CIKLUS SUMPORA: STADIJUMI I VAŽNOST - BIOLOGIJA - 2024

Ciklus sumpor je skup proces kojim se transportira kroz sumpora prirode različitih molekula. Sumpor putuje zrakom, zemljom, vodom i živim bićima. Ovaj biogeokemijski ciklus uključuje mineralizaciju organskog sumpora u sumpor, njegovu oksidaciju u sulfat i redukciju u sumpor.

Sumpor preuzimaju mikrobi i tvore različite organske spojeve. Sumpor je vrlo bogat element Svemira; Smatra se nemetalnom, boja mu je žuta i nema miris. Sumpor se oslobađa u atmosferu sagorijevanjem fosilnih goriva, poput ugljena.

U atmosferi je sumpor u obliku sumpornog dioksida (SO2) i može ga unijeti na tri načina: od raspada organskih molekula, od vulkanske aktivnosti i geotermalnih otvora i izgaranja fosilnih goriva. Od ljudi.

Atomi sumpora važan su dio strukture proteina. Sumpor se nalazi u aminokiselini cistein i sudjeluje u stvaranju vrste veze koja se naziva disulfidni most. Ove veze su ključne u određivanju trodimenzionalne strukture proteina.

Faze

Ciklus sumpora uključuje kretanje ovog elementa u mnogim smjerovima kroz atmosferu, hidrosferu, litosferu i biosferu. U litosferi se događaju postupci erozije stijena koji oslobađaju pohranjeni sumpor.

Sumpor se podvrgava nizu kemijskih transformacija dok se transportira kroz različite medije. Tijekom svog puta sumpor prolazi kroz četiri temeljna kemijska stadija:

- Mineralizacija organskog sumpora u anorganski oblik, kao što je sumporovodik, elementarni sumpor i drugi minerali na bazi sumpora.

- Oksidacija sumporovodika, elementarnog sumpora i minerala povezanih sa sulfatom.

- Redukcija sulfata u sumpor.

- Mikrobna imobilizacija sumpornih spojeva i naknadna ugradnja u organski oblik sumpora.

Protok sumpora

Unatoč svojoj složenosti, protok sumpora može se sažeti u tri velike skupine:

Sumpor koji se nalazi tvoreći spojeve

U ovu skupinu spadaju atmosferski sumpor, organski sumpor, anorganski sumpor (minerali), smanjeni sumpor i sumpor koji tvori sulfate.

Sulfat apsorbiraju biljke i mikroorganizmi koji ih ugrađuju u svoje organske molekule. Životinje potom konzumiraju ove organske oblike kroz hranu koju jedu, krećući se sumpor duž prehrambenog lanca.

Sumpor koji ulazi u tlo

Sumpor se na različite načine ugrađuje u tlo; na primjer, atmosferskim taloženjem, korištenjem gnojiva životinjskog podrijetla, biljnih ostataka, upotrebom mineralnih gnojiva i erozijom stijena.

Sumpor koji izlazi iz zemlje

Sumpor se uklanja iz tla na različite načine. Na primjer, kada biljke apsorbiraju sulfate kroz svoje korijenje, kad se sakupljaju usjevi i kad neki smanjeni spojevi ispase.

Drugi dio sumpora u tlu gubi se kroz proticanje, otjecanje i eroziju. Vulkani i neki plinovi proizvedeni organskim raspadanjem drugi su izvor sumpora koji se prenosi izravno u atmosferu.

Međutim, najveći dio sumpora na Zemlji pohranjen je u stijenama, mineralima i sulfatnim solima zakopanim duboko u oceanskim sedimentima.

Važnost

Glavna komponenta u kemijskim spojevima

Sumpor je važno hranjivo sredstvo za organizme jer je osnovna komponenta aminokiselina cistein i metionin, kao i drugih biokemijskih spojeva.

Biljke zadovoljavaju svoje prehrambene potrebe za sumporom usvajajući mineralne spojeve iz okoliša.

Povezano s produktivnošću biljaka

U određenim situacijama, posebno u intenzivnoj poljoprivredi, dostupnost biološki korisnih oblika sumpora može biti ograničavajući faktor produktivnosti biljaka; stoga je primjena gnojiva na bazi sulfata nužna.

Prepoznavanje važnosti sulfata za rast i energiju biljaka, kao i nutritivna važnost sumpora za prehranu ljudi i životinja, doveli su do većeg naglaska na istraživanju procesa apsorpcije sulfata, transporta i asimilacije.,

Neophodne za izgradnju proteina

Nakon ulaska u postrojenje, sulfat je glavni oblik sumpora koji se transportira i skladišti. Sumpor je potreban za izgradnju bjelančevina, enzima i vitamina, također je ključni sastojak u stvaranju klorofila.

Usjevi koji imaju manjak sumpora obično pokazuju ograničenja rasta. Tako biljke s nedostatkom sumpora djeluju tanje i manje, mlađi lišće im požuti i broj sjemenki se smanjuje.

Komercijalne namjene

Osim proizvodnje gnojiva, sumpor ima i druge komercijalne svrhe, na primjer: u barut, šibice, insekticide i fungicide.

Uz to, sumpor je uključen u proizvodnju fosilnih goriva zbog njegove sposobnosti da djeluje kao oksidacijsko ili reducirajuće sredstvo.

Povezana s štetnim utjecajem okoliša

Sumporni spojevi mogu se povezati i sa značajnom štetom u okolišu, poput sumpornog dioksida koji oštećuje vegetaciju, ili kiselinskih odvoda povezanih sa sulfidima koji razgrađuju ekosustave.

Ljudski utjecaj na ciklus sumpora

Ljudske aktivnosti igrale su važnu ulogu u promjeni ravnoteže globalnog ciklusa sumpora. Izgaranjem velikih količina fosilnih goriva, posebno ugljena, u atmosferu se ispuštaju velike količine plinova sumporovodika.

Kad taj plin prolazi kišom, stvara se kisela kiša, koja predstavlja korozivne oborine uzrokovane kišnicom koja pada na tlo kroz sumporni dioksid, pretvarajući ga u slabu sumpornu kiselinu koja uzrokuje štetu vodenim ekosustavima.

Kisela kiša šteti okolišu smanjujući pH jezera, što ubija velik dio faune koja tamo živi. To također utječe na neprirodne građevine koje je stvorio čovjek, poput kemijske degradacije zgrada i statua.

Mnogi su mramorni spomenici, poput Lincolnovog memorijala u Washingtonu, DC, tijekom godina pretrpjeli značajnu štetu od kisele kiše.

Ovi primjeri pokazuju dalekosežne učinke ljudskih aktivnosti na naše okruženje i izazove koji ostaju za našu budućnost.

Reference

1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Globalni biogeokemijski ciklusi. Akademska štampa.
2. Cunningham, W. i Cunningham, M. (2009). Znanost o okolišu: globalna zabrinutost (11. izd.). McGraw-Hill.
3. Jackson, A. i Jackson, J. (1996). Znanost o okolišu: prirodni okoliš i ljudski utjecaj.
4. Loka Bharathi, PA (1987). Ciklus sumpora. Global Ecology, (1899), 3424–3431.
5. Meyer, B. (2013). Sumpor, energija i okoliš.
6. O'Neill, P. (1998). Kemija okoliša (3. izd.). CRC Press.