Cycle du soufre

Définition

Le cycle du soufre est l'ensemble des processus par lesquels le soufre se déplace vers les minéraux et les systèmes vivants. Ces cycles biogéochimiques affectent de nombreux minéraux. Pour la vie, le soufre est un élément essentiel à la vie, en tant que composant de nombreuses protéines.

Schéma du cycle du soufre :

Dans le cycle du soufre, les flux sont exprimés en Tg/an­ (Terra-grammes/année), soit en million de tonnes. Les produits sulfurés sont acides.

Explications

Le cycle du soufre est le système de transformations chimiques du soufre et des composés soufrés dans la lithosphère, l'hydrosphère, l'atmosphère et la biosphère de la Terre, ainsi que l'échange de ces substances entre ces sphères de la Terre. Les réactions globales, géochimiques et en grande partie biotiques de l'élément chimique soufre et de ses composés chimiques principalement présents sont brièvement décrites. Ce cycle biologique, un recyclage, est directement en relation avec celui de l'azote.

✅ Le cycle du soufre correspond à une succession de phénomènes biogéochimiques alternant la réduction de sulfates par les végétaux ou les micro-organismes et l'oxydation de composés soufrés réduits par diverses voies biologiques (bactéries photolitotrophes) ou physico-chimiques. Le cycle du soufre regroupe les divers états d'oxydation et de réduction du soufre dans la nature, résultant principalement de l'action de micro-organismes.

✅ À bien des égards, le cycle du soufre ressemble au cycle de l'azote, à l'exception de l'insertion significative de cet élément de la lithosphère par l'activité volcanique et de l'absence du processus biologique de fixation du soufre (acide) de l'atmosphère à la terre ou à l'eau.

✅ Voir aussi les pluies acides et le recyclage écologique, le recyclage des nutriments.

Le soufre fait partie des amines et d'autres molécules clés telles que la coenzyme A, où il se trouve sous forme réduite (principalement sous forme de groupe sulfhydryle) et de NADPH. Les plantes et autres producteurs primaires l'obtiennent sous sa forme liquide, principalement sous forme d'ion sulfate (SO₄^2-) qui, après avoir été réduite, est incorporée dans ses protéines sous forme solide. Les organismes qui ingèrent ces plantes l'intègrent à leur tour à leurs protéines et passent ainsi aux organismes du niveau trophique supérieur. Au moment de la mort, le soufre réduit des protéines entre dans le cycle du soufre et est oxydé par les bactéries, ce qui permet aux plantes de s'assimiler (sol à sulfates acide) et aux animaux de digérer.

Les échanges de soufre, principalement sous forme de dioxyde de soufre SO₂, ont lieu entre des communautés aquatiques, terrestres et marines, d'une manière ou d'une autre, dans l'atmosphère, dans les roches et dans les sédiments ou les trottoirs océaniques. Le soufre est stocké. Le SO₂ atmosphérique se dissout dans les eaux de pluie ou se dépose sous forme de vapeur sèche. Le recyclage local du soufre, principalement sous forme d'ions sulfate et sulfure, est effectué dans les deux cas. Une partie du sulfure d'hydrogène (H₂SOC), produite lors du recyclage local du sulfure, est oxydée et le SOL69 est formé.

Cycle sulfure

Les protéines dépendent principalement du soufre. Le soufre se trouve dans le sol sous forme de combinaisons de sulfates, sulfures et sels de minerai. Près des volcans, le soufre se retrouve sous sa forme originale, ce qui explique la présence de nombreuses unités d'exploration dans ces régions. Le cycle du soufre comprend 6 étapes fondamentales :

1. Les plantes absorbent des composés soufrés en plus des sulfates;
2. Dans la production d'acides aminés végétaux, l'hydrogène remplace l'oxygène dans la composition des sulfates;
3. Les êtres vivants se nourrissent de plantes;
4. Les micro-organismes décomposent les acides aminés soufrés présents dans les restes d'animaux et de plantes, créant ainsi du sulfure d'hydrogène;
5. Le soufre est extrait du sulfure par des bactéries et des micro - organismes;
6. Les sulfates sont produits par l'action de microorganismes dans la combinaison de soufre et d'oxygène.

Description

Le soufre est un constituant important de certains acides aminés, tels que la cystéine, et ne peut donc manquer pour une production de protéines parfaite. Chez de nombreux êtres vivants, les molécules contenant des atomes de cet élément jouent le rôle de cofacteur ("stimulateur") pour les réactions chimiques induites par les enzymes.

