Download - Tanah Tercekam Sulfur

Transcript
Page 1: Tanah Tercekam Sulfur

MAKALAH EKOFISIOLOGI

CEKAMAN TANAH SULFUR

Oleh :

RINE NOVIYANTI (103244002)

FIKA AFIFAH (103244022)

TITO RISWANDA (103244009)

AMINULLAH (103244019)

DINDA MEILIA P. (093244030)

PROGRAM STUDI BIOLOGI

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

2013

Page 2: Tanah Tercekam Sulfur

TANAH TERCEKAM SULFUR (S)

Tanah merupakan media utama dimana manusia bisa mendapatkan bahan pangan, sandang,

papan, tambang, dan tempat dilaksanakannya berbagai aktivitas. Tanah juga berfungsi sebagai

media penyimpan air. Porositas dan permeabilitas tanah berfungsi membantu pergerakan air di

dalam media tanah. Namun, apabila air yang tercemar masuk ke dalam tanah, pencemaran tanah

akan terjadi sehingga menyebabkan tanaman mengakumulasi logam diorgan tertentu.

Pencemaran tanah adalah keadaan di mana bahan kimia buatan manusia masuk dan merubah

lingkungan tanah alami. Sulit untuk mendefinisikan pencemaran tanah karena banyaknya opini

dalam bagaimana untuk mengkarakteristik polutan. Pencemaran tanah juga disebabkan karena

tambahan bahan kimia xenobiotik yang dibuat manusia yang masuk ke dalam tanah seperti

limbah B3, hujan asam, dan lain sebagainya. (Anonim, 2010)

Page 3: Tanah Tercekam Sulfur

A. Sumber Pencemaran Tanah

1. Perombakan bahan organik tanah, karena 90% S dalam tanah berada dalam bentuk

organik tersebut

2. Rabuk, kompos dan biosolid.

3. Sulfat yang terjerap pada tapak pertukaran anion dari oksida Al dan Fe.

4. Mineral S: pada musim kering sulfida dalam bentuk anaerob. Sulfur Dioksida (SO2):

dihasilkan oleh batu bara, bahan bakar minyak yang mengandung sulfur, pembakaran

limbah pertanian, proses dan pengendapan atmosfer dari dalam industri. (Maylina, 2013)

Pabrik peleburan baja merupakan industri terbesar yang menghasilkan SOX. Hal ini

disebabkan adanya elemen penting alami dalam bentuk garam sulfida misalnya tembaga

(CUFeS2 dan CU2S ), zink (ZnS), Merkuri (HgS) dan Timbal (PbS). Kebanyakan

senyawa logam sulfida dipekatkan dan dipanggang di udara untuk mengubah sulfida

menjadi oksida yang mudah tereduksi. Selain itu sulfur merupakan kontaminan yang

tidak dikehandaki didalam logam dan biasanya lebih mudah untuk menghasilkan sulfur

dari logam kasar dari pada menghasilkannya dari produk logam akhirnya. Oleh karena itu

SO2 secara rutin diproduksi sebagai produk samping dalam industri logam dan sebagian

akan terdapat di udara.

5. Pupuk S yaitu Patentkali, Gypsum dan elemental sulfur.

6. Salah satu penyebab berkurangnya tingkat kesuburan tanah adalah peningkatan kadar

asam (pH) tanah. Hal ini bisa terjadi jika lokasi tersebut merupakan daerah terjadinya

hujan asam. Hujan asam terjadi akibat banyaknya polutan oksida nitrogen (NO dan NO2),

Oksida belerang (SO2 dan SO3), oksida karbon (CO dan CO2) yang menguap di udara

dan berkumpul dan akhirnya turun menjadi hujan asam. (Anonim, 2012)

7. Gunung berapi juga mengeluarkan belerang dioksida (sulfur dioxide), gas berwarna yang

dapat membahayakan kesehatan manusia dan mendinginkan iklim Bumi. (Montazeri,

2012)

B. Transformasi S dalam tanah

Proses alih rupa antara lain: Mineralisasi – immobilisasi, Adsorpsi – desorpsi, Presipitasi –

dissolusi, Oksidasi – reduksi, Volatilisasi.

