Stopnje in pomen cikla žvepla



The cikel žvepla je niz procesov, s katerimi se žveplo transportira skozi naravo v različnih molekulah. Žveplo potuje skozi zrak, zemljo, vodo in žive stvari. Ta biogeokemični cikel vključuje mineralizacijo žvepla, oksidacijo tega sulfata in njegovo redukcijo do žvepla..

Žveplo se vključi v mikrobe in oblikuje različne organske spojine. Žveplo je zelo bogat element v vesolju; Šteje se za nekovinsko, njegova barva je rumena in nima vonja. Žveplo se v ozračje sprošča s sežiganjem fosilnih goriv, ​​kot je premog.

V ozračju se žveplo nahaja v obliki žveplovega dioksida (SO2) in ga lahko vnesemo na tri načine: od razgradnje organskih molekul, vulkanske aktivnosti in geotermalnih odprtin ter od sežiganja fosilnih goriv. ljudi.

Atomi žvepla so pomemben del strukture beljakovin. Žveplo se nahaja v aminokislinskem cisteinu in sodeluje pri tvorbi vrste vezi, ki se imenuje disulfidni most. Te povezave so bistvene pri določanju tridimenzionalne strukture proteinov.

Indeks

  • 1 Stopnje
  • 2 Pretok žvepla
    • 2.1 Žveplo, ki tvori spojine
    • 2.2 Žveplo, ki vstopa v zemljo
    • 2.3 Žveplo, ki prihaja iz tal
  • 3 Pomen
    • 3.1 Glavna sestavina kemičnih spojin
    • 3.2 Povezano s produktivnostjo rastlin
    • 3.3 Potrebno za izgradnjo beljakovin
    • 3.4 Komercialna uporaba
    • 3.5 Povezana z okoljsko škodo
  • 4 Vpliv človeka na cikel žvepla
  • 5 Reference

Stopnje

Žveplov cikel vključuje premik tega elementa v mnogih smereh skozi ozračje, hidrosfero, litosfero in biosfero. V litosferi se pojavljajo procesi erozije kamnin, ki sproščajo shranjeno žveplo.

Žveplo se podvrže seriji kemičnih transformacij, saj se prenaša z različnimi sredstvi. Skozi celotno potovanje je žveplo skozi štiri temeljne kemijske faze:

- Mineralizacija organskega žvepla v anorganske oblike, kot so vodikov sulfid, elementarna žveplo in drugi minerali na osnovi žvepla.

- Oksidacija vodikovega sulfida, elementarnih žvepla in minerali, povezanih s sulfati.

- Redukcija sulfata do žvepla.

- Mikrobna imobilizacija žveplovih spojin in kasnejša vključitev v organsko obliko žvepla.

Pretok žvepla

Kljub svoji kompleksnosti lahko pretok žvepla povzamemo v tri glavne skupine:

Žveplo, ki tvori spojine

V to skupino spadajo atmosfersko žveplo, organsko žveplo, anorgansko žveplo (minerali), zmanjšano žveplo in žveplo, ki tvori sulfate..

Sulfate absorbirajo rastline in mikroorganizmi, ki jih vključijo v svoje organske molekule. Nato živali te organske oblike zaužijejo skozi hrano, ki jo jedo, in premikajo žveplo vzdolž prehranjevalne verige.

Žveplo, ki vstopa v zemljo

Žveplo se vključi v tla na različne načine; na primer z odlaganjem v ozračje, z uporabo gnojil živalskega izvora, z odpadki rastlin, z uporabo mineralnih gnojil in z obrabo kamnin..

Žveplo, ki prihaja iz tal

Žveplo se odstrani iz zemlje na več načinov. Na primer, kadar rastline absorbirajo sulfate skozi svoje korenine, ko se pridelke poberejo in kadar so nekatere reducirane spojine hlapne..

Drugi del žvepla se izgubi s filtriranjem, odtokom in erozijo. Vulkani in nekateri plini, ki nastanejo zaradi organske razgradnje, so še en vir žvepla, ki se prenese neposredno v ozračje.

