Siklus Sulfur

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.

Macam-macam daur biogeokimia : a. Siklus Air/siklus hidrologi b. Siklus Karbon c. Siklus Nitrogen d. Siklus Fosfor

e. Siklus sulfur/belerang

TOPIK MENGENAI SIKLUS SULFUR • Siklus Sulfur

• Proses Geologi Sulfur

• Aliran materi 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

Atmosfer

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 (SO4) • Aliran materi berkaitan erat dengan aliran energi. • Aliran materi juga terjadi di dalam sel makhluk hidup. • Aktivitas manusia juga dapat mempengaruhi aliran materi

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)

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

Dekomposer Energi kimia untuk fiksasi CO2 menjadi KH

Hubungan aliran energy sulfur dengan piramida energy

Proses Geologi Sulfur

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: •H2S → S → SO4-2; bakteri fotoautotrof tak berwarna, hijau dan ungu. •SO4-2 → H2S (reduksi sulfat anaerobik); bakteri Desulfovibrio & Desulfomaculum. •H2S → SO4-2 (Pengoksidasi sulfide aerobik); bakteri Thiobacilli. •Senyawa Organik → SO4-2 + H2S, 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) → H2S(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 SOX menimbulkan dampak terhadap manusia dan hewan, kerusakan pada tanaman terjadi pada kadasr sebesar 0,5 ppm. Pengaruh utama polutan SOX 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: SO2 + ½ O2 + H2O (2H + SO2)aq

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 SOX 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.