7. Круговoрoт серы

Сера входит в состав аминокислот, белков и других сложных органических соединений, поэтому имеет важное биологическое значение,. В пересчете на сухое вещество в наземных растениях содержание серы составляет 0,3%, у наземных животных — 0,5, в морских растениях — 1,2, у морских животных — до 2%.

В большом, геологическом, круговороте сера переносится с океана на материки атмосферными осадками и возвращается с речным стоком обратно в Мировой океан. Одновременно ее запасы пополняются за счет вулканической деятельности и при процессах выветривания. Вулканы выбрасывают серу в виде триоксида (серного ангидрида SO₃), диоксида (сернистого газа SO₂), сероводорода и элементарной серы. В литосфере имеются в большом количестве сульфиды различных металлов: железа, цинка, свинца, меди и др. В биосфере сульфидная сера с участием многочисленных микроорганизмов окисляется до сульфатной серы, которая находится в почве и водоемах. Сульфаты поглощаются растениями в малом круговороте. Растительноядные животные приобретают необходимую для жизнедеятельности серу. В результате сложных превращений и видоизменений при разрушении остатков организмов, растительного опада сера попадает в почвенные воды и в илы водоемов суши, морей и океанов. Сероводород образуется при разрушении белков с участием микроорганизмов, который в дальнейшем окисляется или до сульфатов, или до элементарной серы. В первом случае формируются залежи чистой серы, а во втором — залежи гипса. При разрушении последних во время добычи или выветривания, сера снова вовлекается в круговорот. [1]

Сера - один из важнейших биогенов, в результате естественного разложения горных пород, который попадает в почвенные горизонты, включающих такие минералы, как медный колчедан, серный колчедан, и при разложении органических веществ, преимущественно растительного происхождения. По корневым системам из почвы, сера поступает в растения, где синтезируются серосодержащие аминокислоты - цистин, цистеин, метионин. Для процессов жизнедеятельности сера необходима животным в значительных количествах, попадает она к ним с пищей.

Из органических соединений сера попадает в почву при разложении в основном растительных остатков микроорганизмами. Восстанавливается в сероводород сера органического происхождения, минеральную серу или окисляется в сульфаты, которые вновь могут быть поглощены корнями растений, т. е. он вновь поступает в биологический круговорот. [4]

Сероводородное заражение вод Черного моря — это результат жизнедеятельности серо разлагающих бактерий в анаэробных условиях. Нередко сероводород возникает в пресноводных водоемах, загрязненных промышленными стоками. На заключительном этапе геологического круговорота сера выпадает в осадок в анаэробных условиях в присутствии железа и других металлов и медленно накапливается в виде конкреций или тонкораспыленного вещества в земных недрах.

Промышленное загрязнение приводит к нарушению круговорота серы. Дополнительным поставщиком серы в большой круговорот являются теплоэнергетические установки, которые при сжигании минерального топлива выбрасывают сернистый газ.

Атмосфера Земли способна самоочищаться от сернистого ангидрида при выпадении атмосферных осадков: он осаждается в форме сульфатных аэрозолей или преобразуется газовыми выделениями растительности.

Экологическая опасность ангидрида сернистого заключается в том, что при фотохимическом окислении в присутствии углеводородов и диоксида азота сначала образуется серный ангидрид SO₃, который соединяясь с водяными парами, превращается в аэрозоли серной кислоты. Длительность всего цикла от момента естественных или техногенных выбросов SO₂ до удаления из атмосферы паров серной кислоты составляет до 14 суток. С воздушными потоками аэрозоли серной кислоты распространяются на значительные расстояния от источника выброса и выпадают в виде кислотных дождей.[5]

Заключение

Подводя итог, отмечу, что все вещества на Земле находятся в состоянии постоянного движения.

В.И.Вернадский круговороты отдельных веществ назвал биогеохимическими циклами. Если передать суть цикла своими словами, то он заключается в следующем: живые организмы поглощают химические элементы, а затем эти элементы покидают организмы (в процессе отмирания тоже) и снова попадают в окружающую среду, и так идёт движение по кругу. Поэтому-то мы и говорим о биогеохимических циклах – как об основе биосферы. Если не нарушать этого равновесия, то существование Земли, условно конечно, можно считать бесконечным.

Важнейшим круговоротом веществ можно назвать круговорот воды в природе, так как он является естественным опреснителем. Именно за счёт него очищается и пополняется запас пресной воды на Земле, ведь, как известно, «без воды мы ни туды и ни сюды». Одновременно круговорот воды является связующим звеном между геологическим и биотическим круговоротами: вода проникает в недра Земли, содержится в атмосфере и организмах, тем самым переносит различные химические элементы. Вода объединяет все оболочки Земли.

Круговороты углерода и кислорода взаимосвязаны, что можно проследить в процессе дыхания. Важнейшую роль в этих круговоротах играют живые организмы.

Кислород – это элемент, поддерживающий жизнь.

Азот и сера входят в состав живых организмов, поэтому имеют важное биологическое значение.

78% азота находится в атмосфере, но организмы не могут потреблять его в таком виде. Путём азотфиксации газ превращается в аммонийную форму, которую и поглощают организмы.

Сера переносится с поверхности океана на поверхность земли с осадками. В почве она окисляется до сульфатов и поглощается растениями, животные, поедая эти растения, получают необходимое количество этого вещества. После отмирания растений и животных сера вновь попадает в почву, затем в грунтовые воды, реки, моря и океаны.

Эти круговороты со временем претерпевают изменения, если эти изменения природного характера, то природа сама регулирует эти процессы и приводит их к равновесию. Но опасное вмешательство человека в природу резко усилилось с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Поэтому в современном сложном, динамичном и полном противоречивых тенденций мире острейшей проблемой стала проблема взаимоотношений человечества и природы.

Человек как социальный и довольно мощный антропогенный фактор способен влиять на изменение окружающей среды, выводя их из состояний устойчивости. Довольно частые вмешательства человека в природу и несоблюдение правил корректной игры с природой несет катастрофический характер (Чернобыльская АЭС, нефтяные загрязнения Мирового океана, землетрясения, бесконтрольное захоронение ядерных отходов и мн.др.), что может привести к гибели цивилизации и исчезновению человека как биологического вида.

Своё введение я закончила вопросом, какой путь развития нас ждёт? Так вот, мы живём в огромной стране с миллионным населением. Изучение циклических процессов Земли позволяет в той или иной степени предвидеть будущее, которое подчиняется законам развития. Земля, Космос, Человек, Солнце всё это образует один единый организм, о котором надо заботиться всем миром, ведь если один «орган» пострадает, будет плохо всему организму. По сути, цикличность земных процессов - это как карта в руках путешественника. Сможет ли он прочитать «легенду» карты, не попадёт ли в непроходимое болото, поймёт ли - куда надо идти? Всё это зависит только от него.