วัฏจักรของซัลเฟอร์และความสำคัญ

วัฏจักรกำมะถัน เป็นชุดของกระบวนการที่กำมะถันเคลื่อนย้ายผ่านธรรมชาติในโมเลกุลต่าง ๆ ซัลเฟอร์เดินทางผ่านอากาศดินน้ำและสิ่งมีชีวิต วัฏจักร biogeochemical นี้รวมถึงการทำให้เป็นแร่ของซัลเฟอร์ออร์แกนิคซัลเฟอร์การเกิดออกซิเดชันของซัลเฟตและการลดซัลเฟอร์.

ซัลเฟอร์ถูกรวมเข้ากับจุลินทรีย์และก่อตัวเป็นสารประกอบอินทรีย์ต่าง ๆ ซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบที่มีอยู่มากมายในจักรวาล มันถือว่าเป็นโลหะที่ไม่ใช่สีของมันเป็นสีเหลืองและไม่มีกลิ่น ซัลเฟอร์ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศโดยการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลเช่นถ่านหิน.

ในชั้นบรรยากาศซัลเฟอร์พบได้ในรูปของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) และสามารถเข้าไปได้ในสามวิธี: จากการสลายตัวของโมเลกุลอินทรีย์จากกิจกรรมภูเขาไฟและช่องระบายความร้อนใต้พิภพและจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล โดยมนุษย์.

อะตอมของซัลเฟอร์เป็นส่วนสำคัญของโครงสร้างของโปรตีน ซัลเฟอร์พบได้ในกรดอะมิโนซีสเตอีนและมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะชนิดหนึ่งเรียกว่าสะพานไดซัลไฟ ลิงค์เหล่านี้มีความสำคัญในการกำหนดโครงสร้างสามมิติของโปรตีน.

ดัชนี

• 1 ขั้นตอน
• 2 การไหลของซัลเฟอร์
  • 2.1 กำมะถันที่ก่อตัวเป็นสารประกอบ
  • 2.2 กำมะถันที่เข้าสู่ดิน
  • 2.3 กำมะถันที่ออกมาจากพื้นดิน
• 3 ความสำคัญ
  • 3.1 ส่วนประกอบหลักในสารประกอบเคมี
  • 3.2 เกี่ยวข้องกับผลผลิตของพืช
  • 3.3 จำเป็นต้องสร้างโปรตีน
  • 3.4 การใช้ในเชิงพาณิชย์
  • 3.5 เกี่ยวข้องกับความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม
• 4 ผลกระทบของมนุษย์ต่อวัฏจักรกำมะถัน
• 5 อ้างอิง

ขั้นตอน

วัฏจักรกำมะถันนั้นเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของธาตุนี้ในหลาย ๆ ทางผ่านชั้นบรรยากาศไฮโดรสเฟียร์ธรณีภาคและธรณีภาค ในธรณีภาคนั้นกระบวนการของการพังทลายของหินที่ปลดปล่อยกำมะถันนั้นเกิดขึ้น.

ซัลเฟอร์ผ่านการเปลี่ยนรูปทางเคมีหลายรูปแบบเนื่องจากมีการขนส่งด้วยวิธีการต่าง ๆ ตลอดการเดินทางกำมะถันต้องผ่านสี่ขั้นตอนเคมีพื้นฐาน:

- mineralization ของอินทรีย์กำมะถันในรูปแบบนินทรีย์เช่นไฮโดรเจนซัลไฟด์, กำมะถันธาตุและแร่ธาตุอื่น ๆ ที่ใช้กำมะถัน.

- ออกซิเดชันของไฮโดรเจนซัลไฟด์, ซัลเฟอร์องค์ประกอบและแร่ธาตุที่เกี่ยวข้องกับซัลเฟต.

- ซัลเฟตรีดักชันกับซัลเฟอร์.

- การตรึงจุลินทรีย์ของสารประกอบกำมะถันและการรวมตัวกันในรูปแบบอินทรีย์ของกำมะถัน.