Vendar pa je večina zemeljskega žvepla shranjena v kamninah, mineralih in sulfatnih solih, zakopanih globoko v oceanskih usedlinah.

Pomen

Glavna sestavina v kemičnih spojinah

Žveplo je pomembno hranilo za organizme, ker je temeljna sestavina aminokislin cistein in metionin ter druge biokemične spojine.

Rastline zadovoljujejo svoje prehranske potrebe za žveplo tako, da asimilirajo mineralne spojine iz okolja.

Povezano s produktivnostjo rastlin

V določenih okoliščinah, zlasti v intenzivnem kmetijstvu, je lahko razpoložljivost biološko koristnih oblik žvepla omejevalni dejavnik za produktivnost rastlin; zato je potrebna uporaba sulfatnih gnojil.

Priznanje pomena sulfata za rast in vitalnost rastlin ter hranilni pomen žvepla za prehrano ljudi in živali je privedlo do večjega poudarka na raziskavah o procesih absorpcije, transporta in asimilacije sulfata..

Potrebno za izgradnjo beljakovin

Po vstopu v rastlino je sulfat glavna oblika žvepla, ki se prevaža in skladišči. Žveplo je potrebna za izgradnjo beljakovin, encimov in vitaminov, je tudi ključna sestavina pri tvorbi klorofila.

Pridelki, ki imajo pomanjkanje žvepla, navadno kažejo omejitve pri njihovem razvoju. Tako so rastline s pomanjkanjem žvepla opazne tanjše in manjše, njihovi mlajši listi pa rumeni in količina semen se zmanjša.

Komercialna uporaba

Poleg proizvodnje gnojil ima žveplo tudi druge komercialne namene, na primer: v smodniku, tekmah, insekticidih in fungicidih..

Poleg tega je žveplo vključeno v proizvodnjo fosilnih goriv zaradi svoje sposobnosti, da deluje kot oksidacijsko ali redukcijsko sredstvo.

Povezana z okoljsko škodo

Žveplove spojine so lahko povezane tudi s precejšnjo okoljsko škodo, kot je žveplov dioksid, ki poškoduje vegetacijo, ali kislinskimi drenažami, povezanimi s sulfidi, ki razgrajujejo ekosisteme..

Vpliv človeka na cikel žvepla

Človekove dejavnosti so igrale pomembno vlogo pri spreminjanju ravnovesja svetovnega cikla žvepla. Pri sežiganju velikih količin fosilnih goriv, ​​zlasti premoga, se v ozračje sproščajo velike količine plinov vodikov sulfid.

Ko ta plin prehaja dež, pride do kislega dežja, ki je korozivna padavina, ki jo povzroča deževnica, ki pade na tla skozi žveplov dioksid in jo pretvori v šibko žveplovo kislino, ki povzroča škodo vodnim ekosistemom..

Kisli dež škoduje okolju z zmanjšanjem pH jezer, kar ubije velik del favne, ki tam živi. Vpliva tudi na nenaravne strukture, ki jih ustvarja človek, kot je na primer kemična razgradnja zgradb in kipov.

Mnogi marmorni spomeniki, kot je Lincoln Memorial v Washingtonu, DC so v preteklih letih utrpeli veliko škodo zaradi kislega dežja. 

Ti primeri kažejo daljnosežne učinke človekovih dejavnosti v našem okolju in izzive, ki ostajajo za našo prihodnost.

Reference

  1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. in Wolfe, G. (1992). Globalni biogeokemični cikli. Academic Press.
  2. Cunningham, W. & Cunningham, M. (2009). Znanost o okolju: globalna skrb (11. izd.). McGraw-Hill.
  3. Jackson, A. in Jackson, J. (1996). Znanost o okolju: naravno okolje in vpliv človeka.
  4. Loka Bharathi, P. A. (1987). Cikel žvepla. Globalna ekologija, (1899), 3424-3431.
  5. Meyer, B. (2013). Žveplo, energija in okolje.
  6. O'Neill, P. (1998). Okoljska komora (3. izd.). CRC Press.