Koloběh síry: Porovnání verzí

Aktuální verze z 23. 5. 2016, 09:11

Koloběh síry zahrnuje biologické i chemické děje, na kterých se podílejí mikroorganismy (MO), rostliny i živočichové. Dále se na koloběhu síry podílejí pochody v atmosféře a chemické a fyzikální děje v půdě a ve vodě.

Síra v životním prostředí[editovat | editovat zdroj]

Síra se v životním prostředí vyskytuje v několika podobách a to převážně jako čistá síra, ve formě síranů (síranový anion SO₄^2-) a sulfidů (S^2-). Největší zásobárnou síry je oceán, kde se (v různých sloučeninách) vyskytuje v horninách a do životního prostředí se dostává jejich rozkladem a vulkanickou činností. Síra je také součástí organismů (organicky vázaná síra), v nichž se podílí na stavbě bílkovin, enzymů a dalších organických látek. Dále se do životního prostředí dostává spalováním fosilních paliv.

Koloběh síry[editovat | editovat zdroj]

Jak již bylo řečeno, je koloběh síry biochemický proces, při kterém dochází k přeměnám síry, jejímu navázání do organických a anorganických sloučenin a jejich zpětnému uvolňování. V přírodě se síra postupně mění na SO₄^2-, který mohou využívat rostliny a MO jako zdroj síry nebo kyslíku pro svůj metabolismus a síru zabudovávají do své biomasy. Činnost MO probíhá v různých typech vodního prostředí (bažiny, rybníky atd.) a v omezené míře i v půdě. Konečným produktem bývá sulfan (sirovodík) H₂S, který se po úniku do atmosféry oxiduje na oxid siřičitý SO₂.

Fáze koloběhu

Atmosféra

V atmosféře (Atmosféra) je síra nejvíce zastoupena v podobě SO₃, který vzniká oxidací H₂S a průmyslovými exhalacemi (spalovací procesy).

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O

2SO₂ + O₂ = 2SO₃

SO₃ v atmosféře reaguje s vodou a zpět se na zemský povrch dostává ve srážkách v podobě kyseliny sírové H₂SO₄ .

Voda a půda

Voda a půda obsahuje (disociovaný) síranový aniont SO₄^2-, který je v této podobě přístupný rostlinám a mikroorganismům (MO).

Rostliny a MO redukují SO₄^2- na R – SH skupinu (organická síra).

Při vylučování a po rozkladu těl se organicky vázaná síra uvolňuje zpět do prostředí, kde podléhá mineralizaci a vzniká H₂S podle následující rovnice:

S_org + 2H⁺ + 2e^- = H₂S

Ve vodách mrtvé části těl sedimentují a za anaerobních podmínek [[Anaerobní podmínky)] probíhá mikrobiální rozklad fermentace.

Některé MO za anaerobních podmínek využívají k dýchání SO₄^2- a tím ho redukují na plynný H₂S.

Vzniklý H₂S

1. uniká do atmosféry jako plynná sloučenina .

2. je navázán do anorganické sloučeniny pyrit.

3. se oxiduje na S a dále na SO₄^2- v procesu fotosyntézy chemolitotrofními bakteriemi.

2H₂S + O₂ = 2S + 2H₂O + energie

Síra v atmosféře - antropogenní zdroj[editovat | editovat zdroj]

Přirozený obsah síry v tělech fosilních rostlin a živočichů je jednou z hlavních příčin nepřirozeného obohacování atmosféry oxidem siřičitým. Fosilní paliva, jako je uhlí a ropa, [...] obsahují vždy určité množství síry. Spalováním těchto paliv [...] se [síra] v podobě oxidu siřičitého [zapojuje do koloběhu síry v životním prostředí]. Odhaduje se, že množství síry ze spalování fosilních paliv je dnes dokonce vyšší než přirozený únik oxidu siřičitého z činných sopek a horkých minerálních pramenů. ^[1]

Síra se z atmosféry na zemský povrch dostává mokrým spadem - Atmosferická depozice. Oxidy síry reagují s vodou a vytvoří kyselinu sírovou, která v přírodě způsobuje kyselé deště.

