- مراحل
- تدفق الكبريت
- الكبريت الموجود في تكوين المركبات
- دخول الكبريت إلى التربة
- الكبريت الذي يخرج من الأرض
- أهمية
- المكون الرئيسي في المركبات الكيميائية
- يرتبط بإنتاجية النباتات
- ضروري لبناء البروتينات
- الاستخدامات التجارية
- المرتبطة بالضرر البيئي
- تأثير الإنسان على دورة الكبريت
- المراجع
في دورة الكبريت هي مجموعة من العمليات التي يتم من خلالها نقل الكبريت من خلال الطبيعة في مختلف الجزيئات. ينتقل الكبريت عبر الهواء والتربة والماء والكائنات الحية. تتضمن هذه الدورة الكيميائية الجيولوجية تمعدن الكبريت العضوي إلى الكبريت ، وأكسدته إلى كبريتات واختزاله إلى الكبريت.
تمتص الميكروبات الكبريت ويشكل مركبات عضوية مختلفة. الكبريت عنصر موجود بكثرة في الكون. يعتبر من المواد غير المعدنية ، ولونه أصفر وليس له رائحة. يتم إطلاق الكبريت في الغلاف الجوي عن طريق حرق الوقود الأحفوري ، مثل الفحم.
في الغلاف الجوي ، يكون الكبريت على شكل ثاني أكسيد الكبريت (SO2) ويمكن أن يدخله بثلاث طرق: من تحلل الجزيئات العضوية ، ومن النشاط البركاني والفتحات الحرارية الأرضية ، ومن حرق الوقود الأحفوري. من قبل البشر.
تعد ذرات الكبريت جزءًا مهمًا من بنية البروتينات. يوجد الكبريت في الحمض الأميني السيستين ويشارك في تكوين نوع من الروابط يسمى جسر ثاني كبريتيد. هذه الروابط ضرورية في تحديد البنية ثلاثية الأبعاد للبروتينات.
مراحل
تتضمن دورة الكبريت حركة هذا العنصر في اتجاهات عديدة عبر الغلاف الجوي والغلاف المائي والغلاف الصخري والغلاف الحيوي. تحدث عمليات تآكل الصخور في الغلاف الصخري ، مما يؤدي إلى إطلاق الكبريت المخزن.
يخضع الكبريت لسلسلة من التحولات الكيميائية حيث يتم نقله عبر وسائط مختلفة. يمر الكبريت خلال رحلته بأربع مراحل كيميائية أساسية:
- تمعدن الكبريت العضوي إلى شكل غير عضوي ، مثل كبريتيد الهيدروجين ، والكبريت العنصري ، والمعادن الأخرى التي أساسها الكبريت.
- أكسدة كبريتيد الهيدروجين والمعادن ذات الصلة بالكبريت.
- اختزال الكبريتات إلى الكبريت.
- التثبيت الميكروبي لمركبات الكبريت ودمجها لاحقًا في الشكل العضوي للكبريت.
تدفق الكبريت
على الرغم من تعقيده ، يمكن تلخيص تدفق الكبريت في ثلاث مجموعات كبيرة:
الكبريت الموجود في تكوين المركبات
في هذه المجموعة يوجد الكبريت الجوي ، الكبريت العضوي ، الكبريت غير العضوي (المعادن) ، الكبريت المختزل والكبريت الذي يشكل الكبريتات.
يتم امتصاص الكبريتات بواسطة النباتات والكائنات الحية الدقيقة ، والتي تدمجها في جزيئاتها العضوية. ثم تستهلك الحيوانات هذه الأشكال العضوية من خلال الطعام الذي تأكله ، وتنقل الكبريت على طول السلسلة الغذائية.
دخول الكبريت إلى التربة
يتم دمج الكبريت في التربة بطرق مختلفة ؛ على سبيل المثال ، عن طريق الترسيب في الغلاف الجوي ، باستخدام الأسمدة من أصل حيواني ، عن طريق مخلفات النباتات ، عن طريق استخدام الأسمدة المعدنية وبتآكل الصخور.
الكبريت الذي يخرج من الأرض
يتم إزالة الكبريت من التربة بطرق مختلفة. على سبيل المثال ، عندما تمتص النباتات الكبريتات من خلال جذورها ، وعندما يتم حصاد المحاصيل ، وعندما تتطاير بعض المركبات المختزلة.
يُفقد جزء آخر من الكبريت الموجود في التربة من خلال التسرب والجريان السطحي والتعرية. البراكين وبعض الغازات الناتجة عن التحلل العضوي هي مصدر آخر للكبريت الذي ينتقل مباشرة إلى الغلاف الجوي.
ومع ذلك ، يتم تخزين معظم الكبريت الموجود على الأرض في الصخور والمعادن وأملاح الكبريتات المدفونة في أعماق رواسب المحيطات.
