Tahap Kitaran Sulfur dan Kepentingan



The kitaran belerang adalah satu set proses yang mana sulfur diangkut melalui alam semula jadi dalam pelbagai molekul. Sulfur bergerak melalui udara, tanah, air dan makhluk hidup. Kitaran biogeokimia ini merangkumi mineral sulfur organik sulfur, pengoksidaan ini kepada sulfat dan pengurangannya kepada sulfur.

Sulfur diperbadankan oleh mikrob dan membentuk sebatian organik yang berbeza. Sulfur adalah elemen yang sangat melimpah di Alam Semesta; Ia dianggap sebagai bukan logam, warnanya kuning dan tidak mempunyai bau. Sulfur dibebaskan ke atmosfera dengan membakar bahan api fosil, seperti arang batu.

Di atmosfera, sulfur adalah dalam bentuk sulfur dioksida (SO2) dan boleh memasukkan ini dalam tiga cara: dari penguraian molekul organik daripada aktiviti dan panas bumi lohong gunung berapi, dan daripada pembakaran bahan api fosil oleh manusia.

Atom sulfur adalah bahagian penting dalam struktur protein. Sulfur didapati dalam sistein asid amino dan terlibat dalam pembentukan sejenis ikatan yang dipanggil jambatan disulfida. Pautan ini penting dalam penentuan struktur tiga dimensi protein.

Indeks

  • 1 Peringkat
  • 2 Aliran Sulfur
    • 2.1 Sulfur yang membentuk sebatian
    • 2.2 Sulfur yang memasuki tanah
    • 2.3 Sulfur yang keluar dari tanah
  • 3 Kepentingan
    • 3.1 Komponen utama dalam sebatian kimia
    • 3.2 Berkaitan dengan produktiviti tumbuhan
    • 3.3 Diperlukan untuk membina protein
    • 3.4 Kegunaan komersil
    • 3.5 Berkaitan dengan kerosakan alam sekitar
  • 4 Impak manusia pada kitaran belerang
  • 5 Rujukan

Tahap

Kitaran belerang melibatkan pergerakan unsur ini dalam banyak arah melalui atmosfera, hidrosfera, litosfera dan biosfera. Dalam litosfera, proses hakisan batu yang melepaskan sulfur tersimpan berlaku.

Sulfur menjalani siri transformasi kimia kerana ia diangkut melalui cara yang berbeza. Sepanjang perjalanannya, sulfur melepasi empat peringkat kimia asas:

- Permukaan mineral sulfur organik ke bentuk tak organik, seperti hidrogen sulfida, sulfur unsur dan mineral berasaskan sulfur lain.

- Pengoksidaan hidrogen sulfida, mineral sulfur unsur dan sulfat yang berkaitan.

- Pengurangan sulfat kepada sulfur.

- Imobilisasi mikroba sebatian sulfur dan seterusnya dimasukkan ke dalam bentuk sulfur organik.

Aliran Sulfur

Walaupun kerumitannya, aliran sulfur dapat diringkaskan dalam tiga kumpulan utama:

Sulfur yang membentuk sebatian

Dalam kumpulan ini mereka sulfur atmosfera, sulfur organik, sulfur organik (mineral), sulfur yang dikurangkan dan sulfur membentuk sulfat.

Sulfat diserap oleh tumbuhan dan mikroorganisma, yang menggabungkannya ke dalam molekul organik mereka. Haiwan-haiwan itu kemudiannya mengambil bentuk organik melalui makanan yang mereka makan, menggerakkan belerang di sepanjang rantaian makanan.

Sulfur yang memasuki tanah

Sulfur dimasukkan ke dalam tanah dengan cara yang berbeza; sebagai contoh, pemendapan atmosfera, dengan menggunakan baja haiwan, dengan sisa-sisa tumbuhan, dengan menggunakan baja mineral dan oleh luluhawa batuan.

Sulfur yang keluar dari tanah

Sulfur dikeluarkan dari tanah dalam beberapa cara. Sebagai contoh, apabila tumbuhan menyerap sulfat melalui akarnya, apabila tanaman dituai dan apabila beberapa sebatian berkurang dipertingkatkan.

Satu lagi bahagian belerang tanah yang hilang melalui penapisan, larian dan hakisan. Gunung berapi dan beberapa gas yang terhasil daripada penguraian organik merupakan sumber sulfur lain yang dipindahkan terus ke atmosfera.