Sirné bakterie[editovat | editovat zdroj]

"Za mineralizaci [síry] zodpovídají bakterie rodů Escherichia a Proteus a houby rodů Aspergillus a Neurospora. Uvolňující se sulfan je oxidován na elementární síru bezbarvou sirnou bakterií Beggiatoa. Další bakterie např. Thiobacillus oxiduje síru na sírany. Na koloběhu síry se podílí i některé fototrofní (zelené a purpurové) bakterie, které při fotosyntéze [...] využívají sulfan."^[2]

Zdroje[editovat | editovat zdroj]

↑ Studijní materiály oboru "Technologie a hospodaření s vodou", Ekologie a nauka o životním prostředí, Hornicko-geologická fakulta Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava [cit. 2009-09-05]. Available from www: http://www.hgf.vsb.cz/miranda2/export/sites-root/hgf/instituty-a-pracoviste/cs/okruhy/546/studijni-materialy/ekolog.doc
↑ ŘÍHOVÁ AMBROŽOVÁ, J. Koloběh síry. From Encyklopedie hydrobiologie : výkladový slovník [online]. Praha: VŠCHT Praha, 2007 [cit. 2009-09-03]. Available from www: <http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_es-006/ebook.html?p=K013>

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Související stránky[editovat | editovat zdroj]

Životní prostředí a zdraví

Koloběhy

Energetika

Povrch Země

Znečištění a ochrana ovzduší

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

Literatura[editovat | editovat zdroj]

Lelák J, Kubíček F, Hydrobiologie, 1991, Karlova Univerzita, Praha

Koloběhy - biogeochemické cykly
Koloběh uhlíku - Koloběh vodíku - Koloběh dusíku
Koloběh kyslíku - Koloběh fosforu - Koloběh síry - Koloběh vody - Antropogenní cykly škodlivých látek

[1] Studijní materiály oboru "Technologie a hospodaření s vodou", Ekologie a nauka o životním prostředí, Hornicko-geologická fakulta Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava [cit. 2009-09-05]. Available from www: http://www.hgf.vsb.cz/miranda2/export/sites-root/hgf/instituty-a-pracoviste/cs/okruhy/546/studijni-materialy/ekolog.doc

[2] ŘÍHOVÁ AMBROŽOVÁ, J. Koloběh síry. From Encyklopedie hydrobiologie : výkladový slovník [online]. Praha: VŠCHT Praha, 2007 [cit. 2009-09-03]. Available from www: <http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_es-006/ebook.html?p=K013>

[1]

[2]

