- etapes
- Flux de l'sofre
- El sofre que es troba formant compostos
- El sofre que entra a terra
- El sofre que està sortint de terra
- importància
- Component principal en compostos químics
- Associats a la productivitat de les plantes
- Necessari per construir proteïnes
- usos comercials
- Associat a danys ambientals
- Impacte de l'ésser humà sobre el cicle de l'sofre
- referències
El cicle de l'sofre és el conjunt de processos mitjançant els quals el sofre és transportat a través de la naturalesa en diverses molècules. El sofre es trasllada per l'aire, el sòl, l'aigua i els éssers vius. Aquest cicle biogeoquímic inclou la mineralització de sofre orgànic a sulfur, l'oxidació d'aquest a sulfat i la seva reducció a sulfur.
El sulfur és incorporat pels microbis i forma diferents compostos orgànics. El sofre és un element molt abundant a l'Univers; és considerat un no metall, el seu color és groc i no té olor. El sofre és alliberat a l'atmosfera mitjançant la crema de combustibles fòssils, com el carbó.
En l'atmosfera, el sofre es troba en forma de diòxid de sofre (SO2) i pot ingressar a aquesta de tres maneres: des de la descomposició de les molècules orgàniques, des de l'activitat volcànica i els respiradors geotèrmics, i des de la crema de combustibles fòssils pels humans.
Els àtoms de sofre formen part important de l'estructura de les proteïnes. El sofre es troba en l'aminoàcid cisteïna i està involucrat en la formació d'un tipus d'enllaç anomenat pont disulfur. Aquests enllaços són essencials en la determinació de l'estructura tridimensional de les proteïnes.
etapes
El cicle de sofre implica el moviment d'aquest element en moltes direccions a través de l'atmosfera, la hidrosfera, la litosfera i la biosfera. A la litósfera ocorren els processos d'erosió de les roques que alliberen el sofre emmagatzemat.
El sofre experimenta una sèrie de transformacions químiques a mesura que es transporta pels diferents mitjans. Al llarg del seu recorregut, el sofre passa per quatre etapes químiques fonamentals:
- Mineralització de l'sofre orgànic a la forma inorgànica, com sulfur d'hidrogen, sofre elemental i altres minerals a força de sulfur.
- Oxidació de el sulfur d'hidrogen, de l'sofre elemental i dels minerals relacionats a l'sulfat.
- Reducció de sulfat a sulfur.
- Immobilització microbiana dels compostos de sofre i posterior incorporació a la forma orgànica de sofre.
Flux de l'sofre
Malgrat la seva complexitat, el flux de l'sofre es pot resumir en tres grans grups:
El sofre que es troba formant compostos
En aquest grup es troben el sofre atmosfèric, el sofre orgànic, el sofre inorgànic (minerals), el sofre reduït i el sofre que forma sulfats.
El sulfat és absorbit per plantes i microorganismes, que els incorporen a les seves molècules orgàniques. Els animals després consumeixen aquestes formes orgàniques a través dels aliments que mengen, movent el sofre al llarg de la cadena alimentària.
El sofre que entra a terra
El sofre és incorporat a terra de diferents maneres; per exemple, per deposició atmosfèrica, mitjançant l'ús d'adobs d'origen animal, pels residus de les plantes, per l'ús de fertilitzants minerals i pel desgast de les roques.
El sofre que està sortint de terra
El sofre és eliminat de terra de diverses maneres. Per exemple, quan les plantes absorbeixen els sulfats a través de les seves arrels, quan es cullen els cultius i quan es volatilitzen alguns compostos reduïts.
Una altra part de l'sofre de terra es perd per filtració, vessament i erosió. Els volcans i alguns gasos producte de la descomposició orgànica són una altra font de sofre que es transfereix directament a l'atmosfera.
No obstant això, la major part de l'sofre de la Terra està emmagatzemat en roques, minerals i en sals de sulfat enterrades en el profund dels sediments oceànics.
importància
Component principal en compostos químics
El sofre és un nutrient important per als organismes perquè és un component fonamental dels aminoàcids cisteïna i metionina, així com d'altres compostos bioquímics.
Les plantes satisfan les seves necessitats nutricionals de sofre mitjançant l'assimilació de compostos minerals des del medi ambient.
Associats a la productivitat de les plantes
En certes situacions, particularment en l'agricultura intensiva, la disponibilitat de formes de sofre biològicament útils pot ser un factor limitant per a la productivitat de les plantes; en conseqüència, es fa necessària l'aplicació de fertilitzants a base de sulfats.
El reconeixement de la importància de l'sulfat per al creixement i vigor de les plantes, així com la importància nutricional de l'sofre per a les dietes humanes i animals, ha portat a un major èmfasi en la investigació sobre els processos d'absorció, transport i assimilació de sulfat.
Necessari per construir proteïnes
Després de l'ingrés a la planta, el sulfat és la principal forma de sofre transportat i emmagatzemat. El sofre és necessari per a la construcció de proteïnes, enzims i vitamines, a més és un ingredient clau en la formació de clorofil·la.
Els cultius que són deficients en sofre típicament mostren limitacions en el seu desenvolupament. Així, les plantes amb falta de sofre s'observen més primes i petites, les seves fulles més joves es tornen grogues i la quantitat de llavors es redueix.
usos comercials
A part de la producció de fertilitzants, el sofre té altres usos comercials, per exemple: a pólvora, llumins, insecticides i fungicides.
Addicionalment, el sofre està involucrat en la producció de combustibles fòssils per la seva capacitat d'actuar com un agent oxidant o reductor.
Associat a danys ambientals
Els compostos de sofre també poden estar associats amb danys ambientals importants, com el diòxid de sofre que danya la vegetació, o els drenatges àcids associats amb els sulfurs que degraden els ecosistemes.
Impacte de l'ésser humà sobre el cicle de l'sofre
Les activitats humanes han jugat un paper important en l'alteració de l'equilibri de l'cicle global de l'sofre. La crema de grans quantitats de combustibles fòssils, especialment de carbó, allibera grans quantitats de gasos de sulfur d'hidrogen a l'atmosfera.
Quan aquest gas és travessat per la pluja es produeix la pluja àcida, que és una precipitació corrosiva causada per l'aigua de pluja que cau a terra a través d'el diòxid de sofre, convertint-lo en àcid sulfúric feble que causa danys als ecosistemes aquàtics.
La pluja àcida danya el medi ambient a l'reduir el pH dels llacs, el que mata a gran part de la fauna que hi habita. També afecta estructures no naturals creades per l'home, com per exemple, la degradació química d'edificis i estàtues.
Molts monuments de marbre, com el Lincoln Memorial a Washington, DC, han patit danys significatius a causa de la pluja àcida al llarg dels anys.
Aquests exemples mostren els efectes de gran abast de les activitats humanes en el nostre entorn i els desafiaments que queden per al nostre futur.
referències
- Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Global biogeochemical cycles. Academic Press.
- Cunningham, W. & Cunningham, M. (2009). Environmental Science: A Global Concern (11th ed.). McGraw-Hill.
- Jackson, A. & Jackson, J. (1996). Environmental Science: The Natural Environment and Human Impact.
- Loka Bharathi, PA (1987). Sulfur Cycle. Global Ecology, (1899), 3424-3431.
- Meyer, B. (2013). Sulfur, Energy and Environment.
- O'Neill, P. (1998). Environmental Chamistry (3rd ed.). CRC Press.