Il comporte un cycle avec deux réservoirs : un plus grand dans les sédiments de la croûte terrestre et un plus petit dans l'atmosphère.

Dans les sédiments, le soufre reste stocké sous forme de sulfates. Avec l'érosion, il se dissout dans l'eau du sol et prend la forme ionique de sulfate (SO₄^2-); donc facilement absorbé par les racines des légumes.

Dans l'atmosphère, le soufre existe combiné à de l'oxygène, qui en forme environ 75 %, SO₂ (dioxyde de soufre). Une autre partie est sous la forme d'hydrogène sulfuré (SO₃). Le gaz sulfure d'hydrogène (H₂S) - caractéristique de son odeur "d'oeuf pourri" - a une courte durée de vie dans l'atmosphère (seulement quelques heures) et se transforme rapidement en SO₂.

Ces oxydes de soufre (SO₂ et SO₃) s'intègrent au sol lors des précipitations et sont ensuite transformés en ions sulfate (SO₄^2-). Ils peuvent également être capturés directement par les feuilles des plantes grâce à un processus appelé adsorption à utiliser dans la fabrication des acides aminés.

Le seul retour naturel de soufre dans l'atmosphère se fait par l'action de décomposeurs produisant de l'hydrogène sulfuré. Les sulfobactéries effectuent le processus inverse en obtenant de l'énergie pour la chimiosynthèse.

La contribution des activités volcaniques à l'accumulation de soufre dans l'atmosphère est insignifiante. L'introduction artificielle et humaine à travers l'activité industrielle a été plus grande. La combustion de combustibles fossiles dont la composition en soufre (3 % dans le charbon et 0,05 % dans le pétrole) produit du SO₂ et du SO₃ augmente sa concentration dans l'atmosphère des grandes villes. Cette source est responsable de 80 % de la pollution au soufre. Les deux sont, dans ces conditions, fortement irritants pour les yeux et les poumons; En plus de contribuer à la formation de smog - un mélange hautement toxique de fumée et de brouillard - qui survient lors d'inversions thermiques.

Action humaine

La principale perturbation humaine dans le cycle global du soufre est le rejet de SOX (SO₂ plus une petite quantité de SO₃) dans l'atmosphère à la suite de la combustion de charbon et de pétrole contenant du soufre. Les gaz SO_X altèrent la respiration chez l'homme à des concentrations élevées et polluent modérément les plantes.

Lieux d'occurrence

L'élément chimique soufre existe dans les couches supérieures de la terre et chez les êtres vivants. La croûte terrestre (roches solides et meubles, appelée lithosphère) contient en moyenne environ 0,5 g par kg, l'eau (hydrosphère) en moyenne environ 0,93 g par kg, les organismes vivants (biosphère) environ 0,5 à 2 g par kg., Le soufre atteint la surface de la terre avec des gaz volcaniques provenant d'en bas.

Le soufre existe dans la lithosphère, l'hydroxyde et la biosphère principalement sous forme de sulfate (SO₄^2-), d'hydrogène sulfuré (H 2 S) et de soufre élémentaire (S). Ces substances inorganiques sont largement stables et ne subissent que très peu de réactions chimiques abiotiques.

Dans la biomasse, le soufre est présent dans les composés organiques sous la forme du groupe sulfhydryle -SH et dans les composés hétérocycliques. Les êtres vivants convertissent le soufre et les composés soufrés dans leur énergie et dans le métabolisme des matériaux de construction dans une large mesure par voie chimique et enzymatique. En conséquence, le soufre est soumis à un changement biotique constant dans le cycle dit du soufre, qui revêt une grande importance sur le plan géochimique à l'échelle mondiale.

En rapport avec "cycle du soufre"

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  Un biocycle engendre et réunit l'ensemble des processus, des transformations, des déplacements subis au cours des temps géologiques par un élément chimique...

• cycle biogéochimique

  

  Le cycle biogéochimique est le recyclage, par les micro-organismes, des éléments chimiques comme l'azote, le phosphore, le carbone, l'oxygène, l'hydrogène...

• cycle biologique

  

  Le cycle biologique est l'ensemble des stades par lesquels passe un être vivant, depuis l'union des cellules sexuelles (gamètes) jusqu'à sa mort.

• cycle cellulaire

  

  Le cycle cellulaire est l'ensemble des phases d'une cellule entre deux divisions cellulaires.