@@ Řádek 1: / Řádek 1: @@
-Antropogenní příspěvek k biogeochemickému cyklu [http://cs.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADra síry] je vyšší než je příspěvek přirozený. V kapitole o znečištění ovzduší jsme se zmínili o různých negativních vlivech emisí oxidu siřičitého do ovzduší. Pro úplnost zmiňme také pozitivní význam těchto emisí. Ve vyspělých zemích zemědělci nemusí přihnojovat sírou tak, jak tomu bylo v minulosti, kdy nebyly tak masivní emise oxidu siřičitého. V současné době se dokonce zemědělci ozývají a upozorňují na to, že snížení emisí síry může mít za následek potřebu hnojit sirnými sloučeninami.
+'''[http://cs.wikipedia.org/wiki/Kolob%C4%9Bh_s%C3%ADry Koloběh síry]''' zahrnuje biologické i chemické děje, na kterých se podílejí mikroorganismy (MO), rostliny i živočichové. Dále se na koloběhu síry podílejí pochody v atmosféře a chemické a fyzikální děje v půdě a ve vodě.
-'''[http://cs.wikipedia.org/wiki/Kolob%C4%9Bh_s%C3%ADry Koloběh síry]''' zahrnuje biologické i chemické děje. Podílejí se na něm organismy (mikroorganismy, rostilny i živočichové). Některé mikroorganismy rozkládají či naopak syntetizují různé sirné sloučeniny. Dále se na koloběhu podílejí pochody v atmosféře a chemické a fyzikální děje v půdě a vodě.
 == Síra v životním prostředí ==
-V životním prostředí se síra vyskytuje v dostatečném množství jako síranový anion SO4. Největší zásobárnou je oceán, kde se vyskytuje v usazených horninách a do prostředí se dostává jejich rozkladem a vulkanickou činností. Síra je součástí organismů, kde se podílí hlavně na stavbě proteinů. Spalováním [http://cs.wikipedia.org/wiki/Fosiln%C3%AD_palivo fosilních paliv] se uvolňuje do atmosféry, odkud je vymývána srážkami tzv. mokrým spadem. Tyto sloučeniny se poté na zemi zapojují do mikrobiálního procesu.
+[http://cs.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADra Síra] se v životním prostředí vyskytuje v několika podobách a to převážně jako čistá síra, ve formě síranů (síranový anion SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>) a sulfidů (S<sup>2-</sup>). Největší zásobárnou síry je oceán, kde se (v různých sloučeninách) vyskytuje v horninách a do životního prostředí se dostává jejich rozkladem a vulkanickou činností. Síra je také součástí organismů (organicky vázaná síra), v nichž se podílí na stavbě bílkovin, enzymů a dalších organických látek. Dále se do životního prostředí dostává spalováním [http://cs.wikipedia.org/wiki/Fosiln%C3%AD_palivo fosilních paliv].
 == Koloběh síry ==
-Anaerobní organismy využívají sírany jako zdroj kyslíku pro svůj metabolismus a síru zabudovávají do [http://cs.wikipedia.org/wiki/Biomasa biomasy], kde se stává součástí bílkovin. Mikrobiální činnost probíhá zpravidla ve vodním prostředí, mokřadech, bažinách a v omezené míře i v půdě. Konečným produktem bývá [http://cs.wikipedia.org/wiki/Sulfan sulfan] (sirovodík) H2S, který se v atmosféře oxiduje převážně až na oxid siřičitý - SO2.
+Jak již bylo řečeno, je koloběh síry biochemický proces, při kterém dochází k přeměnám síry, jejímu navázání do organických a anorganických sloučenin a jejich zpětnému uvolňování. V přírodě se síra  postupně mění na SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>, který mohou využívat rostliny a MO jako zdroj síry nebo kyslíku pro svůj metabolismus a síru zabudovávají do své  [http://cs.wikipedia.org/wiki/Biomasa biomasy]. Činnost MO probíhá v různých typech vodního prostředí (bažiny, rybníky atd.) a v omezené míře i v půdě. Konečným produktem bývá [http://cs.wikipedia.org/wiki/Sulfan sulfan] (sirovodík) H<sub>2</sub>S, který se po úniku do atmosféry oxiduje na oxid siřičitý SO<sub>2</sub>.
 '''Fáze koloběhu'''
 '''Atmosféra'''
-V atmosféře ([[Atmosféra]]) je síra nejvíce zastoupena v podobě SO3.
+V atmosféře ([[Atmosféra]]) je síra nejvíce zastoupena v podobě SO<sub>3</sub>, který vzniká oxidací H<sub>2</sub>S a průmyslovými exhalacemi (spalovací procesy).
