Zwavel behoort tot de onmisbare elementen, die in levende organismen voorkomen, al is het gehalte eraan slechts klein (0, 1-0,2 pct). Door de plantaardige organismen wordt de benodigde zwavel uit de grond opgenomen als sulfaat.
Na het afsterven der organismen komt het in organisch gebonden vorm, vnl. in eiwitten, weer in de grond terug en wordt hieruit door de mineraliserende microorganismen vrijgemaakt als sulfide. Er is echter nog een veel belangrijker bron van sulfiden. Onder anaërobe omstandigheden wordt nl. sulfaat gereduceerd tot zwavelwaterstof door de anaërobe bacterie Sporovibrio desulfuricans. Deze bacterie gebruikt het sulfaat voor de oxydatie van organische stoffen, waarbij het sulfaat gereduceerd wordt. Dit proces veroorzaakt de geur van zwavelwaterstof in oude, stilstaande grachten e.d. Daar onder de anaërobe omstandigheden ijzer in de ferrovorm voorkomt slaat meestal het zwarte ijzersulfide neer, waardoor de zwarte modder ontstaat.
Voorwaarden voor dit proces zijn: water met veel sulfaten, veel organische stof en weinig zuurstof. Onder bepaalde omstandigheden ontstaat niet slechts ijzermonosulfide, maar ook pyriet. Komt een dergelijke sulfiderijke grond weer aan de oppervlakte, dan worden deze sulfiden geoxydeerd. Deze oxydatie wordt versneld door de chemo-autotrophe bacterie Thiobacillus thiooxydans, die de bij de oxydatie vrijkomende elementaire zwavel tot zwavelzuur oxydeert, dat met het gelijktijdig gevormde ijzerhydroxyde als basisch ferrisulfaat neerslaat.De grond, die meestal kalkarm is, verzuurt hierdoor zeer sterk: PH’s beneden de 1 zijn geen zeldzaamheid. Door de geelbruine kleur van het basisch ferrisulfaat geeft men deze grond de naam katteklei. De vorming van katteklei is een berucht verschijnsel bij inpolderingen (ook bij de IJselmeerpolders), dat slechts met grote hoeveelheden neutraliserende kalk verholpen kan worden. Terwijl de genoemde zwaveloxyderende bacterie de enige is, die dergelijke extreme pH’s kan verdragen komen in normale grond en water ook andere zwaveloxyderende bacteriën voor. Thiobacillus thioparus oxydeert thiosulfaten, sulfiden e.d. tot elementaire zwavel en eventueel verder tot sulfaten. De elementaire zwavel wordt tussen de cellen in het medium afgescheiden.
Bij de draadvormige zwavelbacteriën wordt de zwavel in de cellen afgescheiden (Beggiatoa, Thiothrix). Terwijl al deze oxyderende bacteriën chemo-autotrooph zijn, zijn de groene en purperbacteriën fotoautotrooph. Met behulp van de lichtenergie assimileren ze koolzuur, waarbij niet, zoals bij de groene planten zuurstof vrijkomt uit water, maar zwavel uit zwavelwaterstof.
Voor de kringloop van de zwavel in de natuur spelen ze slechts een zeer plaatselijke rol vergeleken bij de chemoautotrophe bacteriën. Na de oxydatie van sulfide tot sulfaat kan dit weer door de planten worden opgenomen en is de kringloop gesloten (z kringloop der stof).
DR A. QUISPEL.
