SĒRA CIKLS: POSMI UN NOZĪME - BIOLOĢIJA - 2025

Sēra cikls ir procesu kopums, ar kuru sēra tiek transportēti caur dabu dažādos molekulām. Sērs pārvietojas pa gaisu, augsni, ūdeni un dzīvām lietām. Šajā bioģeoķīmiskajā ciklā ietilpst organiskā sēra mineralizācija par sēru, tā oksidēšana par sulfātu un reducēšana līdz sēram.

Sēru uzņem mikrobi un veido dažādus organiskos savienojumus. Sērs ir ļoti bagātīgs elements Visumā; To uzskata par nemetālu, tā krāsa ir dzeltena un tai nav smakas. Sērs atmosfērā izdalās, sadedzinot fosilo kurināmo, piemēram, ogles.

Atmosfērā sērs ir sēra dioksīda (SO2) formā un tajā var nonākt trīs veidos: no organisko molekulu sadalīšanās, no vulkāniskās aktivitātes un ģeotermālās ventilācijas atverēm un no fosilā kurināmā sadedzināšanas. Cilvēkiem.

Sēra atomi ir svarīga olbaltumvielu struktūras sastāvdaļa. Sērs ir atrodams aminoskābē cisteīnā un ir iesaistīts tāda veida saites veidošanā, ko sauc par disulfīda tiltu. Šīs saites ir būtiskas olbaltumvielu trīsdimensiju struktūras noteikšanai.

Posmi

Sēra cikls ietver šī elementa kustību daudzos virzienos caur atmosfēru, hidrosfēru, litosfēru un biosfēru. Litosfērā notiek iežu erozijas procesi, kas izdala uzkrāto sēru.

Sērs tiek pakļauts virknei ķīmisku pārveidojumu, jo tas tiek transportēts caur dažādiem barotnēm. Visu savu laiku sērs iziet četras pamata ķīmiskās stadijas:

- Organiskā sēra mineralizācija neorganiskā formā, piemēram, sērūdeņradis, elementārais sērs un citi minerāli uz sēra bāzes.

- sērūdeņraža, elementārā sēra un ar sulfātiem saistīto minerālu oksidēšana.

- sulfāta reducēšana līdz sēram.

- Sēra savienojumu mikrobu imobilizācija un sekojoša iekļaušana sēra organiskajā formā.

Sēra plūsma

Neskatoties uz sarežģītību, sēra plūsmu var apkopot trīs lielās grupās:

Sērs, kas atrodams, veido savienojumus

Šajā grupā ietilpst atmosfēras sērs, organiskais sērs, neorganiskais sērs (minerāli), reducētais sērs un sērs, kas veido sulfātus.

Sulfātu absorbē augi un mikroorganismi, kas tos iestrādā organiskajās molekulās. Pēc tam dzīvnieki patērē šīs organiskās formas, izmantojot pārtiku, ko viņi ēd, pārvietojot sēru pa barības ķēdi.

Sērs nonāk augsnē

Sērs augsnē tiek iestrādāts dažādos veidos; piemēram, nogulsnējoties atmosfērā, izmantojot dzīvnieku izcelsmes mēslošanas līdzekļus, augu atliekas, minerālmēslu izmantošanu un nodilumu.

Sērs, kas izplūst no zemes

Sērs no augsnes tiek noņemts dažādos veidos. Piemēram, kad augi absorbē sulfātus caur saknēm, novāc kultūras un kad iztvaicē dažus reducētus savienojumus.

Vēl viena sēra daļa augsnē tiek zaudēta noplūdes, noteces un erozijas dēļ. Vulkāni un dažas gāzes, kas rodas organiskas sadalīšanās rezultātā, ir vēl viens sēra avots, kas tieši nonāk atmosfērā.

Tomēr lielāko daļu sēra uz Zemes glabā klintis, minerāli un sulfātu sāļi, kas aprakti dziļi okeāna nogulumos.

Svarīgums

Galvenā sastāvdaļa ķīmiskajos savienojumos

Sērs ir svarīga barības viela organismiem, jo ​​tā ir aminoskābju cisteīna un metionīna, kā arī citu bioķīmisko savienojumu galvenā sastāvdaļa.

