Siklus Sulfur : Pengertian, Proses, Hingga Dampaknya

Ada banyak siklus yang ditemui dalam kehidupan untuk membantu keseimbangan alam itu sendiri. Siklus sulfur adalah salah satu siklus biogeokimia selain dari siklus oksigen, nitrogen, air, fosfor dan lainnya.

Siklus satu ini juga dikenal dengan sebutan siklus belerang, daur belerang atau daur sulfur. Proses terjadinya daur ulang sulfur terjadi karena proses alam yang dibantu oleh bakteri-bakteri.

Sehingga prosesnya bisa terjadi secara alami dan dapat memberikan banyak manfaat bagi makhluk hidup. Mari kita bahas tentang siklus daur sulfur dengan lengkap di bawah ini.

Pengertian sulfur atau belerang

Sulfur atau lebih dikenal dengan sebutan belerang adalah unsur non-logam yang sama sekali tidak berasa. Belerang dalam bentuk aslinya adalah zat padat kristalin yang secara umum berwarna kuning. Belerang merupakan unsur penting dimana terdapat 2 unsur penting untuk kehidupan.

Penambangan belerang biasanya dilakukan secara tradisional pada pegunungan seperti gunung Ijen di Banyuwangi.

Belerang digunakan untuk berbagai kebutuhan yang sangat dibutuhkan oleh manusia. Baik untuk kesehatan, kecantikan maupun berbagai kebutuhan lain seperti pembuatan pupuk.

Sulfur berwarna kuning namun terlihat lebih pucat, tidak berbau dan sangat rapuh. Sulfur atau belerang menampilkan tiga bentuk alotropik seperti ortorombik, monoklin dan amorf.

Pengertian daur sulfur atau belerang

Pengertian daur sulfur atau belerang
Pengertian daur sulfur atau belerang

Secara garis besar pengertian dari siklus sulfur adalah siklus biogeokimia yang dikenal juga sebagai siklus belerang.

Sementara siklus belerang atau daur belerang adalah sebuah rangkaian perpindahan zat kimia di permukaan bumi. Dimana zat kimia tersebut mengandung unsur belerang di dalamnya.

Bisa juga diartikan sebagai proses perubahan belerang dari bentuk hidrogen sulfida menjadi sulfur dioksida. Kemudian akan menjadi sulfat dan kembali lagi menjadi hidrogen sulfida. Dimana proses daur ulangnya dimulai dari dalam tanah.

Ion-ion sulfat yang terdapat dalam tanah diserap secara alami oleh akar dan metabolisme. Kemudian akan menjadi protein didalam tubuh tumbuhan yang bisa dimakan hewan atau manusia.

Jika hewan atau manusia makan tumbuhan tersebut maka sulfat tersebut akan berpindah ke tubuh manusia atau hewan.

Dalam tubuh manusia sulfat akan mengalami metabolisme, dimana sisa-sisa metabolisme akan diuraikan oleh bakteri-bakteri.

Proses penguraian di lambung dibantu oleh bakteri dan akan dikeluarkan dalam bentuk gas (kentut). Kentut bisa menjadi bau penyebabnya karena kandungan sulfur jika semakin banyak maka semakin bau.

Seperti sudah dijelaskan kalau siklus daur sulfur adalah siklus biogeokimia yang didalamnya terdapat tiga hal pokok.

  1. Terjadi daur aliran zat kimia dari bio ke geo atau dari mahkluk hidup ke bumi. Meliputi penguraian, zat sisa ekskresi, fotosintesis, respirasi dan lainnya yang memang ditujukan ke bumi dari makhluk hidup.
  2. Terjadi daur aliran zat kimia dari bio ke geo yang tidak lain adalah pemanfaatan zat kimia baik dalam bentuk organik maupun anorganik. Pada umumnya tumbuhan lewat akarnya ataupun segala yang ada akan dimanfaatkan untuk survivalnya.
  3. Terjadi daur aliran zat kimia dari geo ke geo artinya dari senyawa kimia di udara berpindah ke darat. Misalnya lewat hujan > darat ke udara > darat ke air > air ke darat dan lainnya. Hal ini terjadi karena pelapukan, erosi, pengendapan yang semua untuk proses keseimbangan alam.

Siklus daur belerang

Siklus daur belerang
Siklus daur belerang

Berikut tahapan siklus sulfur singkat yang akan dijelaskan dengan sederhana menggunakan poin-poin. Tujuannya agar lebih mudah untuk dipahami mengingat prosesnya cukup panjang.

