Schwefelzyklusstadien und Bedeutung



Die Schwefelzyklus ist die Menge der Prozesse, durch die Schwefel in verschiedenen Molekülen durch die Natur transportiert wird. Schwefel bewegt sich durch Luft, Boden, Wasser und Lebewesen. Dieser biogeochemische Zyklus umfasst die Mineralisierung von organischem Schwefelschwefel, dessen Oxidation zu Sulfat und seine Reduktion zu Schwefel.

Schwefel wird von Mikroben aufgenommen und bildet verschiedene organische Verbindungen. Schwefel ist ein sehr reichlich vorhandenes Element im Universum; Es ist ein Nicht-Metall, seine Farbe ist gelb und hat keinen Geruch. Schwefel wird in die Atmosphäre freigesetzt, indem fossile Brennstoffe wie Kohle verbrannt werden.

In der Atmosphäre kommt Schwefel in Form von Schwefeldioxid (SO2) vor und kann auf drei Arten in ihn eindringen: durch den Abbau organischer Moleküle, durch vulkanische Aktivität und Erdwärme und durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe für Menschen.

Schwefelatome sind ein wichtiger Teil der Struktur von Proteinen. Schwefel befindet sich in der Aminosäure Cystein und ist an der Bildung einer Art von Bindung beteiligt, die als Disulfidbrücke bezeichnet wird. Diese Verbindungen sind essentiell für die Bestimmung der dreidimensionalen Struktur von Proteinen.

Index

  • 1 Stufen
  • 2 Schwefelfluss
    • 2.1 Der Schwefel, der Verbindungen bildet
    • 2.2 Der Schwefel, der in den Boden eindringt
    • 2.3 Der Schwefel, der aus dem Boden kommt
  • 3 Bedeutung
    • 3.1 Hauptbestandteil in chemischen Verbindungen
    • 3.2 Verbunden mit der Produktivität von Pflanzen
    • 3.3 Notwendig, um Proteine ​​zu bauen
    • 3.4 Gewerbliche Nutzung
    • 3.5 Verbunden mit Umweltschäden
  • 4 Einfluss des Menschen auf den Schwefelkreislauf
  • 5 Referenzen

Bühnen

Der Schwefelzyklus beinhaltet die Bewegung dieses Elements in viele Richtungen durch die Atmosphäre, die Hydrosphäre, die Lithosphäre und die Biosphäre. In der Lithosphäre treten die Erosionsprozesse der Gesteine ​​auf, die den gespeicherten Schwefel freisetzen.

Schwefel unterliegt einer Reihe von chemischen Umwandlungen, wenn er auf verschiedenen Wegen transportiert wird. Während seiner gesamten Reise durchläuft Schwefel vier grundlegende chemische Stufen:

- Mineralisierung von organischem Schwefel zu anorganischer Form wie Schwefelwasserstoff, elementarem Schwefel und anderen schwefelhaltigen Mineralien.

- Oxidation von Schwefelwasserstoff, elementarem Schwefel und Sulfat-bezogenen Mineralien.

- Sulfatreduktion zu Schwefel.

- Mikrobielle Immobilisierung von Schwefelverbindungen und anschließender Einbau in die organische Form von Schwefel.

Schwefelfluss

Trotz seiner Komplexität kann der Schwefelfluss in drei Hauptgruppen zusammengefasst werden:

Der Schwefel, der Verbindungen bildet

Diese Gruppe umfasst atmosphärischen Schwefel, organischen Schwefel, anorganischen Schwefel (Mineralien), reduzierten Schwefel und Schwefel, der Sulfate bildet.

Das Sulfat wird von Pflanzen und Mikroorganismen aufgenommen, die diese in ihre organischen Moleküle einbauen. Die Tiere konsumieren diese organischen Formen dann durch die Nahrung, die sie essen, indem sie den Schwefel entlang der Nahrungskette bewegen. 

Schwefel, der in den Boden eindringt

Schwefel wird auf verschiedene Arten in den Boden eingebaut; zum Beispiel durch atmosphärische Ablagerung, durch die Verwendung von Düngemitteln tierischen Ursprungs, durch die Verschwendung der Pflanzen, durch die Verwendung von Mineraldüngern und durch die Abnutzung der Felsen.

Schwefel, der aus dem Boden kommt

Schwefel wird auf verschiedene Arten aus dem Boden entfernt. Zum Beispiel, wenn Pflanzen Sulfate durch ihre Wurzeln absorbieren, wenn Pflanzen geerntet werden und wenn einige reduzierte Verbindungen verflüchtigt werden.

