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Ciclo do Enxofre – Definição
O ciclo do enxofre, como os ciclos biogeoquímicos de outros elementos, inclui uma série de estágios de oxidação e redução do enxofre que são principalmente bióticos e executados por microrganismos.
Sob certos pHs e potenciais redox, algumas reações do ciclo do enxofre ocorrem na ausência de microrganismos.
O ciclo do enxofre integra e interconecta os diferentes componentes de um ecossistema (solo, rocha, sedimento, fase aquática e atmosfera).
O enxofre está presente como enxofre orgânico (em aminoácidos, coenzimas, etc.) e enxofre inorgânico: sulfetos, enxofre elementar, sulfatos e uma série de intermediários de menor relevância ambiental.
O sulfato (SO4²-) é a principal forma biodisponível na natureza e é particularmente abundante em ambientes marinhos, porque o enxofre elementar e o sulfeto de hidrogênio são de origem biológica ou geotérmica e os sulfetos metálicos são insolúveis.
Ciclo do Enxofre – O que é
O enxofre, um elemento essencial para as macromoléculas dos seres vivos, é liberado na atmosfera pela queima de combustíveis fósseis, como o carvão.
Como parte do aminoácido cisteína, está envolvida na formação de ligações dissulfeto dentro das proteínas, que ajudam a determinar seus padrões de dobramento 3-D e, portanto, suas funções.
O enxofre circula entre os oceanos, a terra e a atmosfera.
O enxofre atmosférico é encontrado na forma de dióxido de enxofre (SO2) e entra na atmosfera de três maneiras: pela decomposição de moléculas orgânicas, pela atividade vulcânica e fontes geotérmicas e pela queima de combustíveis fósseis pelo homem.
Em terra, o enxofre é depositado de quatro maneiras principais: precipitação, precipitação direta da atmosfera, intemperismo das rochas e fontes geotérmicas.
O enxofre atmosférico é encontrado na forma de dióxido de enxofre (SO2) e, à medida que a chuva cai na atmosfera, o enxofre é dissolvido na forma de ácido sulfúrico fraco (H2SO4).
O enxofre também pode cair diretamente da atmosfera em um processo chamado precipitação radioativa. Além disso, o desgaste de rochas contendo enxofre libera enxofre no solo.
Essas rochas se originam de sedimentos oceânicos que são movidos para a terra pela elevação geológica dos sedimentos oceânicos.
Ecossistemas terrestres podem então fazer uso desses sulfatos de solo (SO4-) e, após a morte e decomposição desses organismos, liberar o enxofre de volta para a atmosfera como gás sulfeto de hidrogênio (H2S).
O enxofre entra no oceano através do escoamento da terra, da precipitação atmosférica e de fontes geotérmicas subaquáticas.
Alguns ecossistemas dependem de quimioautotróficos usando enxofre como fonte de energia biológica. Esse enxofre, então, sustenta os ecossistemas marinhos na forma de sulfatos.
As atividades humanas têm desempenhado um papel importante na alteração do equilíbrio do ciclo global do enxofre.
A queima de grandes quantidades de combustíveis fósseis, especialmente de carvão, libera grandes quantidades de gás sulfureto de hidrogênio na atmosfera. Conforme a chuva cai por meio desse gás, ela cria o fenômeno conhecido como chuva ácida.
A chuva ácida é a chuva corrosiva causada pela queda da água da chuva no solo através do gás dióxido de enxofre, transformando-a em ácido sulfúrico fraco, que causa danos aos ecossistemas aquáticos.
A chuva ácida prejudica o meio ambiente natural ao diminuir o pH dos lagos, o que mata grande parte da fauna residente; também afeta o meio ambiente criado pelo homem por meio da degradação química dos edifícios.
Por exemplo, muitos monumentos de mármore, como o Lincoln Memorial em Washington, DC, sofreram danos significativos com a chuva ácida ao longo dos anos.
Esses exemplos mostram os efeitos abrangentes das atividades humanas em nosso meio ambiente e os desafios que permanecem para o nosso futuro.
Ciclo do Enxofre – Bactérias
Ciclo do Enxofre
Muitas bactérias podem reduzir o enxofre em pequenas quantidades, mas algumas bactérias podem reduzir o enxofre em grandes quantidades, em essência, respirando o enxofre.
O ciclo do enxofre descreve o movimento do enxofre na atmosfera, nas formas minerais e nos seres vivos. Embora o enxofre seja encontrado principalmente em rochas sedimentares ou na água do mar, é particularmente importante para os seres vivos porque é um componente de muitas proteínas.
O enxofre é liberado de fontes geológicas por meio do intemperismo das rochas. Uma vez que o enxofre é exposto ao ar, ele se combina com o oxigênio e se transforma em sulfato SO4.
As plantas e os micróbios assimilam o sulfato e o convertem em formas orgânicas. À medida que os animais consomem as plantas, o enxofre é transportado pela cadeia alimentar e liberado quando os organismos morrem e se decompõem.
