A kén előfordulása a természetben
A kén (S) a periódusos rendszerben a 16-os csoportban, az oxigéncsoportban található nemfémes elem. Vegyjele S, rendszáma 16. A Földön széles körben elterjedt elem, amely számos különböző formában és helyen megtalálható.
Elsődleges előfordulási formája az elemi kén, amely kristályos vagy amorfeus állapotban lehet jelen. Az elemi kén főként vulkanikus területeken található meg, ahol közvetlenül a földfelszínre kerülhet a vulkáni gázok és forró vízgőz segítségével. Ilyen jellegű kénlelőhelyek például Japánban, Indonéziában és Olaszországban találhatók.
Kéntartalmú ásványok és vegyületek
A kén másik gyakori előfordulási formája a kéntartalmú ásványok formájában van. Ezek az ásványok többnyire szulfidok és szulfátok, mint például a pirit (FeS2), galena (PbS), gipsz (CaSO4·2H2O) és bárít (BaSO4). Ezek az ásványok a földkéregben széles körben megtalálhatók, és fontos nyersanyagforrásai a kénnek. A szulfidok közül kiemelkedő jelentőségű a pirit, amely a leggyakoribb szulfidásvány, és gyakran „bolondok aranyának” is nevezik aranysárga színe miatt.
A tengeri vizekben oldott állapotban is előfordul kén, bár itt már nagyon alacsony koncentrációban. A tengervízből történő kénkinyerés gazdaságilag nem jelentős. Az élővilág számára azonban létfontosságú, mivel sok mikroorganizmus képes a benne lévő ként hasznosítani. Egyes baktériumok és archeák képesek a szulfátot elektronakceptorként használni anaerob légzésük során, miközben hidrogén-szulfidot termelnek.
A kén szerepe a légkörben és az iparban
A légkörben is jelen van kén-dioxid (SO2) formájában, amely elsősorban égetési folyamatok során keletkezik, mint például fosszilis tüzelőanyagok égésekor. Ez a vegyület jelentős szerepet játszik savas esők keletkezésében is. A kén-dioxid reakcióba lép a légköri vízzel, kénessavat (H2SO3) és kénsavat (H2SO4) képezve, amelyek csapadék formájában a földre hullva savasítják a talajt és a vizeket.
Az iparilag előállított kén leggyakrabban olaj- és gázfinomítás során keletkezik, mint melléktermék. A finomító üzemek kénnel telített hidrogén-szulfidot választanak le, majd ezt feldolgozzák tovább elemi kénné. Az így nyert ként számos iparágban hasznosítják, például a vegyiparban kénsav gyártásához, a gumigyártásban vulkanizálószerként, vagy a mezőgazdaságban növényvédő szerek és műtrágyák előállításához.
A kén biológiai jelentősége
A kén az élő szervezetek számára is nélkülözhetetlen elem. Két esszenciális aminosav, a cisztein és a metionin építőköve, így a fehérjék szerkezetének kialakításában játszik fontos szerepet. Emellett megtalálható egyes vitaminokban (például B1-vitamin, biotin) és koenzimekben (például koenzim-A) is. A kénnek szerepe van a sejtek redox-egyensúlyának fenntartásában, a nehézfémek méregtelenítésében és a sejtek közötti kommunikációban is.
Egyes mikroorganizmusok anyagcseréjében központi szerepet tölt be a kén. A kemolitotróf baktériumok képesek a szervetlen kénvegyületeket, például a hidrogén-szulfidot vagy a kén-hidrogént energiaforrásként hasznosítani. Más baktériumok, például a Beggiatoa nemzetség tagjai, elemi ként raktároznak sejtjeikben, majd azt elektrondonorként használják fel anyagcseréjük során.
A kén környezeti hatásai
A kén környezeti szempontból jelentős elem, mivel vegyületei részt vesznek a globális biogeokémiai körforgásban. A légköri kén-dioxid üvegházhatású gázként hozzájárul a globális felmelegedéshez, emellett savas esők formájában károsítja a természetes ökoszisztémákat és az épített környezetet egyaránt. Az ipari forradalom óta az emberi tevékenység jelentősen megnövelte a légköri kén-dioxid mennyiségét, főként a fosszilis tüzelőanyagok égetése révén.
A kéntartalmú szennyvizek és bányászati meddők szintén környezeti problémákat okozhatnak. A szulfidok oxidációja révén savas bányavizek keletkezhetnek, amelyek elsavasítják a felszíni vizeket és a talajt, károsítva az élővilágot. A szennyvizekben lévő szulfátok anaerob körülmények között hidrogén-szulfiddá redukálódhatnak, amely mérgező és kellemetlen szagú gáz.
Összességében tehát a kén rendkívül változatos formákban fordul elő természetes és ember által befolyásolt környezetben egyaránt, fontos szerepet játszva mind a geológiai folyamatokban, mind az élővilág és az ipar számára. Ugyanakkor a kénvegyületek környezeti hatásaira is figyelmet kell fordítani, és törekedni kell a káros kibocsátások csökkentésére a fenntartható fejlődés érdekében.