第四节 硫循环

第四节 硫循环

硫在自然界中循环的基本过程是:陆地与海洋中的硫经过生物分解、火山爆发等进入大气;大气中的硫经过降水与沉降、表面吸收等作用,回到陆地与海洋;地表径流又带着硫进入河流,输往海洋,并沉积于海底。

在人类开采与利用含硫的矿物燃料与金属矿石的过程中,硫被氧化成二氧化硫(SO2)与还原成硫化氢(H2S)进入大气。硫还随着酸性矿水的排放而进入水体或土壤。

一、自然界的硫循环

陆地上火山爆发,使地壳与岩浆中的硫以硫化氢、硫酸盐与二氧化硫的形式排入大气。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。陆地与海洋中的一些有机物质由于微生物分解作用,向大气释放硫化氢,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二氧化硫。陆地与海洋植物从土壤与水中吸收硫。吸收的硫组成植物本身的机体。植物残体通过微生物分解,硫成为硫化氢逸入大气。

大气中的二氧化硫与硫化氢通过氧化作用形成硫酸根(img1),随降水降落到陆地与海洋。二氧化硫与硫酸根离子还可由于自然沉降或碰撞而被土壤与植物或海水所吸收。由陆地排入大气的二氧化硫与硫酸根离子可迁移到海洋上空,沉降入海洋。同样,海浪飞溅出来的硫酸根离子也可迁移沉降到陆地上。陆地岩石风化释放出的硫可通过河流输送入海洋。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硫化氢。

二、人类活动的干预

人类燃烧含硫矿物燃料与柴草、冶炼含硫矿石,会释放大量的二氧化硫。石油炼制释放的硫化氢在大气中很快氧化为二氧化硫。这些活动使城市与工矿区的局部地区大气中二氧化硫浓度大为升高,对人与动植物有伤害作用。二氧化硫在大气中氧化成为硫酸根离子,是形成酸雨与降低能见度的主要原因。