Il ciclo dello zolfo
• Lo zolfo è un componente essenziale delle
proteine
• La biosfera contiene relativamente poco zolfo
• Le riserve più abbondanti di zolfo sono
contenute nelle rocce sedimentarie e
nell’oceano
• Presenta delle analogie con il ciclo dell’azoto e
del fosforo
Aerobiosi
Anaerobiosi
SO
42-S
H
2S
Gruppi SH
delle proteine
Gruppi SH
delle proteine
Beggiatoa
Thiothrix
Thiobacillus
batteri
fotosintetici
batteri
fotosintetici
Desolforilazione
Riduzione
assimilativa
Desolforilazione
Beggiatoa
Thiothrix
Thiobacillus
Sulfolobus
S
Riduzione
assimilativa
Riduzione dissimilativa del solfato
Desulfovibrio
Il ciclo dello zolfo
• I solfobatteri chemiosintetici sono comuni sia in
ambiente acquatico che in ambiente terrestre
• I solfobatteri fotosintetici si trovano in ambiente
acquatico
• La riduzione dissimilativa del solfato (respirazione
anaerobica) avviene nei sedimenti e produce H
2
S che
si sposta in superficie e viene utilizzato nella
Riduzione disassimilativa
Mineralizzazione
H
2S + CO
2(CH
2O) + S0
42-H
2S + CO
2composti organici solforati
Fotoautotrofi
H
2
S + CO
2S
+ (CH
2O)
S + CO
2+ O
2(CH
2O) + S0
42-H
2S + CO
2+ O
2(CH
2O) + S0
42-zolfo organico riduzione assimilativa dello zolfo (piante e microrganismi) +4 - 2 0 +6 desolfidratazione (anossica) solfuro (S2-, H 2S, FeS) ossidazione disassimilativa (diffusa) solfato (SO42-) solfito (SO32-) più ridotto più ossidato numero (stato) di ossidazione riduzione endoergonica ossidazioni esoergoniche in ambiente ossico
riduzioni in ambiente anossico
Thiobacillus riduzione disassimilativa dello zolfo; accettore di elettroni (Desulfovibrio, Desulfomonas) zolfo elementare (S) donatore di elettroni al posto di H2O; batteri fotoautotrofi
batteri chemioautotrofi ossici (Thiobacillus)
Il ciclo del fosforo
• Contrariamente al ciclo del C, N e S, il ciclo del
fosforo non implica alcuna forma gassosa
• Non ci sono cambiamenti dello stato di
ossidazione del P dovuti alle reazioni
microbiche
• Il fosforo nel suolo deriva dall’alterazione dei
minerali grazie all’azione delle micorrize e
Microrganismi che operano la solubilizzazione dei fosfati
insolubili
• Batteri:
Pseudomonas, Aerobacter,Micrococcus,
Arthrobacter (50%)
• Funghi:
Penicillium, Aspergillus
Microrganismi che operano la mineralizzazione del
fosforo nei composti organici
• Batteri:
Bacillus, Proteus, Arthrobacter
Il ciclo del fosforo
• pH acido del suolo
Il fosfato forma composti
insolubili con Fe ed Al
• pH basico del suolo
Il fosfato forma composti
insolubili con Ca
Il fosforo è disponibile a
valori di pH del suolo
Il ciclo del fosforo
Il fosforo, che non presenta una
componente atmosferica, tende a
circolare localmente (frecce
gialle). Generalmente, le piccole
perdite dai sistemi terrestri,
causate dalla lisciviazione, sono
bilanciate dalle aggiunte dovute
all’erosione delle rocce. Il fosforo
circola attraverso le reti trofiche.
Una parte del fosforo viene persa
attraverso la precipitazione
chimica e la sedimentazione dei
detriti sui fondali. Su scala
temporale più lunga, questo
fosforo può diventare
nuovamente disponibile
Marea rossa delle acque del porto Grande di Siracusa dovuta alla
proliferazione anormale di dinoflagellati dovuta all’immissione di milioni di
metri cubi di acqua proveniente da un depuratore urbano, contenente
percentuali molto alte di nitrati e di fosfati
Fonte Regione Toscana
Un indicatore adatto a valutare la
presenza del fenomeno
dell’eutrofizzazione è rappresentato dal
carico trofico potenziale, in grado di
fornire una stima delle quantità di azoto
e fosforo potenzialmente immesse
nell'ambiente, in conseguenza di attività
civili, agricole e industriali.
Misure di trasparenza effettuate con il disco di Secchi sul lago d’Iseo in due cicli annuali: 1971-72 e 1976-77. Nel secondo ciclo la trasparenza risulta notevolmente ridotta (Da Cordella, 1981)
Ossigeno disciolto nelle acque del lago d’Iseo alla profondità di 150 m nel 1972 e nel 1977. La diminuzione di ossigeno osservata nel 1977 è un indice del livello di trofia (Da Cordella, 1981)
Relazione tra concentrazioni primaverili di fosforo totale e concentrazioni medie estive di clorofilla a, entrambe riferite agli strati di acqua superficiale.
I punti si riferiscono a misure effettuate in diversi laghi; il triangolo si riferisce a
valori raccolti sul lago di Iseo nel 1977 (Da Cordella, 1981).
Relazione tra trasparenza dell’acqua e concentrazioni di clorofilla a nel lago d’Iseo negli anni 1972 e 1977 (Da Cordella, 1981)
