Στάδια κύκλου θείου και σημασία

Το θείου είναι το σύνολο των διαδικασιών με τις οποίες το θείο μεταφέρεται μέσω της φύσης σε διάφορα μόρια. Το Θείο ταξιδεύει μέσα από τον αέρα, το έδαφος, το νερό και τα ζωντανά πράγματα. Αυτός ο βιογεωχημικός κύκλος περιλαμβάνει την ανοργανοποίηση του θείου οργανικού θείου, την οξείδωση αυτού σε θειικό άλας και τη μείωση του σε θείο.

Το θείο ενσωματώνεται από τα μικρόβια και σχηματίζει διαφορετικές οργανικές ενώσεις. Το Θείο είναι ένα πολύ άφθονο στοιχείο στο Σύμπαν. Θεωρείται μη μεταλλικό, το χρώμα του είναι κίτρινο και δεν έχει οσμή. Το θείο απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα με την καύση ορυκτών καυσίμων, όπως ο άνθρακας.

Στην ατμόσφαιρα, το θείο είναι υπό τη μορφή διοξειδίου του θείου (SO2) και μπορούν να εισέλθουν αυτό με τρεις τρόπους: από την αποσύνθεση των οργανικών μορίων από ηφαιστειακή δραστηριότητα και γεωθερμική αεραγωγούς, και από την καύση ορυκτών καυσίμων από τους ανθρώπους.

Τα άτομα του θείου είναι ένα σημαντικό μέρος της δομής των πρωτεϊνών. Το θείο βρίσκεται στο αμινοξύ κυστεΐνη και εμπλέκεται στο σχηματισμό ενός τύπου δεσμού που ονομάζεται δισουλφιδική γέφυρα. Οι δεσμοί αυτοί είναι καθοριστικοί για τον προσδιορισμό της τρισδιάστατης δομής των πρωτεϊνών.

Ευρετήριο

• 1 Στάδια
• 2 Ροή θείου
  • 2.1 Το θείο που σχηματίζει ενώσεις
  • 2.2 Το θείο που εισέρχεται στο έδαφος
  • 2.3 Το θείο που βγαίνει από το έδαφος
• 3 Σημασία
  • 3.1 Κύρια συνιστώσα σε χημικές ενώσεις
  • 3.2 Σχετικά με την παραγωγικότητα των φυτών
  • 3.3 Απαιτείται κατασκευή πρωτεϊνών
  • 3.4 Εμπορικές χρήσεις
  • 3.5 Σχετικά με τις περιβαλλοντικές ζημίες
• 4 Αντίκτυπος του ανθρώπου στον κύκλο του θείου
• 5 Αναφορές

Στάδια

Ο κύκλος του θείου περιλαμβάνει την κίνηση αυτού του στοιχείου σε πολλές κατευθύνσεις μέσω της ατμόσφαιρας, της υδροσφαίρας, της λιθόσφαιρας και της βιόσφαιρας. Στη λιθόσφαιρα, συμβαίνουν οι διαδικασίες διάβρωσης των πετρωμάτων που απελευθερώνουν αποθηκευμένο θείο.

Το θείο υφίσταται μια σειρά χημικών μετασχηματισμών καθώς μεταφέρεται με διαφορετικά μέσα. Καθ 'όλη τη διάρκεια του ταξιδιού του, το θείο περνάει από τέσσερα βασικά χημικά στάδια:

- Εξόρυξη οργανικού θείου σε ανόργανη μορφή, όπως υδρόθειο, στοιχειακό θείο και άλλα ορυκτά με βάση το θείο.

- Οξείδωση υδρόθειου, στοιχειακό θείο και ορυκτά που σχετίζονται με τα θειικά άλατα.

- Μείωση θειικού άλατος προς θείο.

- Μικροβιακή ακινητοποίηση ενώσεων θείου και μετέπειτα ενσωμάτωση στην οργανική μορφή θείου.

