Zwavelfase en belangrijkheid

de zwavel cyclus is de reeks processen waarmee zwavel door de natuur in verschillende moleculen wordt getransporteerd. Zwavel reist door lucht, grond, water en levende wezens. Deze biogeochemische cyclus omvat de mineralisatie van zwavel organische zwavel, de oxidatie hiervan tot sulfaat en de reductie ervan tot zwavel.

Zwavel wordt opgenomen door microben en vormt verschillende organische verbindingen. Zwavel is een zeer overvloedig element in het universum; Het wordt beschouwd als een niet-metaal, de kleur is geel en heeft geen geur. Zwavel komt vrij in de atmosfeer door fossiele brandstoffen te verbranden, zoals steenkool.

In de atmosfeer wordt zwavel gevonden in de vorm van zwaveldioxide (SO2) en kan het op drie manieren binnendringen: van de afbraak van organische moleculen, van vulkanische activiteit en geothermische ventilatieopeningen, en van het verbranden van fossiele brandstoffen door mensen.

Zwavelatomen vormen een belangrijk onderdeel van de structuur van eiwitten. Zwavel wordt gevonden in het aminozuur cysteïne en is betrokken bij de vorming van een type binding, een disulfidebrug genoemd. Deze verbindingen zijn essentieel bij het bepalen van de driedimensionale structuur van eiwitten.

index

• 1 fasen
• 2 Zwaveldoorstroming
  • 2.1 De zwavel die verbindingen vormt
  • 2.2 De zwavel die de grond binnenkomt
  • 2.3 De zwavel die uit de grond komt
• 3 Belang
  • 3.1 Hoofdbestanddeel in chemische verbindingen
  • 3.2 Geassocieerd met de productiviteit van planten
  • 3.3 Noodzakelijk om eiwitten te bouwen
  • 3.4 Commercieel gebruik
  • 3.5 Geassocieerd met milieuschade
• 4 Impact van de mens op de zwavelcyclus
• 5 Referenties

stadia

De zwavelcyclus omvat de beweging van dit element in vele richtingen door de atmosfeer, de hydrosfeer, de lithosfeer en de biosfeer. In de lithosfeer treden erosieprocessen op van rotsen die opgeslagen zwavel vrijmaken.

Zwavel ondergaat een reeks chemische transformaties omdat het op verschillende manieren wordt getransporteerd. Tijdens zijn reis doorloopt zwavel vier fundamentele chemische stadia:

- Mineralisatie van organische zwavel tot anorganische vorm, zoals waterstofsulfide, elementaire zwavel en andere mineralen op basis van zwavel.

- Oxidatie van waterstofsulfide, elementaire zwavel en sulfaatgerelateerde mineralen.

- Sulfaatreductie tot zwavel.

- Microbiële immobilisatie van zwavelverbindingen en vervolgens opname in de organische vorm van zwavel.

Zwavelstroming

Ondanks de complexiteit ervan, kan de stroom zwavel worden samengevat in drie hoofdgroepen:

De zwavel die verbindingen vormt

Deze groep omvat atmosferische zwavel, organische zwavel, anorganische zwavel (mineralen), gereduceerde zwavel en zwavel dat sulfaten vormt.

Sulfaat wordt geabsorbeerd door planten en micro-organismen, die ze opnemen in hun organische moleculen. De dieren consumeren deze organische vormen vervolgens door het voedsel dat zij eten, waarbij de zwavel langs de voedselketen wordt verplaatst.

De zwavel die de grond binnenkomt

Zwavel wordt op verschillende manieren in de grond opgenomen; bijvoorbeeld door atmosferische depositie, door het gebruik van meststoffen van dierlijke oorsprong, door het afval van de planten, door het gebruik van minerale meststoffen en door de slijtage van de rotsen.

Zwavel die uit de grond komt

Zwavel wordt op verschillende manieren uit de grond verwijderd. Bijvoorbeeld wanneer planten sulfaten door hun wortels absorberen, wanneer gewassen worden geoogst en wanneer sommige gereduceerde verbindingen worden vervluchtigd.

Een ander deel van de zwavel in de bodem gaat verloren door filtratie, afstroming en erosie. Vulkanen en sommige gassen die het gevolg zijn van organische ontbinding zijn een andere bron van zwavel die rechtstreeks in de atmosfeer terechtkomt.

