Koloběh síry

Koloběh síry zahrnuje biologické i chemické děje, na kterých se podílejí mikroorganismy (MO), rostliny i živočichové. Dále se na koloběhu síry podílejí pochody v atmosféře a chemické a fyzikální děje v půdě a ve vodě.

Síra v životním prostředí

Síra se v životním prostředí vyskytuje v několika podobách a to převážně jako čistá síra, ve formě síranů (síranový anion SO₄^2-) a sulfidů (S^2-). Největší zásobárnou síry je oceán, kde se (v různých sloučeninách) vyskytuje v horninách a do životního prostředí se dostává jejich rozkladem a vulkanickou činností. Síra je také součástí organismů (organicky vázaná síra), v nichž se podílí na stavbě bílkovin, enzymů a dalších organických látek. Dále se do životního prostředí dostává spalováním fosilních paliv.

Koloběh síry

Jak již bylo řečeno, je koloběh síry biochemický proces, při kterém dochází k přeměnám síry, jejímu navázání do organických a anorganických sloučenin a jejich zpětnému uvolňování. V přírodě se síra postupně mění na SO₄^2-, který mohou využívat rostliny a MO jako zdroj síry nebo kyslíku pro svůj metabolismus a síru zabudovávají do své biomasy. Činnost MO probíhá v různých typech vodního prostředí (bažiny, rybníky atd.) a v omezené míře i v půdě. Konečným produktem bývá sulfan (sirovodík) H₂S, který se po úniku do atmosféry oxiduje na oxid siřičitý SO₂.

Fáze koloběhu

Atmosféra

V atmosféře (Atmosféra) je síra nejvíce zastoupena v podobě SO₃, který vzniká oxidací H₂S a průmyslovými exhalacemi (spalovací procesy).

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O

2SO₂ + O₂ = 2SO₃

SO₃ v atmosféře reaguje s vodou a zpět se na zemský povrch dostává ve srážkách v podobě kyseliny sírové H₂SO₄ .

Voda a půda

Voda a půda obsahuje (disociovaný) síranový aniont SO₄^2-, který je v této podobě přístupný rostlinám a mikroorganismům (MO).

Rostliny a MO redukují SO₄^2- na R – SH skupinu (organická síra).

Při vylučování a po rozkladu těl se organicky vázaná síra uvolňuje zpět do prostředí, kde podléhá mineralizaci a vzniká H₂S podle následující rovnice:

S_org + 2H⁺ + 2e^- = H₂S

Ve vodách mrtvé části těl sedimentují a za anaerobních podmínek (Anaerobní podmínky) probíhá mikrobiální rozklad fermentace.

Některé MO za anaerobních podmínek využívají k dýchání SO₄^2- a tím ho redukují na plynný H₂S.

Vzniklý H₂S

1. uniká do atmosféry jako plynná sloučenina .

2. je navázán do anorganické sloučeniny pyrit.

3. se oxiduje na S a dále na SO₄^2- v procesu fotosyntézy chemolitotrofními bakteriemi.

2H₂S + O₂ = 2S + 2H₂O + energie

Soubor:Koloběh síry.jpg

Síra v atmosféře - antropogenní zdroj

Přirozený obsah síry v tělech fosilních rostlin a živočichů je jednou z hlavních příčin nepřirozeného obohacování atmosféry oxidem siřičitým. Fosilní paliva, jako je uhlí a ropa, [...] obsahují vždy určité množství síry. Spalováním těchto paliv [...] se [síra] v podobě oxidu siřičitého [zapojuje do koloběhu síry v životním prostředí]. Odhaduje se, že množství síry ze spalování fosilních paliv je dnes dokonce vyšší než přirozený únik oxidu siřičitého z činných sopek a horkých minerálních pramenů. [2]

Síra se z atmosféry na zemský povrch dostává mokrým spadem - Atmosferická depozice. Oxidy síry reagují s vodou a vytvoří kyselinu sírovou, která v přírodě způsobuje kyselé deště.

Sirné bakterie

"Za mineralizaci [síry] zodpovídají bakterie rodů Escherichia a Proteus a houby rodů Aspergillus a Neurospora. Uvolňující se sulfan je oxidován na elementární síru bezbarvou sirnou bakterií Beggiatoa. Další bakterie např. Thiobacillus oxiduje síru na sírany. Na koloběhu síry se podílí i některé fototrofní (zelené a purpurové) bakterie, které při fotosyntéze [...] využívají sulfan." [1]

Zdroje

[1] ŘÍHOVÁ AMBROŽOVÁ, J. Koloběh síry. From Encyklopedie hydrobiologie : výkladový slovník [online]. Praha: VŠCHT Praha, 2007 [cit. 2009-09-03]. Available from www: <http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_es-006/ebook.html?p=K013>

[2] Studijní materiály oboru "Technologie a hospodaření s vodou", Ekologie a nauka o životním prostředí, Hornicko-geologická fakulta Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava [cit. 2009-09-05]. Available from www: http://www.hgf.vsb.cz/miranda2/export/sites-root/hgf/instituty-a-pracoviste/cs/okruhy/546/studijni-materialy/ekolog.doc

Odkazy

Související stránky

Životní prostředí a zdraví

Koloběhy

Energetika

Povrch Země

Znečištění a ochrana ovzduší

Externí odkazy

• Autotrofie
• Oxid siřičitý na české Wikipedii
• Sulfur dioxide na anglické Wikipedii
• Síra na české Wikipedii
• Síra na anglické Wikipedii

Literatura

Lelák J, Kubíček F, Hydrobiologie, 1991, Karlova Univerzita, Praha