Cykl selenowy

Szlaki i przemiany selenu 

Przegląd gatunków selenu, szlaków i przemian w glebie, wodzie, atmosferze i ich interfejsach. Strumienie i przemiany abiotyczne i biotyczne zaznaczono kursywą przy odpowiednich strzałkach. Potencjalne procesy immobilizacji w glebie są wymienione we wstawce ramki.

Cykl selenowy jest biologicznym cyklem selenu podobnym do cykli węgla, azotu i siarki. W ramach cyklu istnieją organizmy, które redukują najbardziej utlenioną formę pierwiastka, a różne organizmy uzupełniają cykl, utleniając zredukowany pierwiastek do stanu początkowego.

Stwierdzono, że w cyklu selenowym bakterie, grzyby i rośliny, zwłaszcza gatunki Astragalus , metabolizują najbardziej utlenione formy selenu, selenianu lub seleninu , do selenku . Uważa się również, że mikroorganizmy mogą utleniać selen o wartościowości zero do selenu o wartościowości +6.

Dowody na cykl selenowy można znaleźć poprzez badanie roślin selenowych. Rośliny te występują na glebach półpustynnych, selenośnych. Rośliny biosyntetyzują formy organicznych związków selenu i uwalniają je do gleby podczas ich rozkładu. Gdyby związki nie były utlenione, zaobserwowano by wzrost selenu organicznego, ale selen w tych obszarach jest głównie nieorganiczny.

Ekosystemy wodne

Istnieją trzy losy rozpuszczonego selenu w ekosystemie wodnym : 1. może być wchłaniany lub spożywany przez organizmy; 2. może wiązać się z zawiesinami lub osadami; lub 3. może pozostać w wolnym roztworze. Z biegiem czasu większość selenu jest wchłaniana przez organizmy lub wiąże się z innymi ciałami stałymi. Gdy zawieszony materiał osiada, selen gromadzi się w górnej warstwie osadu . Ze względu na dynamiczny przepływ w ekosystemie wodnym selen występuje zwykle tylko tymczasowo w osadach przed powrotem do systemu.

Procesy unieruchomienia

Selen może być usuwany z ekosystemu i wiązany w osadach w wyniku naturalnych procesów chemicznej i mikrobiologicznej redukcji formy selenianu do formy seleninu. Po redukcji następuje adsorpcja na glinie, reakcja z formami żelaza i współstrącanie lub sedymentacja. Gdy selen znajdzie się w osadzie, może wystąpić inna redukcja chemiczna i mikrobiologiczna, powodująca nierozpuszczalny selen organiczny, mineralny, elementarny lub zaadsorbowany. Niektóre formy organiczne mogą być uwalniane do atmosfery w wyniku ulatniania się przez aktywność chemiczną lub mikrobiologiczną w wodzie i osadach lub przez bezpośrednie uwolnienie z roślin. Procesy immobilizacji skutecznie usuwają selen z ekosystemu, zwłaszcza w obszarach wolno poruszających się lub stojących.

Procesy mobilizacyjne

Selen jest udostępniany łańcuchowi pokarmowemu poprzez cztery procesy utleniania i metylacji . Pierwszym procesem jest utlenianie i metylacja selenu nieorganicznego i organicznego przez korzenie roślin i mikroorganizmy. Drugim procesem jest biologiczne mieszanie i związane z nim utlenianie osadów pochodzących z kopania bezkręgowców bentosowych oraz karmienie ryb i dzikich zwierząt. Trzeci proces jest reprezentowany przez ruch fizyczny i utlenianie chemiczne w wyniku cyrkulacji i mieszania wody, takie jak prądy, wiatr, opady atmosferyczne i upwelling. Czwarty proces pochodzi z utleniania przez fotosyntezę roślin.