Круговорот серы

Сера появляется на земной поверхности как результат вулканической деятельности в виде соединений, помимо этого, вода в некоторых источниках тоже содержит сероводород. Круговорот серы проявляется биологическими процессами, которые вызываются микроорганизмами при гниении животных и растительных остатков. При разложении белков, содержащих аминокислоты, включающие серу (цистеин, цистин, метионин), и разложении эфирных масел растений образуется сероводород и меркаптан. Сероводород выделяется при восстановлении солей сернистой, серной и серноватистой кислот при участии сульфатвосстанавливающих бактерий и также вовлекается в круговорот серы.

Вообще-то сероводород не усваивается растениями, а соответственно, и животными. Сероводород окисляет особые серобактерии, в результате чего происходит образование сернокислых солей, которые растениями усваиваются очень хорошо. Синтезируемые растениями серосодержащие соединения также включаются в круговорот серы в природе. Аммонифицирующие и сульфатредуцирующие бактерии освобождают из них сероводород. Круговорот серы происходит, с другой стороны, за счет серобактерий, окисляющих сероводород.

Группы серобактерий

Серобактерии подразделяются на две группы: бесцветные и пурпурные окрашенные.

Бесцветные формы представляют:

Видео: Круговорот кислорода в природе. Образование озона.

1) всевозможные виды Beggiatoa – длинные свободноплавающие нити. Среди них наблюдаются крупнейшие из всех бактерий-

2) некоторые виды Thiothrix – это длинные неподвижные нити, которые прикрепляются к подводным предметам-

Видео: Круговорот фосфора в биосфере

3) несколько видов бактерий одноклеточных - Thiophysa.

Все бактерии - автотрофы. Круговорот серы способствует ее скоплению внутри клетки. В естественных условиях серобактерии находятся только в тех местах, где сероводород образуется постоянно и где есть свободное поступление кислорода. Движение бактерий происходит в бактериальной пластинке. Круговорот серы в биосфере толкает бактерии вверх за кислородом и вниз за сероводородом. Слой бактерий в Черном море располагается на глубине около 200 м.

Видео: МСМ

Окисление серобактерий кислородом происходит в два этапа. Вначале они окисляются до серы, которая отлагается в протоплазме клеток и используется в качестве запасного энергетического материала.

Если в среде не хватает сероводорода, постепенно окисляется в серную кислоту запасенная сера. Она нейтрализуется клеточными бикарбонатами и выводится наружу в форме сернокислой соли.

Круговорот серы не обходится без участия пурпурных серобактерий, обогащенных пигментом бактериопурпурином, придающим им разные оттенки красного, и фотосинтезирующим пигментом бактериохлорофиллом.

Серобактерии в природе широко распространены. Они живут в серных источниках, застойных водах, илах, почве. Серобактерии являются автотрофами, ассимилируют углекислый газ, используя энергию, которая образуется при окислении восстановленных серных соединений.

К бесцветным серобактериям относят тионовые бактерии, какие как Thiobacillus thioparus, Thiobacillus thiooxidans и другие. Кроме сероводорода и серы, они окисляют также тиосоединения, являются автотрофами, находятся в соленых и пресных водоемах, в почве.

Круговорот серы сопровождается восстановительными процессами, вызываемыми серобактериями, которые иногда в природе достигают огромных размеров. В Черном море на глубине более 200 м содержится настолько большое количество сероводорода, что жизнь там совсем прекращается. При накоплении сероводорода в почве, залитой водой, может остановиться на ней жизнь растений и животных.

Сульфатвосстанавливающие микробы образуют целебную серную грязь многих озер около Пятигорска, лиманов под Одессой и Евпаторией. Эти бактерии при выделении сероводорода превращаются в черную массу гидрата коллоидного сернистого железа, пропитывающего ил водоема. Коррозия железа также происходит по их вине, из-за чего повреждаются трубы канализации и орошения.

Серобактерии участвуют в биологической очистке сточных вод и являются показателями сильного загрязнения почвы и воды в населенных пунктах.