СЕРЕН ЦИКЪЛ: ЕТАПИ И ЗНАЧЕНИЕ - БИОЛОГИЯ - 2026

В цикъл сяра е поредица от процеси, чрез които сяра се транспортират чрез природата в различни молекули. Сярата пътува през въздуха, почвата, водата и живите същества. Този биогеохимичен цикъл включва минерализацията на органична сяра до сяра, окисляването й до сулфат и редукцията й до сяра.

Сярата се поема от микроби и образува различни органични съединения. Сярата е много изобилен елемент във Вселената; Смята се за неметален, цветът му е жълт и няма мирис. Сярата се отделя в атмосферата чрез изгаряне на изкопаеми горива, като въглища.

В атмосферата сярата е под формата на серен диоксид (SO2) и може да влезе в нея по три начина: от разлагането на органични молекули, от вулканичната активност и геотермалните отвори и от изгарянето на изкопаеми горива. От хора.

Сярните атоми са важна част от структурата на протеините. Сярата се намира в аминокиселината цистеин и участва в образуването на тип връзка, наречена дисулфиден мост. Тези връзки са от съществено значение при определянето на триизмерната структура на протеините.

Етапи

Цикълът на сярата включва движението на този елемент в много посоки през атмосферата, хидросферата, литосферата и биосферата. В литосферата протичат ерозионните процеси на скалите, които освобождават съхраняваната сяра.

Сярата претърпява редица химически трансформации, тъй като се транспортира през различни среди. По време на своето пътуване сярата преминава през четири основни химични етапа:

- Минерализация на органична сяра до неорганична форма, като сероводород, елементарна сяра и други минерали на основата на сяра.

- Окисляване на сероводород, елементарна сяра и свързани със сулфат минерали.

- редукция на сулфат до сяра.

- Микробна имобилизация на серни съединения и последващо включване в органичната форма на сяра.

Поток на сяра

Въпреки сложността си потокът на сяра може да бъде обобщен в три големи групи:

Сярата, която се намира, образува съединения

В тази група са атмосферната сяра, органичната сяра, неорганичната сяра (минералите), редуцираната сяра и сярата, която образува сулфати.

Сулфатът се абсорбира от растенията и микроорганизмите, които ги интегрират в техните органични молекули. След това животните консумират тези органични форми чрез храната, която ядат, придвижвайки сярата по хранителната верига.

Сяра, влизаща в почвата

Сярата се включва в почвата по различни начини; например чрез атмосферно отлагане, чрез използване на торове от животински произход, от растителни остатъци, чрез използване на минерални торове и чрез ерозия на скали.

Сярата, която излиза от земята

Сярата се отстранява от почвата по различни начини. Например, когато растенията абсорбират сулфати през корените си, когато се събират културите и когато някои редуцирани съединения се изпаряват.

Друга част от сярата в почвата се губи чрез просочване, отток и ерозия. Вулканите и някои газове, получени при органично разлагане, са друг източник на сяра, който се пренася директно в атмосферата.

Въпреки това, по-голямата част от сярата на Земята се съхранява в скали, минерали и сулфатни соли, заровени дълбоко в океанските седименти.

важност

Основен компонент в химичните съединения

Сярата е важно хранително вещество за организмите, тъй като е основен компонент на аминокиселините цистеин и метионин, както и други биохимични съединения.

Растенията задоволяват хранителните си нужди от сяра, като усвояват минерални съединения от околната среда.

Свързан с производителността на растенията

В определени ситуации, особено в интензивното земеделие, наличието на биологично полезни форми на сяра може да бъде ограничаващ фактор за производителността на растенията; следователно, прилагането на торове на базата на сулфат е необходимо.

Признаването на значението на сулфата за растежа и енергията на растенията, както и хранителното значение на сярата за диетата при хора и животни доведе до по-голям акцент върху изследванията върху процесите на усвояване на сулфат, транспорт и асимилация.,

Необходими за изграждането на протеини

След влизане в растението сулфатът е основната форма на сяра, която се транспортира и съхранява. Сярата е необходима за изграждането на протеини, ензими и витамини, тя е и ключова съставка за образуването на хлорофил.

Културите, които имат недостиг на сяра, обикновено показват ограничения на растежа. Така растенията с липса на сяра изглеждат по-тънки и по-малки, по-младите им листа пожълтяват и броят на семената се намалява.

Търговски цели

Освен производството на торове, сярата има и други търговски приложения, например: в барут, кибрит, инсектициди и фунгициди.

Освен това сярата участва в производството на изкопаеми горива поради способността си да действа като окислител или редуциращ агент.

Свързани с екологични щети

Серните съединения също могат да бъдат свързани със значителни щети върху околната среда, като серен диоксид, който уврежда растителността, или киселинни канали, свързани със сулфиди, които разграждат екосистемите.

Въздействие на човека върху цикъла на сярата

Човешките дейности са изиграли важна роля за промяна на баланса на световния цикъл на сяра. Изгарянето на големи количества изкопаеми горива, особено въглища, отделя големи количества сероводородни газове в атмосферата.

Когато този газ преминава от дъжд, се образува киселинен дъжд, който представлява корозивни валежи, причинени от дъждовна вода, която пада на земята чрез серен диоксид, превръщайки го в слаба сярна киселина, която причинява вреда на водните екосистеми.

Киселият дъжд вреди на околната среда, като намалява pH на езерата, което убива голяма част от фауната, която живее там. Той засяга и неестествените структури, създадени от човека, като химическата деградация на сгради и статуи.

Много мраморни паметници, като Мемориала на Линкълн във Вашингтон, окръг Колумбия, са претърпели значителни щети от киселинния дъжд през годините.

Тези примери показват мащабното въздействие на човешките дейности върху нашата среда и предизвикателствата, които остават за нашето бъдеще.

Препратки

1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Глобални биогеохимични цикли. Академична преса.
2. Cunningham, W. & Cunningham, М. (2009). Наука за околната среда: глобален проблем (11-то издание). McGraw-Hill.
3. Jackson, A. & Jackson, J. (1996). Наука за околната среда: естествената среда и човешкото въздействие.
4. Loka Bharathi, PA (1987). Серен цикъл. Global Ecology, (1899), 3424–3431.
5. Майер, Б. (2013). Сяра, енергия и околна среда.
6. О'Нийл, П. (1998). Химия на околната среда (3-то издание). CRC Press.