  1. Tahapan pertama siklus daur sulfur diawali dengan adanya aktivitas gunung merapi yang masih aktif. Bisa juga karena adanya industri batu bara yang digunakan sebagai bahan bakar berupa gas SO2.
  2. Zat sulfur atau belerang secara alami akan naik ke udara dengan membentuk awan. Hingga terbentuklah hidrolisis air atau H2SO4 yang mengakibatkan terjadinya kondensasi. Peristiwa ini dikenal dengan hujan awan karena kondensasi mampu menurunkan hujan.
  3. Setelah hujan awan turun akan kembali masuk ke dalam tanah menjadi sulfat yang sangat dibutuhkan oleh tumbuhan.
  4. Sulfur yang berupa bentuk anorganik (SO4) di alam atau tanah akan berpindah ke tumbuhan. Proses ini disebut dengan penyerapan sulphate yang menggunakan akar dari tumbuhan tersebut.
  5. Pada umumnya sulfur akan direduksi oleh bakteri kemudian menjadi senyawa sulfida. Namun terkadang juga bisa dalam bentuk lainnya seperti hidrogen sulfida atau sulfur dioksida.
  6. Dalam proses daur sulfur selalu dibantu oleh unsur organisme lain tujuannya adalah untuk menguraikan senyawa menjadi sebuah unsur-unsur.

Jenis bakteri pada siklus daur sulfur

Jenis bakteri pada siklus daur sulfur
Jenis bakteri pada siklus daur sulfur

Proses pembentukan sulfat di alam terjadi karena adanya bantuan dari bakteri yang berperan aktif. Secara garis besar dijelaskan seperti ini

  • H2S => S => SO4 => berupa bakteri sulfur tidak berwarna, hijau atau ungu.
  • SO4 => H2S berupa reduksi sulfat anaerobik, bakteri desulfovibrio.
  • H2S => SO4 berupa pengoksidasi sulfide aerobik, bakteri thiobacillus.
  • S organik => SO4 + H2S.

Senyawa organik SO4-2 + H2S oleh mikroorganisme heterotrofik aerobik dan anaerobik melalui proses kimia. Saat sulfat mengendap pada permukaan tanah maka hasil dari oksidasi mineral sulfida (batuan plutonik).

Contoh: Persamaan reaksi pembentukan sulfat dari oksidasi mineral sulfida. Misalnya mineral besi sulfida adalah 2 FeS2 + 7 O2 + 2 H2O → 2 Fe2+ + 4 SO42- + 4H+ melalui proses kimia.

Ketika gas SO2 terbentuk melalui pembakaran hasil emisi gas belerang atau aktivitas gunung berapi.

Sementara untuk reaksi S (s) + o2 (G) => SO2 (g) melalui proses kimia terjadi pada saat gas H2S terbentuk melalui kegiatan biologis.

Ketika bakteri mengurai bahan organik dalam keadaan tanpa oksigen atau anaerobik. Seperti pada umumnya terjadi pada lingkungan rawa dan saluran pembuangan limbah.

Gas ini ternyata juga dihasilkan dari gas alam secara alami seperti gunung berapi. Untuk persamaan reaksinya adalah 1S – 2 (s) + 2H + (g) => (S2).

Belerang dioksida atau SO2 dan H2S berubah menjadi SO4 atau sebaliknya karena bantuan mikroorganisme dekomposer.

Pada proses tersebut juga akan muncul reaksi kimia lain, seperti H2S → S → SO4-2 SO4-2 → H2S H2S → SO4-2 Senyawa Organik → SO4-2 + H2S.

1. Bakteri Thiobacillus

Bakteri Thiobacillus
Bakteri Thiobacillus

Ciri-ciri bakteri satu ini memiliki ukuran sangat kecil, gram negatif serta sel berbentuk batang (0,5 x 1,04 0μm). Dengan beberapa spesies berbeda bersifat motil dengan flagel polar.

Energi ini diperoleh dari proses oksidasi satu atau lebih reduksi senyawa sulfur. Meliputi:

  • Sulfida
  • Sulfur
  • Tiosulfat
  • Polithionat
  • Tiosianat.

Produk terakhir dari oksidasi senyawa sulfur adalah sulfat namun sulfur, sulfit dan polithionat kemungkinan bisa terkumpul oleh beberapa jenis bakteri lainnya.

Beberapa spesies bakteri memperoleh energi dari oksidasi besi ferro menjadi besi ferri.

Bakteri ini mampu mengikat karbondioksida melalui lingkan Benson Calvin dan sanggup hidup secara autropik, yaitu obligat khemolitotrofik. Bakteri tersebut hidup pada pH optimal 28 dan suhu optimal 20-43˚ Celcius.

Genus Thiobacillus juga disebut sebagai Acidithiobacillus. Bakteri ini bersifat termofilik dan hidup pada suhu 45-50˚ Celcius.

Thiobacillus juga masuk dalam genus asidofil yang hidup pada pH 1,5-2,5 dan beberapa spesies lain hidup pada pH netral.

Bakteri kemoautotrof mampu mengoksidasi sulfur dan mendapat energi dari reduksi CO2. Bakteri kemolitotrof meliputi genera Thiobacillus, Sulfolobus, Leptospirillum, dan jenis lainnya.

Thiobacillus ferrooxidans mampu mengoksidasi Fe (II) menjadi Fe (III) dan mengoksidasi senyawa belerang. Senyawa belerang yang tereduksi digunakan sebagai sumber daya energinya.

