RIKKISYKLI: VAIHEET JA MERKITYS - BIOLOGIA - 2026

Rikki sykli on joukko prosesseja, joiden rikki kuljetetaan kautta luonne eri molekyylejä. Rikki kulkee ilman, maaperän, veden ja elävien olosuhteiden läpi. Tämä biogeokemiallinen sykli sisältää orgaanisen rikin mineralisoinnin rikkiä, sen hapettumisen sulfaatiksi ja pelkistyksen rikkiä.

Rikot imevät mikrobit ja muodostavat erilaisia ​​orgaanisia yhdisteitä. Rikki on erittäin runsas alkuaine universumissa; Sitä pidetään ei-metallisena, sen väri on keltainen eikä sillä ole hajua. Rikki vapautuu ilmakehään polttamalla fossiilisia polttoaineita, kuten hiiltä.

Ilmakehässä rikki on rikkidioksidin (SO2) muodossa ja voi päästä siihen kolmella tavalla: orgaanisten molekyylien hajoamisesta, vulkaanisesta aktiivisuudesta ja geotermisistä tuuletusaukoista ja fossiilisten polttoaineiden palamisesta. Ihmisten toimesta.

Rikkiatomit ovat tärkeä osa proteiinien rakennetta. Rikkiä löytyy aminohapposysteiinistä ja se osallistuu sellaisen sidoksen muodostumiseen, jota kutsutaan disulfidisiltaan. Nämä sidokset ovat välttämättömiä määritettäessä proteiinien kolmiulotteista rakennetta.

Tasot

Rikkisykli käsittää tämän elementin liikkumisen moniin suuntiin ilmakehän, hydrosfäärin, litosfäärin ja biosfäärin läpi. Litosfäärissä tapahtuu kivien eroosioprosesseja, jotka vapauttavat varastoituneen rikin.

Rikki käy läpi joukon kemiallisia muutoksia, kun se kuljetetaan eri väliaineiden läpi. Rikki kulkee matkansa aikana neljä kemiallista perusvaihetta:

- Orgaanisen rikin mineralisointi epäorgaaniseen muotoon, kuten rikkivety, alkuainerikki ja muut rikkipohjaiset mineraalit.

- Rikkivedyn, alkuainerikin ja sulfaattiin liittyvien mineraalien hapetus.

- Sulfaatin pelkistys rikkiin.

- Rikkiyhdisteiden mikrobinen immobilisointi ja sen jälkeen sisällyttäminen rikin orgaaniseen muotoon.

Rikkivirtaus

Monimutkaisuudestaan ​​huolimatta rikkivirrat voidaan tiivistää kolmeen suureen ryhmään:

Rikki, jota löytyy, muodostaa yhdisteitä

Tähän ryhmään kuuluvat ilmakehän rikki, orgaaninen rikki, epäorgaaninen rikki (mineraalit), pelkistetty rikki ja rikki, joka muodostaa sulfaatit.

Kasvit ja mikro-organismit imevät sulfaatin, joka sisällyttää ne orgaanisiin molekyyleihinsä. Tämän jälkeen eläimet kuluttavat nämä orgaaniset muodot syömiensä ruokien kautta ja siirtävät rikkiä ravintoketjussa.

Rikki pääsee maaperään

Rikki sisällytetään maaperään eri tavoin; esimerkiksi ilmakehän saostumalla, käyttämällä eläinperäisiä lannoitteita, kasvijäämiä, mineraalilannoitteita ja kivien eroosiota käyttämällä.

Rikki, joka tulee ulos maasta

Rikki poistuu maaperästä eri tavoin. Esimerkiksi, kun kasvit imevät sulfaatteja juurtensa kautta, sadonkorjuun yhteydessä ja kun jotkut pelkistetyt yhdisteet haihtuvat.

Toinen osa maaperän rikkiä menetetään vuotojen, valumisen ja eroosion takia. Tulivuoret ja jotkut orgaanisen hajoamisen tuottamat kaasut ovat toinen rikkilähde, joka siirtyy suoraan ilmakehään.

Suurin osa maapallon rikistä varastoidaan kuitenkin kiviin, mineraaleihin ja sulfaattisuoloihin, jotka on haudattu syvälle valtameren sedimentteihin.

