Круговорот серы

Сера является одним из биогенных элементов, играющих важную роль в круговороте веществ биосферы. Сера входит в состав некоторых аминокислот (цистеин, метионин), витаминов (биотин, тиамин), ферментов. Сера участвует в образовании третичной структуры белка (формирование дисульфидных мостиков). Также она вовлечена в бактериальный фотосинтез (входит в состав бактериохлорофилла, а сероводород является источником водорода).

Сера определяет важные биохимические процессы живой клетки, является компонентом питания растений и микрофлоры. Соединения серы участвуют в формировании химического состава почв, в значительных количествах находятся в подземных водах, а это, в свою очередь, играет решающую роль в процессах засоления почв.

В природе соединения серы распространены во всех трех сферах. Больше всего ее в литосфере (0,05 % по массе). Особенно распространены сульфаты щелочных и щелочноземельных металлов (Na₂S0₄, K₂S0₄) и сульфиды железа, меди, цинка и свинца. Примеси серы присутствуют в углях, сланцах, нефти и природном газе.

В гидросфере сера содержится в концентрации примерно 1 г/л, главным образом в виде растворенного сульфата магния MgS0⁴, ионов SO₄^2-, SO^2-, S₂0₃^2-, H₂S.

В атмосфере содержание серы невелико. В воздухе она может присутствовать в очень малых концентрациях ионов SO^2- и в виде сероводорода. Миграция соединений серы происходит в основном из литосферы в гидросферу с речным стоком и воздушными массами. При выветривании коры происходит вынос растворимых в воде ионов SO^2-. Обратно на сушу из Мирового океана серы поступает значительно меньше с воздушными массами, в которых в ничтожной концентрации содержится S0₄^2-.

Биогеохимический цикл серы состоит из четырех стадий.

1. Усвоение минеральных соединений серы живыми организмами (растениями и бактериями) и включение серы в состав белков и аминокислот.

2. Превращение органической серы живыми организмами (животными и бактериями) в конечный продукт – H₂S.

3. Окисление минеральной серы живыми организмами (серобактериями, тионовыми бактериями) в процессе сульфатредукции. На этой стадии происходит окисление сероводорода, элементарной серы, ее тио- и тетра- соединений.

4. Восстановление минеральной серы живыми организмами (бактериями) в процессе десульфофикации до H₂S.

Таким образом, важнейшим звеном всего биогеохимического цикла серы в биосфере является биогенное образование сероводорода. Биогеохимический цикл серы играет основную роль в общем круговороте этого элемента в биосфере.