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自然界中的硫循环和氮循环
神秘仙境——怀奥塔普（Wai-O-Tapu）
神秘仙境——怀奥塔普（Wai-O-Tapu）
这可能是哪些气体造成的呢？
硫化氢、二氧化硫
这些气体从何而来呢？
火山喷发
火山
公园景色优美，美中不足的是空气中弥漫着臭鸡蛋气味混杂着酸味。
任务一：探究含硫物质的存在形式
任务一：探究含硫物质的存在形式
岩石上一片片黄色的物质可能是什么呢？
硫还以什么形式存在于岩石上呢？
在火山口岩壁上，可以观察到五彩斑斓的颜色。
任务一：探究含硫物质的存在形式
【资料库】
“由于硫质（H2S）之温泉，泉之浮面，硫化氢酸化而成水及硫磺，因初成时氧气甚多，故生硫酸，及与石灰岩起变化，遂生石膏。”
谢家荣.自然硫矿之成因[J].科学,1917,(9): 27-295
硫还以什么形式存在于岩石上呢？
任务一：探究含硫物质的存在形式
岩壁上硫化物矿物质产生的颜色：
朱砂（）——粉色
雄黄（）——橘红色
辉锑矿（）——铅灰色
硫还以什么形式存在于岩石上呢？
一、探究含硫物质的存在形式
公园内动植物众多。聪明的鸟类会利用蒸气帮助孵化鸟蛋。
一、探究含硫物质的存在形式
蛋氨酸
蛋白质
有机硫
硫还以什么形式存在呢？
公园内动植物众多。聪明的鸟类会利用蒸气帮助孵化鸟蛋。
一、探究含硫物质的存在形式
曾有学者在香槟池附近选取了五个采样点，对香槟池附近水源中的溶解氧含量和pH进行全天采样。
一、探究含硫物质的存在形式
香槟池
Pope, J. G., et al. "Diurnal Variations in the Chemistry of Geothermal Fluids After Discharge, Champagne Pool, Waiotapu, New Zealand." Chemical Geology, vol. 203, no. 3, 2004, pp. 253-272.
溶解氧（简称DO）指溶解在水中的空气中的分子态氧。
采样点4
一、探究含硫物质的存在形式
一天内水中溶解氧含量是怎样变化的呢？
一、探究含硫物质的存在形式
为什么白天水中溶解氧含量高，夜间溶解氧含量低呢？
水中溶解氧含量与微生物的光合作用释放氧气有关。
一、探究含硫物质的存在形式
一天内水体pH是怎样变化的呢？
一、探究含硫物质的存在形式
为什么日间水体的pH会减小呢？这与水中溶解氧含量有何关联呢？
一、探究含硫物质的存在形式
硫以什么形式存在于水中呢？
二、探究自然界中的硫循环
经过数万年，为什么大气中的二氧化硫和硫化氢没有全部转化成硫酸根离子形式进入水中，从而消失殆尽呢？
二、探究自然界中的硫循环
、
有机硫
大气圈
岩石圈
水圈
生物圈
、
、
有机硫
大气圈
岩石圈
水圈
生物圈
降水
降水
火山喷发
动植物腐败
波浪翻涌
、
、
自然沉降
自然沉降
自然沉降
微生物厌氧活动
沉积
二、探究自然界中的硫循环
-2 +4 +6
0 +4 -2
+6
自然界中的氮元素是否也存在类似的循环呢？
三、探究自然界中的氮循环
有机氮
（如蛋白质）
生物固氮
大气固氮
反硝化作用
硝化作用
+5
+4
+2
0
-3
元素价态
物质类别
单质
氢化物
氧化物
酸
盐
三、探究自然界中的氮循环
三、探究自然界中的氮循环
硝化过程属于氮的固定吗？
不属于。氮的固定是游离态氮转化为化合态氮的过程。
三、探究自然界中的氮循环
反硝化过程中，含氮物质发生氧化反应还是还原反应呢？
还原反应。
三、探究自然界中的氮循环
当土壤中的Fe2+和Fe3+接触到水体中的含氮物质，他们会对水体中的氮元素产生什么影响呢？
土壤中的Fe2+和Fe3+有利于除去水体中的氮元素。
有机氮
（如蛋白质）
大气圈
岩石圈
水圈
生物圈
三、探究自然界中的氮循环
Kitadai, Norio, and Shigenori Maruyama. "Origins of Building Blocks of Life: A Review." Di Xue Qian Yuan., vol. 9, no. 4, 2018, pp. 1117-1153.
大气圈
岩石圈
水圈
生物圈
酸雨致使树木凋零
含硫矿物燃烧
四、人类活动对硫循环和氮循环的影响
光化学烟雾
水体富营养化
大气圈
岩石圈
水圈
生物圈
四、人类活动对硫循环和氮循环的影响
《硫酸工业污染物排放标准》
2004年10月南京，第3次国际氮素大会上签署南京宣言 左一朱兆良
课后作业
从氧化还原反应、物质类别、元素价态等视角，分析硫、氮元素能够形成循环的奥秘；
碳循环是自然界另一重要的元素循环，通过文献、调查、实验等研究方法，探究该循环对地球自然环境产生的重要影响；
完成作业练习的相关习题。

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