Siklus Sulfur

Sebelum beranjak pada pembahasan mengenai daur sulfur. Kita harus

terlebih dahulu mengetahui apa itu Biogeokimia, karena daur sulfur

termasuk dalam macam-macam daur Biogeokimia.

Pengertian Biogeokimia

Biogeokimia merupakan perubahan atau pertukaran yang terjadi secara

terus menerus antara komponen biosfer yang tak hidup dengan yang

hidup.

e. Siklus sulfur/belerang

Macam-macam daur biogeokimia :

a. Siklus Air/siklus hidrologi

b. Siklus Karbon

c. Siklus Nitrogen

d. Siklus Fosfor

TOPIK MENGENAI SIKLUS SULFUR

• Aliran materi sulfur

• Siklus Sulfur

• Proses Geologi Sulfur

• Proses Biologi Sulfur

• Aliran energi Sulfur

• Proses Kimia Sulfur

Siklus Sulfur di dahului oleh

pembentukan sulfur dari kerak bumi dan

atmosfer

Batuan Plutonik yang mengandung S₂ mengalami penghancuran dan pelapukan (geologis)

Kerak Bumi

Protein dan senyawa organic

Dekomposisi Senyawa Organik

•Hasil emisi pembakaran bahan berbelerang , seperti minyak bumi dan

batu bara •Asap motor •Asap Gunung Berapi

Siklus Sulfur

Pengertian dan definisi siklus Sulfur. Siklus Sulfur atau daur belerang

dalam Daur Biogeokimia. Siklus Sulfur adalah perubahan sulfur dari

hidrogen sulfida menjadi sulfur diokasida lalu menjadi sulfat dan

kembali menjadi hidrogen sulfida lagi. Sulfur dialam ditemukan dalam

berbagai bentuk. Dalam tanah sulfur ditemukan dalam bentuk mineral,

diudara dalam bentuk gas sulfur dioksida dan didalam tubuh organisme

sebagai penyusun protein.

Aliran materi sulfur

• Siklus sulfur merupakan contoh aliran materi tipe sedimenter.

• Aliran materi pada siklus sulfur dimulai dari pembentukan sulfur

pada kerak bumi dan atmosfer hingga melalui proses makan dan

dimakan

• Tumbuhan menyerap unsur sulfur dalam bentuk Sulfat (SO

₄

)

• Aliran materi berkaitan erat dengan aliran energi.

• Aliran materi juga terjadi di dalam sel makhluk hidup.

Aliran energi Sulfur

Sulfur berperan dalam penyimpanan dan pembebasan

energi karena sulfur merupakan komponen penting asam-asam amino

esensial penyusun protein tanaman maupun hewan, seperti methionin,

sistein, dan sistin, juga dalam pembentukan polipeptida. Meskipun

sulfur tidak berperan langsung dalam pembentukan energi (ATP)

seperti phospor, namun sulfur berperan dalam sintesis protein. Dimana

protein nantinya akan dirombak menjadi karbonhidrat jika zat makanan

penghasil energi utama tidak mencukupi. Itu sebabnya mengapa

protein berperan sebagai penghasil energi.

Energi Kalor (matahari) + Senyawa anorganik (Belerang

yang mengendap dalam tanah dan air) Tumbuhan Energi kimia/makanan (Protein) Konsumen Tingkat I, II, dan III Energi

kimia/makanan (Protein) Dekomposer Energi kimia untuk fiksasi CO2 menjadi KH Manusia

Energi kimia ->Energi Panas -> Energi Listrik -> Energi Gerak (Obat Kulit) ( Memasak) (Baterai) (Bensin)

Hubungan aliran energy sulfur dengan

piramida energy

Proses Biologi Sulfur

Proses biologi dan kimia terjadi ketika pembentukan sulfat melibatkan berbagai

jenis mikroorganisme yang berperan sebagai dekomposer. Berikut adalah bakteri yang

berperan dalam pembentukan sulfat:

•H

₂

S → S → SO

₄-2

_{; bakteri fotoautotrof tak berwarna, hijau dan ungu.}

•SO

₄-2

_{→ H2S (reduksi sulfat anaerobik); bakteri Desulfovibrio & Desulfomaculum.}

•H

₂

S → SO

₄-2

_{(Pengoksidasi sulfide aerobik); bakteri Thiobacilli.}

•Senyawa Organik → SO

₄-2

_{+ H}

2

S, masing-masing mikroorganisme heterotroph

aerobik dan anaerobik.

