Siklus belerang

Daur Belerang atau Daur Sulfur adalah salah satu bentuk daur biogeokimia. Pengertian dan definisi lain dari daur belerang/sulfur yaitu perubahan sulfur dari hidrogen sulfida menjadi sulfur dioksida lalu menjadi sulfat dan kembali menjadi hidrogen sulfida lagi. Sulfur di alam ditemukan dalam berbagai bentuk. Tanah yang mengandung sulfur ditemukan dalam bentuk mineral, di udara dalam bentuk gas sulfur dioksida dan di dalam tubuh organisme sebagai penyusun protein.

Siklus sulfur dimulai dari dalam tanah, yaitu ketika ion-ion sulfat (SO₄^2-) diserap oleh akar dan dimetabolisme menjadi penyusun protein dalam tumbuhan. Ketika hewan dan manusia memakan tumbuhan, protein tersebut akan berpindah ke tubuh manusia. Dari dalam tubuh manusia senyawa sulfur (unsur non-logam yang tidak berasa) mengalami metabolisme yang sisa-sisa hasil metabolisme tersebut diuraikan oleh bakteri dalam lambung berupa gas dan dikeluarkan melalui kentut. Salah satu zat yang terkandung dalam kentut adalah sulfur. Semakin besar kandungan sulfur dalam kentut maka kentut akan semakin bau.

Hidrogen sulfida (H₂S) berasal dari penguraian hewan dan tumbuhan yang mati oleh mikroorganisme seperti bakteri dan jamur. Hidrogen sulfida hasil penguraian sebagian tetap berada dalam tanah dan sebagian lagi dilepaskan ke udara dalam bentuk gas hidrogen sulfida. Gas hidrogen sulfida di udara kemudian bersenyawa dengan oksigen membentuk sulfur dioksida. Sedangkan hidrogen sulfida yang tertinggal di dalam tanah dengan bantuan bakteri akan diubah menjadi ion sulfat dan senyawa sulfur oksida. Ion sulfat akan diserap kembali oleh tanaman sedangkan sulfur dioksida akan terlepas ke udara. Di udara sulfur dioksida akan bereaksi dengan oksigen dan air membentuk asam sulfat (H₂SO₄) yang kemudian jatuh ke bumi dalam bentuk hujan asam.

Hujan asam juga dapat disebabkan oleh polusi udara seperti asap-asap pabrik, pembakaran kendaraan bermotor, dan sebagainya. Hujan asam dapat menjadi penyebab rapuhnya (korosif) batu-batuan dan logam. H₂SO₄ yang jatuh kedalam tanah oleh bakteri dipecah lagi menjadi ion sulfat yang kembali diserap oleh tumbuhan, tumbuhan dimakan oleh hewan dan manusia, makhluk hidup mati diuraikan oleh bakteri menghasilkan sulfur kembali, begitu seterusnya. Siklus sulfur atau daur belerang tidak akan pernah terhenti selama salah satu komponen penting penting seperti tumbuhan masih ada di permukaan bumi ini.

Dalam daur sulfur atau siklus belerang, untuk mengubah sulfur menjadi senyawa belerang lainnya setidaknya ada dua jenis proses yang terjadi. Proses pertama yaitu melalui reaksi antara sulfur, oksigen dan air serta oleh aktivitas mikroorganisme. Beberapa mikroorganisme yang berperan dalam siklus sulfur adalah dari golongan bakteri, antara lain adalah bakteri Desulfomaculum dan bakteri Desulfibrio yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H₂S). Kemudian H₂S digunakan oleh bakteri fotoautotrof anaerob (Chromatium) dan melepaskan sulfur serta oksigen. Kemudian sulfur dioksidasi yang terbentuk diubah menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof (Thiobacillus).

Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik, belerang atau sulfur merupakan unsur penyusun protein. Tumbuhan mendapat sulfur dari dalam tanah dalam bentuk sulfat (SO2−4). Kemudian tumbuhan tersebut dimakan hewan sehingga sulfur berpindah ke hewan, setelah itu sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan terkadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini sering kali mematikan mahluk hidup yang berada di perairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati. Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO2−4). Perpindahan sulfat terjadi melalui proses rantai makanan, lalu semua mahluk hidup mati dan akan diuraikan komponen organiknya oleh bakteri.

Beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain Desulfomaculum dan Desulfibrio yaitu bakteri yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H₂S). Kemudian H₂S digunakan bakteri fotoautotrof anaerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur dioksidasi menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof seperti Thiobacillus.

Selain proses tadi, manusia juga berperan dalam siklus sulfur. Hasil pembakaran pabrik membawa sulfur ke atmosfer. Ketika hujan terjadi, turunlah hujan asam yang membawa H₂SO₄ kembali ke tanah. Hal ini dapat menyebabkan kerusakan batuan dan juga tanaman. Dalam daur belerang, mikroorganisme yang bertanggung jawab dalam setiap transformasi adalah sebagai berikut:

1. H₂S → S → SO2−4; bakteri sulfur tak berwarna, hijau dan ungu

2. SO2−4 → H₂S (reduksi sulfat anaerobik), bakteri Desulfovibrio

3. H₂S → SO2−4 (Pengoksidasi sulfida aerobik); bakteri Thiobacillus

4. S organik → SO2−4 + H₂S, masing-masing mikroorganisme heterotrofik aerobik dan anaerobik

Proses rantai makanan disebut-sebut sebagai proses perpindahan sulfat, yang selanjutnya ketika semua mahluk hidup mati dan nanti akan diuraikan oleh komponen organiknya yakni bakteri. Beberapa bakteri yang terlibat dalam proses daur belerang (sulfur) adalah Desulfibrio dan Desulfomaculum yang nantinya akan berperan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk (H₂S) atau hidrogen sulfida. Sulfida sendiri nantinya akan dimanfaatkan oleh bakteri Fotoautotrof Anaerob seperti halnya Chromatium dan melepaskan sulfur serta oksigen. Bakteri Kemolitotrof seperti halnya Thiobacillus yang akhirnya akan mengoksidasi menjadi bentuk sulfat.

Lihat pula

Daur biogeokimia

Pranala luar

(Indonesia) Apakah Siklus Belerang Itu? Diarsipkan 2013-01-26 di Wayback Machine.
(Indonesia) Daur Biogeokimia Belerang Diarsipkan 2014-03-14 di Wayback Machine.