Walau bagaimanapun, kebanyakan sulfur bumi disimpan di dalam batuan, mineral dan garam sulfat yang terkubur di dalam sedimen lautan.

Kepentingan

Komponen utama dalam sebatian kimia

Sulfur adalah nutrien penting untuk organisma kerana ia adalah komponen asas asid amino sistein dan methionine, serta sebatian biokimia lain.

Tumbuh-tumbuhan memenuhi keperluan nutrisi mereka untuk belerang dengan mengasimilkan sebatian mineral dari alam sekitar.

Berkaitan dengan produktiviti tumbuhan

Dalam keadaan tertentu, terutamanya dalam bidang pertanian yang intensif, terdapatnya bentuk sulfur yang berguna secara biologi boleh menjadi faktor pembatas bagi produktiviti tumbuhan; Oleh itu, penggunaan baja berasaskan sulfat diperlukan.

Mengiktiraf kepentingan sulfat untuk pertumbuhan dan tenaga loji dan kepentingan pemakanan sulfur untuk diet manusia dan haiwan telah membawa kepada penekanan yang lebih kepada penyelidikan ke dalam proses penyerapan, pengangkutan dan asimilasi sulfat.

Perlu untuk membina protein

Selepas memasuki loji, sulfat adalah bentuk utama sulfur yang diangkut dan disimpan. Sulfur diperlukan untuk pembinaan protein, enzim dan vitamin, ia juga merupakan bahan utama dalam pembentukan klorofil.

Tanaman yang kekurangan sulfur biasanya menunjukkan batasan dalam perkembangan mereka. Oleh itu, tumbuh-tumbuhan dengan kekurangan sulfur diperhatikan nipis dan lebih kecil, daun muda mereka menjadi kuning dan jumlah biji berkurang.

Kegunaan komersial

Selain daripada pengeluaran baja, belerang mempunyai kegunaan komersil lain, contohnya: serbuk mesiu, pertandingan, racun serangga dan racun kulat.

Selain itu, sulfur terlibat dalam pengeluaran bahan api fosil kerana keupayaannya bertindak sebagai agen pengoksidaan atau pengurangan.

Berkaitan dengan kerosakan persekitaran

sebatian sulfur juga boleh dikaitkan dengan pencemaran alam sekitar yang teruk seperti kerosakan sulfur dioksida tumbuh-tumbuhan, atau saliran asid yang berkaitan dengan sulfida merendahkan ekosistem.

Kesan manusia pada kitaran belerang

Aktiviti manusia telah memainkan peranan penting dalam mengubah keseimbangan kitaran sulfur global. Pembakaran bahan api fosil yang banyak, terutamanya arang batu, membebaskan sejumlah besar gas hidrogen sulfida ke atmosfera.

Apabila gas ini dilalui oleh hujan asid hujan, yang merupakan hujan menghakis disebabkan oleh air hujan yang jatuh ke tanah melalui sulfur dioksida yang dihasilkan, membuat asid sulfurik lemah yang menyebabkan kerosakan kepada ekosistem akuatik.

Hujan asid merosakkan alam sekitar dengan mengurangkan pH tasik, yang membunuh sebahagian besar fauna yang tinggal di sana. Ia juga menjejaskan struktur luar biasa yang dicipta oleh manusia, contohnya, kemerosotan kimia bangunan dan patung.

Banyak monumen marmar, seperti Memorial Lincoln di Washington, DC, telah mengalami kerosakan yang ketara daripada hujan asid sejak bertahun-tahun. 

Contoh-contoh ini menunjukkan kesan yang meluas dalam aktiviti manusia di dalam persekitaran kita dan cabaran-cabaran yang kekal untuk masa depan kita.

Rujukan

  1. Penjual daging, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Kitaran biogeokimia global. Akademik Akhbar.
  2. Cunningham, W. & Cunningham, M. (2009). Sains Alam Sekitar: Keprihatinan Global (Edisi ke-11). McGraw-Hill.
  3. Jackson, A. & Jackson, J. (1996). Sains Alam Sekitar: Alam Semulajadi dan Impak Manusia.
  4. Loka Bharathi, P. A. (1987). Kitaran Sulfur. Ekologi Global, (1899), 3424-3431.
  5. Meyer, B. (2013). Sulfur, Tenaga dan Alam Sekitar.
  6. O'Neill, P. (1998). Chamistry Persekitaran (Edisi ke-3). CRC Press.