Биосферный круговорот серы базируется на 2-х типах процессов
Основной тип процессов в биосфере, затрагивающих соединения серы – окислительные
(фотохимические процессы)
Химические и фотохимические процессы при доступе воздуха
В аэробных условиях сульфидные минералы достаточно легко окислятся до сульфатов и H2SO4 кислородом воздуха
Восстановительные процессы, в которых участвуют соединения серы это в основном биохимические процессы.
В
частности сера сульфатов, задерживающихся в почве, извлекается растениями и в
результате биохимических превращений включается в состав белков (в тиольной
группе, для большой группы микроорганизмов 
заменяет
O2 в качестве акцептора электронов при окислении
органических соединений)
Далее стандартная цепочка
растительный белок → животный белок → микробиологические разложение в анаэробных условиях → H2S (H2S вновь включается в круговорот)
Таким образом основной биогенный компонент (продукт биохимических реакций) - H2S. Наряду с ним в атмосферу выделяется (СH3)2S – образующийся в анаэробных условиях в результате жизнедеятельности ряда микроорганизмов в почве и некоторых высших растений, а так же морских микроорганизмов (продуцируется ими)
В упрощенном виде цикл серы в окружающей среде можно представить схемой
Особенность круговорота серы состоит в том, что восстановительные процессы не компенсируют окислительные, поскольку сульфидные соединения при контакте с воздухом и водой постоянно окисляются в сульфаты.
Точно так же и в антропогенных процессах природные сульфиды переводятся в сульфаты. Т.е. цикл превращений серы не просто круговорот, а кроме того - поступательный процесс, развивающийся в направлении перехода серы от одних устойчивых форм в другие (и.е. от более устойчивых в прежних исторических условиях сульфидов к более устойчивым в современных устойчивых сульфатам). При этом в современных период этот переход дополнительно ускорятся антропогенной деятельностью, приводящей к образованию и накоплению в биосфере продуктов окислительных процессов SO2 (и H2SO4), нарушающих жизнедеятельность лесных и водных экосистем.
В качестве итога к рассмотренным круговоротам веществ можно отметить следующее
Природные круговороты биогенных веществ имеют достаточно высокую степень замкнутости. Протоки биогенных элементов внутри круговоротов существенно превышают по величине потоки вещества в биосфере из внешних источников. Это очень важно, поскольку именно этот факт определяет устойчивость биосферы.
Дело в том что при замкнутости потока вещества из вне в биосфере могут сформироваться «ущербные экосистемы», включающие ограниченное число видов живых организмов (по существу потребители), н образующие экологические сообщества. Т.н. отдельные экосистемы буду деградировать и не будут стремится к развитию и поддержания разнообразия внутри них («работать не надо, всех долой, а что случись…»)
Это естественно несет опасность для разнообразия и устойчивости биосферы в целом, поскольку устойчивость прямо связана с разнообразием – как уже отмечалось, биосфера сложная система, а есть общее правило, которому подчиняются сложные системы, чем выше их внутреннее разнообразие, тем они устойчивее, тем в более сложджных условиях они способны существовать.
На разнообразие в биосфере (как условие поддержания ее устойчивости) оказывает влияние так же величина запасов в биосфере биогенных веществ в органической и неорганической фрмах, которые в принципе д.б. ограниченны и совпадать по порядку величины для того чтобы потоки веществ в процессах синтеза и разложения биосферой были уравновешены.
Основная опасность вмешательства человека в круговороты как раз и состоит в нарушении установившегося соотношения между величинами потоков веществ внутри круговоротов и внешних потоков.
Переходим к вопросам поведения химических веществ в окружающей среде
Закономерности распространения химических веществ в природные среде
Закономерности распространения химических веществ – одни из ключевых вопросов науки «ХОС» поскольку перемещение химических веществ от источника выброса и переход из одной среды в другую (миграция) главный фактор, обуславливающий химической загрязнение ОС (изменение ее состава и свойств). Химические загрязнения определяются так же и трансформацией веществ их первоначального состояния в другие формы под воздействием различных причин, но все же главный фактор – миграция.
Пути распространения веществ в окружающей среде в общем виде
можно представить схемой:
От источника выброса химические вещества поступает в одну из сред, либо непосредственно в растительные организмы (ядохимикаты), из которых по пищевой цепи передается в животные организмы. Возможны также взаимные переходы химических веществ между каждой из сред.
Попадая в окружающую среду (в какую то часть) вещества могут мигрировать в пределах одной среды (геосферы) и также перемещаться через межфазные границы и переходить в другую среду.
Что влияет на процессы миграции в каждом случае и каковы эти процессы?
I. В пределах одной среды
- в водной среде – вещество может перемещаться будучи:
· в растворимом состоянии
· адсорбированном на поверхности взвешенных частиц.
Это перемещение (направление, скорость и т.п.) очевидно будет определятся гидрологическими параметрами.
- в атмосфере вещества могут находится в виде паров или сорбированном на частицах пыли.
Перемещение веществ в атмосфере определяется в таком случае метеорологическими параметрами (атмосферными течениями, зависящими от метеоусловий – распределение температуры, давлением в атмосфере, влажностью и т.п.)
- в почве - миграция несколько отличается от водной и воздушной сред – она осуществляется главным образом в результате диффузии в водной фазе почвы: с другой стороны частицы почвы сами могут перемещаться в атмосфере или воде, перенося сорбированные вещества - в этом случае перенос определяется теми же факторами, которые определяют движение воздуха или воды.
Кроме того играет роль конвективный массоперенос
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.