Proses biologi juga terjadi ketika tumbuhan dan bakteri melakukan proses fotosintesis

atau kemosintesis. Termasuk proses Anabolisme

Proses biologi juga terjadi ketika sel makhluk hidup menyerap senyawa belerang baik

di dalam lingkungan atau melalui proses makan memakan, untuk kemudian digunakan

sebagai bahan pembuat asam amino esensial untuk bahan sintesis protein (cadangan

energi)

Proses Kimia Sulfur

Proses kimia terjadi ketika sulfat mengendap di dalam permukaan tanah hasil dari pengoksidasian mineral sulfida (batuan plutonik). misalnya mineral besi sulfida.

2 FeS₂ + 7 O₂ + 2 H₂O → 2 Fe ₂ + + 4 SO₄-2 _{+ 4 H}+

Proses kimia terjadi ketika gas SO₂ terbentuk melalui pembakaran hasil emisi pembakaran gas belerang atau aktivitas gunung berapi. Persamaan reaksinya:

S (s) + O₂ (g) → S O₂ (g)

Proses kimia terjadi ketika gas H₂S terbentuk melalui aktivitas biologis ketika bakteri mengurai bahan organik dalam keadaan tanpa oksigen.

1S -2_{(s) + 2H}+ _{(g) → H}

2S(g)

Proses kimia terjadi ketika bakteri belerang (Thiobacillus) melakukan kemosintesis untuk menghasilkan senyawa organik berupa karbonhidrat. Thiobacillus memperoleh energi dengan cara mengoksidasi H₂S. Reaksinya sebagai berikut:

2H₂S + O₂ à 2H₂O + 2S + Energi

Selanjutnya energi tersebut digunakan untuk fiksasi CO₂ menjadi gula (karbonhidrat), reaksinya: C O₂ + 2 H₂S à CH ₂ O + 2S + H₂O

Proses kimia juga terjadi ketika di atmosfer terdapat gas SO₂ yang berlebih, hal ini dapat menimbulkan hujan asam, dimana kadar pH air hujan < 5,6. Berikut adalah reaksi-reaksi kimia pada hujan asam:

Terakhir proses kimia terjadi di dalam sel tubuh makhluk hidup seperti tumbuh hewan, dan manusia. Dimana senyawa belerang dibutuhkan untuk membuat asam amino asensial sebagai bahan sintesis protein. Contoh pada gambar yaitu pembentukkan asam amino sistin.

Dampak Sulfur

• DAMPAK TERHADAP KESEHATAN

Pencemaran SO_X menimbulkan dampak terhadap manusia dan hewan, kerusakan pada tanaman terjadi pada kadasr sebesar 0,5 ppm. Pengaruh utama polutan SO_X terhadap manusia adalah iritasi sistim pernafasan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa iritasi tenggorokan terjadi pada kadar SO₂ sebesar 5 ppm atau lebih bahkan pada beberapa individu yang sensitif iritasi terjadi pada kadar 1-2 ppm. SO₂ dianggap pencemar yang berbahaya bagi kesehatan terutama terhadap orang tua dan penderita yang mengalami penyakit khronis pada sistem pernafasan kadiovaskular.

