Ciclo Del Azufre

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 ASIMILATORIA
El SO42- es reducido a nivelde 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 pormicroorganismos 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 microorganismos quimiolitotrofos 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 como Sulfolobus obtienen energía de la oxidación del S0 yotros 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/sedimentos anóxicos, 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 )

Chromatiumsp

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- puedenusar 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 azufre CH3COOH + 2H2O + S0 → 4SH2 + 2CO2 (Acetato) Ej, Desulfuromonas acetooxidans H2 + S0 → SH2 Ejarqueas 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 del azufre en estados intermedios de oxido-reducción, dando dos nuevos compuestos uno más oxidado y otromás reducido que el sustrato original S2O3= + H2O 4SO3= + 2H+ SO4= + H2S 3SO4= + H2S ΔG= -21,9 KJ ΔG= -235,6 KJ

4S0 + 4H2O + MnO2

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

ΔG= -100,6 KJ

Ciclo del S: procesos desasimilativos claves PROCARIOTAS • Oxidación de sulfuro y azufre (Sulfooxidación)
S-2 → S0 → SO4-2 aerobio anaerobio Quimiolitotrofos (Thiobacillus) Fototrofas rojas y verdes y ciertos...