أهمية
المكون الرئيسي في المركبات الكيميائية
الكبريت هو عنصر غذائي مهم للكائنات الحية لأنه مكون أساسي من الأحماض الأمينية السيستين والميثيونين ، وكذلك المركبات الكيميائية الحيوية الأخرى.
تلبي النباتات احتياجاتها الغذائية من الكبريت عن طريق امتصاص المركبات المعدنية من البيئة.
يرتبط بإنتاجية النباتات
في بعض المواقف ، وخاصة الزراعة المكثفة ، يمكن أن يكون توافر أشكال مفيدة بيولوجيًا من الكبريت عاملاً مقيدًا لإنتاجية النبات ؛ وبالتالي ، فإن استخدام الأسمدة القائمة على الكبريتات أمر ضروري.
أدى الاعتراف بأهمية الكبريتات في نمو النبات وحيويته ، فضلاً عن الأهمية الغذائية للكبريت في النظم الغذائية للإنسان والحيوان ، إلى زيادة التركيز على البحث في عمليات امتصاص الكبريتات ونقلها واستيعابها..
ضروري لبناء البروتينات
بعد دخول المصنع ، تعتبر الكبريتات هي الشكل الرئيسي للكبريت المنقول والمخزن. الكبريت ضروري لبناء البروتينات والإنزيمات والفيتامينات ، كما أنه عنصر أساسي في تكوين الكلوروفيل.
عادة ما تظهر المحاصيل التي تعاني من نقص الكبريت قيودًا على النمو. وهكذا ، فإن النباتات التي تفتقر إلى الكبريت تبدو أرق وأصغر ، وتتحول أوراقها الصغيرة إلى اللون الأصفر ويقل عدد البذور.
الاستخدامات التجارية
بصرف النظر عن إنتاج الأسمدة ، فإن للكبريت استخدامات تجارية أخرى ، على سبيل المثال: في البارود والكبريت والمبيدات الحشرية ومبيدات الفطريات.
بالإضافة إلى ذلك ، يشارك الكبريت في إنتاج الوقود الأحفوري نظرًا لقدرته على العمل كعامل مؤكسد أو مختزل.
المرتبطة بالضرر البيئي
يمكن أيضًا أن ترتبط مركبات الكبريت بأضرار بيئية كبيرة ، مثل ثاني أكسيد الكبريت الذي يضر بالنباتات ، أو المصارف الحمضية المرتبطة بالكبريتيدات التي تؤدي إلى تدهور النظم البيئية.
تأثير الإنسان على دورة الكبريت
لعبت الأنشطة البشرية دورًا مهمًا في تغيير توازن دورة الكبريت العالمية. يؤدي حرق كميات كبيرة من الوقود الأحفوري ، وخاصة الفحم ، إلى إطلاق كميات كبيرة من غازات كبريتيد الهيدروجين في الغلاف الجوي.
عندما يقطع المطر هذا الغاز ، ينتج المطر الحمضي ، وهو ترسب تآكل ناتج عن مياه الأمطار التي تسقط على الأرض من خلال ثاني أكسيد الكبريت ، وتحولها إلى حمض كبريتيك ضعيف يتسبب في تلف النظم البيئية المائية.
تدمر الأمطار الحمضية البيئة عن طريق تقليل درجة الحموضة في البحيرات ، والتي تقتل الكثير من الحيوانات التي تعيش هناك. كما أنه يؤثر على الهياكل غير الطبيعية التي من صنع الإنسان ، مثل التحلل الكيميائي للمباني والتماثيل.
تعرضت العديد من الآثار الرخامية ، مثل نصب لنكولن التذكاري في واشنطن العاصمة ، لأضرار كبيرة من الأمطار الحمضية على مر السنين.
توضح هذه الأمثلة الآثار بعيدة المدى للأنشطة البشرية في بيئتنا والتحديات المتبقية لمستقبلنا.
المراجع
- بوتشر ، س. ، تشارلسون ، ر. ، أوريانز ، ج. & وولف ، ج. (1992). الدورات البيوجيوكيميائية العالمية. الصحافة الأكاديمية.
- كننغهام ، دبليو وكننغهام ، م. (2009). العلوم البيئية: قلق عالمي (الطبعة 11). ماكجرو هيل.
- جاكسون ، إيه وجاكسون ، ج. (1996). علوم البيئة: البيئة الطبيعية وتأثير الإنسان.
- لوكا بهاراتي ، بنسلفانيا (1987). دورة الكبريت. الإيكولوجيا العالمية ، (1899) ، 3424–3431.
- ماير ، ب. (2013). الكبريت والطاقة والبيئة.
- أونيل ، ب. (1998). الشريعة البيئية (الطبعة الثالثة). اضغط CRC.