Ein anderer Teil des Schwefels im Boden geht durch Filtration, Abfluss und Erosion verloren. Vulkane und einige Gase, die durch organische Zersetzung entstehen, sind eine weitere Schwefelquelle, die direkt in die Atmosphäre gelangt.

Der größte Teil des Schwefels der Erde ist jedoch in Gesteinen, Mineralien und Sulfatsalzen gespeichert, die tief in den Sedimenten des Ozeans vergraben sind.

Bedeutung

Hauptbestandteil in chemischen Verbindungen

Schwefel ist ein wichtiger Nährstoff für Organismen, da es ein wesentlicher Bestandteil der Aminosäuren Cystein und Methionin sowie anderer biochemischer Verbindungen ist.

Die Pflanzen befriedigen ihren Nährstoffbedarf an Schwefel, indem sie Mineralstoffe aus der Umwelt aufnehmen.

Verbunden mit der Produktivität von Pflanzen

In bestimmten Situationen, insbesondere in der intensiven Landwirtschaft, kann die Verfügbarkeit von biologisch nützlichen Formen von Schwefel ein limitierender Faktor für die Pflanzenproduktivität sein; folglich ist die Anwendung von Düngemitteln auf der Basis von Sulfaten notwendig.

Die Erkenntnis der Bedeutung von Sulfat für das Wachstum und die Vitalität von Pflanzen sowie die ernährungsphysiologische Bedeutung von Schwefel für die Ernährung von Mensch und Tier haben zu einer stärkeren Betonung der Erforschung von Absorption, Transport und Assimilation von Sulfat geführt .

Notwendig, um Proteine ​​zu bauen

Nach dem Betreten der Anlage ist Sulfat die Hauptform des transportierten und gespeicherten Schwefels.Schwefel ist notwendig für die Biosynthese von Proteinen, Enzymen und Vitaminen, es ist auch ein wichtiger Faktor bei der Bildung von Chlorophyll.

Kulturen, denen Schwefel fehlt, zeigen typischerweise Einschränkungen in ihrer Entwicklung. So werden die Pflanzen zu beobachtende Mangel an Schwefel dünner und kleiner, seinen jüngeren Blätter vergilben und die Menge an Samen reduziert wird.

Kommerzielle Anwendungen

Neben der Herstellung von Düngemitteln, hat Schwefel andere kommerzielle Anwendungen, beispielsweise in Schießpulver, Streichhölzer, Insektizide und Fungizide.

Darüber hinaus ist Schwefel an der Produktion fossiler Brennstoffe beteiligt, da es als oxidierendes oder reduzierendes Agens wirken kann.

Verbunden mit Umweltschäden

Schwefelverbindungen können auch mit starken Umweltbelastung wie Schwefeldioxid Schäden Vegetation oder den Säureentwässerungs Zusammenhang mit Sulfiden degradieren Ökosysteme verbunden sein.

Einfluss des Menschen auf den Schwefelkreislauf

Menschliche Aktivitäten haben eine wichtige Rolle bei der Veränderung des globalen Schwefelkreislaufs gespielt. Die Verbrennung großer Mengen fossiler Brennstoffe, insbesondere Kohle, setzt große Mengen Schwefelwasserstoffgas in die Atmosphäre frei.

Wenn dieses Gas durch regen Säuren regen durchzogen, die eine korrosive Präzipitation durch Regenwasser verursacht wird, die durch das Schwefeldioxid zu Boden fällt, erzeugt wird, schwache Schwefelsäure Herstellung Schäden für Wasser Ökosysteme zu verursachen.

Saurer Regen schädigt die Umwelt, indem er den pH-Wert der Seen senkt, was einen großen Teil der dort lebenden Fauna tötet. Es betrifft auch unnatürliche Strukturen, die vom Menschen geschaffen wurden, wie die chemische Zersetzung von Gebäuden und Statuen.

Viele Marmor-Monumente, wie das Lincoln Memorial in Washington, DC, haben im Laufe der Jahre erhebliche Schäden durch sauren Regen erlitten.

Diese Beispiele zeigen die weitreichenden Auswirkungen menschlicher Aktivitäten in unserer Umwelt und die Herausforderungen, die für unsere Zukunft bestehen.

Referenzen

  1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Globale biogeochemische Zyklen. Akademische Presse.
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