26
2 C
3
H
5
O
3 -
+ SO
4 2-
à 2 CH
3
COO
-
+ 2 CO
2
+ 2 H
2
O + S
2-
laktat asetat
Reduksi sulfat dapat terjadi pada kisaran pH, tekanan, suhu dan salinitas yang lebar, namun ketersediaan senyawa karbon sebagai donor elektron dan
molekul hidrogen dapat menjadi pembatas. Disamping itu, reduksi sulfat juga dihambat oleh kehadiran oksigen, nitrat, dan ion Fe III, dan kehadiran
bakteri metanogenik yang juga memanfaatkan donor elektron Bratcova et al., 2002.
2.3.2. Peranan Bakteri Pereduksi Sulfat
Bakteri pereduksi sulfat adalah bakteri yang memanfaatkan sulfat SO
4 2-
, tiosulfat S
2
O
3 2-
, sulfit SO
3 2-
sebagai penerima elektron di dalam respirasi metabolismenya Hockin dan Gadd, 2003. Dalam respirasinya bakteri pereduksi
sulfat memerlukan substrat organik sebagai donor elektron. Substrat organik tersebut umumnya berupa asam-asam organik rantai pendek seperti asam laktat,
piruvat, dan asam organik lainnya. Di alam substrat tersebut dihasilkan dari aktivitas fermentasi bakteri anaerob lainnya.
Bakteri pereduksi sulfat juga menggunakan H
2
sebagai sumber donor elektron yang utama, seperti yang terjadi pada reaktor laju tinggi. Bakteri
pereduksi sulfat akan menggunakan senyawa karbon jika ketersediaan sulfat melebihi ketersediaan hidrogen yang dapat dioksidasi, yakni 4 mol hidrogen per
mol sulfat Tsukamoto dan Miller, 1999. Oksidasi asam laktat oleh bakteri pereduksi sulfat menjadi asam piruvat
berlangsung dengan bantuan enzim dehidrogenase. Piruvat kemudian dikonversi menjai asetil fosfat dan karbondioksida dengan melepaskan ion hidrogen.
Rangkaian transformasi laktat ini melibatkan enzim piruvat dehidrogenase, fosfotransasetilase dan sitoplasmik hidrogenase yang dimiliki oleh kelompok
bakteri pereduksi sulfat Ogata dan Yagi, 1986; Czechowski dan Rossmoore, 1990.
Kelompok bakteri pereduksi sulfat mengoksidasi bahan organik dan H
2
dengan menggunakan sulfat sebagai akseptor elektron, menghasilkan hidrogen sulfida dan bikarbonat, seperti rekasi berikut :
27
2 CH
2
O + SO
4 2-
à H
2
S + 2 HCO
3 -
x 5 H
2
+ SO
4 2-
à H
2
S + 4 H
2
O + 2e y
Pembentukan bikarbonat mengindikasikan kemampuan bakteri pereduksi sulfat dalam mengontrol pH di sekitar lingkungan mikronya Cohen, 2005. Ion
bikarbonat yang dihasilkan selama proses reduksi sulfat akan membentuk kesetimbangan antara CO
2
, HCO
3 -
, dan CO
3 2-
. Meskipun demikian, ion bikarbonat merupakan bentuk utama yang terdapat pada pH optimal dimana
respirasi secara desimilasi sulfat oleh bakteri pereduksi sulfat berlangsung. Peningkatan pH tersebut akan meningkatkan proses hidrolisa dan pengendapan
beberapa ion logam dalam bentuk hidroksida dan oksida Stumm dan Morgan, 1981.
Proses reaksi ion sulfida juga dipengaruhi oleh pH lingkungan dimana reaksi berlangsung. Bentuk kesetimbangannya seperti pada persamaan berikut,
H
2
S
g
H
2
S
l
HS
-
S
2-
Lens et al., 1998 dimana HS
-
terbentuk pada pH netral, S
2-
terbentuk pada pH tinggi dan bersifat terlarut, sedang H
2
S terbentuk pada pH rendah dan bersifat tidak terlarut. Ion sulfida S
2-
yang terbentuk akan bereaksi dengan ion logam terlarut untuk membentuk lo gam sulfida yang tidak larut mengikuti persamaan berikut,
M
2+
+ S
2-
MS
s
dimana M
2+
adalah kation logam bervalensi dua. Proses reduksi sulfat sangat dipengaruhi oleh beberapa kondisi, antara lain
waktu tinggal, pH, suhu, oksigen terlarut, dan potensial redoks. Bakteri pereduksi sulfat adalah bakteri anaerob obligat yang membutuhkan lingkungan mikro
anaerob dengan nilai potensial redoks -100 mV. Willow dan Cohen 2003 mengemukakan bahwa pH optimal bagi pertumbuhan bakteri pereduksi sulfat
berkisar antara 5 sampai 8, sedang Suyasa 2002 memperoleh bahwa bakteri pereduksi sulfat yang diisolasi dari ekosistem air hitam Kalimantan mampu
menyesuaikan diri pada pH 2.5, dan menunjukkan pertumbuhan yang pesat pada kisaran pH antara 4 dan 7.
pKa7.0 pKa12.9
a
28
2.4. Teknologi Biofilm
