СЕРНЫЙ ЦИКЛ: ЭТАПЫ И ЗНАЧЕНИЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

Цикл серы представляет собой совокупность процессов , посредством которых сера перемещаемых по природе в различных молекулах. Сера путешествует по воздуху, почве, воде и живым существам. Этот биогеохимический цикл включает минерализацию органической серы до серы, ее окисление до сульфата и восстановление до серы.

Сера поглощается микробами и образует различные органические соединения. Сера - очень распространенный элемент во Вселенной; Считается неметаллом, имеет желтый цвет и не имеет запаха. Сера выбрасывается в атмосферу при сжигании ископаемого топлива, например угля.

В атмосфере сера находится в форме диоксида серы (SO2) и может поступать в нее тремя путями: в результате разложения органических молекул, в результате вулканической активности и геотермальных источников, а также в результате сжигания ископаемого топлива. Людьми.

Атомы серы - важная часть структуры белков. Сера содержится в аминокислоте цистеине и участвует в образовании типа связи, называемого дисульфидным мостиком. Эти связи необходимы для определения трехмерной структуры белков.

Этапы

Круговорот серы включает в себя движение этого элемента во многих направлениях через атмосферу, гидросферу, литосферу и биосферу. В литосфере происходят процессы эрозии горных пород, в результате которых выделяется сера.

Сера претерпевает ряд химических превращений, поскольку транспортируется через различные среды. На протяжении своего пути сера проходит четыре основных химических стадии:

- Минерализация органической серы до неорганической формы, такой как сероводород, элементарная сера и другие минералы на основе серы.

- Окисление сероводорода, элементарной серы и сульфатных минералов.

- Восстановление сульфата до серы.

- Микробная иммобилизация соединений серы с последующим включением серы в органическую форму.

Поток серы

Несмотря на свою сложность, потоки серы можно разделить на три большие группы:

Сера, образующая соединения

В эту группу входят атмосферная сера, органическая сера, неорганическая сера (минералы), восстановленная сера и сера, образующая сульфаты.

Сульфат поглощается растениями и микроорганизмами, которые включают их в свои органические молекулы. Затем животные потребляют эти органические формы с пищей, которую они едят, перемещая серу по пищевой цепочке.

Сера попадает в почву

Сера попадает в почву по-разному; например, атмосферным осаждением, использованием удобрений животного происхождения, растительными остатками, применением минеральных удобрений и эрозией горных пород.

Сера, выходящая из земли

Сера удаляется из почвы разными способами. Например, когда растения поглощают сульфаты своими корнями, когда собирают урожай, и когда некоторые восстановленные соединения улетучиваются.

Другая часть серы в почве теряется из-за просачивания, стока и эрозии. Вулканы и некоторые газы, образующиеся при разложении органических веществ, являются еще одним источником серы, которая переносится непосредственно в атмосферу.

Однако большая часть серы на Земле хранится в породах, минералах и сульфатных солях, погребенных глубоко в океанических отложениях.

значение

Главный компонент в химических соединениях

Сера является важным питательным веществом для организмов, поскольку она является основным компонентом аминокислот цистеина и метионина, а также других биохимических соединений.

Растения удовлетворяют свои потребности в питательных веществах в сере путем ассимиляции минеральных соединений из окружающей среды.

Связано с продуктивностью растений

В определенных ситуациях, особенно в интенсивном сельском хозяйстве, наличие биологически полезных форм серы может быть ограничивающим фактором для продуктивности растений; следовательно, необходимо внесение сульфатных удобрений.

Признание важности сульфата для роста и жизнеспособности растений, а также питательной ценности серы для рациона человека и животных привело к большему вниманию к исследованиям процессов всасывания, транспорта и ассимиляции сульфатов. ,

Необходимо для создания белков

После попадания на завод сульфат является основной формой транспортируемой и хранящейся серы. Сера необходима для построения белков, ферментов и витаминов, она также является ключевым ингредиентом в образовании хлорофилла.

Культуры с дефицитом серы обычно демонстрируют ограничения роста. Таким образом, растения с недостатком серы выглядят тоньше и меньше, их молодые листья желтеют, а количество семян уменьшается.

Коммерческое использование

Помимо производства удобрений, сера имеет и другие коммерческие применения, например: в порохе, спичках, инсектицидах и фунгицидах.

Кроме того, сера участвует в производстве ископаемого топлива из-за ее способности действовать как окислитель или восстановитель.

Связано с экологическим ущербом

Соединения серы также могут быть связаны со значительным ущербом окружающей среде, например диоксид серы, который повреждает растительность, или кислотные стоки, связанные с сульфидами, которые разрушают экосистемы.

Влияние человека на цикл серы

Деятельность человека сыграла важную роль в изменении баланса глобального цикла серы. При сжигании большого количества ископаемого топлива, особенно угля, в атмосферу выделяется большое количество сероводорода.

Когда через этот газ проходит дождь, образуется кислотный дождь, который представляет собой коррозионные осадки, вызванные дождевой водой, которая падает на землю через диоксид серы, превращая ее в слабую серную кислоту, которая наносит ущерб водным экосистемам.

Кислотные дожди наносят вред окружающей среде, снижая рН озер, что приводит к гибели большей части обитающей там фауны. Это также влияет на неестественные искусственные конструкции, такие как химическая деградация зданий и статуй.

Многие мраморные памятники, такие как Мемориал Линкольна в Вашингтоне, округ Колумбия, за прошедшие годы сильно пострадали от кислотных дождей.

Эти примеры демонстрируют далеко идущие последствия человеческой деятельности для окружающей среды и проблемы, которые остаются в нашем будущем.

Ссылки

1. Мясник, С., Чарлсон, Р., Орианс, Г. и Вулф, Г. (1992). Глобальные биогеохимические циклы. Академическая пресса.
2. Каннингем, В. и Каннингем, М. (2009). Наука об окружающей среде: глобальная проблема (11-е изд.). McGraw-Hill.
3. Джексон, А. и Джексон, Дж. (1996). Наука об окружающей среде: естественная среда и влияние человека.
4. Лока Бхаратхи, Пенсильвания (1987). Серный цикл. Глобальная экология, (1899), 3424–3431.
5. Мейер, Б. (2013). Сера, энергия и окружающая среда.
6. О'Нил, П. (1998). Экологическая химия (3-е изд.). CRC Press.