Augi apmierina savas uztura vajadzības pēc sēra, asimilējot minerālu savienojumus no apkārtējās vides.

Saistīts ar augu produktivitāti

Dažās situācijās, īpaši intensīvās lauksaimniecības apstākļos, bioloģiski derīgu sēra formu pieejamība var būt ierobežojošs faktors augu produktivitātei; līdz ar to ir nepieciešams uz sulfātiem balstītu mēslojumu.

Atzīstot sulfāta nozīmi augu augšanā un spējā, kā arī sēra nozīmi uzturā cilvēku un dzīvnieku uzturā, ir radies lielāks uzsvars uz pētījumiem par sulfātu absorbcijas, transportēšanas un asimilācijas procesiem. .

Nepieciešams olbaltumvielu veidošanai

Pēc iekļūšanas rūpnīcā sulfāts ir galvenā pārvadājamā un uzglabātā sēra forma. Sērs ir nepieciešams olbaltumvielu, fermentu un vitamīnu veidošanai, tas ir arī galvenā sastāvdaļa hlorofila veidošanā.

Kultūrās, kurās trūkst sēra, parasti ir augšanas ierobežojumi. Tādējādi augi ar sēra trūkumu šķiet plānāki un mazāki, to jaunākās lapas kļūst dzeltenas un sēklu skaits ir samazināts.

Komerciālai izmantošanai

Papildus mēslošanas līdzekļu ražošanai sēram ir arī citi komerciāli lietojumi, piemēram: šaujampulverī, sērkociņos, insekticīdos un fungicīdos.

Turklāt sērs ir iesaistīts fosilā kurināmā ražošanā, jo tas spēj darboties kā oksidētājs vai reducētājs.

Saistīts ar kaitējumu videi

Sēra savienojumus var saistīt arī ar būtisku kaitējumu videi, piemēram, sēra dioksīdam, kas kaitē veģetācijai, vai skābes notekas, kas saistītas ar sulfīdiem, kas noārda ekosistēmas.

Cilvēka ietekme uz sēra ciklu

Cilvēka darbībām ir bijusi nozīmīga loma, mainot globālā sēra cikla līdzsvaru. Dedzinot lielu daudzumu fosilā kurināmā, īpaši ogles, atmosfērā izdalās liels daudzums sērūdeņraža gāzu.

Kad šo gāzi šķērso lietus, rodas skābs lietus, kas ir kodīgi nokrišņi, ko izraisa lietus ūdens, kas nokrīt zemē caur sēra dioksīdu, pārvēršot to vājā sērskābē, kas nodara kaitējumu ūdens ekosistēmām.

Skābs lietus kaitē videi, samazinot ezeru pH, kas nogalina lielu daļu no tur dzīvojošās faunas. Tas ietekmē arī nedabiskas cilvēka veidotas struktūras, piemēram, ēku un statuju ķīmisku noārdīšanos.

Daudzi marmora pieminekļi, piemēram, Linkolna memoriāls Vašingtonā, DC, gadu gaitā ir cietuši no skābiem lietiem.

Šie piemēri parāda cilvēku darbības tālejošo ietekmi uz mūsu vidi un izaicinājumiem, kas paliek mūsu nākotnei.

Atsauces

1. Miesnieks, S., Čarlsons, R., Orians, G. un Volfa, G. (1992). Globālie bioģeoķīmiskie cikli. Akadēmiskā prese.
2. Cunningham, W. & Cunningham, M. (2009). Vides zinātne: globāla problēma (11. izdevums). Makgreivs.
3. Džeksons, A. un Džeksons, J. (1996). Vides zinātne: dabiskā vide un ietekme uz cilvēku.
4. Loka Bharati, PA (1987). Sēra cikls. Globālā ekoloģija, (1899), 3424–3431.
5. Meijers, B. (2013). Sērs, enerģija un vide.
6. O'Neils, P. (1998). Vides ķīmija (3. izdevums). CRC Press.