1 / 22

Ciclo do S

Gipso pirita S. Ciclo do S. Enxofre. 14 elemento mais abundante na crosta Pirita (FeS 2 ) e Gipso (CaSO 4 ) Transferência de S: hidrosfera-atm-biosfera Queima de combustíveis fósseis Emissão vulcânica Chuva ácida

hashim
Download Presentation

Ciclo do S

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Gipso pirita S Ciclo do S

  2. Enxofre • 14 elemento mais abundante na crosta • Pirita (FeS2) e Gipso (CaSO4) • Transferência de S: hidrosfera-atm-biosfera • Queima de combustíveis fósseis • Emissão vulcânica • Chuva ácida - Elemento redox: processos biogeoquímicos: • SO42- redução • Formação de pirita (FeS2) • Ciclagem de metais • Energia de ecossistemas • Emissões atmosféricas de S • Ciclo muito alterado por impactos antrópicos

  3. 2º + abundante rios e oceano Acidez da água Núcleo de condensação

  4. Ciclo Global do S Gases: baixo estado de oxidação Atmosfera Continental 1.6 Atmosfera Marinha 3.2 Solo e biota 3 x 105 Lagos e rios 300 Água: S (VI) Água 1,3 x 109 Biota Marinha 30 Litosfera 2 x 1010 Sedimento oceânico 3 x 108 S Tg (1012g)

  5. Principais forçantes do ciclo do S • Condições anaeróbicas: • 1. Sulfato redução: 2H+ + SO42- + 2(CH2O) -> 2CO2 + H2S + 2H2O • Bactérias produzem uma variedade de gases: sulfeto de hidrogênio (H2S), DMS (CH3)2S, carboxyl sulfeto (COS) • H2S reage com Fe2+ para precipitar FeS, o qual pode ser convertido a pirita (FeS2): • FeS +H2S FeS2 +2H+ + 2e- 2. Remoção por plantas: Redução assimilativa de SO42- e incorporação de S ligado a C em aminoácidos (cisteina e metionina).

  6. Principais forçantes do ciclo do S • Condições aeróbicas: • Compostos de S oxidados por micróbios. Oxidação normalmente associada a redução de CO2 em relação a quimiossíntese baseada em S. • Produção de S elementar (S0) • Bactérias fotossintetisantes verdes e S-bactérias

  7. Reservatórios: atmosfera • Reservatório pequeno • Principal processo: oxidação do S (OH e H2O2) • Componente gasoso: • Baixo tempo de residência • SO2: emissão antropogênica ~ emissão natural oxidação H2SO4 (chuva ácida) • Componente particulado: Aerossóis • Grande transporte • Partículas grandes (sal) e pequenas (H2SO4 – núcleo de condensação)

  8. Fontes de S para a atmosfera • Erupções vulcânicas • Média 12-30 x 1012 g S • e.g. Tambora (Indonésia) in 1815, 1816 - anos sem verão nos EUA, Inglaterra e Canadá - 50x1012 g S • Poeira de solos • Gases Biogênicos • H2S, dimetil sulfeto (CH3)2S (DMS), carbonil sulfeto COS • Emissões Antrópicas (SO2 principalmente) • Sem efeito antrópico fluxo S: mar-continente

  9. S nas águas fluviais Concentrações < oceanos - rios são fontes de SD para oceano Fontes • Intemperismo da pirita e sulfetos metálicos 4FeS2+15O2+8H2O 2Fe2O3+8H2SO4 • Atividade industrial e agricultura • Sulfato dissolvido: 100Tg S/ano natural ~ origem antrópica • Sulfato particulado: 100Tg S/ano

  10. S nos oceanos • Água do mar é rica em S: 2,712g/L de sulfato, S 35. • Grande fonte de aerossóis: spray marinho e bolhas • Grande parte deposita no oceano • O fluxo de DMS (dimetil sulfeto, (CH3)2S ) representa maior fluxo de S reduzido para a atm. • Tempo de residência 1-2 dias a maior parte do S do DMS é re-depositado no oceano. • Importante na formação de núcleos de condensação • Transporte líquido de S oceano  continente: 20x1012 g S/ano. Oceano input líquido de S.