Page 4: Tanah Tercekam Sulfur

1. Mineralization – imobilisasi

a) Daur S organik serupa dengan N organik.

b) Mineralisasi : melepas S menjadi anorganik, SO4 tersedia bagi tanaman

c) Imobilisasi (assimilation): kebalikan dari mineralisasi, pengambilan S anorganik dari

tanah oleh mikrobia untuk membentuk tubuhnya

d) Keseimbangan antara mineralisasi dan imobilisasi ditentukan oleh nisbah C:S dan

N:S, nisbah C:N:S bahan organik sekitar 120:10:1,4.

e) Dalam bahan organik terkandung 1% S. Dengan susunan bentuk ester dan eter sulfat

sebesar 30-60% melalui ikatan C-O-S, bentuk asam amino sekitar 10-20%, residual S

sebesar 30-40%.

f) Ensim sulfatase : mirip dengan ensim fosfatase, melepas sulfat dari ester sulfat.

g) Pengaruh nisbah C:S : (1) C:S >400 S imobilisasi > S mineralisasi, (2) C:S = 200-

400 S imobilisasi = S mineralisasi, (3) C:S <200 S mineralisasi > S imobilisasi.

2. Adsorpsi – desorpsi

Senyawa SO4 2- yang terjerap merupakan bentuk S dari pangkalan labil bersifat

segara tersedia, mengisi kekosongan pada larutan tanah . Uji S tanah umumnya

misalnya ekstraksi dengan Ca-fosfat.mengukur S yang terlarut ditambah S yang

terjerap. Reaksi ini penting pada tanah yang telah terlapuk dengan lanjut. Kekuatan

adsorpsi: H2PO4 + SO4- + NO3.

Faktor yang mempengaruhi kapasitas jerapan: koloid tanah, hidroksida Fe-Al,

kandungan lempung tipe 1:1, kemasaman tanah, besarnya muatan tergantung pH,

kapasitas pertukaran anion.

Komposisi larutan tanah juga mempengaruhi: kadar SO4, keberadaan anion dan

kation lainnya, pendesakan oleh fosfat.

3. Presipitasi – dissolusi

Gypsum (CaSO4) di daerah kering, merupakan bentuk pengendapan bersama antara S

dengan Ca-karbonat pada tanah kapuran

Sulfida pada kondisi anerob di tanah tergenang: H2S mengendap sebagai FeS atau

ikatan logam-S yang lainnya, untuk melarutkan diperlukan proses oksidasi.

Page 5: Tanah Tercekam Sulfur

4. Okidasi – reduksi

Bentuk S : beragam dari bilangan oksidasi -2 sampai + 6, yaitu silfida, polisulfida, S

elemen, tiosulfat, sulfit dan sulfat.

Bentuk oksidasi terbanyak sebagai sulfat, sulfat yang diserap tanaman akan direduksi

menjadi S organik.

Proses Oksidasi dan reduksi S dibantu oleh mikrobia

Senyawa S anorganik tereduksi terdapat pada tanah tergenang kondisi anaerob :

(wetlands, swamps, tidal marshes), pada kondisi aerob segera mengalami oksidasi.

