і меншими, їх молодші листя жовтіють і кількість насіння зменшується.

Комерційне використання

Крім виробництва добрив, сірка має й інші комерційні цілі, наприклад: у пороху, сірниках, інсектицидах та фунгіцидах.

Крім того, сірка бере участь у виробництві викопних палив завдяки здатності діяти як окислювач або відновник.

Пов'язаний з екологічною шкодою

З'єднання сірки також можуть бути пов'язані зі значними шкодами для навколишнього середовища, такими як діоксид сірки, що пошкоджує рослинність, або кислі стіки, пов’язані з сульфідами, які руйнують екосистеми.

Вплив людини на цикл сірки

Людська діяльність зіграла важливу роль у зміні балансу світового циклу сірки. Спалюючи велику кількість викопного палива, особливо вугілля, виділяється велика кількість сірководневих газів в атмосферу.

Коли цей газ проходить дощем, утворюється кислотний дощ, який є корозійними опадами, спричиненими дощовою водою, яка потрапляє на землю через сірчистий газ, перетворюючи її на слабку сірчану кислоту, яка завдає шкоди водним екосистемам.

Кислотні дощі шкодять навколишньому середовищу за рахунок зниження рН озер, що вбиває значну частину фауни, яка там живе. Це також впливає на неприродні техногенні споруди, такі як хімічна деградація будівель та статуй.

Багато мармурових пам'ятників, такі як Меморіал Лінкольна у Вашингтоні, округ Колумбія, протягом багатьох років зазнали значної шкоди від кислотних дощів.

Ці приклади показують далекосяжний вплив людської діяльності на наше довкілля та проблеми, які залишаються для нашого майбутнього.

Список літератури

1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Глобальні біогеохімічні цикли. Академічна преса.
2. Cunningham, W. & Cunningham, M. (2009). Наука про довкілля: глобальний концерн (11-е видання). McGraw-Hill.
3. Джексон, А. та Джексон, Дж. (1996). Наука про навколишнє середовище: природне середовище та вплив людини.
4. Лока Бхаратхі, штат Пенсільванія (1987). Цикл сірки. Глобальна екологія, (1899), 3424–3431.
5. Мейєр, Б. (2013). Сірка, енергетика та довкілля.
6. О'Нілл, П. (1998). Екологічна хімія (3-е видання). CRC Press.