Der Schwefelzyklus

Schwefel erscheint auf der Erdoberfläche als Folge der vulkanischen Aktivität in Form von Verbindungen, außerdem enthält Wasser in einigen Quellen auch Schwefelwasserstoff. Der Schwefelzyklus manifestiert sich durch biologische Prozesse, die durch Mikroorganismen beim Verfall von Tieren und Pflanzenschutt verursacht werden. Bei der Zersetzung von Proteinen, die Aminosäuren enthalten, einschließlich Schwefel (Cystein, Cystin, Methionin) und Zersetzung von pflanzlichen ätherischen Ölen, werden Schwefelwasserstoff und Mercaptan gebildet. Wasserstoffsulfid wird bei der Reduktion von Salzen von schwefligen, schwefelsauren und Schwefelsäuren unter Beteiligung von sulfatreduzierenden Bakterien freigesetzt und ist auch am Schwefelzyklus beteiligt.

Tatsächlich wird Schwefelwasserstoff nicht von Pflanzen assimiliert und dementsprechend Tiere. Schwefelwasserstoff oxidiert spezielle Schwefelbakterien, was zur Bildung von Sulfatsalzen führt, die sehr leicht von Pflanzen absorbiert werden. Die von Pflanzen synthetisierten schwefelhaltigen Verbindungen sind auch in den Schwefelzyklus in der Natur eingeschlossen. Ammonifizierende und sulfatreduzierende Bakterien freisetzen Schwefelwasserstoff aus ihnen. Der Schwefelzyklus tritt dagegen auf Grund von Schwefelbakterien, oxidierendem Schwefelwasserstoff auf.

Gruppen von Schwefelbakterien

Serobakterien sind in zwei Gruppen eingeteilt: farblos und lila gefärbt.

Farblose Formen repräsentieren:

1) alle Arten von Beggiatoa sind lange frei schwebende Fäden. Unter ihnen wird das größte aller Bakterien beobachtet;

2) einige Thiothrix-Arten sind lange unbewegliche Fäden, die an Unterwasserobjekten anhängen;

3) mehrere Arten von einzelligen Bakterien – Thiophysa.

Alle Bakterien sind Autotrophs. Die Zirkulation von Schwefel trägt zu seiner Akkumulation innerhalb der Zelle bei. Unter natürlichen Bedingungen finden sich Schwefelbakterien nur an den Stellen, wo Schwefelwasserstoff ständig gebildet wird und wo eine freie Sauerstoffversorgung besteht. Die Bewegung der Bakterien erfolgt in der Bakterienplatte. Der Schwefelzyklus in der Biosphäre drückt die Bakterien hinter den Sauerstoff und hinter dem Schwefelwasserstoff zurück. Die Bakterienschicht im Schwarzen Meer liegt in einer Tiefe von ca. 200 m.

Die Oxidation von Schwefelbakterien mit Sauerstoff erfolgt in zwei Stufen. Anfänglich werden sie zu Schwefel oxidiert, der im Protoplasma der Zellen abgeschieden wird und als Ersatz-Energie-Material verwendet wird.

Wenn nicht genügend Schwefelwasserstoff im Medium vorhanden ist, oxidiert der gespeicherte Schwefel allmählich zu Schwefelsäure. Es wird durch zelluläre Bicarbonate neutralisiert und nach außen in Form von Schwefelsäuresalz freigesetzt.

Der Schwefelzyklus kann nicht ohne die Teilnahme von lila Schwefel-Bakterien, angereichert mit Pigment Bakteriopurpurin, geben ihnen verschiedene Schattierungen von roten und photosynthetischen Pigment Bakteriochlorophyll.

Serobakterien in der Natur sind weit verbreitet. Sie leben in Schwefelquellen, stagnierenden Gewässern, Schlamm, Boden. Serobakterien sind Autotrophs, assimilieren Kohlendioxid unter Verwendung der Energie, die bei der Oxidation der reduzierten Schwefelverbindungen gebildet wird.

Zu farblosen Schwefelbakterien gehören Thiobakterien wie Thiobacillus thioparus, Thiobacillus thiooxidans und andere. Neben Schwefelwasserstoff und Schwefel oxidieren sie auch Thioverbindungen, sind Autotrophs, finden sich in Salz- und Süßwasserkörpern im Boden.

Der Schwefelzyklus wird von regenerativen Prozessen begleitet, die durch Schwefelbakterien verursacht werden, die manchmal in der Natur große Größen erreichen. Im Schwarzen Meer in einer Tiefe von mehr als 200 m enthält so viel Schwefelwasserstoff, dass das Leben dort ganz aufhört. Mit der Ansammlung von Schwefelwasserstoff im Boden, mit Wasser überflutet, kann das Leben von Pflanzen und Tieren auf ihm aufhören.

Sulfat-reduzierende Mikroben bilden den heilenden Schwefelschlamm vieler Seen um Pyatigorsk, Flussmündungen in der Nähe von Odessa und Evpatoria. Diese Bakterien, wenn Schwefelwasserstoff freigesetzt wird, verwandeln sich in eine schwarze Masse von kolloidalem Schwefeldioxidhydrat, die den Schluff des Reservoirs imprägniert. Korrosion von Eisen kommt auch durch ihre Störung, die Schäden an den Abwasser-und Bewässerungsrohre verursacht.

Serobakterien sind in der biologischen Abwasserbehandlung involviert und sind Indikatoren für die starke Boden- und Wasserverunreinigung in menschlichen Siedlungen.