Oksidasi S: mikrobia ototrofik dan heterotrofik : Thiobacillus sp. meneybabkan

pemasaman. H2S + 2O2 H2SO4 2H+ + SO4- dijumpai pada daerah tambang

(acid mine drainage) terjadi oksidasi senyawa sulfida speerti pyrite (FeS). Dapat juga

digunakan di lahan pertanian untuk mengoksidasi S elemen : 2S + 3O2 + 2H2O

2H2SO4 4H+ + 2SO4-

5. Pengangkutan S

Erosi: hilangan bersama bahan organik

Pelindian: sulfat sangat mobil dalam tanah, sulfat merupakan anion yang dominan

pada air lindian, pelindinan meningkat jika kandungan kation monovalen (K+, Na+)

besar

Hilang karena volatilisasi (Nasih, 2010)

6. Volatilisasi

Kehilangan karena menguap: hasil transformasi mikrobia dalam tanah, misalnya

dimethyl sulfide (CH3SCH3), atau karbon disulfide, methyl mercaptan, dan dimethyl

disulfida. Pengaruhnya terhadap kesuburan tanah rendah. Dapat juga menguap melalui daun,

hal ini mempengaruhi mutu pakan. (Nasih, 2010)

Page 6: Tanah Tercekam Sulfur

C. Bentuk S yang diserap tanaman

1. Penyerapan langsung SO2 oleh daun: jumlahnya kecil, jika kadar S dalam udara tinggi

akan meracuni tanaman.

2. Penyerapan akar terutama dalam bentuk: sulfat (SO4). (Nasih, 2010)

D. Gerakan S menuju akar

Di dalam tanah sulfat bergerak karena aliran masa dan difusi. Terutama bergerak karena

aliran masa (mass flow), difusi memiliki arti penting pada tanah dengan kadar S yang rendah.

Kadar dalam larutan tanah 5-20 ppm. Aras yang mencukupi kebutuhan tanaman 3-5 ppm dalam

tanah. (Nasih, 2010)

E. Mobilitas S

Unsur S relatif tidak mobil dalam tanaman: tidak segera dapat dialih tempatkan dari daun

yang tua ke bagian titik tumbuh, gejala kekahatan muncul pertama pada bagian atas yaitu daun

muda. Gejala kekahatan: kerdil (stunted), pertumbuhan spiral (spindly growth), seringkali

seluruh tanaman menjadi klorosis seragam (uniformly chlorotic), tanaman Crucifer membentuk

warna kemarahan dan ungu, kadar protein rendah, pengumpulan N bukan protein. Jika kadar S

berlebihan tidak secara langsung mempengaruhi tanaman tersebut atau organisme yang

memakannya, tetapi dapat menyebabkan masalah kegaraman karena S merupakan anion yang

Page 7: Tanah Tercekam Sulfur

dominan pada tanah salin, pelindian yang hebat dari SO4= meningkatkan kehilangan kation.

(Nasih, 2010)

F. Fungsi S dalam tubuh tanaman

Unsur S diperlukan oleh tanaman dalam jumlah relatif banyak, lebih sedikit dibanding N atau

K, serupa dengan P, Ca dan Mg sebagai penyusun asam amino essensial: sistin, sistein dan

metionin. (Nasih, 2010)

Sistin adalah dipeptida  yang mengandung belerang, berfungsi mempertahankan

keseimbangan kimia dengan sistin dalam metabolisme sel tubuh. Sistein adalah kelompok tiol

yang mengandung belerang. Kelompok tiol ini dapat menggabungkan dengan kelompok tiol dari

sistein lain untuk membentuk sebuah jembatan disulfida, yang membantu protein struktural dan

enzim mempertahankan konfigurasi enzim. Sedangkan Metionin adalah asam amino yang

mengandung belerang.

90% S dalam tanaman berupa protein, ikatan disulfida, susunan protein dan aktivitas enzim,

pembentukan klorofil; Ferredoksin protein Fe-S, reaksi redoks: fotosintesis, penyematan

nitrogen, reduksi nitrat dan sulfat; koensim: koensim A dan vitamin, biotin, thiamine, B1;

senyawa volatil: tanaman keluarga Onion dan crucifer (cabbage).

Pada beberapa jenis tanaman antara lain berfungsi membentuk senyawa minyak yang

menghasilkan aroma dan juga aktifator enzim membentuk papain. Sehingga meningkatkan

ketahanan terhadap jamur dan pertumbuhan anakan pada tanaman.

