Ciclo dello zolfo

Il ciclo dello zolfo è il ciclo biogeochimico riguardante le varie forme in cui lo zolfo è presente nell'ambiente.

Lo zolfo partecipa alla costituzione di aminoacidi come cisteina e metionina e a quella di altre molecole di grande importanza metabolica: biotina, coenzima A, ferredossina, tiamina pirofosfato ecc. raggruppate sotto il nome generico di tiocomposti (o tiomolecole). Lo zolfo presente nell'ambiente può derivare da eruzioni vulcaniche, soprattutto sotto forma di H₂S, e, nella stessa forma che viene poi disciolta negli oceani, da emissioni che avvengono in profondità nei cosiddetti camini idrotermali, da attività industriali o da incendi che liberano in atmosfera ossidi di zolfo (SO₂). Questi, grazie ad un processo di ossidazione fotochimica, vengono ulteriormente ossidati a SO₃ che, a sua volta, si scioglie nell'acqua piovana formando acido solforico (H₂SO₄) che dissociandosi libera ioni solfato (SO₄^--). Altre sorgenti di zolfo sono minerali come: il gesso (CaSO₄*2H₂O) e la pirite (FeS₂). Quest'ultima, in particolare, può essere demolita da un batterio aerobio e tollerante per condizioni acide del terreno (pH ottimale da 3 a 4, ma può arrivare anche a 0.6) il Thiobacillus thiooxidans:

2FeS₂ + 2 H₂O + O₂ → 2Fe(OH)₂ + 2S₂

S₂ + 2H₂O + 3O₂ → 2H₂SO₄ → 4H⁺ + 2SO₄^--

(entrambe le reazioni liberano energia)

Lo ione solfato (SO₄^--) è la forma in cui lo zolfo viene assorbito dalla maggioranza delle piante verdi e dei batteri, che poi lo riducono da valenza 6 a valenza 2 e lo "attivano" per sintetizzare aminoacidi solforati ed altre molecole. Organismi incapaci di ridurre lo zolfo, che quindi non potrebbero produrre queste molecole essenziali, lo assorbono già ridotto sotto forma di cisteina o acido solfidrico (H₂S), che però è tossico per la maggior parte dei viventi. Lo zolfo, una volta organicato, torna al suolo attraverso le demolizioni metaboliche o la morte degli organismi; a questo punto i tiocomposti vengono degradati da vari microrganismi sia aerobi sia anaerobi fino a SO₄^--, nel primo caso, o a H₂S, nel secondo caso.