การไหลของซัลเฟอร์

แม้จะมีความซับซ้อนการไหลของซัลเฟอร์สามารถสรุปได้ในสามกลุ่มหลัก:

ซัลเฟอร์ที่ก่อตัวเป็นสารประกอบ

กลุ่มนี้ประกอบด้วยซัลเฟอร์ในบรรยากาศ, ออร์แกนิคซัลเฟอร์, อนินทรีย์ซัลเฟอร์ (แร่ธาตุ), ซัลเฟอร์ที่ลดลงและซัลเฟอร์ที่ก่อตัวเป็นซัลเฟต.

ซัลเฟตถูกดูดซับโดยพืชและจุลินทรีย์ซึ่งรวมเข้ากับโมเลกุลอินทรีย์ของพวกเขา จากนั้นสัตว์จะบริโภครูปแบบอินทรีย์เหล่านี้ผ่านอาหารที่พวกเขากินเคลื่อนย้ายกำมะถันไปตามห่วงโซ่อาหาร.

กำมะถันที่เข้าสู่ดิน

กำมะถันถูกรวมเข้ากับดินในรูปแบบต่าง ๆ ; ตัวอย่างเช่นโดยการสะสมในชั้นบรรยากาศผ่านการใช้ปุ๋ยต้นกำเนิดสัตว์โดยการเสียของพืชโดยการใช้ปุ๋ยแร่ธาตุและจากการสึกหรอของหิน.

ซัลเฟอร์ที่ออกมาจากพื้นดิน

ซัลเฟอร์ถูกกำจัดออกจากดินได้หลายวิธี ตัวอย่างเช่นเมื่อพืชดูดซับซัลเฟตผ่านทางรากพืชเมื่อเก็บเกี่ยวพืชผลและเมื่อสารประกอบที่ลดลงบางชนิดระเหยออกมา.

อีกส่วนหนึ่งของดินกำมะถันจะหายไปจากการกรองน้ำท่าและการพังทลาย ภูเขาไฟและก๊าซบางส่วนที่เกิดจากการสลายตัวของสารอินทรีย์เป็นแหล่งของกำมะถันอีกตัวที่ถูกถ่ายโอนโดยตรงสู่ชั้นบรรยากาศ.

อย่างไรก็ตามกำมะถันส่วนใหญ่ของโลกจะถูกเก็บไว้ในหินแร่ธาตุและเกลือซัลเฟตที่ฝังอยู่ลึกลงไปในตะกอนในมหาสมุทร.

ความสำคัญ

ส่วนประกอบหลักในสารประกอบเคมี

ซัลเฟอร์เป็นสารอาหารที่สำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิตเพราะเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของกรดอะมิโนซีสเตอีนและเมไทโอนีนรวมถึงสารประกอบทางชีวเคมีอื่น ๆ.

พืชตอบสนองความต้องการทางโภชนาการของพวกเขาสำหรับกำมะถันโดยการดูดซับสารประกอบแร่จากสภาพแวดล้อม.

ที่เกี่ยวข้องกับผลผลิตของพืช

ในบางสถานการณ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเกษตรแบบเข้มข้นความพร้อมของรูปแบบที่มีประโยชน์ทางชีวภาพของกำมะถันสามารถเป็นปัจจัย จำกัด สำหรับผลผลิตพืช; ดังนั้นการใช้ปุ๋ยที่มีซัลเฟตเป็นสิ่งจำเป็น.

การรับรู้ถึงความสำคัญของซัลเฟตต่อการเจริญเติบโตและความแข็งแรงของพืชรวมถึงความสำคัญทางโภชนาการของซัลเฟอร์สำหรับอาหารของมนุษย์และสัตว์ได้นำไปสู่การวิจัยเกี่ยวกับกระบวนการดูดซับการขนส่งและการดูดซึมของซัลเฟตมากขึ้น.

จำเป็นต้องสร้างโปรตีน

หลังจากเข้าสู่โรงงานซัลเฟตเป็นรูปแบบหลักของซัลเฟอร์ที่ขนส่งและเก็บรักษาไว้ ซัลเฟอร์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างโปรตีนเอนไซม์และวิตามินมันยังเป็นส่วนประกอบสำคัญในการสร้างคลอโรฟิลล์.