Belerang merupakan bagian dari hasil metabolisme senyawa-senyawa kompleks. Belerang

juga berfungsi sebagai aktivator, kofaktor atau regulator enzim dan berperan dalam proses

fisiologi tanaman. Belerang mempunyai ikatan 3-phospho adenosine yang gugus S terletak pada

adenosin di C nomer 3. Serta mempunyai ikatan adenosine 5-phosphat sulfate yang gugus S

terletak pada C nomer 5.

G. Relasi S dengan unsur lainnya

Marlant (2009) menyatakan bahwa, adanya kandungan unsur hara nitrogen akan

menyebabkan peningkatan penyerapan unsur hara belerang.

Page 8: Tanah Tercekam Sulfur

H. Dampak tanaman tercekam Sulfur

Apabila sulfur yang dikandung oleh tanaman berlebihan maka akan menyebabkan daun-daun

berguguran sebelum waktunya. Setelah itu daun-daun akan mengering dan akan mati.

Kelebihan sulfur bisa terjadi jika konsumsi asam amino berlebih yang akan menghambat

pertumbuhan (Bronson, 2012).

I. Pola defisiensi

Pola defisiensi terdiri dari 2 yaitu :

Mobile

Immobile

Terdapat beberapa unsur yang mengalami defisiensi immobile salah satunya unsur S.

Immobile terjadi pada daun muda dan bergantung pada proses Transpirasi.

J. Dampak Kesehatan terhadap Manusia terhadap tanaman tecekam sulfur

Positif

Metionin membantu mengurangi kolesterol dan membantu regenerasi hati dan ginjal,

mengendalikan lemak, bertindak sebagai pembawa lemak ke sel-sel kita untuk kebutuhan

energi

Negatif

Dampak: efek iritasi pada saluran napas sehingga menimbulkan gejala batuk dan

sesak napas.

Hidrogen Sulfida (H2S): dihasilkan dari kawah gunung yang masih aktif dan dapat

menimbulkan bau yang tidak sedap, dapat merusak indra penciuman (nervous

olfactory)

Page 9: Tanah Tercekam Sulfur

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. Pencemaran tanah. (Online).

xa.yimg.com/kq/groups/.../name/Pencemaran+Tanah.doc diakses pada tanggal 26 Maret

2012

Anonim. 2012. Pencemaran Lingkungan. (Online). http://www.bimbie.com/pencemaran-

lingkungan.htm. diakses pada tanggal 26 Maret 2012

Bronson. 2012. Apa dampak jika kekurangan dan kelebihan mineral.

(Online). .http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20120410021301AAa42SY.

diakses pada tanggal 26 Maret 2012

Danapriatna, N. 2007. Peranan sulfur bagi tumbuhan tanaman. (PDF). diakses pada tanggal 26

Maret 2012

Marlant, H.R. 2009. Pengaruh Pemberian Unsur Hara Belerang terhadap Pertumbuhan Kacang

Tanah. (Online). http://www.scribd.com/doc/23369585/Pengaruh-Pemberian-Unsur-

Hara-Belerang-Terhadap-Pertumbuhan-Kacang-Tanah. (PDF). diakses pada tanggal 26

Maret 2012

Maylina, May. 2013. Makalah tentang Dampak Polusi Udara. (Online)

http://meymayliina.blogspot.com/2013/01/makalah-tentang-dampak-polusi-udara.html

diakses pada tanggal 26 Maret 2012

Montazeri, M. 2012. Sulfur Oksida. (Online).

http://afha34musdalifa.blogspot.com/2012/03/sulfur-oksida.html diakses pada tanggal 26

Maret 2012

Nasih. 2010. Sulfur. (Online) http://nasih.wordpress.com/2010/11/01/sulfur/ diakses pada

tanggal 26 Maret 2012