  11. 10 93 22 Gases Biogênicos 258 144 Deposição Sais 96 Pirita 39 Sulfetos hidrotermais Balanço de S Deposição seca e úmida 84 Transporte para oceano 81 Transporte para continente 20 Poeira 20 43 10 Aporte fluvial 213 Mineração 149 Gases Biogênicos Intemperismo e erosão 72 Valores em 1012 g S/yr Schlesinger W.H. 1997

  12. Balanço de S para o oceano Outros gases reduzidos < 6 Deposição seca e úmida 247 SO2 11 DMS 40 Aporte Fluvial 131 Sal 144 12 x 10 20 g Ventes hidrotermais 96 Pirita 39 Valores em 1012 g S/yr Schlesinger W.H. 1997

  13. DMS • Fito: • DMSP precursor do DMS • Controle osmótico celular • Impede o congelamento da célula • Anti-oxidante • Anti-pastagem • DMSP: liberado após danificação da célula • Fito e bactéria → DMS: defesa química p/ herbivoria • DMS → zoo e aves marinhas

  14. DMS DMS(g) 10% Ar Água DMS dissolvido Fito* produz DMSP DMSO DMSP dissolvido Pastagem Assimilação S Metanetiol (90%) Assimilado por bactérias Complexos DOM-metal-tiol Aminoácidos Metionina e cisteina * dinoflagelados, primnesiofitos Kiene et al., 2000

  15. Interpolação das concentrações de DMS (nM) obtidas em 15 cruzeiros Phaeocystis sp.: Ártico e Antártico Nightingale et al, 2006

  16. S nos sedimentos marinhos Sedimentos anaeróbicos • Oxidação da MO: SO42- oxidante + importante! • pH 8, principalmente margem continental Sulfato redução (SR) 2CH2O(s) + SO42-(aq) 2HCO3-(aq) + HS-(aq) + H+(aq) • - vários metros profundidade: • - difusão de SO42- da água do mar • - bioturbação

  17. O que acontece com o HS-(aq)? • ~ 90% Difusão pra superfície e re-oxidação para SO42- • ~ 10% do HS– ppt Fe (II) solúvel: Fe2+(aq) + HS-(aq) FeS(s) + H+(aq) • pH 6, Eh< -250 mV FeS(s) + H2S(aq) FeS2(s) + SO32-(aq)

  18. H2S (mM) água intersticial • SO32- pode sofrer re-oxidação para SO42- na interface sedimento-água • Variação espacial: • Quantidade/qualidade MO • Temperatura  atividade microbiana • Disponibilidade de SO42- • Bioturbação • O2 na água superficial • taxas de re-oxidação de sulfeto • Disponibilidade de minerais de sulfeto de Fe Bianchi, 2007

  19. 1. Depleção de O2 difusão 2. FeS2 3. Formação bolhas de CH4 Água Sedimentos Sulfetos dissolvidos (SD = S2- + HS- + H2S) Zona de Sulfato redução • Entre 5 e >50% sulfetos ficam retidos nos sedimentos: • Bioturbação • Biodisponibilidade de Fe • Taxa de sedimentação Bianchi, 2007

  20. E a redução microbiana do Fe (RFe)? • Sulfetos de Fe nos sedimentos: • Sulfetos ácido-voláteis (AVS): formas amorfas (FeS e Fe3S4) • Pirita (FeS2) pool dominante em estuários • Sedimentos com alta [sulfetos]: oxihidróxidos Fe(III) sofrem dissolução • Fe2+ + HS- H+ + FeSaq Só a Sulfato Redução é importante para a oxidação de MO no ambiente anaeróbico?

  21. Piritização • Condições anóxicas • Disponibilidade de S, H2S e FeS FeSaq + H2Saq  FeS2 + H2 FeSaq + Sx2-ou S8 FeS2 + S(x-1)2 • FeS2: muito estável....tempo geológica • Condições óxicas: decomposição rápida • pH, SD, abundância e composição da MO

  22. Bibliografia • Bianchi, T. (2007) Biogeochemistry of estuaries. Oxford, New York.706p. • Schlesinger, W.H. (2005) Biogeochemistry. Elsevier. Oxford.702p. • Butche, S.S. et al. (1992) Global Biogeochemical Cycles (1992). Academic Press.

More Related