• DAMPAK TERHADAP EKOSISTEM DAN LINGKUNGAN

Pengaruh pencemaran SO₂ terhadap lingkungan telah banyak diketahui. Pada tumbuhan, daun adalah bagian yang paling peka terhadap pencemaran SO₂, dimana akan terdapat bercak atau noda putih atau coklat merah pada permukaan daun. Dalam beberapa hal, kerusakan pada tumbuhan dan bangunan disebabkan karena SO₂ dan SO₃ di udara, yang masing-masing membentuk asam sulfit dan asam sulfat. Suspensi asam di udara ini dapat terbawa turun ke tanah bersama air hujan dan mengakibatkan air hujan bersifat asam. Reaksi terbentuknya hujan asam adalah:

Cont…..

Sifat asam dari air hujan ini dapat menyebabkan korosif pada logam-logam dan rangka-rangka

bangunan, merusak bahan pakian dan tumbuhan (Tugaswati, 2004). Adanya hujan asam akan dapat menyebabkan danau atau kolam menjadi terlalu asam, akibat yang ditimbulkan adalah ikan-ikan yang terdapat di dalam kolam tersebut akan mengelami kematian dan tanaman di sekitarnya menjadi banyak yang mati. Pada benda-benda, SO₂ bersifat korosif. Cat dan bangunan gedung

warnanya menjadi kusam kehitaman karena PbO pada cat bereaksi dengan SO_X menghasilkan PbS. Jembatan menjadi rapuh karena mempercepat pengkaratan

• DAMPAK TERHADAP TUMBUHAN DAN HEWAN

Sulfur dioksida juga berbahaya bagi tanaman. Adanya gas ini pada konsentrasi tinggi dapat

membunuh jaringan pada daun. pinggiran daun dan daerah diantara tulang-tulang daun rusak. Secara kronis SO₂ menyebabkan terjadinya khlorosis. Kerusakan tanaman iniakan diperparah

dengan kenaikan kelembaban udara. SO₂ diudara akan berubah menjadi asam sulfat. Oleh karena itu, didaerah dengan adanya pencemaran oleh SO₂ yang cukup tinggi, tanaman akan rusak oleh aerosol asam sulfat. Pada dasarnya ekosistem darat tumbuhan mudah terpengaruh. Perbedaan dalam kerentanan pada berbagai spesies tanaman yang berbeda telah didokumentasi dengan baik. Hal ini konsisten dengan adanya beragam spesies tanaman dari pusat kota dan daerah industri, sedangkan spesies yang samadekat dengan daerah perbatasan. Kerentanan selalu mencerminkan perbedandalam faktor genetik, umur, atau keadaan fisiologis. Tidak hanya adanyaperbedaan antara spesies tetapi seringkali terdapat keragaman antara genotiftanaman.

PENGENDALIAN

 PENCEGAHAN

 Sumber Bergerak

a) Merawat mesin kendaraan bermotor agar tetap berfungsi baik b) Melakukan pengujian emisi dan KIR kendaraan secara berkala c) Memasang filter pada knalpot

 Sumber Tidak Bergerak

a) Memasang scruber pada cerobong asap.

b) Merawat mesin industri agar tetap baik dan lakukan pengujian secara berkala. c) Menggunakan bahan bakar minyak atau batu bara dengan kadar Sulfur rendah.

 Bahan Baku

Pengelolaan bahan baku SO₂ sesuai dengan prosedur pengamanan.

 Manusia

Apabila kadar SO₂ dalam udara ambien telah melebihi Baku Mutu (365mg/Nm3 udara dengan rata-rata waktu pengukuran 24 jam) maka untuk mencegah dampak kesehatan, dilakukan upaya-upaya :

a) Menggunakan alat pelindung diri (APD), seperti masker gas. b) Mengurangi aktifitas diluar rumah.

 PENANGGULANGAN

a) Memperbaiki alat yang rusak b) Penggantian saringan/filter

c) Bila terjadi/jatuh korban, maka lakukan pemindahan korban ke tempat aman/udara bersih, berikan pengobatan atau pernafasan buatan atau kirim segera ke rumah sakit atau Puskesmas terdekat.