第五节　硫　循　环

硫是地壳中第十个最丰富的元素，也是生物有机物的重要组成部分，大约占干物质的1%。生物圈中含有丰富的硫，极少成为限制性营养，但在某些作物生长茂盛的农业系统中也会成限制性营养。硫是生物细胞氨基酸(如半胱氨酸、甲硫氨酸等)的重要组分，也是某些维生素、激素、辅酶的组分。含硫氨基酸半胱氨酸的作用因其形成二硫键有助于折叠影响活性而特别重要。这些化合物的硫以还原态或硫化物形式存在。细胞中含有以氧化态形式存在的有机硫化合物。由于硫循环与重大的环境问题酸雨、酸矿水、金属腐蚀关系密切，因此硫循环也是一种极为重要的生物地球化学循环。

地球上硫存在的主要形式是有机态硫(有生命和无生命的有机物质)、溶解性硫酸盐(主要存在于海水中)、硫化物矿石(硫沉积物和矿物燃料)。地球上的硫库如表4-16所示。最大的硫库是地壳，主要是不活跃的含硫沉积物、金属硫化物(如Fe₂S、CaSO₄)以及矿物燃料中的硫。次级硫库是海洋中的硫酸根阴离子，其循环缓慢。较小和更加活跃的硫循环库包括陆地和海洋中的生物和有机物。目前地球硫库已受到人类活动的影响，大面积矿山裸露于大气，导致酸矿水的形成。另外矿物燃料的燃烧造成大量SO₂进入大气，又以酸雨的形式返回陆地、湖泊。

表4-16地球上的硫库

※地壳包括陆地和海洋中的全部岩石层(引自Dobrovolsdy，1994)。

和氮循环一样，硫循环实际上主要是硫化物的氧化还原反应。参与循环的硫化合物及价态是S⁰(0价)、H₂S(－2价)、S₂O₃^2－(+2价)、SO₄^2－(+6价)。硫的生物地球化学循环如图4-11所示。从图可见生物地球化学循环包括:①硫矿化(脱硫作用)，②硫氧化，③硫还原。微生物参与所有这些硫的循环过程。