SVOVLCYKLUS: STADIER OG BETYDNING - BIOLOGI - 2025

Den svovlcyklus er den række processer, hvorved svovl transporteres gennem naturen i forskellige molekyler. Svovl bevæger sig gennem luften, jorden, vand og levende ting. Denne biogeokemiske cyklus inkluderer mineralisering af organisk svovl til svovl, dets oxidation til sulfat og dets reduktion til svovl.

Svovl optages af mikrober og danner forskellige organiske forbindelser. Svovl er et meget rigeligt element i universet; Det betragtes som et ikke-metal, dets farve er gul, og det har ingen lugt. Svovl frigøres i atmosfæren ved forbrænding af fossile brændstoffer, såsom kul.

I atmosfæren er svovl i form af svovldioxid (SO2) og kan trænge ind på det på tre måder: fra nedbrydning af organiske molekyler, fra vulkansk aktivitet og geotermiske åbninger og fra forbrænding af fossile brændstoffer. Af mennesker.

Svovlatomer er en vigtig del af proteinstrukturen. Svovl findes i aminosyren cystein og er involveret i dannelsen af ​​en type binding kaldet en disulfidbro. Disse bindinger er vigtige for bestemmelse af den tredimensionelle struktur af proteiner.

Niveauer

Svovlcyklussen involverer bevægelse af dette element i mange retninger gennem atmosfæren, hydrosfæren, lithosfæren og biosfæren. I litosfæren forekommer erosionens processer af klipperne, der frigiver det lagrede svovl.

Svovl gennemgår en række kemiske transformationer, da det transporteres gennem forskellige medier. Gennem sin rejse gennemgår svovl fire grundlæggende kemiske stadier:

- Mineralisering af organisk svovl til uorganisk form, som f.eks. Svovlsyre, elementært svovl og andre svovlbaserede mineraler.

- Oxidation af hydrogensulfid, elementært svovl og sulfatrelaterede mineraler.

- Reduktion af sulfat til svovl.

- Mikrobiel immobilisering af svovlforbindelser og efterfølgende inkorporering i den organiske form af svovl.

Svovlstrøm

På trods af dens kompleksitet kan strømmen af ​​svovl sammenfattes i tre store grupper:

Det findes svovl, der danner forbindelser

I denne gruppe er atmosfærisk svovl, organisk svovl, uorganisk svovl (mineraler), reduceret svovl og svovl, der danner sulfater.

Sulfat absorberes af planter og mikroorganismer, der inkorporerer dem i deres organiske molekyler. Dyr bruger derefter disse organiske former gennem den mad, de spiser, og flytter svovl langs fødekæden.

Svovl kommer ind i jorden

Svovl indarbejdes i jorden på forskellige måder; for eksempel ved atmosfærisk afsætning, ved hjælp af gødning af animalsk oprindelse, af planterester, ved anvendelse af mineralsk gødning og ved erosion af klipper.

Svovlen, der kommer ud af jorden

Svovl fjernes fra jorden på forskellige måder. For eksempel når planter absorberer sulfater gennem deres rødder, når afgrøder høstes, og når nogle reducerede forbindelser flygtes.

En anden del af svovlet i jorden går tabt gennem udtømning, afstrømning og erosion. Vulkaner og nogle gasser produceret ved organisk nedbrydning er en anden kilde til svovl, der overføres direkte til atmosfæren.

Dog er det meste af svovlet på Jorden opbevaret i klipper, mineraler og sulfatsalte begravet dybt i havsedimenter.

Betydning

Hovedkomponent i kemiske forbindelser

Svovl er et vigtigt næringsstof for organismer, fordi det er en grundlæggende komponent i aminosyrerne cystein og methionin såvel som andre biokemiske forbindelser.

Planter imødekommer deres ernæringsmæssige behov for svovl ved at assimilere mineralforbindelser fra miljøet.

Forbundet med produktiviteten af ​​planter

I visse situationer, især i intensivt landbrug, kan tilgængeligheden af ​​biologisk nyttige svovlformer være en begrænsende faktor for planteproduktiviteten; følgelig er påføring af sulfatbaseret gødning nødvendig.

Anerkendelse af sulfats betydning for plantevækst og kraft samt svovlens ernæringsmæssige betydning for mennesker og dyre har ført til en større vægt på forskning i sulfatabsorptions-, transport- og assimilationsprocesser..

Nødvendigt at opbygge proteiner

Efter indgangen til anlægget er sulfat den vigtigste form for svovl, der transporteres og opbevares. Svovl er nødvendigt for konstruktion af proteiner, enzymer og vitaminer, det er også en nøgleingrediens i dannelsen af ​​klorofyl.

Afgrøder, der mangler svovl, viser typisk vækstbegrænsninger. Således synes planter med mangel på svovl tyndere og mindre, deres yngre blade bliver gule, og antallet af frø reduceres.

Kommerciel brug

Bortset fra produktion af gødning har svovl andre kommercielle anvendelser, for eksempel: i kruttet, tændstikker, insekticider og fungicider.

Derudover er svovl involveret i produktionen af ​​fossile brændstoffer på grund af dens evne til at fungere som et oxiderende eller reducerende middel.

Forbundet med miljøskader

Svovlforbindelser kan også være forbundet med betydelig miljøskade, såsom svovldioxid, der skader vegetation, eller syreafløb, der er forbundet med sulfider, der nedbryder økosystemer.

Menneskelig påvirkning af svovlcyklussen

Menneskelige aktiviteter har spillet en vigtig rolle i at ændre balancen i den globale svovlcyklus. Forbrænding af store mængder fossile brændstoffer, især kul, frigiver store mængder brint sulfidgasser i atmosfæren.

Når denne gas krydses af regn, produceres surt regn, som er en ætsende nedbør forårsaget af regnvand, der falder til jorden gennem svovldioxid, hvilket omdanner den til svag svovlsyre, der forårsager skade på akvatiske økosystemer.

Syre regn skader miljøet ved at reducere pH i søer, der dræber meget af den fauna, der bor der. Det påvirker også unaturlige menneskeskabte strukturer, såsom den kemiske nedbrydning af bygninger og statuer.

Mange marmormonumenter, såsom Lincoln Memorial i Washington, DC, har lidt betydelig skade fra sur nedbør i årenes løb.

Disse eksempler viser de vidtrækkende virkninger af menneskelige aktiviteter på vores miljø og de udfordringer, der er tilbage for vores fremtid.

Referencer

1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Globale biogeokemiske cykler. Academic Press.
2. Cunningham, W. & Cunningham, M. (2009). Miljøvidenskab: En global bekymring (11. udgave). McGraw-Hill.
3. Jackson, A. & Jackson, J. (1996). Miljøvidenskab: Det naturlige miljø og menneskelig indvirkning.
4. Loka Bharathi, PA (1987). Svovlcyklus. Global Ecology, (1899), 3424–3431.
5. Meyer, B. (2013). Svovl, energi og miljø.
6. O'Neill, P. (1998). Environmental Chamistry (3. udgave). CRC Press.