유황 순환 : 단계와 중요성 - 생물학 - 2026

황 사이클 황 다양한 분자 특성을 이송하는 프로세스의 집합이다. 유황은 공기, 토양, 물 및 생물을 통해 이동합니다. 이 생지 화학적 순환은 유기 황을 황으로 광물 화하고 황으로 산화시키고 황으로 환원하는 것을 포함합니다.

유황은 미생물에 의해 흡수되어 다른 유기 화합물을 형성합니다. 유황은 우주에서 매우 풍부한 원소입니다. 비금속으로 간주되며 색상은 노란색이며 냄새가 없습니다. 유황은 석탄과 같은 화석 연료를 태워 대기 중으로 방출됩니다.

대기에서 유황은 이산화황 (SO2)의 형태로 유기 분자의 분해, 화산 활동 및 지열 통풍구, 화석 연료 연소의 세 가지 방식으로 유입 될 수 있습니다. 인간에 의해.

유황 원자는 단백질 구조의 중요한 부분입니다. 유황은 아미노산 시스테인에서 발견되며 이황화 다리라는 결합 유형의 형성에 관여합니다. 이러한 결합은 단백질의 3 차원 구조를 결정하는 데 필수적입니다.

단계

유황 순환은 대기, 수권, 암석권 및 생물권을 통해 여러 방향으로이 원소의 이동을 포함합니다. 암석권에서는 저장된 유황을 방출하는 암석의 침식 과정이 발생합니다.

유황은 다른 매체를 통해 운반 될 때 일련의 화학적 변형을 거칩니다. 여정 동안 황은 네 가지 기본 화학 단계를 거칩니다.

-유기 황을 황화수소, 황 원소 및 기타 황 기반 광물과 같은 무기 형태로 광물 화합니다.

-황화수소, 황 원소 및 황산염 관련 광물의 산화.

-황산염을 황으로 환원.

-황 화합물의 미생물 고정화 및 이후 유기 형태의 황에 통합.

유황 흐름

복잡성에도 불구하고 유황의 흐름은 세 가지 큰 그룹으로 요약 할 수 있습니다.

화합물을 형성하는 것으로 발견되는 유황

이 그룹에는 대기 황, 유기 황, 무기 황 (광물), 환원 황 및 황산염을 형성하는 황이 있습니다.

황산염은 식물과 미생물에 흡수되어 유기 분자에 통합됩니다. 그런 다음 동물은 먹는 음식을 통해 이러한 유기 형태를 섭취하여 먹이 사슬을 따라 황을 이동시킵니다.

토양에 들어가는 유황

유황은 다양한 방식으로 토양에 통합됩니다. 예를 들어 대기 퇴적, 동물성 비료 사용, 식물 잔류 물, 광물 비료 사용, 암석 침식 등이 있습니다.

땅에서 나오는 유황

유황은 다양한 방법으로 토양에서 제거됩니다. 예를 들어, 식물이 뿌리를 통해 황산염을 흡수 할 때, 작물을 수확 할 때, 일부 환원 된 화합물이 휘발 할 때.

토양에있는 유황의 다른 부분은 누출, 유출 및 침식을 통해 손실됩니다. 유기 분해에 의해 생성되는 화산과 일부 가스는 대기로 직접 전달되는 또 다른 유황 공급원입니다.

그러나 지구상의 대부분의 유황은 해양 퇴적물에 깊이 묻혀있는 암석, 미네랄 및 황산염에 저장됩니다.

중요성

화합물의 주성분

유황은 아미노산 시스테인과 메티오닌 및 기타 생화학 화합물의 기본 구성 요소이기 때문에 유기체에 중요한 영양소입니다.

식물은 환경에서 미네랄 화합물을 흡수하여 황에 대한 영양 적 요구를 충족시킵니다.

식물의 생산성과 관련

특정 상황, 특히 집약적 농업에서 생물학적으로 유용한 형태의 황의 이용 가능성은 식물 생산성을 제한하는 요인이 될 수 있습니다. 결과적으로 황산염 기반 비료의 적용이 필요합니다.

식물 성장과 활력을위한 황산염의 중요성과 인간 및 동물 사료에 대한 황의 영양 적 중요성에 대한 인식은 황산염 흡수, 수송 및 동화 과정에 대한 연구를 더욱 강조하게되었습니다. .

단백질 생성에 필요

공장에 들어간 후 황산염은 수송 및 저장되는 주요 형태의 황입니다. 유황은 단백질, 효소 및 비타민의 구성에 필요하며 엽록소 형성의 핵심 성분이기도합니다.

황이 부족한 작물은 일반적으로 성장 한계를 보입니다. 따라서 유황이 부족한 식물은 더 얇고 작아 보이고 어린 잎은 노랗게 변하고 씨앗의 수가 감소합니다.

상업적 용도

비료 생산 외에도 유황은 화약, 성냥, 살충제 및 살균제와 같은 다른 상업적 용도로 사용됩니다.

또한 황은 산화 또는 환원제 역할을하는 능력으로 인해 화석 연료 생산에 관여합니다.

환경 피해와 관련

유황 화합물은 식물을 손상시키는 이산화황 또는 생태계를 저하시키는 황화물과 관련된 산성 배수와 같은 심각한 환경 피해와 관련 될 수도 있습니다.

유황 순환에 대한 인간의 영향

인간의 활동은 전 세계 유황 순환의 균형을 바꾸는 데 중요한 역할을했습니다. 다량의 화석 연료, 특히 석탄을 태우면 다량의 황화수소 가스가 대기로 방출됩니다.

이 가스가 비에 의해 통과되면 산성비가 발생하는데, 이는 이산화황을 통해 땅으로 떨어지는 빗물이 빗물을 부식성 강수로 만들어 수생 생태계에 피해를주는 약한 황산으로 변모시킵니다.

산성비는 호수의 pH를 낮추어 환경을 손상시켜 그곳에 사는 많은 동물 군을 죽입니다. 또한 건물 및 조각상의 화학적 분해와 같은 부 자연스러운 인공 구조물에도 영향을 미칩니다.

워싱턴 DC의 링컨 기념관과 같은 많은 대리석 기념물은 수년 동안 산성비로 인해 심각한 피해를 입었습니다.

이 예는 인간 활동이 환경에 미치는 광범위한 영향과 미래에 남아있는 도전을 보여줍니다.

참고 문헌

1. Butcher, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). 글로벌 생물 지구 화학적 순환. 학술 보도.
2. Cunningham, W. & Cunningham, M. (2009). 환경 과학 : 글로벌 관심사 (11th ed.). McGraw-Hill.
3. Jackson, A. & Jackson, J. (1996). 환경 과학 : 자연 환경과 인간의 영향.
4. Loka Bharathi, PA (1987). 유황 순환. 글로벌 생태학, (1899), 3424–3431.
5. Meyer, B. (2013). 유황, 에너지 및 환경.
6. O'Neill, P. (1998). 환경 화학 (3 판). CRC Press.