o ciclo do enxofre - Oceanografia

Enxofre
S é um elemento essencial para vida no planeta
O CICLO DO ENXOFRE
S reduzido é nutrientenutriente-chave para manutenç
manutenção da vida (ex.:
integridade estrutural de proteí
proteínas)
S no estado oxidado (SO42-) é o 2o. ânion mais abundante
nos rios e oceanos
Principal agente causador de acidez em água de chuva
Forma substâncias insolú
insolúveis com metais (FeS2) em solos ,
sedimentos e minerais
Profa. Dra. GISELE OLÍ
OLÍMPIO DA ROCHA
IQIQ-UFBA
UFBA
Laboratório de Pesquisa e
Desenvolvimento
em Química - LPQ
[email protected]
O ciclo do S é o mais intensamente perturbado pelo homem
2
O Ciclo do Enxofre
Reservató
Reservatórios de Enxofre
Terra
Transporte
Oceano
2-
H2S , SO2 , SO4
SO2 , SO42-
Emissões Vulcânicas
SO42-
Compostos
Reduzidos
S
Chuvas e outras
Deposições
(0,000004%)
SO2 , SO4
Compostos
Reduzidos
S
SO42-
Oceano
2-
SO2
Chuva
Emissões Biogênicas
Vegetais
Deposição
Seca
Combustíveis
Fósseis,Vapores,
Emissões Biogênicas
etc
Costeiras
Aerossol
Marinho Emissões Biogênicas,
Oceanos
Atmosfera: 512 x 1012 g S
Compostos
Reduzidos
S
SO2 , SO42-
Rios
SO42-
Solo
Deposição
Sedimento
Magma
Água do mar: 1280 x 1018 g S
(~11%)
Rochas: 7800 x 1018 g S (68%)
Sedimentos: 2375 x 1018 g S (~21%)
SO2 (g)
3
Estados de Oxidaç
Oxidação do S
Rochas Igneas
Rochas Sedimentares
·OH,
O2 , O3 , H2O2
Mn+, NO2
H2SO4
Cláudia R. Martins e J. B. de Andrade , Química Nova, 25(2) 259-272(2002).
4
S nos Compartimentos
5
6
1
Fluxos Globais de S
Atividades Antropogênicas
7
Dimetil sulfeto DMS (CH3SCH3)
Metano tiol (CH3SH)
Dimetil dissulfeto (CH3SSCH3)
Sulfeto de hidrogênio (H2S)
É o principal gá
gás reduzido de
enxofre liberado de ecossistemas
terrestres
S
H
S
S
Fontes incluem vulcões, vegetais
e solos, queima de biomassa,
oceanos e atividades industriais
C
H
Representa 1% (0,1 Tg S ano-1 )
do total do S emitido por vulcões
OH• + H2S
HS • + O3
HSO + O3
HSO2 + O2
8
H
S
C
C
H
H
Gases reduzidos de enxofre
H2O + HS•
HSO + O2
HSO2 + O2
HO2 + SO2
DMS é emitido por algas marinhas e fotossí
fotossíntese de fitoplâncton
(NSS) e constitui a maior emissão de enxofre na forma reduzida
Fluxo de DMS estimado em 16 Tg S ano-1
9
Ácido Metanosulfônico (CH3SO3H)
Dimetil sulfó
sulfóxido (CH3S(O)CH3)
O
O
S
S
10
Dissulfeto de Carbono (CS2)
Sulfeto de Carbonila (OCS)
C
H
H
C
S
O
C
S
C
CS2 é um gá
gás reduzido de enxofre emitido tanto por fontes
biogênicas quanto antropogênicas
OCS
OCS é o gá
gás de S mais abundante na atmosfera e é emitido e
absorvido pela vegetaç
vegetação e é també
também produzido pela
oxidaç
oxidação do CS2
Produto (de menor importância) da oxidaç
oxidação do DMS e é
sorvido por partí
partículas
11
12
2
Dió
Dióxido de Enxofre (SO2)
Trió
Trióxido de Enxofre (SO3)
Ácido Sulfú
Sulfúrico (H2SO4)
Distribuiç
Distribuição Geográ
Geográfica das
Emissões de S
s
O
O
s
s
O
H
O
O
O
SO2 + SO3 = SOx são liberados principalmente na queima de
combustííveis fó
combust
fósseis
SO2 é tb um produto de oxidaç
oxidação de gases reduzidos de S
SO
SO3 intermediá
intermediário na oxidaç
oxidação do SO2 e precursor do H2SO4
13
14
oceânica (38)
Emissão
deposição nos
oceanos (12)
(258)
nss-S (144)
emissões
antropogênicas (93)
Ressuspensão do solo (10)
Emissão dos continentes (29)
(84)
deposição nos
continentes (11)
Emissão vulcânica (20)
transporte dos continentes
para os oceanos (14) (81)
transporte dos oceanos
para continentes (13) (20)
Escoamento
dos rios (104)
(213)
15
Precipitaç
Precipitação e Deposiç
Deposição úmida de SO42-
efluentes (29)/fertilização (28)
consumo da litosfera (150)
16
FLUXO DE RADIAÇ
RADIAÇÃO PARA O ESPAÇ
ESPAÇO
14
31
35 30
16
70
64
Fontes antró
antrópicas
+
naturais
15 15
7
8 5
4
7 6
Fontes antró
antrópicas
3 4
Concentração das precipitações: µmol L-1
Deposição: mmol m-2 ano-1
0,5
17
18
Graedel and Crutzen 1997
3
DISTRIBUIÇ
DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO
Na
Mg
Ca
NH4
K
600
dM / dlog (Dp)
500
400
300
200
100
0
0.1
1
Particle diameter (µm)
10
100
Ox
Fo
Ac
Cl
NO3
SO4
3500
600
3000
500
2500
400
2000
300
1500
200
1000
2-
700
dM / dlog (Dp) (SO4 )
0.01
dM / dlog (Dp)
DISTRIBUIÇ
ÇÃO DE TAMANHO
DISTRIBUI
ATMOSFÉ
ÉRICO
DO AEROSSOL ATMOSF
700
100
19
0
0.01
500
0.1
1
Particle diameter (µm)
10
0
100
20
DEPOSIÇ
DEPOSIÇÃO DE MACRONUTRIENTES
A deposição de nitrogênio (como NH4+ e NO3-) por
deposição seca e pela chuva é de 5,1 kg (N) ha-1 ano-1
com 16% de contribuição de deposição seca.
Isso é comparado a aplicação de N de 80 kg ha-1 ano-1
nas plantações.
Esse incremento positivo no fluxo anual de deposição
de N é de 9%.
21
4