2.6 硫的循环

　　硫在各圈层中的浓度如下（括号内数字为元素的丰度次序）：

地球整体：1.8％～2.9％（5或7）　　地壳：260mg/kg（16）　　海洋：905mg/kg（6）大气：0.6×10^-9（V/V）（15）

　　地球上的硫可能大部分贮存在地幔和地核中，但人们对此详情知之甚少。近代，由于工业革命的推动，使燃料的用量大为增多，冶金工业和肥料工业迅速发展，由此促进了硫及其化合物在地球表面的生物地球化学循环。硫及其化合物在环境中的循环及各化合物在循环过程中的转化等情况分别如图2－21和图2－22所示。

　　将硫循环和氮循环作比较，两者间有很多相似之处，这表现在：在自然循环中，参与循环的生物介质中的硫和氮大多数是还原态化合物；微生物的作用很大程度上影响着这两种元素的生物地球化学循环进程；通过循环进入大气中的少量硫化合物和氮化合物，在某些情况下会引起很大的环境污染问题。这两个循环的主要相异处则在于：硫的主要储层是地壳，而氮的主要储层是大气。

　　在好氧条件下，存在于水体、土壤中的还原态硫化物可借助微生物作用氧化为高价态化合物。而在大气中，单靠化学因素也能实现同样过程：

　　在某些情况下，单质硫也可能不会生成，所以用括号括起，以示与其他生成物有所区别。

　　在无氧条件下，H₂S可通过硫细菌进行光合作用而被氧化，这时的H₂S相当于绿色植物光合作用中的H₂O。

　　生物还具有将无机状态的硫（主要是水中溶解的硫酸盐）加工成为自身体内有机硫化物的能力。此时，需将SO₄^2-中的S（ 6）转化为RS—H中的S（-2），这是一个得到8个电子的生物还原过程，情况非常复杂，包含许多中间步骤。许多细菌、藻类和植物都可以完成这一过程。

　　在欠氧条件下，各种硫酸盐还原菌可以进行反硫化作用，将SO₄^2-作为受氢体并还原为H₂S。因此，H₂S成为污染的明显标志之一，它可以发生臭味，使水呈黑色。在同一环境介质中，一般需俟前述反硝化作用（见2.5.6）完成，即硝酸盐耗尽后，才开始发生反硫化作用。在此写出海水中可能发生的一种反硫化过程反应式，以与反硝化过程式相比较。

（CH₂O）₁₀6（NH₃）₁₆H₃PO₄ 53SO₄^2-→

106CO₂ 106H₂O 16NH₃ 53S^2- H₃PO₄ 能量

　　以上反应在水中溶解氧浓度［DO］≤0.11mg/L和细菌参与下发生。

　　作为污染物的SO_x在影响硫的正常循环和影响大气质量方面有着十分重大的意义，有关内容将在8.6中予以详细介绍。