IV. CHU TRÌNH SINH ĐỊA HĨA
thehung060290@gmail.comCác đặc điểm và vai trị sinh học của lưu huỳnh Sự t ồn tại của lưu huỳnh (S) ở
dạng vơ cơ, hữu cơ. Sự biến đổi các hợp chất chứa (S) từ dạng này sang dạng khác.
* Sự đồng hĩa và giải phĩng lưu huỳnh bởi thực vật và vi sinh vật
- Nguyên tố lưu huỳnh chứa nhiều trong vỏ trái đất (hàm lượng đứng thứ 14). Các hợp chất chứa S ở dạng rắn hoặc dạng khí. Các hợp chất quan trọng tham gia trong quá trình biến đổi lưu huỳnh là sunfuahydril(-SH); sunfuahydro (H2S); thiosunfat (S2O32-); các muối sun fat; dạng lưu huỳnh nguyên tố (S)…
- Thực vật hấp thụ (S) ở dạng muối sunfat (CaSO4, Na2SO4) hoặc đồng hĩa trực tiếp các axit amin tự do (trong mùn hữu cơ, chất bài tiết), các chất này tạo ra bởi các nhĩm vi khuẩn và nấm (Aspergillus và Neurospora) trong quá trình khống hĩa cĩ kèm theo sự oxy hĩa làm tăng nguồn khống trong đất, nước.
- Các vi khuẩn lưu huỳnh tự dưỡng hĩa tổng hợp (các loài của Beggiatoa) đã oxy hĩa H2S đến lưu huỳnh nguyên tố (và tạo năng lượng để đồng hĩa CO2):
6CO2 + 12H2S C6H12O6 + 6H2O + 12S
- Cĩ nhiều vi khuẩn lưu huỳnh (Escherichia, Proteus, Desunfovibrio) thực hiện khử sunfat (dùng sunfat như chất nhận hydro trong oxy hĩa trao đổi chất), tạo ra H2S trong điều kiện yếm khí ở đáy biển, ao, hồ…hoặc trong các giếng dầu, suối nước nĩng giàu chất hữu cơ và yếm khí gây độc cho sinh vật:
SO42- + 2H+ H2S + 2O2
- Vi khuẩn màu đỏ sử dụng hydro của hydrosunfit như chất nhận điện tử trong việc khử dioxyt cacbon:
6CO2 + 12H2O + 3H2S C6H12O6 + 6H2O + 3SO42- + 6H+
*Lưu huỳnh trong khí quyển
- Lưu huỳnh trong khí quyển tạo ra từ nhiều nguồn:
Phân hủy hay đốt cháy các chất hữu cơ, đốt nguyên liệu hĩa thạch, khuếch tán từ bề mặt các thủy vực, từ núi lửa. Các dạng thường gặp là SO2, lưu huỳnh nguyên tố, H2S; các chất này bị oxy hĩa tạo trioxyt (SO3), sau đĩ được kết hợp với nước tạo thành axit sunfuric. Sự phát triển cơng nghiệp đã tạo ra mưa axit gây tác hại cho sự sống.
*Lưu huỳnh trong trầm tích
Các hợp chất lưu huỳnh lắng đọng chủ yếu là dạng kém hịa tan CaSO4; các dạng khơng hịa tan như sun fua sắt (FeS), pyrit sắt (Fe2S3 ; FeS2).
Hình 6.8. Sơ đồ chu trình lưu huỳnh
Cơ thể sinh vật (-SH …) SO2 , H2S khí quyển
Cơ thể chết, nhiên liệu
hĩa thạch, chất bài tiết (-SH, …) SO42 - Các dạng sunfit (Fe S; Fe2 S3) Đốt nhiên liệu hĩa thạch Mưa Đại dương và núi lửa
Phân hủy khống hĩa phân hủy
(S) H2S HiKếu khí ị khí
Đốt nhiên liệu
thehung060290@gmail.com
2.6. Chu trình của các nguyên tố thứ yếu
Nguyên tố thứ yếu là tên chung cho tất cả các nguyên tố hĩa học và các hợp chất của chúng. Đây là các nguyên tố quan trọng đối với sự sống, nhưng đa số trong đĩ khơng tham gia cấu trúc. Chu trình các nguyên tố này thuộc nhĩm chu trình lắng đọng. Nhiều nguyên tố gây hại cho sự sống, như các nguyên tố phĩng xạ, chì, thủy ngân…
Hiện nay các nhà khoa học rất quan tâm tới các chu trình này, bởi vì trong cơng nghiệp đã thải vào mơi trường nhiều chất độc hại tới mức quá ngưỡng chịu đựng của sinh vật. Hơn nữa đây là các nguyên tố này cĩ khả năng tích tụ trong cơ thể sinh vật và phân giải chậm, vì vậy rất nguy hiểm đối với sự sống. của chúng.
Một số dẫn liệu về mức độ chất thải độc hại (Vũ Trung Tạng, 2000):
Ngồi hàm lượng CO2 , NOx , SOx , bụi…Hàng năm, các ngành cơng nghiệp đang thải vào mơi trường hàng ngàn loại hĩa chất. Ví dụ: trên 2 triệu tấn chì; 80.000 tấn arsenic; 12.000 tấn thủy ngân; 94.000 tấn chất thải phĩng xạ và nhiều chất hữu cơ như benzen, clorometin, vinin, clorit, các chất trừ sâu diệt cỏ cĩ gốc photpho hữu cơ… đặc biệt là các chất độc màu da cam đã sử dụng trong chiến tranh.
- Trong mơi trường, chất độc tồn tại ở các dạng đơn chất, hợp chất (cĩ thể là dạng lỏng, dạng rắn, dạng khí).
- Tất cả các chất độc hại nêu trên đều cĩ chu trình vận động theo con đường chung từ mơi trường vào cơ thể sinh vật, rồi trở lại mơi trường ở các dạng khác nhau.
- Trong cơ thể sinh vật các chất độc tồn tại và tích lũy dần qua các bậc dinh dưỡng theo cơ chế khuếch đại sinh học. Tùy theo bản chất của từng nguyên tố, tùy theo phản ứng của bản thân các sinh vật và các hệ sinh thái mà tác động của các nguyên tố sẽ thể hiện ở các mức độ khác nhau.