พืชที่ขาดกำมะถันมักแสดงข้อ จำกัด ในการพัฒนา ดังนั้นพืชที่ขาดซัลเฟอร์จึงสังเกตได้ว่าบางและเล็กลงใบอ่อนของพวกมันจะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองและลดจำนวนเมล็ดลง.

ใช้ในเชิงพาณิชย์

นอกเหนือจากการผลิตปุ๋ยแล้วกำมะถันยังมีประโยชน์ในเชิงพาณิชย์อื่น ๆ เช่นในดินปืน, ไม้ขีดไฟ, ยาฆ่าแมลงและสารฆ่าเชื้อรา.

นอกจากนี้กำมะถันยังเกี่ยวข้องกับการผลิตเชื้อเพลิงฟอสซิลเนื่องจากความสามารถในการทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์หรือตัวรีดิวซ์.

เกี่ยวข้องกับความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม

สารประกอบของซัลเฟอร์สามารถเชื่อมโยงกับความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมีนัยสำคัญเช่นซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ทำลายพืชหรือกรดที่เกี่ยวข้องกับซัลไฟด์ที่ทำลายระบบนิเวศ.

ผลกระทบของมนุษย์ต่อวัฏจักรกำมะถัน

กิจกรรมของมนุษย์มีบทบาทสำคัญในการปรับสมดุลของวัฏจักรกำมะถันทั่วโลก การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลจำนวนมากโดยเฉพาะถ่านหินจะปล่อยก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์จำนวนมากออกสู่บรรยากาศ.

เมื่อก๊าซนี้ผ่านไปด้วยฝนฝนกรดจะเกิดขึ้นซึ่งเป็นการเร่งรัดการกัดกร่อนที่เกิดจากน้ำฝนที่ตกลงสู่พื้นดินผ่านซัลเฟอร์ไดออกไซด์ซึ่งเปลี่ยนเป็นกรดซัลฟิวริกอ่อนซึ่งทำให้ระบบนิเวศทางน้ำเสียหาย.

ฝนกรดทำลายสภาพแวดล้อมโดยการลดค่า pH ของทะเลสาบซึ่งฆ่าสัตว์ส่วนใหญ่ที่อาศัยอยู่ที่นั่น นอกจากนี้ยังมีผลต่อโครงสร้างที่ผิดธรรมชาติที่มนุษย์สร้างขึ้นเช่นการเสื่อมสภาพทางเคมีของอาคารและรูปปั้น.

อนุสาวรีย์หินอ่อนหลายแห่งเช่นอนุสรณ์สถานลิงคอล์นในวอชิงตันดีซีได้รับความเสียหายอย่างมากจากฝนกรดในช่วงหลายปีที่ผ่านมา. 

ตัวอย่างเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงผลกระทบที่กว้างขวางของกิจกรรมของมนุษย์ในสภาพแวดล้อมของเราและความท้าทายที่ยังคงมีอยู่สำหรับอนาคตของเรา.

การอ้างอิง

1. คนขายเนื้อ, S. , Charlson, R. , Orians, G. & Wolfe, G. (1992). วัฏจักรชีวชีวเคมีทั่วโลก. สื่อวิชาการ.
2. คันนิงแฮมว. วชิร & คันนิงแฮมม. (2552). วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม: ความกังวลระดับโลก (ฉบับที่ 11) McGraw-Hill.
3. แจ็กสัน, A. และ Jackson, J. (1996). วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม: สภาพแวดล้อมทางธรรมชาติและผลกระทบของมนุษย์.
4. Loka Bharathi, P. A. (1987) วัฏจักรของซัลเฟอร์. นิเวศวิทยาโลก, (1899), 3424-3431.
5. Meyer, B. (2013). ซัลเฟอร์พลังงานและสิ่งแวดล้อม.
6. โอนีลพี. (2541). กระทรวงสิ่งแวดล้อม (ฉบับที่ 3) กด CRC.