SVAVELCYKEL: STADIER OCH VIKT - BIOLOGI - 2025

Den svavelcykeln är den uppsättning av processer genom vilka svavlet transporteras genom naturen i olika molekyler. Svavel reser genom luften, marken, vattnet och levande saker. Denna biogeokemiska cykel inkluderar mineralisering av organiskt svavel till svavel, dess oxidation till sulfat och dess reduktion till svavel.

Svavel tas upp av mikrober och bildar olika organiska föreningar. Svavel är ett mycket rikligt element i universum; Det anses vara en icke-metall, färgen är gul och den har ingen lukt. Svavel släpps ut i atmosfären genom att bränna fossila bränslen, till exempel kol.

I atmosfären är svavel i form av svaveldioxid (SO2) och kan komma in i det på tre sätt: från nedbrytning av organiska molekyler, från vulkanisk aktivitet och geotermiska ventiler och från förbränning av fossila bränslen. Av människor.

Svavelatomer är en viktig del av strukturen hos proteiner. Svavel finns i aminosyran cystein och är involverad i bildandet av en typ av bindning som kallas en disulfidbro. Dessa bindningar är viktiga för att bestämma den tredimensionella strukturen hos proteiner.

Stages

Svavelcykeln involverar rörelsen av detta element i många riktningar genom atmosfären, hydrosfären, litosfären och biosfären. I litosfären inträffar bergens erosionsprocesser som frisätter det lagrade svavlet.

Svavel genomgår en serie kemiska transformationer när den transporteras genom olika media. Under hela resan genomgår svavel fyra grundläggande kemiska stadier:

- Mineralisering av organiskt svavel till oorganisk form, såsom vätesulfid, elementärt svavel och andra svavelbaserade mineraler.

- Oxidation av vätesulfid, elementärt svavel och sulfatrelaterade mineraler.

- Reduktion av sulfat till svavel.

- Mikrobiell immobilisering av svavelföreningar och efterföljande införlivande i den organiska formen av svavel.

Svavelflöde

Trots dess komplexitet kan flödet av svavel sammanfattas i tre stora grupper:

Det svavel som förekommer bildar föreningar

I denna grupp finns atmosfäriskt svavel, organiskt svavel, oorganiskt svavel (mineraler), reducerat svavel och svavel som bildar sulfater.

Sulfat absorberas av växter och mikroorganismer, som integrerar dem i sina organiska molekyler. Djur konsumerar sedan dessa organiska former genom maten de äter och flyttar svavel längs med livsmedelskedjan.

Svavel som kommer in i jorden

Svavel införlivas i jorden på olika sätt; till exempel genom atmosfärisk avsättning, med användning av gödselmedel av animaliskt ursprung, av växtrester, med användning av mineralgödselmedel och genom erosion av stenar.

Svaveln som kommer ut ur marken

Svavel tas bort från jorden på olika sätt. Till exempel när växter absorberar sulfater genom sina rötter, när grödor skördas och när vissa reducerade föreningar förångas.

En annan del av svaveln i jorden går förlorad genom utsläpp, avrinning och erosion. Vulkaner och vissa gaser som produceras genom organisk sönderdelning är en annan svavelskälla som överförs direkt till atmosfären.

Emellertid lagras det mesta av svavlet på jorden i stenar, mineraler och sulfatsalter som ligger begravda djupt i havsediment.

Betydelse

Huvudkomponent i kemiska föreningar

Svavel är ett viktigt näringsämne för organismer eftersom det är en grundläggande komponent i aminosyrorna cystein och metionin, liksom andra biokemiska föreningar.

Växter tillfredsställer deras näringsbehov för svavel genom att ansluta mineralföreningar från miljön.

Förknippat med växternas produktivitet

I vissa situationer, särskilt inom intensivt jordbruk, kan tillgången på biologiskt användbara former av svavel vara en begränsande faktor för växtproduktiviteten. följaktligen är appliceringen av sulfatbaserade gödningsmedel nödvändig.

Erkännandet av sulfatens betydelse för växttillväxt och kraft, liksom näringsvikt av svavel för människor och djur, har lett till en större tonvikt på forskning om sulfatabsorptions-, transport- och assimilationsprocesser. .

Nödvändigt att bygga proteiner

Efter inträde i anläggningen är sulfat den huvudsakliga formen av svavel som transporteras och lagras. Svavel är nödvändig för konstruktion av proteiner, enzymer och vitaminer, det är också en viktig ingrediens i bildningen av klorofyll.

Grödor som har svavelbrist uppvisar vanligtvis tillväxtbegränsningar. Således verkar växter med brist på svavel tunnare och mindre, deras yngre blad blir gula och antalet frön reduceras.

Kommersiell användning

Bortsett från produktion av gödningsmedel har svavel andra kommersiella användningsområden, till exempel: i krutt, tändstickor, insektsmedel och fungicider.

Dessutom är svavel involverad i produktionen av fossila bränslen på grund av dess förmåga att fungera som ett oxiderande eller reducerande medel.

Förknippad med miljöskador

Svavelföreningar kan också förknippas med betydande miljöskador, såsom svaveldioxid som skadar vegetation, eller sura avlopp förknippade med sulfider som försämrar ekosystemen.

Mänsklig påverkan på svavelcykeln

Mänskliga aktiviteter har spelat en viktig roll för att förändra balansen i den globala svavelcykeln. Förbränning av stora mängder fossila bränslen, särskilt kol, släpper stora mängder vätesulfidgaser i atmosfären.

När denna gas korsas av regn, produceras surt regn, vilket är en frätande nederbörd orsakad av regnvatten som faller till marken genom svaveldioxid, vilket förvandlar den till svag svavelsyra som orsakar skador på akvatiska ekosystem.

Syra regn skadar miljön genom att sänka pH i sjöar, vilket dödar mycket av faunaen som bor där. Det påverkar också onaturliga konstgjorda strukturer, till exempel den kemiska nedbrytningen av byggnader och statyer.

Många marmormonument, såsom Lincoln Memorial i Washington, DC, har lidit betydande skador från surt regn under åren.

Dessa exempel visar de långtgående effekterna av mänskliga aktiviteter på vår miljö och de utmaningar som återstår för vår framtid.

referenser

1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Globala biogeokemiska cykler. Academic Press.
2. Cunningham, W. & Cunningham, M. (2009). Miljövetenskap: En global fråga (11: e upplagan). McGraw-Hill.
3. Jackson, A. & Jackson, J. (1996). Miljövetenskap: Den naturliga miljön och människors påverkan.
4. Loka Bharathi, PA (1987). Svavelcykel. Global Ecology, (1899), 3424–3431.
5. Meyer, B. (2013). Svavel, energi och miljö.
6. O'Neill, P. (1998). Environmental Chamistry (3: e upplagan). CRC Press.