CYKL SIARKOWY: ETAPY I ZNACZENIE - BIOLOGIA - 2026

Obiegu siarki jest zestaw procesów, w którym atom siarki jest transportowana przez naturę różnych cząsteczek. Siarka przemieszcza się w powietrzu, glebie, wodzie i żywych organizmach. Ten cykl biogeochemiczny obejmuje mineralizację organicznej siarki do siarki, jej utlenianie do siarczanu i redukcję do siarki.

Siarka jest pobierana przez drobnoustroje i tworzy różne związki organiczne. Siarka jest bardzo powszechnym pierwiastkiem we Wszechświecie; Jest uważany za niemetalowy, ma żółty kolor i nie ma zapachu. Siarka jest uwalniana do atmosfery podczas spalania paliw kopalnych, takich jak węgiel.

W atmosferze siarka występuje w postaci ditlenku siarki (SO2) i może przedostawać się do niej na trzy sposoby: w wyniku rozkładu cząsteczek organicznych, w wyniku aktywności wulkanicznej i kominów geotermalnych oraz w wyniku spalania paliw kopalnych. Przez ludzi.

Atomy siarki są ważną częścią struktury białek. Siarka znajduje się w aminokwasie cysteinie i bierze udział w tworzeniu rodzaju wiązania zwanego mostkiem dwusiarczkowym. Wiązania te są niezbędne do określenia trójwymiarowej struktury białek.

Gradacja

Cykl siarki obejmuje ruch tego pierwiastka w wielu kierunkach przez atmosferę, hydrosferę, litosferę i biosferę. W litosferze zachodzą procesy erozji skał, które uwalniają zmagazynowaną siarkę.

Siarka przechodzi szereg przemian chemicznych, gdy jest transportowana przez różne media. W trakcie swojej podróży siarka przechodzi przez cztery podstawowe etapy chemiczne:

- Mineralizacja siarki organicznej do postaci nieorganicznej, takiej jak siarkowodór, siarka elementarna i inne minerały na bazie siarki.

- Utlenianie siarkowodoru, siarki elementarnej i minerałów pokrewnych do siarczanów.

- Redukcja siarczanu do siarki.

- Immobilizacja związków siarki przez mikroorganizmy, a następnie włączenie do organicznej postaci siarki.

Przepływ siarki

Pomimo swojej złożoności przepływ siarki można podsumować w trzech dużych grupach:

Siarka, która jest znaleziona, tworzy związki

Do tej grupy należą siarka atmosferyczna, siarka organiczna, siarka nieorganiczna (minerały), siarka zredukowana oraz siarka tworząca siarczany.

Siarczan jest wchłaniany przez rośliny i mikroorganizmy, które włączają je do swoich cząsteczek organicznych. Zwierzęta następnie konsumują te organiczne formy wraz z pożywieniem, przesuwając siarkę wzdłuż łańcucha pokarmowego.

Siarka przedostaje się do gleby

Siarka jest wprowadzana do gleby na różne sposoby; na przykład przez osadzanie się w atmosferze, stosowanie nawozów pochodzenia zwierzęcego, pozostałości roślinne, stosowanie nawozów mineralnych i zużycie skał.

Siarka wydobywająca się z ziemi

Siarka jest usuwana z gleby na różne sposoby. Na przykład, gdy rośliny wchłaniają siarczany przez swoje korzenie, gdy plony są zbierane i gdy niektóre zredukowane związki ulatniają się.

Inna część siarki w glebie jest tracona w wyniku przesiąkania, spływu i erozji. Wulkany i niektóre gazy powstające w wyniku rozkładu organicznego są kolejnym źródłem siarki, która jest przenoszona bezpośrednio do atmosfery.

Jednak większość siarki na Ziemi jest przechowywana w skałach, minerałach i solach siarczanowych zakopanych głęboko w osadach oceanicznych.

Znaczenie

Główny składnik związków chemicznych

Siarka jest ważnym pożywką dla organizmów, ponieważ jest podstawowym składnikiem aminokwasów cysteiny i metioniny, a także innych związków biochemicznych.

Rośliny zaspokajają swoje zapotrzebowanie na siarkę poprzez przyswajanie związków mineralnych ze środowiska.

Związany z produktywnością roślin

W pewnych sytuacjach, szczególnie w rolnictwie intensywnym, dostępność biologicznie użytecznych form siarki może być czynnikiem ograniczającym produktywność roślin; w konsekwencji konieczne jest stosowanie nawozów na bazie siarczanów.

Uznanie znaczenia siarczanu dla wzrostu i wigoru roślin, a także odżywczego znaczenia siarki w diecie ludzi i zwierząt, doprowadziło do położenia większego nacisku na badania nad procesami wchłaniania, transportu i asymilacji siarczanu. .

Niezbędne do budowy białek

Po wejściu do zakładu główną formą transportowanej i magazynowanej siarki jest siarczan. Siarka jest niezbędna do budowy białek, enzymów i witamin, jest również kluczowym składnikiem w tworzeniu chlorofilu.

Uprawy z niedoborem siarki zwykle wykazują ograniczenia wzrostu. W związku z tym rośliny z brakiem siarki wydają się cieńsze i mniejsze, ich młodsze liście żółkną, a liczba nasion jest zmniejszona.

Zastosowania komercyjne

Oprócz produkcji nawozów, siarka ma inne zastosowania komercyjne, np. 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 ze szkodami środowiskowymi

Związki siarki mogą również wiązać się ze znacznymi szkodami dla środowiska, takimi jak dwutlenek siarki, który niszczy roślinność lub kwaśne ścieki związane z siarczkami, które degradują ekosystemy.

Wpływ człowieka na cykl siarki

Działalność człowieka odegrała ważną rolę w zmianie równowagi globalnego cyklu siarki. Spalanie dużych ilości paliw kopalnych, zwłaszcza węgla, uwalnia do atmosfery duże ilości gazów siarkowodoru.

Kiedy ten gaz przepływa przez deszcz, powstają kwaśne deszcze, które są korozyjnym opadem spowodowanym przez wodę deszczową, która spada na ziemię wraz z dwutlenkiem siarki, zamieniając go w słaby kwas siarkowy, który powoduje szkody w ekosystemach wodnych.

Kwaśne deszcze niszczą środowisko, obniżając pH jezior, co zabija większość żyjącej tam fauny. Wpływa również na nienaturalne konstrukcje stworzone przez człowieka, takie jak chemiczna degradacja budynków i posągów.

Wiele marmurowych pomników, takich jak Pomnik Lincolna w Waszyngtonie, przez lata uległo znacznym zniszczeniom w wyniku kwaśnych deszczy.

Te przykłady pokazują daleko idące skutki działalności człowieka dla naszego środowiska i wyzwania, które pozostają dla naszej przyszłości.

Bibliografia

1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Globalne cykle biogeochemiczne. Academic Press.
2. Cunningham, W. i Cunningham, M. (2009). Environmental Science: A Global Concern (wyd. 11). McGraw-Hill.
3. Jackson, A. i Jackson, J. (1996). Nauki o środowisku: środowisko naturalne i wpływ człowieka.
4. Loka Bharathi, PA (1987). Cykl siarki. Global Ecology, (1899), 3424–3431.
5. Meyer, B. (2013). Siarka, energia i środowisko.
6. O'Neill, P. (1998). Environmental Chamistry (3rd ed.). CRC Press.