Koloběh síry

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

Síra v životním prostředí

V životním prostředí se síra vyskytuje převážně jako síranový anion SO₄^2-. Největší zásobárnou síry je oceán, kde se vyskytuje v usazených horninách a do životního prostředí se dostává jejich rozkladem a vulkanickou činností. Síra je také součástí organismů, v nichž se podílí hlavně na stavbě proteinů. Dále se do životního prostředí dostává spalováním fosilních paliv. Exhalace ze spalování jsou z atmosféry vymývány srážkami tzv. mokrým spadem. Tyto sloučeniny se poté na zemi zapojují do mikrobiálního procesu.

Koloběh síry

Anaerobní mikroorganismy (MO) využívají sírany jako zdroj kyslíku pro svůj metabolismus a síru zabudovávají do biomasy. Mikrobiální činnost probíhá zpravidla ve vodním prostředí, mokřadech, bažinách a v omezené míře i v půdě. Konečným produktem bývá sulfan (sirovodík) H₂S, který se po úniku do atmosféry oxiduje převážně na oxid siřičitý SO₂.

Fáze koloběhu

Atmosféra

V atmosféře (Atmosféra) je síra nejvíce zastoupena v podobě SO₃, který vzniká oxidací H₂S.

Další původ SO₃ jsou průmyslové exhalace (spalovacíprocesy).

Ve vzduchu probíhají chemické reakce: H₂S + O₂ = SO₂ + H₂O. SO₂ + O₂ = SO₃. SO₃ v atmosféře reaguje s vodou a zpět do vody a půdy se dostává ve srážkcách v podobě kyseliny sírové H₂SO₄ .

Voda a půda

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

Rostliny a MO redukují SO₄^2- na R – SH skupinu (organická síra). Síra je používána pro tvorbu enzymů a bílkovin.

Po rozkladu těl se organicky vázaná síra uvolňuje zpět do prostředí, kde podléhá mineralizaci. Vzniká H₂S.

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 dýchají SO₄^2-. Probíhá redukce SO₄^2- na plynný H₂S.

Vzniklý H₂S

1. Jako plynná sloučenina uniká do atmosféry.

2. Navázání H₂S do anorganické sloučeniny pyrit.

3. Oxidace H₂S na S a dále na SO₄^2- – fotosyntéza chemolitotrofními bakteriemi. 2H₂S + O₂ = 2S + 2H₂O + energie

Soubor:Koloběh síry.jpg

Síra v atmosféře

Přirozený obsah síry v tělech rostlin a živočichů - kteří zahynuli před milióny let - je vlastně jednou z hlavních příčin nepřirozeného obohacování atmosféry oxidem siřičitým. Fosilní paliva, jako je uhlí a ropa, která nejsou ničím jiným než "mrtvou biomasou", obsahují vždy určité množství síry. Spalováním těchto paliv, zejména v posledních dvou stoletích, se v podobě oxidu siřičitého dostává do planetárního koloběhu.

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

Sirné bakterie

"Za mineralizaci 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 namísto vodíku jako donoru elektronů využívají sulfan. Uvedený biologický koloběh síry tvoří uzavřený a ucelený cyklus." [1]

Odkazy

[1] Vysoká škola chemicko-technologická v Praze: Vydavatelství: Knihy: Jana Říhová Ambrožová: Encyklopedie Hydrobiologie: Koloběh síry[citace 2008-11-26]na WWW http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_es-006/ebook.html?p=K013

[2] Ministerstvo životního prostředí:Základní principy a termíny ekologie 2.4.2.5 Cyklus síry[citace 2008-11-26]na WWW http://www.env.cz/eovv/eovv/dir97/dir97c02.htm

[3] Wikipedie: Koloběh síry [citace 2008-11-27]na WWW http://cs.wikipedia.org/wiki/Kolob%C4%9Bh_s%C3%ADry

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