Ροή θείου

Παρά την πολυπλοκότητά της, η ροή του θείου μπορεί να συνοψιστεί σε τρεις μεγάλες ομάδες:

Το θείο που σχηματίζει ενώσεις

Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει ατμοσφαιρικό θείο, οργανικό θείο, ανόργανο θείο (μέταλλα), μειωμένο θείο και θείο που σχηματίζει θειικά άλατα.

Το θειικό άλας απορροφάται από τα φυτά και τους μικροοργανισμούς, τα οποία τα ενσωματώνουν στα οργανικά μόρια τους. Τα ζώα στη συνέχεια καταναλώνουν αυτές τις οργανικές μορφές μέσα από τα τρόφιμα που τρώνε, μετακινώντας το θείο κατά μήκος της τροφικής αλυσίδας.

Το θείο που εισέρχεται στο έδαφος

Το θείο ενσωματώνεται στο έδαφος με διαφορετικούς τρόπους. για παράδειγμα, ατμοσφαιρική εναπόθεση, με τη χρήση της ζωικής κοπριάς, από φυτικά υπολείμματα, με τη χρήση των ορυκτών λιπασμάτων και από την αποσάθρωση των πετρωμάτων.

Θείο που βγαίνει από το έδαφος

Το θείο αφαιρείται από το έδαφος με διάφορους τρόπους. Για παράδειγμα, όταν τα φυτά απορροφούν θειικά μέσω των ριζών τους, όταν συλλέγονται οι καλλιέργειες και όταν ορισμένες μειωμένες ενώσεις εξατμίζονται.

Ένα άλλο μέρος του θείου του εδάφους χάνεται με διήθηση, απορροή και διάβρωση. Τα ηφαίστεια και κάποια αέρια που προκύπτουν από την οργανική αποσύνθεση είναι μια άλλη πηγή θείου που μεταφέρεται απευθείας στην ατμόσφαιρα.

Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος του θείου της Γης φυλάσσεται σε πετρώματα, ορυκτά και θειικά άλατα τα οποία είναι θαμμένα βαθιά στα ιζήματα των ωκεανών.

Σημασία

Κύριο συστατικό σε χημικές ενώσεις

Το θείο είναι μια σημαντική θρεπτική ουσία για τους οργανισμούς επειδή είναι ένα θεμελιώδες συστατικό των αμινοξέων κυστεΐνη και μεθειονίνη, καθώς και άλλες βιοχημικές ενώσεις.

Τα φυτά ικανοποιούν τις θρεπτικές τους ανάγκες για θείο με την αφομοίωση ορυκτών ενώσεων από το περιβάλλον.

Συνδέεται με την παραγωγικότητα των φυτών

Σε ορισμένες περιπτώσεις, ιδιαίτερα στην εντατική γεωργία, η διαθεσιμότητα βιολογικά χρήσιμων μορφών θείου μπορεί να αποτελέσει περιοριστικό παράγοντα για την παραγωγικότητα των φυτών. Κατά συνέπεια, είναι απαραίτητη η εφαρμογή λιπασμάτων με βάση τα θειικά άλατα.

Η αναγνώριση της σημασίας της θειικής για την ανάπτυξη και των φυτών σφρίγος και τη διατροφική σημασία του θείου για δίαιτες ανθρώπου και των ζώων έχει οδηγήσει σε μια μεγαλύτερη έμφαση στην έρευνα σχετικά με τις διαδικασίες της απορρόφησης, της μεταφοράς και την αφομοίωση των θειικής.

Απαραίτητο για την κατασκευή πρωτεϊνών

Μετά την είσοδο στο εργοστάσιο, το θειικό άλας είναι η κύρια μορφή μεταφοράς και αποθήκευσης θείου. Το θείο είναι απαραίτητο για την κατασκευή πρωτεϊνών, ενζύμων και βιταμινών, είναι επίσης ένα βασικό συστατικό στο σχηματισμό χλωροφύλλης.

