KITARAN SULFUR: TAHAP DAN KEPENTINGAN - BIOLOGI - 2026

The kitaran sulfur adalah set proses di mana sulfur diangkut melalui alam semula jadi dalam pelbagai molekul. Sulfur bergerak melalui udara, tanah, air, dan makhluk hidup. Kitaran biogeokimia ini merangkumi mineralisasi sulfur organik ke sulfur, pengoksidaannya ke sulfat dan pengurangannya ke sulfur.

Sulfur diambil oleh mikroba dan membentuk sebatian organik yang berbeza. Sulfur adalah unsur yang sangat banyak di Alam Semesta; Ia dianggap bukan logam, warnanya berwarna kuning dan tidak berbau. Sulfur dilepaskan ke atmosfer dengan membakar bahan bakar fosil, seperti arang batu.

Di atmosfer, sulfur dalam bentuk sulfur dioksida (SO2) dan dapat memasukinya dalam tiga cara: dari penguraian molekul organik, dari aktiviti gunung berapi dan ventilasi panas bumi, dan dari pembakaran bahan bakar fosil. Oleh manusia.

Atom sulfur adalah bahagian penting dalam struktur protein. Sulfur terdapat dalam sistein asid amino dan terlibat dalam pembentukan sejenis ikatan yang disebut jambatan disulfida. Ikatan ini penting dalam menentukan struktur protein tiga dimensi.

Tahap

Kitaran sulfur melibatkan pergerakan unsur ini dalam banyak arah melalui atmosfera, hidrosfera, litosfera dan biosfera. Di litosfera, proses hakisan batuan berlaku yang melepaskan sulfur yang tersimpan.

Sulfur mengalami serangkaian transformasi kimia kerana diangkut melalui media yang berbeza. Sepanjang perjalanannya, belerang melalui empat tahap kimia asas:

- Mineralisasi sulfur organik ke bentuk bukan organik, seperti hidrogen sulfida, unsur sulfur dan mineral berasaskan sulfur lain.

- Pengoksidaan hidrogen sulfida, sulfur unsur dan mineral berkaitan sulfat.

- Pengurangan sulfat menjadi sulfur.

- Imobilisasi mikroba sebatian sulfur dan penggabungan berikutnya ke dalam bentuk sulfur organik.

Aliran sulfur

Walaupun kerumitannya, aliran sulfur dapat diringkaskan dalam tiga kumpulan besar:

Belerang yang didapati membentuk sebatian

Dalam kumpulan ini adalah sulfur atmosfera, sulfur organik, sulfur anorganik (mineral), sulfur berkurang dan sulfur yang membentuk sulfat.

Sulfat diserap oleh tumbuhan dan mikroorganisma, yang memasukkannya ke dalam molekul organiknya. Haiwan kemudian mengambil bentuk organik ini melalui makanan yang mereka makan, menggerakkan belerang ke sepanjang rantai makanan.

Sulfur memasuki tanah

Sulfur dimasukkan ke dalam tanah dengan cara yang berbeza; misalnya, dengan pemendapan atmosfera, dengan menggunakan baja asal haiwan, oleh sisa tanaman, dengan penggunaan baja mineral dan oleh hakisan batuan.

Belerang yang keluar dari tanah

Sulfur dikeluarkan dari tanah dengan pelbagai cara. Contohnya, ketika tanaman menyerap sulfat melalui akarnya, ketika tanaman dituai, dan ketika sebilangan sebatian yang dikurangkan diuapkan.

Bahagian lain dari belerang di dalam tanah hilang melalui rembesan, limpasan dan hakisan. Gunung berapi dan beberapa gas yang dihasilkan oleh penguraian organik adalah sumber sulfur lain yang dipindahkan terus ke atmosfera.

Walau bagaimanapun, sebahagian besar sulfur di Bumi disimpan dalam batuan, mineral, dan garam sulfat yang terkubur jauh di dalam sedimen lautan.

Kepentingan

Komponen utama dalam sebatian kimia

Sulfur adalah nutrien penting bagi organisma kerana merupakan komponen asas asid amino sistein dan metionin, serta sebatian biokimia lain.

