مراحل دورة الكبريت وأهميتها

ال دورة الكبريت هي مجموعة العمليات التي يتم من خلالها نقل الكبريت عبر الطبيعة في جزيئات مختلفة. ينتقل الكبريت عبر الهواء والتربة والمياه والكائنات الحية. تشمل هذه الدورة الكيميائية الجيولوجية تمعدن الكبريت العضوي ، وأكسدة هذا الكبريتات وخفضه إلى الكبريت.

يتم دمج الكبريت بواسطة الميكروبات ويشكل مركبات عضوية مختلفة. الكبريت عنصر وفير للغاية في الكون. يعتبر غير معدني ولونه أصفر ولا رائحة له. يتم إطلاق الكبريت في الجو عن طريق حرق الوقود الأحفوري ، مثل الفحم.

في الجو ، يوجد الكبريت في شكل ثاني أكسيد الكبريت (SO2) ويمكن أن يدخله بثلاث طرق: من تحلل الجزيئات العضوية ، من النشاط البركاني وفتحات الطاقة الحرارية الأرضية ، ومن حرق الوقود الأحفوري من قبل البشر.

ذرات الكبريت هي جزء مهم من بنية البروتينات. يوجد الكبريت في السيستين الأحماض الأمينية ويشارك في تكوين نوع من الروابط يسمى جسر ثاني كبريتيد. هذه الروابط ضرورية في تحديد التركيب الثلاثي الأبعاد للبروتينات.

مؤشر

• 1 مراحل
• 2 تدفق الكبريت
  • 2.1 الكبريت الذي يشكل المركبات
  • 2.2 الكبريت الذي يدخل التربة
  • 2.3 الكبريت الذي يخرج من الأرض
• 3 الأهمية
  • 3.1 المكون الرئيسي في المركبات الكيميائية
  • 3.2 يرتبط مع إنتاجية النباتات
  • 3.3 ضروري لبناء البروتينات
  • 3.4 الاستخدامات التجارية
  • 3.5 المرتبطة الأضرار البيئية
• 4 تأثير الإنسان على دورة الكبريت
• 5 المراجع

مراحل

تتضمن دورة الكبريت حركة هذا العنصر في اتجاهات عديدة عبر الغلاف الجوي والغلاف المائي والغلاف الصخري والمحيط الحيوي. في الغلاف الصخري ، تحدث عمليات تآكل الصخور التي تطلق الكبريت المخزن.

يخضع الكبريت لسلسلة من التحولات الكيميائية حيث يتم نقله من خلال وسائل مختلفة. خلال رحلته ، يمر الكبريت بأربع مراحل كيميائية أساسية:

- تمعدن الكبريت العضوي إلى شكل غير عضوي ، مثل كبريتيد الهيدروجين ، الكبريت الأولي والمعادن الأخرى القائمة على الكبريت.

- أكسدة كبريتيد الهيدروجين ، الكبريت الأولي والمعادن المرتبطة بالكبريتات.

- تخفيض كبريتات الكبريت.

- تجميد الميكروبات من مركبات الكبريت والاندماج اللاحق في الشكل العضوي للكبريت.

تدفق الكبريت

على الرغم من تعقيده ، يمكن تلخيص تدفق الكبريت في ثلاث مجموعات رئيسية:

الكبريت الذي يشكل المركبات

تشمل هذه المجموعة الكبريت الجوي والكبريت العضوي والكبريت غير العضوي (المعادن) والكبريت المخفض والكبريت الذي يشكل الكبريتات.

تمتص الكبريتات بواسطة النباتات والكائنات الحية الدقيقة ، والتي تدمجها في جزيئاتها العضوية. ثم تستهلك الحيوانات هذه الأشكال العضوية من خلال الطعام الذي تتناوله ، وتحريك الكبريت على طول السلسلة الغذائية.

الكبريت الذي يدخل التربة

يتم دمج الكبريت في التربة بطرق مختلفة ؛ على سبيل المثال ، من خلال الترسب في الغلاف الجوي ، من خلال استخدام الأسمدة من أصل حيواني ، ونفايات النباتات ، واستخدام الأسمدة المعدنية وارتداء الصخور.

الكبريت الذي يخرج من الأرض

تتم إزالة الكبريت من التربة بعدة طرق. على سبيل المثال ، عندما تمتص النباتات الكبريتات من خلال جذورها ، وعندما يتم حصاد المحاصيل وعندما تتطاير بعض المركبات المخفضة.

يتم فقد جزء آخر من الكبريت في التربة من خلال الترشيح والجريان السطحي والتآكل. البراكين وبعض الغازات الناتجة عن التحلل العضوي هي مصدر آخر للكبريت الذي يتم نقله مباشرة إلى الغلاف الجوي.

ومع ذلك ، يتم تخزين معظم كبريت الأرض في الصخور والمعادن وأملاح الكبريتات المدفونة في عمق رواسب المحيط.