Οι καλλιέργειες που είναι ανεπαρκείς ως προς το θείο εμφανίζουν συνήθως περιορισμούς στην ανάπτυξή τους. Έτσι, τα φυτά με έλλειψη θείου παρατηρούνται λεπτότερα και μικρότερα, τα νεότερα φύλλα τους κιτρινίζουν και η ποσότητα των σπόρων μειώνεται.

Εμπορικές χρήσεις

Εκτός από την παραγωγή λιπασμάτων, το θείο έχει άλλες εμπορικές χρήσεις, όπως για παράδειγμα: στην πυρίτιδα, τις σπίρτες, τα εντομοκτόνα και τα μυκητοκτόνα.

Επιπροσθέτως, το θείο εμπλέκεται στην παραγωγή ορυκτών καυσίμων λόγω της ικανότητάς του να δρα ως οξειδωτικό ή αναγωγικό μέσο.

Συνδέεται με περιβαλλοντικές ζημιές

ενώσεις του θείου μπορεί επίσης να σχετίζεται με σοβαρή περιβαλλοντική ρύπανση, όπως βλάβες διοξείδιο του θείου βλάστηση, ή το οξύ αποστράγγισης που σχετίζονται με σουλφίδια αποικοδομούν οικοσυστήματα.

Αντίκτυπος του ανθρώπου στον κύκλο του θείου

Οι ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στη μεταβολή της ισορροπίας του παγκόσμιου κύκλου θείου. Η καύση μεγάλων ποσοτήτων ορυκτών καυσίμων, ιδιαίτερα του άνθρακα, απελευθερώνει μεγάλες ποσότητες αερίων υδρόθειου στην ατμόσφαιρα.

Όταν αυτό το αέριο διασχίζεται από τη βροχή βροχή οξύ, το οποίο είναι ένα διαβρωτικό καθίζηση που προκαλείται από το νερό της βροχής που πέφτει στο έδαφος μέσω του διοξειδίου του θείου παράγεται, καθιστώντας ασθενές θειικό οξύ που προκαλεί βλάβη στα υδατικά οικοσυστήματα.

Η όξινη βροχή βλάπτει το περιβάλλον μειώνοντας το pH των λιμνών, που σκοτώνει ένα μεγάλο μέρος της πανίδας που ζει εκεί. Επίσης, επηρεάζει αφύσικες δομές που δημιουργούνται από τον άνθρωπο, όπως για παράδειγμα η χημική υποβάθμιση των κτιρίων και των αγαλμάτων.

Πολλά μαρμάρινα μνημεία, όπως το Μνημείο του Λίνκολν στην Ουάσιγκτον, DC, υπέστησαν σημαντικές ζημίες από την όξινη βροχή τα τελευταία χρόνια. 

Αυτά τα παραδείγματα δείχνουν τις εκτεταμένες επιδράσεις των ανθρώπινων δραστηριοτήτων στο περιβάλλον μας και τις προκλήσεις που παραμένουν για το μέλλον μας.

Αναφορές

1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Παγκόσμιους βιογεωχημικούς κύκλους. Academic Press.
2. Cunningham, W. & Cunningham, Μ. (2009). Περιβαλλοντική επιστήμη: παγκόσμια ανησυχία (11η έκδοση). McGraw-Hill.
3. Jackson, Α. & Jackson, J. (1996). Περιβαλλοντική Επιστήμη: Το Φυσικό Περιβάλλον και ο Ανθρώπινος αντίκτυπος.
4. Loka Bharathi, Ρ. Α. (1987). Κύκλος Θείου. Παγκόσμια Οικολογία, (1899), 3424-3431.
5. Meyer, Β. (2013). Θείο, Ενέργεια και Περιβάλλον.
6. O'Neill, Ρ. (1998). Περιβαλλοντική Chamistry (3η έκδοση). CRC Press.