Sulfurciklo

mineraloj

Sulfuro troviĝas en minerloj kiel pirito, \(\ce{FeS2}\), aŭ gipso – akvohava kalcia sulfato – \(\ce{Ca[SO4]·2H2O}\).

Per vulkana aktiveco kaj erozio la mineraloj dissolviĝas, precipe kiel sulfatjonoj en la oceano¹.

sulfatoj

Sulfatoj estas saloj de la sulfata acido. La saloj enhavas la jonon \(\ce{[SO4]^2−}\) aŭ la jonon \(\ce{[HSO4]^−}\).

Metalsulfatoj troviĝas en mineraloj kiel gipso. Sulfatoj krome troviĝas en organikaj restaĵoj, solvitaj en akvo kaj kiel aerosolo en la atmosfero.

organikaj sulfur-molekuloj:

aminacidoj: metionino, cisteino
sulfokvinovozo (“glukozo kun sulfur-ligo”, en: https://en.wikipedia.org/wiki/Sulfoquinovose)

organismoj

Sulfuro havas kvar precipajn oksidstatojn. La energia potencialo inter tiuj estas uzata de organismoj en ambaŭ direktoj aŭ por gajni energion per oksidigo kaj asimilado de elementoj (ekz-e karbono el karbondioksido), aŭ por oksidigi hidrogenon k.a. ² ³.

asimilado de sulfato

Mikroorganismoj kaj plantoj asimilas sulfaton por formi organikajn molekulojn kun SH-grupoj (sulfhidril-grupoj). Aminacidoj kun tiaj grupoj estas metionino kaj cisteino. Krome sulfurhavajn heterociklojn kiel biotinon (vitamino B₇). Ĉe tiu procezo sulfato ligita ĉe adenozintrifosfosulfato devas aktiviĝi al 3′-fosfoadenozin-5′-fosfosulfato (PAPS).

putrado (malkombiniĝo)

Kiam vivaĵoj mortas, la sulfuro organikaj kombinaĵoj estas detruitaj de enzimoj kaj mikroorganismoj (Escherichia, Proteus k.a.). Dum tio liberiĝas i.a. \(\ce{H2S}\), venena por plej multaj vivaĵoj.

oksidigo de sulfido

Per oksidigo de \(\ce{H2S}\) kun oksigeno al elementa sulfuro kelkaj mikroorganismoj (Beggiatoa, Thiovulum) gajnas energion necesan por asimilado de karbondioksido.
Per senoksigena fotosintezo kelkaj bakterioj uzas \(\ce{H2S}\) kiel reduktilon por asimilado de karbondioksido. Ĉe tio estiĝas elementa sulfuro (Chromatium, Chlorobium) aŭ sulfato (purpurbakterioj)

oksidigo de sulfuro:

Iuj bakterioj (Thiobacillus, Acidithiobacillus) kaj arĥeoj (Acidianus) oksidigas elementan sulfuron kun oksigeno al sulfato. Ankaŭ kelkaj el la supre nomitaj sulfidoksidigaj organismoj kapablas pri tio. La liberiĝanta energio estas uzebla de la mikroorganismoj (ĥemotrofio).

redukto (spirado) de sulfato

Certaj neoksigenuzaj bakterioj (Desulfovibrio, Desulfobacter) oksidigas hidrogenon aŭ organikajn substancojn per sulfato. Estiĝas tiel ekz-e \(\ce{H2S}\). Ĉe tio la sulfato ligiĝas al adenozinmonofosfato al adenozinfosfosulfato (APS).

redukto de sulfuro

Iuj bakterioj (Desulfuromonas) kaj arĥeoj (Pyrococcus) povas oksidigi hidrogenon aŭ organikajn substancojn kun elementa sulfuro (t.e. sen oksigeno) al \(\ce{H2S}\) uzante la liberiĝantan energion (ĥemotrofio).

industrio

ellaso de SO2

atmosfera sulfuro

En la atmosfero sulfuro aperas en pluraj kombinaĵoj:

Kiel sulfura dioksido (\(\ce{SO2}\)) ĝi devenas el vulkanoj, fumo de la industrio kaj DMS (vd. sub 3). Ĝi kaŭzas la acidan pluvon per oksidiĝo al sulfura trioksido (\(\ce{SO3}\)) kaj reago kun akvo al \(\ce{H2SO4}\), t.e. sulfata acido⁴. Kiel kondensĝermo ĝi grave kontribuas al formado de aerosolo kaj nuboj.
Kelkaj organikaj procezoj kiel putrado produktas \(\ce{H2S}\), venanan gason malbonodora kiel putrantaj ovoj³.
Dimetilsulfido (DMS), \(\ce{(CH3)2S}\), originas el organikaj kombinaĵoj produktataj de fitoplanktono kaj bakterioj en la oceano kaj marĉoj kaj donas al la maroj ilian tipan odoron. Per oksidiĝo estiĝas sulfura dioksido⁵ ⁶ (vd sub 1).