Ciclos Biogeoquímicos

III. MARCO TEORICO

3.1 Ciclos Biogeoquímicos

Todos los seres vivos estamos constituidos por materia organizada en distintos niveles de complejidad, desde las estructuras más simples como el átomo y las moléculas, hasta los órganos y tejidos. En el caso de los organismos vivos, a las moléculas que los constituyen se les llama biomolecular. Estas pueden ser orgánicas como los glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, o inorgánicas, como el agua y las sales minerales. Existen biomoléculas formadas por átomos necesarios para todo ser vivo; a estos elementos se les conoce como bioelementos. Existen 3 tipos: Los principales o primarios, los secundarios y los oligeoquimicos. Estos elementos son utilizados por los organismos para organizar sus propias biomoleculas y realizar distintas funciones. Los organismos obtienen esta materia para el funcionamiento en su medio y posteriormente esta es devuelta al medio ambiente. A este recorrido dinámico se le conoce como ciclo biogeoquímico (Calixto et al., 2008).

3.1.1. Tipos de ciclos biogeoquímicos

Los enormes ciclos biogeoquímicos hacen posible que estos elementos se encuentran disponibles para emplearse una y otra vez, transformándolos y recirculándolos a través de la atmosfera, la hidrosfera, litosfera y biosfera. Tienen 3 categorías:

• La primera categoría es biológica, porque participan diversos organismos vivos.

• La segunda categoría es la geología, donde se incluyen factores abióticos representados por el suelo, el aire y el agua.

• La tercera categoría es la química, de gran importancia, sucede cuando algún elemento químico sufre una transformación o reacción dentro de las rutas por donde circula (aire, tierra, mar y seres vivos) (Calixto et al., 2008).

3.2. Ciclo del Azufre

El azufre se relaciona con los siguientes elementos:

• Oxigeno

• Carbono

• Hierro

Propiedades físicas del azufre:

• Es más denso que el agua.

• Es un sólido amarillo, frágil, en condiciones ordinarias.

• Funde y se hace líquido a 115°C

• Punto de ebullición 445°C (William, et al, 2000).

3.2.1. Azufre en el suelo

La principal fuente de azufre en el suelo es la pirita (FeS2) derivada de las rocas ígneas. Durante la meteorización del suelo, el azufre de la pirita se transforma por oxidación a sulfato (SO42-), el cual es tomado por las plantas y microrganismos e incorporado a la materia orgánica del suelo. En algunos suelos parte de este azufre es retenido como yeso (CaS04.2H2O) y epsomita (MgSO4.7 H20), o lixiviado (ColacelI, 2001).

El azufre es uno de los elementos esenciales para el desarrollo de las plantas por su participación en la síntesis de proteínas y uno de los considerados macronutrientes. En el suelo, el azufre oscila entre un 0,02 y un 0,2%. En los suelos salinos de regiones áridas y en suelos calcáreos hay un gran contenido de azufre. En estos suelos los sulfatos de calcio aparecen mezclados con los carbonos (Acevedo y Manahan, 2005).

La fuente más importante está constituida por los sulfuros de metales contenidos en las rocas plutónicas. Estos sulfuros de metales al sufrir procesos de meteorización son oxidados y liberados como sulfatos.

Las fuentes liberadas con minerales son las siguientes:

• Yeso ( CaSO4 2H20)

• Anhidrita ( CaSO4)

• Pirita (FeS2)

• Galena ( SPb)

• Blenda ( SZn)

• Cinabrio ( SHg)

(Acevedo y Manahan, 2005).

Otra fuente que aporta grandes cantidades de azufre al suelo es la atmósfera. En las industrias el SO2 liberado pasa al aire y luego al suelo por acción de las lluvia y por difusión gaseosa. Por ejemplo, los vegetales pueden formar un 30% del azufre necesario procedente de la atmosfera. El azufre en el suelo se presenta en dos formas: azufre formando parte de compuestos orgánicos asociados con la llamada materia orgánica del suelo. Azufre inorgánico formando principalmente sulfatos (que es la forma que está disponible para los vegetales). Del azufre total del suelo, un 97% se encuentra bajo formas orgánicas y el 3% restante bajo formas inorgánicas (Acevedo y Manahan, 2005).

En el caso de los suelos orgánicos, pueden llegar a presentar contenidos de hasta 1% en azufre. En los horizontes superficiales es donde encontramos grandes cantidades de S orgánico, procedente de los residuos vegetales y animales; está formado en su mayor parte de proteínas, aminoácidos y otros compuestos azufrados. En la caracterización del S orgánico se utiliza la reacción C/N/S, pues estos elementos junto al fósforo son los componentes más importantes de la materia orgánica. La relación C/S oscila alrededor de 100, en caso extremo puede llegar a valores de 600-700 (Acevedo y Manahan, 2005).

El S inorgánico se encuentra en su mayor parte como sulfatos. En suelos pantanosos, se encuentran sulfuros como la pinita, que al restablecerse las condiciones de aireación pasan a sulfatos. En suelos bien aireados, en cambio, sólo el 1% está como sulfuro. Los sulfatos pueden encontrarse en diversas formas:

• En formas solubles (sulfatos de Mg++, Na+ y K+)

• En formas relativamente solubles (sulfatos de Ca)

• En formas insolubles (sulfatos de bario y estroncio)

Las cantidades presentes en la solución del suelo son generalmente pequeñas (Acevedo y Manahan, 2005).

En regiones húmedas, por acción del lavado, tienden a acumularse en los horizontes superficiales por absorción sobre óxidos de Fe y Al o sobre caolinitas, materiales más típicos de estas regiones que de regiones áridas.

En regiones áridas se lavan

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