SIKLUS BELERANG: TAHAPAN DAN KEPENTINGAN - BIOLOGI - 2025

The siklus sulfur adalah serangkaian proses dimana belerang diangkut melalui alam di berbagai molekul. Sulfur bergerak melalui udara, tanah, air, dan makhluk hidup. Siklus biogeokimia ini meliputi mineralisasi sulfur organik menjadi sulfur, oksidasi menjadi sulfat dan reduksi menjadi sulfur.

Belerang diserap oleh mikroba dan membentuk senyawa organik yang berbeda. Belerang adalah elemen yang sangat melimpah di alam semesta; Ini dianggap non-logam, warnanya kuning dan tidak berbau. Belerang dilepaskan ke atmosfer dengan membakar bahan bakar fosil, seperti batu bara.

Di atmosfer, sulfur berbentuk sulfur dioksida (SO2) dan dapat masuk melalui tiga cara: dari penguraian molekul organik, dari aktivitas vulkanik dan ventilasi panas bumi, serta dari pembakaran bahan bakar fosil. Oleh manusia.

Atom belerang merupakan bagian penting dari struktur protein. Belerang ditemukan di sistein asam amino dan terlibat dalam pembentukan sejenis ikatan yang disebut jembatan disulfida. Ikatan ini penting dalam menentukan struktur tiga dimensi protein.

Tahapan

Siklus belerang melibatkan pergerakan elemen ini ke berbagai arah melalui atmosfer, hidrosfer, litosfer, dan biosfer. Di litosfer, terjadi proses erosi pada batuan yang melepaskan belerang yang tersimpan.

Belerang mengalami serangkaian transformasi kimia saat diangkut melalui media yang berbeda. Sepanjang perjalanannya, belerang melewati empat tahap kimiawi fundamental:

- Mineralisasi belerang organik menjadi bentuk anorganik, seperti hidrogen sulfida, unsur belerang dan mineral berbasis belerang lainnya.

- Oksidasi hidrogen sulfida, unsur sulfur dan mineral yang berhubungan dengan sulfat.

- Pengurangan sulfat menjadi belerang.

- Imobilisasi mikroba senyawa sulfur dan penggabungan selanjutnya ke dalam bentuk organik sulfur.

Aliran belerang

Terlepas dari kerumitannya, aliran belerang dapat diringkas dalam tiga kelompok besar:

Belerang yang ditemukan membentuk senyawa

Dalam kelompok ini adalah belerang atmosfer, belerang organik, belerang anorganik (mineral), belerang tereduksi dan belerang yang membentuk sulfat.

Sulfat diserap oleh tumbuhan dan mikroorganisme, yang menggabungkannya ke dalam molekul organiknya. Hewan kemudian mengonsumsi bentuk organik ini melalui makanan yang mereka makan, menggerakkan belerang di sepanjang rantai makanan.

Belerang memasuki tanah

Belerang dimasukkan ke dalam tanah dengan berbagai cara; misalnya, dengan pengendapan atmosfer, dengan menggunakan pupuk yang berasal dari hewan, dengan sisa tanaman, dengan menggunakan pupuk mineral dan dengan erosi batuan.

Belerang yang keluar dari tanah

Belerang dihilangkan dari tanah dengan berbagai cara. Misalnya, ketika tanaman menyerap sulfat melalui akarnya, ketika tanaman dipanen, dan ketika beberapa senyawa tereduksi diuapkan.

Bagian lain dari belerang di dalam tanah hilang melalui rembesan, limpasan dan erosi. Gunung berapi dan beberapa gas yang dihasilkan oleh dekomposisi organik adalah sumber sulfur lain yang ditransfer langsung ke atmosfer.

Namun, sebagian besar belerang di Bumi tersimpan di batuan, mineral, dan garam sulfat yang terkubur jauh di dalam sedimen laut.

Pentingnya

Komponen utama dalam senyawa kimia

Sulfur merupakan nutrisi penting bagi organisme karena merupakan komponen fundamental dari asam amino sistein dan metionin, serta senyawa biokimia lainnya.

