SCHWEFELKREISLAUF: STADIEN UND BEDEUTUNG - BIOLOGIE - 2025

Der Schwefelkreislauf ist eine Reihe von Prozessen, durch die Schwefel in verschiedenen Molekülen durch die Natur transportiert wird. Schwefel wandert durch Luft, Boden, Wasser und Lebewesen. Dieser biogeochemische Kreislauf umfasst die Mineralisierung von organischem Schwefel zu Schwefel, seine Oxidation zu Sulfat und seine Reduktion zu Schwefel.

Schwefel wird von Mikroben aufgenommen und bildet verschiedene organische Verbindungen. Schwefel ist ein sehr häufig vorkommendes Element im Universum. Es gilt als Nichtmetall, hat eine gelbe Farbe und keinen Geruch. Schwefel wird durch Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle in die Atmosphäre freigesetzt.

In der Atmosphäre liegt Schwefel in Form von Schwefeldioxid (SO2) vor und kann auf drei Arten in ihn gelangen: durch Zersetzung organischer Moleküle, durch vulkanische Aktivität und geothermische Entlüftungsöffnungen sowie durch Verbrennung fossiler Brennstoffe. Von Menschen.

Schwefelatome sind ein wichtiger Bestandteil der Struktur von Proteinen. Schwefel kommt in der Aminosäure Cystein vor und ist an der Bildung einer Bindungsart beteiligt, die als Disulfidbrücke bezeichnet wird. Diese Bindungen sind für die Bestimmung der dreidimensionalen Struktur von Proteinen wesentlich.

Stufen

Der Schwefelkreislauf beinhaltet die Bewegung dieses Elements in viele Richtungen durch die Atmosphäre, die Hydrosphäre, die Lithosphäre und die Biosphäre. In der Lithosphäre treten Erosionsprozesse der Gesteine ​​auf, die den gespeicherten Schwefel freisetzen.

Schwefel unterliegt einer Reihe chemischer Umwandlungen, wenn er durch verschiedene Medien transportiert wird. Schwefel durchläuft auf seiner Reise vier grundlegende chemische Phasen:

- Mineralisierung von organischem Schwefel zu anorganischer Form wie Schwefelwasserstoff, elementarem Schwefel und anderen Mineralien auf Schwefelbasis.

- Oxidation von Schwefelwasserstoff, elementarem Schwefel und sulfatbezogenen Mineralien.

- Reduktion von Sulfat zu Schwefel.

- Mikrobielle Immobilisierung von Schwefelverbindungen und anschließende Einarbeitung in die organische Form von Schwefel.

Schwefelfluss

Trotz seiner Komplexität kann der Schwefelfluss in drei große Gruppen zusammengefasst werden:

Der gefundene Schwefel bildet Verbindungen

Zu dieser Gruppe gehören atmosphärischer Schwefel, organischer Schwefel, anorganischer Schwefel (Mineralien), reduzierter Schwefel und Schwefel, der Sulfate bildet.

Sulfat wird von Pflanzen und Mikroorganismen absorbiert, die sie in ihre organischen Moleküle einbauen. Tiere konsumieren diese organischen Formen dann durch die Nahrung, die sie essen, und bewegen den Schwefel entlang der Nahrungskette.

Schwefel gelangt in den Boden

Schwefel wird auf unterschiedliche Weise in den Boden eingebaut; zum Beispiel durch atmosphärische Ablagerung, durch Verwendung von Düngemitteln tierischen Ursprungs, durch Pflanzenreste, durch Verwendung von Mineraldüngern und durch Erosion von Gesteinen.

Der Schwefel, der aus dem Boden kommt

Schwefel wird auf verschiedene Weise aus dem Boden entfernt. Zum Beispiel, wenn Pflanzen Sulfate über ihre Wurzeln absorbieren, wenn Pflanzen geerntet werden und wenn einige reduzierte Verbindungen verflüchtigt werden.

Ein weiterer Teil des Schwefels im Boden geht durch Versickerung, Abfluss und Erosion verloren. Vulkane und einige Gase, die durch organische Zersetzung entstehen, sind eine weitere Schwefelquelle, die direkt in die Atmosphäre übertragen wird.