-SO3 vzniká oxidací H2S, který se do atmosféry dostal únikem z moří, oceánů, terestrických vod a půdy.
+H<sub>2</sub>S + 3O<sub>2</sub> = 2SO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O
+SO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> = 2SO<sub>3</sub>
-Další původ SO3 jsou průmyslové exhalace.
+SO<sub>3</sub> v atmosféře reaguje s vodou a zpět se na zemský povrch dostává ve srážkách v podobě kyseliny  sírové H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> .
-Ve vzduchu probíhají chemické reakce přeměny H2S + O2 na SO2 + O2 dále na SO3.
-SO3 se do vody a půdy dostává mokrým spadem. SO3 + H2O dá vzniknout kyselině sírové H2SO4, která s deštěm padá k povrchu.
 '''Voda a půda'''
-Ve vodě a půdě dochází k rozkladu ([http://cs.wikipedia.org/wiki/Disociace disociaci]) kyseliny sírové na vodíkový ion a ''síranová aniont SO4'', který je přístupný rostlinám a mikroorganismům.
+Voda a půda obsahuje ([http://cs.wikipedia.org/wiki/Disociace disociovaný]) ''síranový aniont SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>'', který je v této podobě přístupný rostlinám a mikroorganismům (MO).
-.A  [http://cs.wikipedia.org/wiki/Redukce_(chemie) Redukce] SO4 na R – SH skupinu. Bakterie a rostliny využívají SO4 jako zdroj síry pro tvorbu enzymů a bílkovin.
+Rostliny a MO [http://cs.wikipedia.org/wiki/Redukce_(chemie) redukují] SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> na R – SH skupinu (organická síra).
-.B  Organické sloučeniny síry se zpět do prostředí dostávají vylučováním, rozkladem těl. Organická síra podléhá [http://cs.wikipedia.org/wiki/Mineralizace mineralizaci]. Vzniká H2S.
+Při vylučování a po rozkladu těl se organicky vázaná síra uvolňuje zpět do prostředí, kde podléhá [http://cs.wikipedia.org/wiki/Mineralizace mineralizaci] a vzniká H<sub>2</sub>S podle následující rovnice:
+S<sub>org</sub> + 2H<sup>+</sup> + 2e<sup>-</sup> = H<sub>2</sub>S
-Ve vodách mrtvé části těl sedimentují a za anaerobních podmínek probíhá mikrobiální rozklad - [http://cs.wikipedia.org/wiki/Kva%C5%A1en%C3%AD fermentace].
+Ve vodách mrtvé části těl sedimentují a za anaerobních podmínek [[Anaerobní podmínky)] probíhá mikrobiální rozklad [http://cs.wikipedia.org/wiki/Kva%C5%A1en%C3%AD fermentace].
-.   Redukce SO4 na H2S – za anaerobních podmínek (nepřístupu vzduchu) spotřebovávají bakterie SO4 k [http://cs.wikipedia.org/wiki/Bun%C4%9B%C4%8Dn%C3%A9_d%C3%BDch%C3%A1n%C3%AD dýchání] a výsledkem je vznik H2S.
+Některé MO za anaerobních podmínek využívají k [http://cs.wikipedia.org/wiki/Bun%C4%9B%C4%8Dn%C3%A9_d%C3%BDch%C3%A1n%C3%AD dýchání] SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> a tím ho redukují na plynný H<sub>2</sub>S.
-''Vzniklý H2S''
+''Vzniklý H<sub>2</sub>S''
-.  Uniká do atmosféry. Ve vodě uniká ze sedimentů a v kontaktní vrstvě nade dnem se může vysrážet za přítomnosti dvojmocného železa síran železnatý (Lelák, Kubíček, 1991).
+.  uniká do atmosféry jako plynná sloučenina .
-.  Navázání H2S do anorganické sloučeniny [http://cs.wikipedia.org/wiki/Pyrit pyrit].
+.  je navázán do anorganické sloučeniny [http://cs.wikipedia.org/wiki/Pyrit pyrit].
-.  Oxidace H2S na S a dále na SO4 – [http://cs.wikipedia.org/wiki/Fotosynthesa fotosyntéza] chemolitotrofními bakteriemi.
+.  se oxiduje na S a dále na SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> v procesu [http://cs.wikipedia.org/wiki/Fotosynthesa fotosyntézy] chemolitotrofními bakteriemi.
+H<sub>2</sub>S + O<sub>2</sub> = 2S + 2H<sub>2</sub>O + energie
+[[File:Sulfur cycle - English.jpg|thumb|450px|Koloběh sýry (všeobecně)]]
-[[Soubor:kolobeh_siry_schema_01.jpg]] Zdroj [http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_es-002_v1/motor/index.obrazky.html Vydavatelstvi VŠCHT]
+== Síra v atmosféře - antropogenní zdroj==
