Chia sẻ:
Giai đoạn lưu huỳnh chu kỳ và tầm quan trọng
các chu trình lưu huỳnh là tập hợp các quá trình mà lưu huỳnh được vận chuyển qua tự nhiên trong các phân tử khác nhau. Lưu huỳnh đi qua không khí, đất, nước và các sinh vật sống. Chu trình hóa sinh này bao gồm quá trình khoáng hóa lưu huỳnh hữu cơ lưu huỳnh, quá trình oxy hóa này thành sunfat và khử thành lưu huỳnh.
Lưu huỳnh được kết hợp bởi các vi khuẩn và tạo thành các hợp chất hữu cơ khác nhau. Lưu huỳnh là một nguyên tố rất phong phú trong Vũ trụ; Nó được coi là phi kim, màu của nó là màu vàng và không có mùi. Lưu huỳnh được giải phóng vào khí quyển bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch, như than đá.
Trong khí quyển, lưu huỳnh được tìm thấy dưới dạng lưu huỳnh điôxit (SO2) và có thể xâm nhập nó theo ba cách: từ sự phân hủy các phân tử hữu cơ, từ hoạt động núi lửa và lỗ thông địa nhiệt và từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch bởi con người.
Nguyên tử lưu huỳnh là một phần quan trọng trong cấu trúc của protein. Lưu huỳnh được tìm thấy trong axit amin cysteine và tham gia vào sự hình thành một loại liên kết gọi là cầu nối disulfide. Những liên kết này rất cần thiết trong việc xác định cấu trúc ba chiều của protein.
Chỉ số
- 1 giai đoạn
- 2 Lưu huỳnh
- 2.1 Lưu huỳnh đang hình thành các hợp chất
- 2.2 Lưu huỳnh đi vào đất
- 2.3 Lưu huỳnh chảy ra khỏi mặt đất
- 3 Tầm quan trọng
- 3.1 Thành phần chính trong các hợp chất hóa học
- 3.2 Gắn liền với năng suất của cây
- 3.3 Cần thiết để xây dựng protein
- 3.4 Sử dụng thương mại
- 3.5 Liên quan đến thiệt hại môi trường
- 4 Tác động của con người đến chu trình lưu huỳnh
- 5 tài liệu tham khảo
Các giai đoạn
Chu trình lưu huỳnh liên quan đến sự chuyển động của nguyên tố này theo nhiều hướng thông qua khí quyển, thủy quyển, thạch quyển và sinh quyển. Trong thạch quyển, các quá trình xói mòn đá giải phóng lưu huỳnh lưu trữ xảy ra.
Lưu huỳnh trải qua một loạt các biến đổi hóa học khi nó được vận chuyển qua các phương tiện khác nhau. Trong suốt hành trình của mình, lưu huỳnh trải qua bốn giai đoạn hóa học cơ bản:
- Khoáng hóa lưu huỳnh hữu cơ thành dạng vô cơ, chẳng hạn như hydro sunfua, lưu huỳnh nguyên tố và các khoáng chất dựa trên lưu huỳnh khác.
- Oxy hóa hydro sunfua, lưu huỳnh nguyên tố và khoáng chất liên quan đến sunfat.
- Giảm sunfat thành lưu huỳnh.
- Sự cố định vi sinh vật của các hợp chất lưu huỳnh và sự kết hợp tiếp theo vào dạng hữu cơ của lưu huỳnh.
Lưu lượng lưu huỳnh
Mặc dù phức tạp của nó, dòng chảy của lưu huỳnh có thể được tóm tắt trong ba nhóm chính:
Lưu huỳnh đang hình thành các hợp chất
Nhóm này bao gồm lưu huỳnh trong khí quyển, lưu huỳnh hữu cơ, lưu huỳnh vô cơ (khoáng chất), lưu huỳnh giảm và lưu huỳnh tạo thành sunfat.
Sulfate được hấp thụ bởi thực vật và vi sinh vật, kết hợp chúng vào các phân tử hữu cơ của chúng. Các động vật sau đó tiêu thụ các dạng hữu cơ này thông qua thực phẩm chúng ăn, di chuyển lưu huỳnh dọc theo chuỗi thức ăn.
Lưu huỳnh đi vào đất
Lưu huỳnh được kết hợp vào đất theo những cách khác nhau; ví dụ, bằng sự lắng đọng của khí quyển, thông qua việc sử dụng phân bón có nguồn gốc động vật, bởi chất thải của thực vật, bằng cách sử dụng phân khoáng và do sự bào mòn của đá.
Lưu huỳnh chảy ra khỏi mặt đất
Lưu huỳnh được loại bỏ khỏi đất theo nhiều cách. Ví dụ, khi thực vật hấp thụ sunfat qua rễ của chúng, khi cây trồng được thu hoạch và khi một số hợp chất giảm bị bay hơi.
