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词条 硫循环
释义

§  科技名词定义

中文名称:硫循环英文名称:sulfur circulation;sulfur cycle定义1:硫及其化合物在全球海洋生物地球化学过程中的循环。应用学科: 海洋科技(一级学科);海洋科学(二级学科);海洋化学(三级学科)定义2:硫在大气、土壤和生物体中迁移和转化的往返过程。应用学科:生态学(一级学科);生态系统生态学(二级学科)定义3:硫在大气、陆地生命体和土壤等几个分室中的迁移和转化过程。应用学科:土壤学(一级学科);土壤生物与土壤生物化学(二级学科)

§ 硫循环

在人类开采和利用含硫的矿物燃料和金属矿石的过程中,硫被氧化成为二氧化硫(SO2)和还原成为硫化氢(H2S)进入大气。硫还随着酸性矿水的排放而进入水体或土壤。自然界中硫的分布、硫的流动和交换见表1和表2。

自然界的硫循环  陆上火山爆发,使地壳和岩浆中的硫以H2S、硫酸盐和SO2的形式排入大气。海底火山爆发排出的硫,一部分溶于海水,一部分以气态硫化物逸入大气。陆地和海洋中的一些有机物质由于微生物分解作用,向大气释放H2S,其排放量随季节而异,温热季节高于寒冷季节。海洋波浪飞溅使硫以硫酸盐气溶胶形式进入大气。

陆地植物可从大气中吸收SO2。陆地和海洋植物从土壤和水中吸收硫。吸收的硫构成植物本身的机体。植物残体经微生物分解,硫成为H2S逸入大气。

大气中的SO2和H2S经氧化作用形成硫酸根(SO厈),随降水降落到陆地和海洋。SO2和SO厈还可由于自然沉降或碰撞而被土壤和植物或海水所吸收。由陆地排入大气的SO2和SO厈可迁移到海洋上空,沉降入海洋。同样,海浪飞溅出来的SO厈也可迁移沉降到陆地上。陆地岩石风化释放出的硫可经河流输送入海洋。水体中硫酸盐的还原是由各种硫酸盐还原菌进行反硫化过程完成的。在缺氧条件下,硫酸盐作为受氢体而转化为H2S。

人类活动的干预  人类燃烧含硫矿物燃料和柴草,冶炼含硫矿石,释放大量的SO2。石油炼制释放的H2S在大气中很快氧化为SO2。这些活动使城市和工矿区的局部地区大气中 SO2浓度大为升高,对人和动植物有伤害作用(见二氧化硫污染对健康的影响)。SO2在大气中氧化成为SO厈,是形成酸雨和降低能见度的主要原因。

§ 存在范围

自然界中硫的最大储存库在岩石圈,在沉积岩、变质岩和火成岩三类岩石中总含量达294800×1020克。硫在水圈中的储存量也较大,在海水中含13480×1020克,在极地冰帽、冰山和陆地冰川中含278×1020克,但在地下水、地面水、土壤圈、大气圈中含量均较小。通过有机物分解释放H2S气体或可溶硫酸盐、火山喷发(H2S、SO42-、SO2)等过程使硫变成可移动的简单化合物进入大气、水或土壤中。

土壤中微生物可将含硫有机物质分解为硫化氢,硫黄细菌和硫化细菌可将硫化氢进一步转变为元素硫或硫酸盐,许多兼性或嫌气性微生物又可将硫酸盐转化为硫化氢。因此,在土壤和水体底质中,硫因氧化还原电位不同而呈现不同的化学价态。土壤和空气中硫酸盐、硫化氢和二氧化硫可被植物吸收,每年全球植物吸收硫总量约为15×1018克,然后沿着食物链在生态系统中转移。陆地上可溶价态的硫酸盐通过雨水淋洗,每年由河流携入海洋地硫总量达132×1032克。海水和海洋沉积物中积蓄着最大量对生物有效态硫,总量达16480×1020克。由于有机物燃烧、火山喷发和微生物氨化及反硫化作用等,也有少量硫以H2S、SO2和硫酸盐气溶胶状态存在于大气中。近来由于工业发展,化石燃料的燃烧增加,每年燃烧排入大气的SO2量高达147×106吨,影响了生物圈中硫的循环。

参考书目

J.Q.Nriagu,Sulfur in the Environment,JohnWilley &Sons,New York,1978.

§ 基本过程

陆地和海洋中的硫通过生物分解、火山爆发等进入大气;大气中的硫通过降水和沉降、表面吸收等作用,回到陆地和海洋;地表径流又带着硫进入河流,输往海洋,并沉积于海底。在人类开采和利用含硫的矿物燃料和金属矿石的过程中,硫被氧化成为二氧化硫(SO2)和还原成为硫化氢(H2S)进入大气。硫还随着酸性矿水的排放而进入水体或土壤。

§ 配图

硫循环

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更新时间:2025/3/8 2:37:22