+Přirozený obsah síry v tělech fosilních rostlin a živočichů je jednou z hlavních příčin nepřirozeného obohacování atmosféry oxidem siřičitým. Fosilní paliva, jako je uhlí a ropa, [...] obsahují vždy určité množství síry. Spalováním těchto paliv [...] se [síra] v podobě oxidu siřičitého [zapojuje do koloběhu síry v životním prostředí]. Odhaduje se, že množství síry ze spalování fosilních paliv je dnes dokonce vyšší než přirozený únik oxidu siřičitého z činných sopek a horkých minerálních pramenů. <ref>Studijní materiály oboru "Technologie a hospodaření s vodou", Ekologie a nauka o životním prostředí, Hornicko-geologická fakulta
+Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava [cit. 2009-09-05]. Available from www: http://www.hgf.vsb.cz/miranda2/export/sites-root/hgf/instituty-a-pracoviste/cs/okruhy/546/studijni-materialy/ekolog.doc</ref>
-== Síra v atmosféře ==
+Síra se z atmosféry na zemský povrch dostává mokrým spadem - [[Atmosferická depozice]]. Oxidy síry reagují s vodou a vytvoří kyselinu sírovou, která v přírodě způsobuje [http://cs.wikipedia.org/wiki/Kysel%C3%BD_d%C3%A9%C5%A1%C5%A5 kyselé deště].
-Přirozený obsah síry v tělech rostlin a živočichů - kteří zahynuli před milióny let - je vlastně jednou z hlavních příčin nepřirozeného obohacování atmosféry oxidem siřičitým. Fosilní paliva, jako je uhlí a ropa, která nejsou ničím jiným než "mrtvou biomasou", obsahují vždy určité množství síry. Spalováním těchto paliv, zejména v posledních dvou stoletích, se v podobě oxidu siřičitého dostává do planetárního koloběhu.
-Síra se z atmosféry dostává mokrým spadem. Oxidy síry reagují s vodou a vytvoří kyselinu sírovou, která v přírodě způsobuje [http://cs.wikipedia.org/wiki/Kysel%C3%BD_d%C3%A9%C5%A1%C5%A5 kyselé deště].
 == Sirné bakterie ==
-"Za mineralizaci zodpovídají bakterie rodů Escherichia a Proteus a houby rodů Aspergillus a Neurospora. Uvolňující se sulfan je oxidován na elementární síru bezbarvou sirnou bakterií Beggiatoa. Další bakterie např. Thiobacillus oxiduje síru na sírany. Na koloběhu síry se podílí i některé fototrofní (zelené a purpurové) bakterie, které při fotosyntéze namísto vodíku jako donoru elektronů využívají sulfan. Uvedený biologický koloběh síry tvoří uzavřený a ucelený cyklus." [1]
+"Za mineralizaci [síry] zodpovídají bakterie rodů Escherichia a Proteus a houby rodů Aspergillus a Neurospora. Uvolňující se sulfan je oxidován na elementární síru bezbarvou sirnou bakterií Beggiatoa. Další bakterie např. Thiobacillus oxiduje síru na sírany. Na koloběhu síry se podílí i některé fototrofní (zelené a purpurové) bakterie, které při fotosyntéze [...] využívají sulfan."<ref> ŘÍHOVÁ AMBROŽOVÁ, J. Koloběh síry. From Encyklopedie hydrobiologie : výkladový slovník [online]. Praha: VŠCHT Praha, 2007 [cit. 2009-09-03]. Available from www: <http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_es-006/ebook.html?p=K013> </ref>
 == Zdroje ==
-Lelák J, Kubíček F, Hydrobiologie, 1991, Karlova Univerzita, Praha
+<references/>
-== Odkazy ==
-[1] Vysoká škola chemicko-technologická v Praze: Vydavatelství: Knihy: Jana Říhová Ambrožová: Encyklopedie Hydrobiologie: Koloběh síry[citace 2008-11-26]na WWW
-http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_es-006/ebook.html?p=K013
-[2] Ministerstvo životního prostředí:Základní principy a termíny ekologie 2.4.2.5 Cyklus síry[citace 2008-11-26]na WWW http://www.env.cz/eovv/eovv/dir97/dir97c02.htm
-[3] Wikipedie: Koloběh síry [citace 2008-11-27]na WWW http://cs.wikipedia.org/wiki/Kolob%C4%9Bh_s%C3%ADry
+== Odkazy ==
 === Související stránky ===
@@ Řádek 73: / Řádek 71: @@
 [[Povrch Země]]
+[[Znečištění a ochrana ovzduší]]
 === Externí odkazy ===
@@ Řádek 82: / Řádek 82: @@
 *[[wikipedia:cs:Síra|Síra na české Wikipedii]]
 *[[wikipedia:en:Sulfur|Síra na anglické Wikipedii]]
+=== Literatura ===
+Lelák J, Kubíček F, Hydrobiologie, 1991, Karlova Univerzita, Praha
 {{koloběhy}}
 [[Kategorie:Ovzduší]]
 [[Kategorie:Země]]
-=== Literatura ===
-[[Kategorie:Skupina F]]