Merkitys

Kemiallisten yhdisteiden pääkomponentti

Rikki on tärkeä ravinne organismille, koska se on kysteiinin ja metioniinin aminohappojen sekä muiden biokemiallisten yhdisteiden peruskomponentti.

Kasvit tyydyttävät rikin ravintotarpeensa absorboimalla mineraaliyhdisteet ympäristöstä.

Liittyy kasvien tuottavuuteen

Tietyissä tilanteissa, etenkin intensiivisessä maataloudessa, biologisesti käyttökelpoisten rikin muotojen saatavuus voi olla rajoittava tekijä kasvien tuottavuudelle; tämän seurauksena sulfaattipohjaisten lannoitteiden levitys on välttämätöntä.

Sulfaatin merkityksen tunnustaminen kasvien kasvulle ja elinvoimaisuudelle sekä rikin ravitsemuksellinen merkitys ihmisten ja eläinten ruokavalioissa on johtanut siihen, että sulfaatin imeytymis-, kuljetus- ja assimilaatioprosesseihin kohdistuu enemmän tutkimusta..

Tarvitaan proteiinien rakentamiseksi

Kun kasvi on saapunut, sulfaatti on kuljetetun ja varastoidun rikin päämuoto. Rikki on välttämätöntä proteiinien, entsyymien ja vitamiinien rakentamiseksi, se on myös keskeinen ainesosa klorofyllin muodostumisessa.

Viljelykasveista, joilla ei ole rikkiä, on tyypillisesti kasvurajoituksia. Siten kasvit, joissa ei ole rikkiä, näyttävät ohuemmilta ja pienemmiltä, ​​niiden nuoremmat lehdet muuttuvat keltaisiksi ja siementen lukumäärä vähenee.

Kaupallinen käyttö

Lannoitteiden tuotannon lisäksi rikillä on muita kaupallisia käyttötarkoituksia, esimerkiksi ruutijauheessa, tulitikkuissa, hyönteisten ja sienitautien torjunta-aineissa.

Lisäksi rikki osallistuu fossiilisten polttoaineiden tuotantoon, koska se kykenee toimimaan hapettavana tai pelkistävänä aineena.

Liittyy ympäristövahinkoihin

Rikkiyhdisteisiin voi liittyä myös merkittäviä ympäristövahinkoja, kuten kasvillisuutta vahingoittava rikkidioksidi, tai ekosysteemejä hajottavien sulfidien happoviemärit.

Ihmisen vaikutus rikkisykliin

Ihmisen toiminnalla on ollut tärkeä rooli globaalin rikkisyklin tasapainon muuttamisessa. Suurien määrien fossiilisten polttoaineiden, erityisesti hiilen, polttaminen vapauttaa ilmakehään suuria määriä rikkivetykaasuja.

Kun sade kuljettaa tätä kaasua, syntyy hapansadetta, joka on syövyttävä saostuma, jonka aiheuttaa rikkidioksidin kautta maahan putoava sadevesi, jolloin se muuttuu heikoksi rikkihapoksi, joka aiheuttaa vahinkoa vesiekosysteemeille.

Hapan sade vahingoittaa ympäristöä vähentämällä järvien pH: ta, joka tappaa suuren osan siellä elävästä eläimistöstä. Se vaikuttaa myös luonnottomiin ihmisen rakenteisiin, kuten rakennusten ja patsaiden kemialliseen hajoamiseen.

Monet marmorimonumentit, kuten Lincoln Memorial Washington DC: ssä, ovat kärsineet huomattavia vahinkoja happosateista vuosien varrella.

Nämä esimerkit osoittavat ihmisen toiminnan kauaskantoiset vaikutukset ympäristöömme ja tulevaisuuden haasteet.

Viitteet

1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Globaalit biogeokemialliset syklit. Academic Press.
2. Cunningham, W. ja Cunningham, M. (2009). Ympäristötiede: Globaali huolenaihe (11. painos). McGraw-Hill.
3. Jackson, A. & Jackson, J. (1996). Ympäristötiede: Luonnollinen ympäristö ja ihmisen vaikutukset.
4. Loka Bharathi, PA (1987). Rikkisykli. Global Ecology, (1899), 3424–3431.
5. Meyer, B. (2013). Rikki, energia ja ympäristö.
6. O'Neill, P. (1998). Ympäristökemia (3. painos). CRC Press.