Zwaveldynamiek in het West-Nederlandse laagveengebied - ORAS ...

3. Systeemanalyse
3.1 Inleiding
We behandelen de dynamiek van zwavel en daarmee de posten op de zwavelbalans in
deze systeemanalyse van klein naar groot, omdat we denken dat de mechanismen het
best eerst op kleine ruimtelijke schaal te begrijpen zijn. Zwavel is een belangrijk element
dat meedoet aan diverse (biologische) processen. De verschillende verschijningsvormen
van zwavel zijn weergegeven in kader 1.
Sulfaat zelf heeft relatief weinig effect op de omgeving, het is niet acuut toxisch en heeft
geen sterk bemestende invloed. Sulfaat is echter wel betrokken bij een groot aantal
processen in de bodem en onderwaterbodem 2
waarvan eutrofiering en afbraak van veen
het gevolg kunnen zijn. Deze processen maken deel uit van de systeemanalyse, vinden
plaats op alle schaalniveaus en worden uitgaand van de perceel- en slootbalans
besproken.
Kader 1 Zwavel wiki. Verschillende verschijningsvormen van zwavel en hun rol in biogeochemische
kringlopen
Op aarde komt zwavel als verbinding in grote hoeveelheden voor in mineralen zoals bijvoorbeeld
pyriet. Het meeste zwavel op aarde zit vast in rotsen en zouten of zit diep in de oceaan begraven in
oceanische sedimenten. In alle levende wezens komt zwavel voor omdat de aminozuren methionine
en cysteïne zwavelverbindingen bevatten. Dat wil zeggen dat de meeste eiwitten zonder zwavel niet
kunnen bestaan. Planten kunnen zwavel opnemen wanneer het opgelost is in water. Dieren eten deze
planten, zodat ze voor hun gezondheid voldoende zwavel binnenkrijgen. Zwavel kan ook gevonden
worden in de atmosfeer. Het komt zowel via menselijke als natuurlijke bronnen in de atmosfeer terecht.
De diverse oxidatietoestanden die zwavel kan aannemen zorgt ervoor dat er zeer diverse verbinden
met zwavel kunnen ontstaan.
De elektronenconfiguratie van zwavel zorgt ervoor dat het element een rijke verzameling
oxidatietoestanden kan aannemen. (-2, -1, 0, +2, +4, +6) en zowel als oxidator en als reductor kan
optreden. Optredend als oxidator kan een zwavelatoom twee elektronen opnemen en het sulfide ion
S 2- vormen. Diwaterstofsulfide H2S is een giftig gas met een geur van rotte eieren. Opgelost in water
vormt het een zwak zuur. Met vele metalen vormt zwavel sulfiden, die als de zouten van dit zuur
beschouwd kunnen worden. Vele mineralen horen tot deze categorie. in de regel vormen sulfiden
slecht oplosbare zouten. Indien slechts één elektron wordt opgenomen vormt zwavel vaak disulfide
paren. Mineralen als pyriet (FeS2) behoren tot deze groep. Met koolstof wordt koolstofdisulfide
CS2gevormd, een apolaire, vluchtige vloeistof. Wanneer zwavel zes elektronen afgeeft, bijvoorbeeld als
het geoxideerd wordt door zuurstof, worden o.a. zwavelzuur en zouten van zwavelzuur (sulfaten)
gevormd.
In het milieu worden de omzettingen van de diverse zwavelverbindingen voor het overgrote deel
biologisch gemedieerd. Zo kunnen bacteriën bij de afbraak van organisch materiaal in de waterbodem
sulfaat gebruiken als alternatieve elektronen-acceptor bij afwezigheid van zuurstof (reducerend milieu).
Bij deze redoxreactie wordt sulfide gevormd. Tegelijkertijd kan zwavel vrijkomen bij de afbraak van het
zwavelhoudende organische materiaal. Er zijn allerlei diverse groepen micro-organismen die
gespecialiseerd zijn in de diverse omzettingen binnen de zwavelkringloop. Het zijn vaak de
2 In Nederland wordt zowel de term waterbodem als onderwaterbodem gebruikt. De term waterbodem
suggereert dat het de bodem is in een waterlichaam en dus permanent onder water ligt. Volgens de
wetgeving is een waterbodem die tijdelijk droogvalt ook een waterbodem. Uiterwaardengrond valt
ook onder deze categorie. In deze rapportage gaat het om waterbodems die permanent onder water
staan in sloten en plassen. Om deze reden maken we daarom gebruik van de term onderwaterbodem.
10