Hàm lượng lưu huỳnh (S) trong đất và khí quyển

luu huynh trong dat khi quyen

Lưu huỳnh (S) là các nguyên tố dinh dưỡng mà cây trồng có nhu cầu tương đối lớn cho sự sinh trưởng và phát triển. Lưu huỳnh chiếm phần lớn trong các thành phần hữu cơ hay vi sinh vật trong đất.

1. Tỉ lệ lưu huỳnh trong vỏ Trái Đất

Lưu huỳnh (S) là nguyên tố có hàm lượng cao thứ 13 trong vỏ quả đất, hàm lượng trung bình từ 0,06 – 0,10 %. Các khoáng trong đá và đất có chứa S chính là gypsum (CaSO4.2H2O), epsomite (MgSO4.7H2O), mirabilite (Na2SO4.10H2O), pyrite (FeS2), sphalerite (ZnS), chalcopyrite (CuFeS2), và cobaltite (CoAsS). Các khoáng sulfides quan trọng khác bao gồm pyrrhotite (Fe11S12), galena (PbS), arsenopyrite (FeS2.FeAs2), và penlandite (Fe,Ni)9S8, được tìm thấy trên khắp thế giới.

 

gypsumEpsomite

 

Hình 1: Quặng Gypsum                                                                           Hình 2: Quặng Epsomite

Các khoáng silicate thường chứa hàm lượng < 0,01 % S; tuy nhiên S có thể có hàm lượng rất cao trong khoáng biotite, chlorite, và các loại khoáng có cấu trúc dạng tầng. Hàm lượng S trong các loại đá phún xuất thường biến đổi từ 0,02 – 0,07 %. Hàm lượng S trong các loại đá trầm tích biến đổi từ 0,02 – 0,22 %; vì thế các loại đất phát triển trên đá trầm tích thường chứa hàm lượng S khá cao.

Lưu huỳnh (S) nguyên tố hiện diện trong các trầm tích biển, trầm tích núi lửa, và các trầm tích được kết hợp với calcite và gypsum. Ngoài ra còn có một lượng S lớn dạng khí được giải phóng trong thời gian hoạt động của núi lửa và dạng hydrogen sulfide (H2S) của núi lửa, thủy nhiệt, và sinh học. Hydrogen sulfide, một nguồn S quan trọng, nhưng là chất gây nhiễm bẩn trong nhiều vùng khí tự nhiên. Các hợp chất hữu cơ có chứa S gồm dầu mỏ thô, than đá.

Nguồn gốc của S trong đất là các sulfide kim loại trong các loại đá. Khi các loại đá bị phong hóa, các khoáng phân rã và S2- giải phóng sẽ bị oxi hoá thành SO42-. SO42- sau đó hình thành các dạng muối SO42- hòa tan, hoặc không hòa tan trong các vùng khí hậu khô hay bán khô hạn, hoặc được hấp thụ bởi các sinh vật, bị khử bởi các vi sinh vật khác thành S2- hay S0 trong điều kiện yếm khí. Một số SO42- khác được hình thành trong thời gian phong hóa các khoáng được tìm thấy trong nước tiêu, rửa trôi. Nước biển chứa xấp xỉ 27.000 ppm SO42-. Trong các sông hồ tự nhiên khác, SO42- biến động trong khoảng 0,5-50 ppm, nhưng cũng có thể đạt đến 60.000 ppm (6 %) trong các hồ và các vùng trầm tích mặn cao.

2. Tỉ lệ lưu huỳnh trong khí quyển

Nguồn S khác trong đất là S từ khí quyển. Trong các vùng có than đá và các sản phẩm có chứa S khác được đốt cháy, SO2 sẽ được giải phóng vào không khí và sau đó được trả lại vào đất do mưa. Cây trồng cũng có thể hấp thu SO2 khuếch tán vào trong lá. Tuy nhiên, khi tiếp xúc với hàm lượng nhỏ SO2 (0,5 ppm) trong 3 giờ có thể lá của các thực vật mẫn cảm với S sẽ bị tổn thương.

SO2

Hình 2: Nhà máy thải khí SO2

Lượng SO2 giải phóng vào khí quyển bởi các nước công nghiệp vào khoảng 100 triệu tấn trong năm 1990. Phần lớn khí này là hậu quả của việc đốt cháy các nhiên liệu dầu mỏ, các qui trình chế biến công nghiệp như nung chảy các quặng mỏ, tinh luyện dầu hỏa, và các qui trình công nghiệp khác chiếm vào khoảng 29 % tổng lượng SO2 này. Tổng lượng S được trả lại cho đất do mưa biến thiên khoảng 1 kg/ha/năm ở các vùng nông thôn cho đến 100 kg/ha/năm ở các vùng gần khu công nghiệp. Sự phát xạ của S vào không khí, một phần gây ra mưa acid ở các nước công nghiệp hóa. Các acids mạnh như H2SO4 làm giảm pH của nước mưa trong nhiều vùng (giảm đến pH 4 – 5). Hấp thu trực tiếp SO2 của đất là một cơ chế quan trọng để SO2 xâm nhập vào đất.

Do sự gia tăng ô nhiễm không khí nên nhiều qui định được đưa ra yêu cầu phải làm sạch và xử lý các khí thải. Nhiều công ty công nghiệp hiện nay được yêu cầu làm sạch các khí thải, biện pháp này đang được phổ biến rộng nhằm giảm bớt hàm lượng S trong nước mưa. Trong khi sự phát xạ của các hợp chất S vào không khí do các hoạt động công nghiệp bị chỉ trích mạnh, thực tế phần còn lại khoảng 70 % hợp chất S có trong không khí lại là do các tiến trình tự nhiên gây ra. Các hợp chất S bay hơi được giải phóng với một khối lượng lớn từ các hoạt động của núi lửa, từ các đầm lầy ven biển, từ sự phân hủy của chất hữu cơ và từ các nguồn khác trong thiên nhiên.

Bình chọn