Der größte Teil des Schwefels auf der Erde wird jedoch in Gesteinen, Mineralien und Sulfatsalzen gespeichert, die tief in Ozeansedimenten vergraben sind.

Bedeutung

Hauptbestandteil in chemischen Verbindungen

Schwefel ist ein wichtiger Nährstoff für Organismen, da er ein grundlegender Bestandteil der Aminosäuren Cystein und Methionin sowie anderer biochemischer Verbindungen ist.

Pflanzen decken ihren Nährstoffbedarf an Schwefel, indem sie Mineralverbindungen aus der Umwelt aufnehmen.

Verbunden mit der Produktivität von Pflanzen

In bestimmten Situationen, insbesondere in der intensiven Landwirtschaft, kann die Verfügbarkeit biologisch nützlicher Schwefelformen ein begrenzender Faktor für die Pflanzenproduktivität sein. Folglich ist die Anwendung von Düngemitteln auf Sulfatbasis erforderlich.

Das Erkennen der Bedeutung von Sulfat für das Pflanzenwachstum und die Vitalität sowie der ernährungsphysiologischen Bedeutung von Schwefel für die Ernährung von Mensch und Tier hat zu einer stärkeren Betonung der Forschung zu Sulfatabsorptions-, Transport- und Assimilationsprozessen geführt. .

Notwendig, um Proteine ​​aufzubauen

Nach dem Eintritt in die Anlage ist Sulfat die Hauptform des transportierten und gelagerten Schwefels. Schwefel ist für den Aufbau von Proteinen, Enzymen und Vitaminen notwendig und ein wichtiger Bestandteil bei der Bildung von Chlorophyll.

Pflanzen mit Schwefelmangel weisen typischerweise Wachstumsbeschränkungen auf. So erscheinen schwefelarme Pflanzen dünner und kleiner, ihre jüngeren Blätter färben sich gelb und die Anzahl der Samen wird reduziert.

Kommerzielle Verwendung

Neben der Herstellung von Düngemitteln hat Schwefel andere kommerzielle Verwendungszwecke, beispielsweise in Schießpulver, Streichhölzern, Insektiziden und Fungiziden.

Darüber hinaus ist Schwefel aufgrund seiner Fähigkeit, als Oxidations- oder Reduktionsmittel zu wirken, an der Herstellung fossiler Brennstoffe beteiligt.

Verbunden mit Umweltschäden

Schwefelverbindungen können auch mit erheblichen Umweltschäden verbunden sein, wie Schwefeldioxid, das die Vegetation schädigt, oder Säureabflüsse, die mit Sulfiden verbunden sind, die Ökosysteme abbauen.

Menschliche Auswirkungen auf den Schwefelkreislauf

Menschliche Aktivitäten haben eine wichtige Rolle bei der Veränderung des Gleichgewichts des globalen Schwefelkreislaufs gespielt. Beim Verbrennen großer Mengen fossiler Brennstoffe, insbesondere von Kohle, werden große Mengen Schwefelwasserstoffgase in die Atmosphäre freigesetzt.

Wenn dieses Gas vom Regen durchströmt wird, entsteht saurer Regen. Dies ist ein ätzender Niederschlag, der durch Regenwasser verursacht wird, das durch Schwefeldioxid auf den Boden fällt und es in schwache Schwefelsäure umwandelt, die die aquatischen Ökosysteme schädigt.

Saurer Regen schädigt die Umwelt, indem er den pH-Wert von Seen senkt, wodurch ein Großteil der dort lebenden Fauna abgetötet wird. Es betrifft auch unnatürliche künstliche Strukturen wie den chemischen Abbau von Gebäuden und Statuen.

Viele Marmordenkmäler, wie das Lincoln Memorial in Washington, DC, wurden im Laufe der Jahre durch sauren Regen erheblich beschädigt.

Diese Beispiele zeigen die weitreichenden Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf unsere Umwelt und die Herausforderungen, die für unsere Zukunft bestehen bleiben.

Verweise

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