Một phần khác của lưu huỳnh của đất bị mất qua quá trình lọc, chảy và xói mòn. Núi lửa và một số khí do phân hủy hữu cơ là một nguồn lưu huỳnh khác được truyền trực tiếp vào khí quyển.
Tuy nhiên, phần lớn lưu huỳnh của Trái đất được lưu trữ trong đá, khoáng chất và muối sunfat chôn sâu trong trầm tích đại dương.
Ý nghĩa
Thành phần chính trong các hợp chất hóa học
Lưu huỳnh là một chất dinh dưỡng quan trọng cho các sinh vật vì nó là thành phần cơ bản của các axit amin cysteine và methionine, cũng như các hợp chất sinh hóa khác.
Thực vật đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của chúng đối với lưu huỳnh bằng cách đồng hóa các hợp chất khoáng từ môi trường.
Gắn liền với năng suất của cây
Trong một số tình huống, đặc biệt là trong nông nghiệp thâm canh, sự sẵn có của các dạng lưu huỳnh hữu ích về mặt sinh học có thể là một yếu tố hạn chế cho năng suất của nhà máy; do đó, việc sử dụng phân bón gốc sunfat là cần thiết.
Sự công nhận tầm quan trọng của sunfat đối với sự tăng trưởng và sức sống của thực vật, cũng như tầm quan trọng về dinh dưỡng của lưu huỳnh đối với chế độ ăn của người và động vật, đã dẫn đến một nghiên cứu lớn hơn về các quá trình hấp thụ, vận chuyển và đồng hóa của sunfat.
Cần thiết để xây dựng protein
Sau khi vào nhà máy, sunfat là dạng lưu huỳnh chính được vận chuyển và lưu trữ. Lưu huỳnh là cần thiết cho việc xây dựng protein, enzyme và vitamin, nó cũng là thành phần chính trong sự hình thành diệp lục.
Cây trồng thiếu lưu huỳnh thường cho thấy những hạn chế trong phát triển của chúng. Do đó, những cây thiếu lưu huỳnh được quan sát mỏng hơn và nhỏ hơn, lá non của chúng chuyển sang màu vàng và lượng hạt giảm đi.
Sử dụng thương mại
Ngoài việc sản xuất phân bón, lưu huỳnh còn có những công dụng thương mại khác, ví dụ: trong thuốc súng, diêm, thuốc trừ sâu và thuốc diệt nấm.
Ngoài ra, lưu huỳnh có liên quan đến việc sản xuất nhiên liệu hóa thạch do khả năng hoạt động như một chất oxy hóa hoặc khử.
Liên quan đến thiệt hại môi trường
Các hợp chất lưu huỳnh cũng có thể liên quan đến thiệt hại đáng kể về môi trường, chẳng hạn như sulfur dioxide gây thiệt hại cho thảm thực vật hoặc thoát axit liên quan đến sunfua làm suy giảm hệ sinh thái.
Tác động của con người đến chu trình lưu huỳnh
Các hoạt động của con người đã đóng một vai trò quan trọng trong việc thay đổi sự cân bằng của chu trình lưu huỳnh toàn cầu. Việc đốt một lượng lớn nhiên liệu hóa thạch, đặc biệt là than đá sẽ giải phóng một lượng lớn khí hydro sunfua vào khí quyển.
Khi khí này được vượt qua bởi mưa, mưa axit xảy ra, đó là một lượng mưa ăn mòn do nước mưa rơi xuống đất thông qua sulfur dioxide, chuyển nó thành axit sulfuric yếu gây ra thiệt hại cho hệ sinh thái dưới nước..
Mưa axit gây hại cho môi trường bằng cách giảm độ pH của các hồ, giết chết một phần lớn động vật sống ở đó. Nó cũng ảnh hưởng đến các cấu trúc không tự nhiên do con người tạo ra, ví dụ như sự xuống cấp hóa học của các tòa nhà và tượng.
Nhiều di tích bằng đá cẩm thạch, như Đài tưởng niệm Lincoln ở Washington, DC, đã bị thiệt hại đáng kể do mưa axit trong những năm qua.
Những ví dụ này cho thấy những tác động sâu rộng của các hoạt động của con người trong môi trường của chúng ta và những thách thức còn tồn tại cho tương lai của chúng ta.
Tài liệu tham khảo
- Đồ tể, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Chu trình hóa sinh toàn cầu. Báo chí học thuật.
- Castyham, W. & Cickyham, M. (2009). Khoa học môi trường: Mối quan tâm toàn cầu (Tái bản lần thứ 11). Đồi McGraw.
- Jackson, A. & Jackson, J. (1996). Khoa học môi trường: Môi trường tự nhiên và tác động của con người.
- Loka Bharathi, P. A. (1987). Chu kỳ lưu huỳnh. Sinh thái toàn cầu, (1899), 3424-3431.
- Meyer, B. (2013). Lưu huỳnh, năng lượng và môi trường.
- O'Neill, P. (1998). Chăm sóc môi trường (Tái bản lần thứ 3). Báo chí CRC.