Круговорот серы

Сера – биогенный элемент, который почти не бывает в дефиците. В живых организмах сера – основной компонент некоторых аминокислот (цистеин, метионин). Основные звенья круговорота серы:

1) сера усваивается в виде сульфатов растениями и грибами. При этом сера переходит в двухвалентное состояние (S^2-) и встраивается в белковые молекулы;

2) сера окисляется до сульфатов (SO₃^2-) микроорганизмами при распаде мертвых тел. Меньшая часть сульфатов снова усваивается растениями, большая часть за счет подвижности сульфат-ионов вымывается в океан;

3) на дне океана бактерии из рода Десульфовибрио отбирают у сульфатов кислород и, тем самым, восстанавливают серу до сероводорода (H₂S). Сероводород выносится к поверхности, а затем часть его выносится в воздух;

4) в воздухе сероводород (H₂S) быстро окисляется до сернистого газа (SO₂), а затем серного ангидрида (SO₃), последний соединяется с парами воды и образует серную кислоту (H₂SO₄);

5) H₂SO₄ с дождями возвращается на сушу. Таким образом на сушу попадает две трети серы, смытой в океан;

6) происходит приток серы через извержение вулканов;

7) происходит приток сульфидов (S^2-) через разрушение горных пород (пирит – серный колчедан FeS₂, медный колчедан CuFeS₂);

8) приток сероводорода происходит через аэробное разложение органики в болотах.

При сжигании топлива, выплавке металлов, при получение элементарной серы из сероводорода горючих газов в атмосферу в виде оксидов попадает ежегодно около 10 млн. т серы. Это превышает природный сток серы. Количество серной кислоты в атмосфере сейчас вдвое больше, чем 150 лет назад. Кислотность (рН) чистой воды равна 7, рН дождевой – 5,6 за счет растворенного в ней СО₂, рН кислотных дождей может достигать 2,5 (концентрация столового уксуса).

Последствиями кислотных дождей являются:

1) гибель фауны олиготрофных и мезотрофных озер;

2) усыхание хвойных лесов и гибель подроста, особенно в горах. На хвое разрушается восковой налет, и деревья, не в силах удержать влагу, усыхают, особенно зимой, когда влага из почвы недоступна;

3) переход алюминия почвы под действием серной кислоты в растворимое состояние, вследствие чего и гибнут корни растений.

В Европе кислотными дождями повреждено от 30 до 60 % хвойных лесов в зависимости от региона. Также страдают северные леса Канады, США и России. Большое количество кислотных дождей в России выпадает в зоне тундры, где чрезвычайно чувствительные к ним мхи и лишайники гибнут, открывая почвенный покров для термокарстовых процессов.

Основная причина образования кислотных осадков – сжигание ископаемого топлива (в угле и нефти в среднем 1 % серы), при их сгорании образуется SО₂. Часть серы выбрасывается в виде сероводорода и метилмеркаптана – опасных ядов. Окислы серы (SО₂ и SО₃) загрязняют атмосферу в городах, так как входят в состав смога. В 1985 году в Хельсинки подписан международный Протокол о снижении эмиссии серы. На пути снижения количества кислотных осадков международным содружеством достигнуты определенные успехи.

Дата добавления: 2014-01-05