CIKEL ŽVEPLA: FAZE IN POMEN - BIOLOGIJA - 2025

Cikel žveplo je množica postopkov, s katerimi je žveplo, ki se prevažajo v naravo v različnih molekul. Žveplo potuje po zraku, tleh, vodi in živih stvareh. Ta biogeokemični cikel vključuje mineralizacijo organskega žvepla v žveplo, njegovo oksidacijo v sulfat in redukcijo v žveplo.

Žveplo prevzamejo mikrobi in tvorijo različne organske spojine. Žveplo je v vesolju zelo bogat element; Velja za nekovinsko, njegova barva je rumena in nima vonja. Žveplo se v ozračje sprošča z izgorevanjem fosilnih goriv, ​​kot je premog.

V ozračju je žveplo v obliki žveplovega dioksida (SO2) in vanj lahko vstopi na tri načine: od razgradnje organskih molekul, od vulkanske aktivnosti in geotermalnih izpustov ter izgorevanja fosilnih goriv. Po ljudeh.

Atomi žvepla so pomemben del strukture beljakovin. Žveplo se nahaja v aminokislini cistein in sodeluje pri tvorbi vrste vezi, imenovane disulfidni most. Te vezi so bistvene pri določanju tridimenzionalne strukture proteinov.

Obdobja

Cikel žvepla vključuje gibanje tega elementa v številnih smereh skozi ozračje, hidrosfero, litosfero in biosfero. V litosferi se pojavljajo procesi erozije kamnin, ki sproščajo shranjeno žveplo.

Žveplo je podvrženo vrsti kemičnih transformacij, saj se prevaža skozi različne medije. Na svojem potovanju je žveplo skozi štiri temeljne kemijske stopnje:

- Mineralizacija organskega žvepla v anorgansko obliko, kot so vodikov sulfid, elementarno žveplo in drugi minerali na osnovi žvepla.

- oksidacija vodikovega sulfida, elementarnega žvepla in mineralov, povezanih s sulfatom.

- Redukcija sulfata do žvepla.

- mikrobna imobilizacija žveplovih spojin in naknadna vključitev v organsko obliko žvepla.

Pretok žvepla

Kljub zapletenosti je pretok žvepla mogoče povzeti v tri velike skupine:

Žveplo, ki ga najdemo, tvori spojine

V tej skupini so atmosfersko žveplo, organsko žveplo, anorgansko žveplo (minerali), reducirano žveplo in žveplo, ki tvori sulfate.

Sulfat absorbirajo rastline in mikroorganizmi, ki jih vključijo v svoje organske molekule. Živali nato zaužijejo te organske oblike skozi hrano, ki jo zaužijejo, saj žveplo premika po prehranski verigi.

Žveplo, ki vstopa v tla

Žveplo se na različne načine vgradi v tla; na primer z atmosferskim nanašanjem, z uporabo gnojil živalskega izvora, rastlinskih ostankov, z uporabo mineralnih gnojil in z erozijo kamnin.

Žveplo, ki prihaja iz zemlje

Žveplo se na različne načine odstranjuje iz zemlje. Na primer, ko rastline absorbirajo sulfate skozi svoje korenine, ko pridelke pridelujejo in ko nekatere reducirane spojine izhlapijo.

Drugi del žvepla v tleh se izgubi z izlivom, odtokom in erozijo. Vulkani in nekateri plini, ki nastanejo z organskim razpadom, so še en vir žvepla, ki se prenaša neposredno v ozračje.

Vendar je večina žvepla na Zemlji shranjena v kamninah, mineralih in sulfatnih solih, zakopanih globoko v oceanskih sedimentih.

Pomen

Glavna sestavina kemijskih spojin

Žveplo je pomembno hranilo za organizme, saj je temeljna sestavina aminokislin cistein in metionin ter drugih biokemičnih spojin.

Rastline izpolnjujejo svoje prehranske potrebe po žveplu z asimilacijo mineralnih spojin iz okolja.

Povezano s produktivnostjo rastlin

V nekaterih situacijah, zlasti v intenzivnem kmetijstvu, je lahko biološko uporabna oblika žvepla omejevalni dejavnik za produktivnost rastlin; posledično je uporaba gnojil na osnovi sulfata nujna.

Zavedanje pomena žvepla za rast rastlin in živahnost ter prehranski pomen žvepla za prehrano ljudi in živali so privedli do večjega poudarka raziskav procesa absorpcije sulfata, transporta in asimilacije. .

Potrebne za gradnjo beljakovin

Po vstopu v obrat je sulfat glavna oblika žvepla, ki se prevaža in skladišči. Žveplo je potrebno za gradnjo beljakovin, encimov in vitaminov, prav tako je ključna sestavina pri tvorbi klorofila.

Pridelki s pomanjkanjem žvepla običajno kažejo omejitve rasti. Tako se rastline s pomanjkanjem žvepla zdijo tanjše in manjše, njihovi mlajši listi porumenijo in število semen se zmanjša.

Komercialne uporabe

Poleg proizvodnje gnojil ima žveplo tudi druge komercialne namene, na primer v smodniku, vžigalicah, insekticidi in fungicidi.

Poleg tega je žveplo vključeno v proizvodnjo fosilnih goriv, ​​ker lahko deluje kot oksidacijsko ali reducirno sredstvo.

Povezana z okoljsko škodo

Žveplove spojine so lahko povezane tudi s pomembno okoljsko škodo, na primer žveplov dioksid, ki škoduje vegetaciji, ali kislinske odtoke, povezane s sulfidi, ki razkrojijo ekosisteme.

Človeški vpliv na cikel žvepla

Človekove dejavnosti so igrale pomembno vlogo pri spreminjanju ravnovesja svetovnega cikla žvepla. Izgorevanje velikih količin fosilnih goriv, ​​zlasti premoga, sprošča v ozračje velike količine plinov vodikovega sulfida.

Ko ta plin preide dež, nastane kisli dež, ki je jedko padavina, ki jo povzroči deževnica, ki pade na tla zaradi žveplovega dioksida in jo pretvori v šibko žvepleno kislino, ki povzroči škodo vodnim ekosistemom.

Kisli dež škoduje okolju z znižanjem pH jezer, kar uniči velik del favne, ki tam živi. Vpliva tudi na nenaravne zgradbe, ki jih je ustvaril človek, kot je kemična degradacija zgradb in kipov.

Številni marmorni spomeniki, kot je Lincoln Memorial v Washingtonu, so v preteklih letih utrpeli znatno škodo zaradi kislega dežja.

Ti primeri prikazujejo daljnosežne učinke človeških dejavnosti na naše okolje in izzive, ki nam ostajajo v prihodnosti.

Reference

1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Globalni biogeokemični cikli. Akademski tisk.
2. Cunningham, W. in Cunningham, M. (2009). Okoljska znanost: globalna skrb (11. izd.). McGraw-Hill.
3. Jackson, A. & Jackson, J. (1996). Znanost o okolju: naravno okolje in človeški vpliv.
4. Loka Bharathi, PA (1987). Cikel z žveplom Global Ecology, (1899), 3424–3431.
5. Meyer, B. (2013). Žveplo, energija in okolje.
6. O'Neill, P. (1998). Okoljska kemija (3. izd.). CRC Pritisnite.