Algumas bactérias – por exemplo, Proteus, Campylobacter, Pseudomonas e Salmonella – têm a capacidade de reduzir o enxofre, mas também podem usar oxigênio e outros aceptores de elétrons terminais.
Outros, como Desulfuromonas, usam apenas enxofre. Essas bactérias obtêm sua energia reduzindo o enxofre elementar a sulfeto de hidrogênio. Eles podem combinar esta reação com a oxidação de acetato, succinato ou outros compostos orgânicos.
As bactérias redutoras de enxofre mais conhecidas são as do domínio Archea, que são algumas das formas de vida mais antigas na Terra. Eles são freqüentemente extremófilos, vivendo em fontes termais e fontes termais onde outros organismos não podem viver. Muitas bactérias reduzem pequenas quantidades de sulfatos para sintetizar componentes celulares contendo enxofre; isso é conhecido como redução assimilatória de sulfato.
Em contraste, as bactérias redutoras de sulfato consideradas aqui reduzem o sulfato em grandes quantidades para obter energia e expelir o sulfeto resultante como resíduo. Este processo é conhecido como redução dissimilatória de sulfato. Em certo sentido, eles respiram sulfato.
As vias metabólicas do enxofre para as bactérias têm importantes implicações médicas. Por exemplo, o Mycobacterium tuberculosis (a bactéria que causa a tuberculose) e o Mycobacterium leprae (que causa a leoprosia) utilizam enxofre, de modo que a via do enxofre é um alvo do desenvolvimento de drogas para controlar essas bactérias.
Ciclo Global do Enxofre
O ciclo global do enxofre é uma rede complexa de processos que transferem o enxofre entre quatro reservatórios principais: o oceano, os basaltos do fundo do oceano, os depósitos de evaporito e a redução dos sedimentos marinhos.
Em comparação, a atmosfera, rios, lagos, aquíferos, solos e biomassa são reservatórios de enxofre muito menores que atuam essencialmente como elos na transferência de enxofre dos continentes para o oceano.
Ciclo do Enxofre – Oceanos
O oceano representa um importante reservatório de enxofre na Terra, com grandes quantidades na forma de sulfato dissolvido e minerais sedimentares (por exemplo, gesso e pirita).
O enxofre ocorre em uma variedade de estados de valência, variando de -2 (como no sulfeto e enxofre orgânico reduzido) a +6 (como no sulfato).
O sulfato é a forma mais estável de enxofre na Terra óxica de hoje; intemperismo e lixiviação de rochas e sedimentos são suas principais fontes para o oceano.
Além disso, as formas inorgânicas reduzidas de enxofre, com estados de oxidação de –2 e 0 (como no enxofre elementar) são bastante comuns em ambientes anóxicos, com compostos de enxofre de estados de valência mistos (por exemplo, tiossulfato e politionatos) produzidos transitoriamente.
A liberação natural de compostos de enxofre orgânicos voláteis do oceano, principalmente como sulfeto de dimetila (DMS), transporta o enxofre do oceano para as regiões terrestres, além de afetar a química atmosférica e o sistema climático. Embora continuem sendo muito importantes, as emissões naturais de enxofre foram atualmente superadas por emissões antropogênicas, principalmente da queima de combustíveis fósseis.
Ciclo do Enxofre – Resumo
Ciclo do Enxofre
O enxofre é um dos componentes que compõem as proteínas e vitaminas. As proteínas consistem em aminoácidos que contêm átomos de enxofre. O enxofre é importante para o funcionamento de proteínas e enzimas nas plantas e nos animais que dependem das plantas para obter enxofre. As plantas absorvem o enxofre quando ele é dissolvido na água.
Os animais consomem essas plantas, de modo que absorvem enxofre suficiente para manter a saúde.
A maior parte do enxofre da Terra está retida em rochas e sais ou enterrada nas profundezas do oceano em sedimentos oceânicos. O enxofre também pode ser encontrado na atmosfera.
Ele entra na atmosfera através de fontes naturais e humanas. Os recursos naturais podem ser erupções vulcânicas, processos bacterianos, evaporação da água ou organismos em decomposição.
Quando o enxofre entra na atmosfera por meio da atividade humana, isso é principalmente uma consequência de processos industriais em que os gases dióxido de enxofre (SO2) e sulfeto de hidrogênio (H2S) são emitidos em larga escala.
Quando o dióxido de enxofre entra na atmosfera, ele reage com o oxigênio para produzir o gás trióxido de enxofre (SO3), ou com outros produtos químicos na atmosfera, para produzir sais de enxofre.
O dióxido de enxofre também pode reagir com a água para produzir ácido sulfúrico (H2SO4). O ácido sulfúrico também pode ser produzido a partir do demetilsulfeto, que é emitido para a atmosfera por espécies de plâncton.
Todas essas partículas irão se assentar de volta na terra ou reagir com a chuva e cair de volta na terra como deposição ácida. As partículas, então, serão novamente absorvidas pelas plantas e liberadas de volta para a atmosfera, para que o ciclo do enxofre recomece.
Fonte: courses.lumenlearning.com/bio.libretexts.org/www.lenntech.com/www.doi.org/tos.org