Tanaman memenuhi kebutuhan nutrisinya akan sulfur dengan mengasimilasi senyawa mineral dari lingkungan.

Terkait dengan produktivitas tanaman

Dalam situasi tertentu, terutama pertanian intensif, ketersediaan bentuk belerang yang berguna secara biologis dapat menjadi faktor pembatas untuk produktivitas tanaman; Oleh karena itu, aplikasi pupuk berbahan dasar sulfat perlu dilakukan.

Pengakuan akan pentingnya sulfat untuk pertumbuhan dan kekuatan tanaman, serta pentingnya nutrisi belerang untuk makanan manusia dan hewan, telah menyebabkan penekanan yang lebih besar pada penelitian tentang proses penyerapan, pengangkutan, dan asimilasi sulfat. .

Diperlukan untuk membangun protein

Setelah memasuki pabrik, sulfat merupakan bentuk utama belerang yang diangkut dan disimpan. Sulfur diperlukan untuk pembentukan protein, enzim dan vitamin, juga merupakan bahan utama dalam pembentukan klorofil.

Tanaman yang kekurangan sulfur biasanya menunjukkan keterbatasan pertumbuhan. Dengan demikian, tanaman yang kekurangan sulfur tampak lebih tipis dan lebih kecil, daun mudanya menguning dan jumlah bijinya berkurang.

Penggunaan komersial

Selain untuk produksi pupuk, sulfur memiliki kegunaan komersial lainnya, misalnya: untuk bubuk mesiu, korek api, insektisida dan fungisida.

Selain itu, sulfur terlibat dalam produksi bahan bakar fosil karena kemampuannya untuk bertindak sebagai agen pengoksidasi atau pereduksi.

Terkait dengan kerusakan lingkungan

Senyawa belerang juga dapat dikaitkan dengan kerusakan lingkungan yang signifikan, seperti belerang dioksida yang merusak tumbuhan, atau saluran asam yang terkait dengan sulfida yang merusak ekosistem.

Dampak manusia pada siklus belerang

Aktivitas manusia telah memainkan peran penting dalam mengubah keseimbangan siklus sulfur global. Pembakaran bahan bakar fosil dalam jumlah besar, terutama batu bara, melepaskan sejumlah besar gas hidrogen sulfida ke atmosfer.

Saat gas ini dilalui oleh hujan, akan dihasilkan hujan asam, yang merupakan presipitasi korosif yang disebabkan oleh air hujan yang jatuh ke tanah melalui sulfur dioksida, mengubahnya menjadi asam sulfat lemah yang menyebabkan kerusakan ekosistem perairan.

Hujan asam merusak lingkungan dengan menurunkan pH danau, yang membunuh banyak fauna yang hidup di sana. Ini juga mempengaruhi struktur buatan manusia yang tidak alami, seperti degradasi kimiawi bangunan dan patung.

Banyak monumen marmer, seperti Lincoln Memorial di Washington, DC, mengalami kerusakan parah akibat hujan asam selama bertahun-tahun.

Contoh-contoh ini menunjukkan dampak luas dari aktivitas manusia terhadap lingkungan kita dan tantangan yang masih ada untuk masa depan kita.

Referensi

1. Jagal, S., Charlson, R., Orians, G. & Wolfe, G. (1992). Siklus biogeokimia global. Pers Akademik.
2. Cunningham, W. & Cunningham, M. (2009). Environmental Science: A Global Concern (edisi ke-11th). McGraw-Hill.
3. Jackson, A. & Jackson, J. (1996). Ilmu Lingkungan: Lingkungan Alam dan Dampak Manusia.
4. Loka Bharathi, PA (1987). Siklus Belerang. Ekologi Global, (1899), 3424–3431.
5. Meyer, B. (2013). Belerang, Energi dan Lingkungan.
6. O'Neill, P. (1998). Environmental Chamistry (edisi ke-3rd). CRC Press.