Siklus Daur Belerang atau Sulfur – Salah satu dari siklus biogeokimia selain siklus fosfor, siklus nitrogen, siklus air, serta siklus karbon dan oksigen adalah siklus atau daur belerang. Sulfur oksida yang berubah dari hydrogen sulfida yang selanjutnya menjadi sulfat serta berubah kembali menjadi hydrogen sulfida merupakan urutan terjadinya siklus atau daur belerang.
Dalam kehidupan sehari-hari, berbagai produk yang digunakan oleh manusia yang di dalamnya terdapat kandungan sulfur atau belerang yaitu bahan baku dalam industry kimia, korek api, bahan baku produksi obat, bahan peledak, serta yang lainnya.
Apa itu Siklus Daur Belerang atau Sulfur itu?
Siklus belerang seringkali dikenal dengan siklus sulfur yaitu suatu rangkaian perpindahan suatu zat kimia yang memiliki kandungan unsur belerang atau sulfur yang berada di permukaan bumi. Dalam lingkungan atmosfer, unsur belerang ini berbentuk gas yaitu SO2 yang berasal dari aktivitas serta pembakaran bahan bakar fosil.
Selain itu unsur belerang juga memiliki bentuk gas H2S yang dapat menyebabkan terjadinya suatu proses pembusukan pada bahan organik yang berada dalam air maupun tanah. Sulfur atau belerang selain memiliki manfaat untuk kepentingan manusia juga bermanfaat untuk pertumbuhan tanaman dalm bentuk anion sulfat yang berada di dalam tanah.
Proses Terjadinya Siklus Sulfur atau Daur Belerang
Sumber air panas yang mempunyai kandungan belerang, aktivitas gunung api, dan dari hasil penggunaan suatu bahan bakar fosil ikut berperan dalam pelepasan sulfur dalam bentuk gas SO2 ke atmosfer. Kemudian gas dari SO2 yang sudah ada di udara selanjutnya mengalami proses oksidasi yang dapat berubah menjadi gas sulfat atau SO4.
Terjadinya pembusukan dari berbagai bahan organik yang melibatkan peran mikroorganisme juga dapat menghasilkan belerang yang dapat masuk ke dalam tanah seperti H2S ataupun yang terbang ke atmosfer dalam bentuk gas.
Beberapa mikroorganisme yang bisa merubah bentuk protein yang berasal dari bahan organik menjadi senyawa H2S dalam proses pembusukan seperti Escherichia Sp., Neurospora sp., Proteus sp., serta Aspergillus sp.
Sedangkan mikroorganisme seperti Vibrio desulphuricans, Desulphovibrio, serta Aerobacter merupakan organisme pengurai yang dapat mengubah bahan organik seperti karbohidrat menjadi H2 serta senyawa-senyawa yang lain.
Di dalam atmosfer terdapat gas H2S yang dapat mengalami fase oksidasi sehingga berubah menjadi SO4 atau gas sulfat. Selanjutnya gas ini bersama air hujan atau dalam fase presipitasi akan kembali ke permukaan bumi.
Apabila di udara terdapat kandungan gas sulfat yang kadarnya cukup tinggi sehingga dapat mengakibatkan masalah untuk lingkungan sebab dapat mengakibatkan terjadinya hujan asam. Yang mana hujan asam ini adalah suatu bentuk dampak buruk dari terjadinya polusi udara serta polusi air.
Unsur tunggal seperti sulfur dihasilkan dari gas H2S yang mengalami fase reduksi di dalam tanah. Unsur tunggal tersebut selanjutnya akan memasuki suatu fase oksidasi yang mana terjadinya hal tersebut dibantu oleh bakteri Thiobacillus thiooxidans serta Thiobacillus denitrificans menjadi SO4.
Jenis-Jenis Bakteri dalam Siklus atau Daur Belerang
Bakteri fotoautotrof yang tidak berwarna, berwarna hijau, serta ungu, dalam proses H2S -> S -> SO4-2. Kemudian bakteri Desulfovibrio dan juga Desulfomaculum dalam proses reduksi sulfat anaerobik yang mana prosesnya adalah SO4-2 -> H2S.
Selanjutnya bakteri Kemolitotrof dan bakteri Thiobacilli dalam proses oksidasi sulfiide aerobik yang mana prosesnya yaitu H2S -> SO4-2. Mikroorganisme heterotrof aerobik dan anaerobik yang dalam prosesnya melalui proses kimia ketika sulfat mengendap di permukaan tanah yang merupakan hasil dari proses oksidasi mineral sulfia yang mana prosesnya adalah senyawa organik -> SO4-2 + H2S.
