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EL CICLO DEL AZUFRE

CICLO DEL AZUFRE
Reservorios:
•

Agua de mar (2º anión más abundante)

•

Sulfuros metálicos, azufre, sulfatos (yeso)

•

Combustibles fósiles
C
b tibl fó il

•

Biomasa

Estados de oxidación más frecuentes:
SO42- (+6), S2O32- (+2) , So (0), H2S
( ),
( )
( ),
(S2-, R-SH) (-2)

CICLO DEL AZUFRE
Oxidación

Oxidación

REDUCCIÓN ASIMILATORIAEl SO42- es reducido a nivel de sulfuro ( SH) para poder ser asimilado por
(-SH)
los productores primarios y muchos microorganismos heterotróficos.

DESULFURACIÓN
Durante la descomposición de la M.O. el S se libera como mercaptanos
(R-SH) y SH2.

TRANSFORMACIONES OXIDATIVAS DEL S
SH2 es muy reactivo y puede ser:
• Oxidado por el O2 químicamente
• Oxidado biológicamente en aerobiosis.• Oxidado fototróficamente por microorganismos en anaerobiosis.
El SH2 presente en la atmósfera es oxidado a SO2 y SO3 y finalmente
transformados a SO4H2 y origina las lluvias ácidas.
El SH2 en medios acuáticos se oxida
químicamente a S0 y S2O32-

OXIDACIÓN DEL SH2 EN AMBIENTES AEROBIOS:
SULFOOXIDACIÓN
El SH2 en presencia de O2 es usado como fuente de energía por microorganismosquimiolitotrofos como Beggiatoa, Thiovulum, Thiothrix y el termófilo Thermothrix.
Algunos Thiobacillus (neutrófilos) también oxidan SH2 y otros compuestos de S
reducidos. El S0 resultante se acumula intracelularmente, pudiendo oxidarse
posteriormente a SO42=
Beggiatoa

Thiovulum

Thiothrix

SH2 + 1/2 O2 → S0 + H2O
Otras especies de Thiobacillus acidófilas y arqueas termoacidófilas comoSulfolobus obtienen energía de la oxidación del S0 y otros compuestos
inorgánicos de S reducido, generando directamente SO42=, creando así su propio
ambiente ácido
S0 + 3/2 O2 + H2O → SO4H2

Algunas bacterias sulfooxidantes se asocian simbióticamente
con animales que viven en ambientes ricos en SH2

Gusanos
vestimentíferos

También se asocian con plantas enraizadas en suelos/sedimentosanóxicos, detoxificando el microentorno de la raíz

OXIDACIÓN FOTOTRÓFICA DEL SH2
EN AMBIENTES ANAEROBIOS: SULFOOXIDACIÓN
Bacterias rojas (Chromatiaceae) y verdes (Chlorobiacea) del azufre
j
(
)
(
)
fotorreducen el CO2 mientras oxidan el SH2 a S0 (y en caso necesario el S0
a SO42=, lentamente, sin acidificar el medio).
Ejercen una actividad sulfooxidante en condiciones anóxicas
CO2 +SH2 → S0 + (CH2O) (fotosíntesis anoxigénica)
(
)(
g
)

Chromatium sp

Chlorobium sp

TRANSFORMACIONES REDUCTIVAS DEL S
SULFATORREDUCCIÓN
Ó
Respiración anaerobia con SO42- como aceptor terminal de e-.
El producto final es directamente SH2
Es una reducción desasimilativa realizada por bacterias sulfatorreductoras:
Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfobacter, Desulfonema ,Desulfosarcina.
2
*H2 + SO42- → SH2 + 2H2O + OH-

*Como donadores de e- pueden usar también
ac. orgánicos, ac. grasos, o etanol.
Desulfovibrio
SULFORREDUCCIÓN
Ó
Respiración anaerobia con S0 como aceptor terminal de eEl producto final es SH2
Es una reducción llevada a cabo por bacterias y arqueas sulforreductoras
Frecuentemente asociadas sintróficamente con bacterias verdes del azufreCH3COOH + 2H2O + S0 → 4SH2 + 2CO2
(Acetato)
Ej, Desulfuromonas acetooxidans

H2 + S0 → SH2
Ej arqueas termófilas

DESPROPORCIÓN DEL AZUFRE
Desproporción: Desdoblamiento de un compuesto en dos nuevos
compuestos, uno más oxidado y otro más reducido que el
p
,
q
compuesto original
Algunas bacterias sulfatorreductoras (ej Desulfovibrio sulfodismutans) pueden
(ej,
utilizar compuestos delazufre en estados intermedios de oxido-reducción, dando
dos nuevos compuestos uno más oxidado y otro más reducido que el sustrato
original
S2O3= + H2O
4SO3= + 2H+

4S0 + 4H2O + MnO2

SO4= + H2S
3SO4= + H2S

ΔG= -21,9 KJ
ΔG= -235,6 KJ

3H2S + SO4= + 2H+ + Mn2+ + 2OH-

ΔG= -100,6 KJ

Ciclo del S: procesos desasimilativos claves
PROCARIOTAS
• Oxidación de sulfuro y azufre...