Étapes du cycle du soufre et importance

Le cycle du soufre est l'ensemble des processus par lesquels le soufre est transporté à travers la nature dans diverses molécules. Le soufre se déplace dans l'air, le sol, l'eau et les êtres vivants. Ce cycle biogéochimique comprend la minéralisation du soufre organique, son oxydation en sulfate et sa réduction en soufre.

Le soufre est incorporé par les microbes et forme différents composés organiques. Le soufre est un élément très abondant dans l'univers; Il est considéré comme un non-métal, sa couleur est jaune et n'a aucune odeur. Le soufre est libéré dans l'atmosphère en brûlant des combustibles fossiles, tels que le charbon.

Dans l'atmosphère, le soufre est sous forme de dioxyde de soufre (SO2) et peut entrer de trois manières: à partir de la décomposition de molécules organiques de l'activité volcanique et les évents géothermiques et de la combustion de combustibles fossiles pour les humains.

Les atomes de soufre sont une partie importante de la structure des protéines. Le soufre se trouve dans l'acide aminé cystéine et intervient dans la formation d'un type de liaison appelé pont disulfure. Ces liens sont essentiels dans la détermination de la structure tridimensionnelle des protéines.

Index

• 1 étapes
• 2 flux de soufre
  • 2.1 Le soufre qui forme des composés
  • 2.2 Le soufre qui pénètre dans le sol
  • 2.3 Le soufre sortant du sol
• 3 importance
  • 3.1 Composant principal dans les composés chimiques
  • 3.2 Associé à la productivité des plantes
  • 3.3 Nécessaire pour construire des protéines
  • 3.4 Utilisations commerciales
  • 3.5 Associé aux dommages environnementaux
• 4 Impact de l'être humain sur le cycle du soufre
• 5 références

Étapes

Le cycle de soufre implique le déplacement de cet élément dans plusieurs directions à travers l'atmosphère, l'hydrosphère, la lithosphère et de la biosphère. Dans la lithosphère, les processus d'érosion des roches qui libèrent le soufre stocké se produisent.

Le soufre subit une série de transformations chimiques lors de son transport par différents moyens. Tout au long de son parcours, le soufre passe par quatre étapes chimiques fondamentales:

- Minéralisation du soufre organique en forme inorganique, telle que l’hydrogène sulfuré, le soufre élémentaire et d’autres minéraux à base de soufre.

- Oxydation du sulfure d'hydrogène, du soufre élémentaire et des minéraux apparentés au sulfate.

- réduction des sulfates en soufre.

- Immobilisation microbienne de composés soufrés et incorporation ultérieure dans la forme organique du soufre.

Flux de soufre

Malgré sa complexité, le flux de soufre peut se résumer en trois groupes principaux:

Le soufre qui forme des composés

Ce groupe comprend le soufre atmosphérique, le soufre organique, le soufre inorganique (minéraux), le soufre réduit et le soufre qui forment des sulfates.

Le sulfate est absorbé par les plantes et les micro-organismes, qui les incorporent dans leurs molécules organiques. Les animaux consomment alors ces formes organiques à travers la nourriture qu'ils mangent, déplaçant le soufre le long de la chaîne alimentaire. 

Soufre qui pénètre dans le sol

Le soufre est incorporé au sol de différentes manières. par exemple, des dépôts atmosphériques, à l'aide de fumier animal, par des résidus végétaux, par l'utilisation d'engrais minéraux et de l'altération des roches.

Le soufre qui sort du sol

Le soufre est éliminé du sol de plusieurs manières. Par exemple, lorsque les plantes absorbent les sulfates à travers leurs racines, lorsque les cultures sont récoltées et que certains composés réduits sont volatilisés.

Une autre partie du soufre dans le sol est perdue par filtration, ruissellement et érosion. Les volcans et certains gaz résultant de la décomposition organique constituent une autre source de soufre transférée directement dans l'atmosphère.

Cependant, la majeure partie du soufre de la Terre est stockée dans des roches, des minéraux et des sels de sulfate enfouis profondément dans les sédiments océaniques.

Importance

Composant principal dans les composés chimiques

Le soufre est un élément nutritif important pour les organismes, car il est un élément fondamental des acides aminés cystéine et méthionine et d'autres composés biochimiques.

Les plantes satisfont leurs besoins nutritionnels en soufre en assimilant des composés minéraux de l'environnement.

Associé à la productivité des plantes

Dans certaines situations, en particulier dans l'agriculture intensive, la disponibilité des formes biologiquement utiles de soufre peut être un facteur limitant pour le facteur de productivité des plantes; par conséquent, l'application d'engrais à base de sulfates est nécessaire.

La reconnaissance de l'importance de sulfate pour la croissance et la vigueur des plantes et de l'importance nutritionnelle du soufre aux régimes humains et animaux a conduit à mettre davantage l'accent sur la recherche dans les processus d'absorption, le transport et l'assimilation de sulfate .

Nécessaire pour construire des protéines

Après son entrée dans la plante, le sulfate est la principale forme de soufre transporté et stocké.Le soufre est nécessaire à la construction des protéines, des enzymes et des vitamines et constitue un ingrédient essentiel dans la formation de la chlorophylle.

Les cultures qui manquent de soufre montrent généralement des limites dans leur développement. Ainsi, les plantes avec un manque de soufre sont observées plus minces et plus petites, leurs feuilles plus jeunes jaunissent et la quantité de graines est réduite.

Utilisations commerciales

Outre la production d'engrais, le soufre a d'autres utilisations commerciales, par exemple: la poudre à canon, les allumettes, les insecticides et les fongicides.

De plus, le soufre est impliqué dans la production de combustibles fossiles en raison de sa capacité à agir comme agent oxydant ou réducteur.

Associé aux dommages environnementaux

Les composés de soufre peuvent également être associés à des dommages environnementaux importants, tels que le dioxyde de soufre, qui endommagent la végétation ou les écoulements acides associés aux sulfures qui dégradent les écosystèmes.

Impact de l'être humain sur le cycle du soufre

Les activités humaines ont joué un rôle important dans la modification de l’équilibre du cycle global du soufre. La combustion de grandes quantités de combustibles fossiles, en particulier du charbon, libère de grandes quantités de gaz d’hydrogène sulfuré dans l’atmosphère.

Lorsque ce gaz est traversé par la pluie, il se produit des pluies acides, c'est-à-dire une précipitation corrosive causée par l'eau de pluie qui se déverse dans le dioxyde de soufre.

Les pluies acides endommagent l'environnement en réduisant le pH des lacs, ce qui tue une grande partie de la faune qui y vit. Elle affecte également les structures non naturelles créées par l'homme, telles que la dégradation chimique des bâtiments et des statues.

De nombreux monuments en marbre, tels que le Lincoln Memorial à Washington, DC, ont subi des dommages importants dus aux pluies acides au cours des années.

Ces exemples montrent les effets considérables des activités humaines dans notre environnement et les défis qui demeurent pour notre avenir.

Références

1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. et Wolfe, G. (1992). Cycles biogéochimiques globaux. Presse académique.
2. Cunningham, W. et Cunningham, M. (2009). Science environnementale: une préoccupation mondiale (11ème éd.). McGraw-Hill.
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5. Meyer, B. (2013). Soufre, Energie et Environnement.
6. O'Neill, P. (1998). Chamistry environnemental (3ème éd.). CRC Press.