Pada reaski S(s) + O2 (g) menjadi SO2(g) yang melalui proses kimia ketika gas H2S terbentuk dalam suatu kegiatan biologis saat bakteri yang menguraikan bahan organik saat berada dalam keadaan tidak ada oksigen, misalnya ketika berada di lingkungan saluran pembuangan limbah serta lingkungan rawa.
Gas sulfur atau belerang juga berasal dari alam seperti dari gunung berapi yang memiliki persamaan reaksi yaitu 1S-2(s) + 2H+(g) -> (S2). Dengan bantuan dari mikroorganisme dekomposer SO4 berubah menjadi H2S dan SO2 atau belerang dioksida maupun sebaliknya.
1. Bakteri Thibacillus
Dalam proses siklus tau daur belerang, terdapat peran dari bakteri Thibacillus yang mena memiliki ukuran yang kecil, merupakan bakteri gram negatif dengan bentuk batang dan beberapa spesiesnya memiliki sifat motil serta memiliki flagel polar.
Terjadinya reduksi atau oksidasi satu senyawa sulfur merupakan proses dari didapatkannya energi. Sulfat merupakan bentuk akhir dari senyawa sulfur yang mengalami oksidasi. Namun senyawa sulfur, polithionat, serta sulfit sangat mungkin untuk berkumpul dan menjadi beberapa jenis bakteri.
Oksidasi dari besi ferro menjadi besi ferri juga dapat digunakan untuk mendapatkan energi oleh beberapa spesies. Bakteri tersebut dapat hidup dalam kondisi autropik dan mampu mengikat karbondioksida dengan menggunakan lingkan Benson Calvin yang disebut dengan obligat khemolitotropik, pH optimal untuk bakteri ini dapat hidup adalah 28 dengan suhu 20-43 derajat C.
Sebutan lain dari genus Thiobacillus adalah Acidithiobacillus. Bakteri dari genus ini mampu hidup pada sekitar suhu 45 hingga 50 derajat Celcius dan memiliki sifat termofilik. Bakteri Thiobacillus juga masuk dalam genus asidofil yang mana mampu hidup dalam pH 1,5 hingga 2,5. Spesies yang lain juga dapat hidup dalam pH yang netral.
Spesies dari genus Thibacillus adalah kelompok bakteri pengoksidasi sulfur yang sangat penting. Bakteri ini seringkali ditemukan pada danau, pantai, serta sungai. Bakteri dari spesies Thibacillus juga berperan dalam proses oksidasi besi yang dapat mengakibatkan metabolisme ionion metal, contohnya adalah besi ferro.
2. Bakteri Desulfovibrio Desulfuricans
Kelompok bakteri Desulfovibrio desulfuricans merupakan mikroorganisme yang masuk dalam kelompok Sulfate Reducing Bakteri (SRB). Yang mana dalam keadaan yang anaerob bisa mengurangi sulfat serta dapat membentuk logam sulphide apabila kation yang berasal dari logam bebas di alam dapat menjadi atom S atau logam sulphide.
Terdapat suatu penelitian serta analisa yang mengatakan bahwa terjadinya reduksi sulfat di dalam bakteri Desulfovibrio Desulfuricans sangat dipengaruihi oleh sumber karbon. Yang mana sumber karbon ini adalah etanol yang merupakan jenis karbon terbaik.
Fungsi serta Manfaat Siklus atau Daur Belerang
1. Dapat membantuk daun untuk lebih tampak hijau karena prosesnya dibantu oleh terbentuknya butir hijau daun.
2. Protein serta vitamin yang terdapat di dalam tanaman untuk ditingkatkan kandungannya.
3. Produksi anakan tanaman padi dihitung dapat menambah.
4. Memiliki fungsi dalam keterlibatan pembuatan zat gula.
5. Struktur kelenturan, aroma, serta warna dari tanaman tembakau dapat diperbaiki dengan adanya sikuls belerang ini.
6. Bermanfaat dalam mengurangi penyusutan, memperbaiki aroma serta memperbaiki pertumbuhan yang menyimpang dan dapat bermanfaat seperti umbi serta bawang merah dengan besarnya umbi.
Dampak Sulfur atau Belerang untuk Lingkungan
1. Dampak Positif
Adanya belerang atau sulfur yang mana dalam skala industri dapat dimanfaatkan dalam proses pembuatan pupuk, kertas, fungisida, memutihkan buah kering, serta sterilisasi alat pengisap.
2. Dampak Negatif
Selain dikenal dengan berbagai manfaat, belerang juga terkenal dengan dampak buruk untuk lingkungan sekitar khususnya pada konsep pencernaan udara yang dapat mengakibatkan atmosfer.
Daftar Pustaka:
Campbell. (2012). Biologi. Jakarta: Erlangga.
Suharsono dan Popo Mustofa K. (2017). Biologi Umum. Tasikmalaya: LPPM Universitas Siliwangi.