De meeste zwavel van de aarde wordt echter opgeslagen in gesteenten, mineralen en sulfaatzouten diep begraven in oceaansedimenten.

belang

Hoofdbestanddeel in chemische verbindingen

Zwavel is een belangrijke voedingsstof voor organismen omdat het een fundamentele component is van de aminozuren cysteïne en methionine, evenals andere biochemische verbindingen.

Planten voldoen aan hun voedingsbehoeften voor zwavel door minerale verbindingen uit de omgeving te assimileren.

Geassocieerd met de productiviteit van planten

In bepaalde situaties, met name in de intensieve landbouw, kan de beschikbaarheid van biologisch bruikbare vormen van zwavel een beperkende factor zijn voor de productiviteit van de plant; bijgevolg is de toepassing van meststoffen op basis van sulfaat noodzakelijk.

De erkenning van het belang van sulfaat voor de groei en kracht van planten, evenals het nutritionele belang van zwavel voor menselijke en dierlijke voeding, heeft geleid tot een grotere nadruk op onderzoek naar de processen van absorptie, transport en assimilatie van sulfaat.

Noodzakelijk om eiwitten te bouwen

Na het binnenkomen van de plant is sulfaat de belangrijkste vorm van zwavel die wordt getransporteerd en opgeslagen. Zwavel is noodzakelijk voor de constructie van eiwitten, enzymen en vitamines, het is ook een belangrijk ingrediënt in de vorming van chlorofyl.

Gewassen met een tekort aan zwavel vertonen meestal beperkingen in hun ontwikkeling. Planten met een tekort aan zwavel worden dus dunner en kleiner waargenomen, hun jongere bladeren worden geel en de hoeveelheid zaden wordt verminderd.

Commercieel gebruik

Afgezien van de productie van kunstmest, heeft zwavel ook andere commerciële toepassingen, bijvoorbeeld in buskruit, lucifers, insecticiden en fungiciden.

Bovendien is zwavel betrokken bij de productie van fossiele brandstoffen vanwege zijn vermogen om te werken als een oxidatie- of reductiemiddel.

Geassocieerd met milieuschade

Zwavelverbindingen kunnen ook worden geassocieerd met aanzienlijke milieuschade, zoals zwaveldioxide dat de vegetatie beschadigt, of zure drainages die samenhangen met sulfiden die ecosystemen degraderen.

Invloed van de mens op de zwavelcyclus

Menselijke activiteiten hebben een belangrijke rol gespeeld bij het veranderen van de balans van de wereldwijde zwavelcyclus. Het verbranden van grote hoeveelheden fossiele brandstoffen, in het bijzonder steenkool, maakt grote hoeveelheden zwavelwaterstofgassen in de atmosfeer vrij.

Wanneer dit gas wordt doorkruist door regen, ontstaat zure regen, wat een bijtende neerslag is die wordt veroorzaakt door regenwater dat door zwaveldioxide naar de grond valt en het omzet in zwak zwavelzuur dat schade toebrengt aan aquatische ecosystemen..

Zure regen schaadt het milieu door de pH van de meren te verminderen, waardoor een groot deel van de daar levende fauna wordt gedood. Het beïnvloedt ook onnatuurlijke structuren gecreëerd door de mens, zoals bijvoorbeeld de chemische degradatie van gebouwen en standbeelden.

Veel marmeren monumenten, zoals het Lincoln Memorial in Washington, DC, hebben in de loop van de jaren aanzienlijke schade opgelopen door zure regen. 

Deze voorbeelden tonen de verreikende effecten van menselijke activiteiten in onze omgeving en de uitdagingen die er zijn voor onze toekomst.

referenties

1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Wereldwijde biogeochemische cycli. Academische pers.
2. Cunningham, W. & Cunningham, M. (2009). Environmental Science: A Global Concern (11de ed.). McGraw-Hill.
3. Jackson, A. & Jackson, J. (1996). Environmental Science: The Natural Environment and Human Impact.
4. Loka Bharathi, P.A. (1987). Zwavelcyclus. Wereldwijde ecologie, (1899), 3424-3431.
5. Meyer, B. (2013). Zwavel, energie en milieu.
6. O'Neill, P. (1998). Environmental Chamistry (3e ed.). CRC Press.