Kemudian Sulfolobus acidocaldarius adalah bakteri kemoautotrof yang hidup di lingkungan bersuhu optimum 70˚ Celcius dengan pH optium 2-3. Bakteri ini juga sanggup mengoksidasi Fe (II) serta senyawa sulfur.

Spesies Thiobacillus di perairan sungai, danau dan laut merupakan pengoksidasi sulfur paling penting.

Bakteri ini mampu mengoksidasi besi yang menyebabkan mereka mampu memetabolisme ion ion metal seperti besi ferro
Fe2+ + ½ O2 + 2H+ ­­> Fe3+ + H2O

Menurut Boy (1982) reaksi oksidasi pirit, yaitu:

  • FeS2 + H2O + 3,5 O2 => FeSO4 + H2SO4
  • 2 FeSO4+ ½ O2 + H2SO4 => Fe2(SO4)3 + H2O
  • FeS2 + 7 Fe2(SO4)3 + 8 H2O => 15 FeSO4 + 8 H2SO4

2. Bakteri Desulfovibrio desulfuricans

Bakteri Desulfovibrio desulfuricans
Bakteri Desulfovibrio desulfuricans

Selanjutnya, bakteri Desulfovibrio desulfuricans termasuk dalam Sulfate Reducing Bakteri (SRB).

Dimana bakteri ini mampu mengurangi sulfat pada kondisi anaerob dan bisa membentuk logam sulfide. Jika atom S berikatan dengan kation dari logam bebas di dalam air.

Terdapat penelitian yang menyebutkan jika reduksi sulfat pada bakteri Desulfovibrio desulfuricans dipengaruhi oleh sumber karbon.

Etanol merupakan karbon terbaik. Persentase reduksi sulfat dengan asam formiat sekitar 34,27%, asam laktat 56,64% dan etanol 68%.

Dampak sulfur, fungsi dan manfaat siklus daur sulfur

Sulfur memiliki dampak positif yang bisa bermanfaat bagi kehidupan maupun dampak negatif. Selain itu siklus sulfur belerang juga memiliki fungsi dan manfaat yang menarik untuk dibahas.

Ketahui apa saja dampak positif, negatif, fungsi dan manfaat yang akan dijelaskan di bawah ini.

1. Dampak positif

Dampak positif
Dampak positif

Belerang memiliki banyak manfaat positif karena bisa digunakan untuk industri kertas sulfit.

Bisa juga digunakan untuk pupuk, mensterilkan alat pengasap, dan memutihkan buah kering. Belerang merupakan isolator yang cukup baik untuk digunakan.

2. Dampak negatif

Dampak negatif
Dampak negatif

Walaupun memiliki banyak manfaat, ternyata sulfur juga mampu memberikan dampak negatif.

Dampak negatif dari lingkungan terlihat nyata dalam pencemaran lingkungan. Dimana dampak ini bisa membuat atmosfer bumi menjadi rusak.

Udara yang tercemar dengan Sulfur Oksida dapat menyebabkan manusia mengalami gangguan pada sistem pernafasan.

Gas Sulfur Oksida sangat mudah menjadi asam sehingga menyerang selaput lendir pada hidung. Bahkan bisa sampai ke paru-paru sehingga menyebabkan gangguan pernafasan.

Selain itu serangan gas Sulfur Oksida dapat menyebabkan iritasi pada bagian tubuh yang terkena secara langsung.

Namun secara umum pengaruh utama dari polutan terhadap manusia menyebabkan iritasi saluran pernafasan.

3. Fungsi dan manfaat siklus daur sulfur

Fungsi dan manfaat siklus daur sulfur
Fungsi dan manfaat siklus daur sulfur

Beberapa fungsi dan manfaat dari adanya siklus daur sulfur antara lain:

  • Membantu terjadinya pembentukan butir hijau, hal inilah yang membuat warna daun menjadi lebih hijau.
  • Membantu meningkatkan kandungan protein atau vitamin pada tanaman.
  • Menambah jumlah anakan produksi pada tanaman padi.
  • Berperan dalam proses pembentukan zat gula.
  • Memperbaiki warna, aroma, serta struktur kelenturan tanaman tembakau.
  • Memperbaiki aroma, mengurangi penyusutan dan pertumbuhan menyimpang serta dapat memperbesar umbi dan bawang merah.

Proses daur ulang sulfur atau belerang memiliki peran yang sangat penting dalam keseimbangan lingkungan. Dimana proses siklus sulfur terjadi secara alami dengan bantuan berbagai jenis bakteri.

Daftar Pustaka

  • rumusbilangan.com/ daur-s ulfur- belerang/
  • rimbakita.com/ siklus-sulfur /#:~:text= Siklus%2 0sulfur% 20juga% 20dikenal %20dengan ,dapat% 20ditemukan %20dalam% 20 berbagai% 20 bentuk.
  • materi.co.id /siklus-sulfur/
  • id.wikipedia.org/ wiki/Siklus_ belerang
  • id.wikipedia.org /wiki /Belerang 

Nilai Kualitas Artikel

Leave a Comment