أهمية

المكون الرئيسي في المركبات الكيميائية

يعتبر الكبريت من العناصر الغذائية المهمة للكائنات الحية لأنه عنصر أساسي في الأحماض الأمينية السيستين والميثيونين ، وكذلك المركبات الكيميائية الحيوية الأخرى.

تلبي النباتات احتياجاتها الغذائية من الكبريت عن طريق استيعاب المركبات المعدنية من البيئة.

المرتبطة بإنتاجية النباتات

في حالات معينة ، خاصة في الزراعة المكثفة ، يمكن أن يكون توفر أشكال مفيدة بيولوجياً للكبريت عاملاً يحد من إنتاجية النبات ؛ وبالتالي ، فإن استخدام الأسمدة القائمة على الكبريتات أمر ضروري.

أدى إدراك أهمية الكبريتات لنمو ونشاط النباتات ، وكذلك الأهمية الغذائية للكبريت في النظم الغذائية البشرية والحيوانية ، إلى زيادة التركيز على البحوث المتعلقة بعمليات امتصاص الكبريت ونقله واستيعابه..

اللازمة لبناء البروتينات

بعد دخول المصنع ، الكبريتات هي الشكل الرئيسي للكبريت الذي يتم نقله وتخزينه. الكبريت ضروري لبناء البروتينات والإنزيمات والفيتامينات ، كما أنه عنصر أساسي في تكوين الكلوروفيل.

عادة ما تظهر المحاصيل التي تعاني من نقص الكبريت قيودًا في تنميتها. وبالتالي ، يتم ملاحظة أن النباتات التي تفتقر إلى الكبريت تكون أرق وأصغر ، وتتحول الأوراق الصغيرة إلى اللون الأصفر ويتم تقليل كمية البذور..

الاستخدامات التجارية

بصرف النظر عن إنتاج الأسمدة ، للكبريت استخدامات تجارية أخرى ، على سبيل المثال: في البارود والمباريات ومبيدات الحشرات ومبيدات الفطريات.

بالإضافة إلى ذلك ، يشارك الكبريت في إنتاج الوقود الأحفوري نظرًا لقدرته على العمل كعامل مؤكسد أو مختزل.

المرتبطة الأضرار البيئية

يمكن أن ترتبط مركبات الكبريت أيضًا بأضرار بيئية كبيرة ، مثل ثاني أكسيد الكبريت الذي يضر بالنباتات ، أو التصريف الحمضي المرتبط بالكبريتيدات التي تؤدي إلى تدهور النظم الإيكولوجية.

تأثير الإنسان على دورة الكبريت

لعبت الأنشطة البشرية دورًا مهمًا في تغيير توازن دورة الكبريت العالمية. يحرق حرق كميات كبيرة من الوقود الأحفوري ، وخاصة الفحم ، كميات كبيرة من غازات كبريتيد الهيدروجين في الغلاف الجوي.

عندما يتم عبور هذا الغاز عن طريق المطر ، يحدث المطر الحمضي ، وهو هطول الأمطار الناشئ عن مياه الأمطار التي تسقط على الأرض من خلال ثاني أكسيد الكبريت ، وتحويله إلى حامض الكبريتيك الضعيف الذي يتسبب في ضرر للنظم الإيكولوجية المائية..

إن الأمطار الحمضية تلحق الضرر بالبيئة عن طريق تقليل درجة الحموضة في البحيرات ، والتي تقتل جزءًا كبيرًا من الحيوانات التي تعيش هناك. كما أنه يؤثر على الهياكل غير الطبيعية التي أنشأها الإنسان ، مثل التدهور الكيميائي للمباني والتماثيل.

عانت الكثير من الآثار الرخامية ، مثل نصب لنكولن التذكاري في واشنطن العاصمة ، من أضرار كبيرة بسبب الأمطار الحمضية على مر السنين. 

تُظهر هذه الأمثلة الآثار البعيدة المدى للأنشطة البشرية في بيئتنا والتحديات المتبقية لمستقبلنا.

مراجع

1. Butcher، S.، Charlson، R.، Orians، G. & Wolfe، G. (1992). دورات الجيوكيميائية العالمية. الصحافة الأكاديمية.
2. كننغهام ، و. و كننغهام ، م. (2009). العلوم البيئية: قلق عالمي (الطبعة الحادية عشرة). ماكجرو هيل.
3. Jackson، A. & Jackson، J. (1996). العلوم البيئية: البيئة الطبيعية وتأثير الإنسان.
4. Loka Bharathi، P. A. (1987). دورة الكبريت. علم البيئة العالمية, (1899) ، 3424-3431.
5. ماير ، ب. (2013). الكبريت والطاقة والبيئة.
6. اونيل ، P. (1998). الكيمياء البيئية (3rd ed.). CRC Press.