Tumbuhan memenuhi keperluan pemakanan mereka untuk sulfur dengan mengasimilasi sebatian mineral dari persekitaran.

Dikaitkan dengan produktiviti tanaman

Dalam situasi tertentu, terutama dalam pertanian intensif, ketersediaan bentuk sulfur yang berguna secara biologi dapat menjadi faktor pengehad bagi produktiviti tanaman; Oleh itu, penggunaan baja berasaskan sulfat adalah perlu.

Pengiktirafan pentingnya sulfat untuk pertumbuhan dan semangat tanaman, serta kepentingan pemakanan sulfur untuk diet manusia dan haiwan, telah mendorong penekanan yang lebih besar pada penyelidikan mengenai proses penyerapan, pengangkutan, dan asimilasi sulfat. .

Perlu untuk membina protein

Setelah memasuki kilang, sulfat adalah bentuk utama sulfur yang diangkut dan disimpan. Sulfur diperlukan untuk pembinaan protein, enzim dan vitamin, ia juga merupakan bahan utama dalam pembentukan klorofil.

Tanaman yang kekurangan sulfur biasanya menunjukkan batasan pertumbuhan. Oleh itu, tanaman dengan kekurangan belerang kelihatan lebih nipis dan lebih kecil, daunnya yang lebih muda bertukar menjadi kuning dan bilangan biji berkurang.

Kegunaan komersial

Selain daripada pengeluaran baja, belerang mempunyai kegunaan komersial lain, misalnya: dalam mesiu, mancis, racun serangga dan racun kulat.

Selain itu, sulfur terlibat dalam pengeluaran bahan bakar fosil kerana kemampuannya bertindak sebagai agen pengoksidaan atau pengurangan.

Berkaitan dengan kerosakan persekitaran

Sebatian sulfur juga dapat dikaitkan dengan kerusakan alam sekitar yang signifikan, seperti sulfur dioksida yang merosakkan tumbuh-tumbuhan, atau saluran asid yang berkaitan dengan sulfida yang merosakkan ekosistem.

Kesan manusia pada kitaran sulfur

Kegiatan manusia telah memainkan peranan penting dalam mengubah keseimbangan kitaran sulfur global. Membakar sejumlah besar bahan bakar fosil, terutamanya arang batu, melepaskan sejumlah besar gas hidrogen sulfida ke atmosfera.

Ketika gas ini dilintasi oleh hujan, hujan asam dihasilkan, yang merupakan curah hujan yang disebabkan oleh air hujan yang jatuh ke tanah melalui sulfur dioksida, mengubahnya menjadi asid sulfurik yang lemah yang menyebabkan kerosakan pada ekosistem akuatik.

Hujan asid merosakkan persekitaran dengan mengurangkan pH tasik, yang membunuh banyak fauna yang tinggal di sana. Ia juga mempengaruhi struktur buatan manusia yang tidak wajar, seperti kemerosotan kimia bangunan dan patung.

Banyak monumen marmar, seperti Lincoln Memorial di Washington, DC, mengalami kerosakan yang besar akibat hujan asid selama bertahun-tahun.

Contoh-contoh ini menunjukkan kesan luas aktiviti manusia terhadap persekitaran kita dan cabaran yang masih ada untuk masa depan kita.

Rujukan

1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Kitaran biogeokimia global. Akhbar Akademik.
2. Cunningham, W. & Cunningham, M. (2009). Sains Alam Sekitar: Kebimbangan Global (edisi ke-11). McGraw-Hill.
3. Jackson, A. & Jackson, J. (1996). Sains Alam Sekitar: Alam Sekitar Alam dan Kesan Manusia.
4. Loka Bharathi, PA (1987). Kitaran Sulfur. Ekologi Global, (1899), 3424–3431.
5. Meyer, B. (2013). Sulfur, Tenaga dan Alam Sekitar.
6. O'Neill, P. (1998). Kimia Alam Sekitar (edisi ke-3). CRC Press.