BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
1. LATAR BELAKANG
Udara, air, tanah, kehidupan, dan teknologi saling berkaitan secara erat. Atmosfer merupakan lapisan tipis gas-gas yang menyelimuti permukaan bumi, memegang peranan penting sebagai tempat penampungan (reservoir) dari berbagai macam gas. Atmosfer juga menyeimbangkan panas bumi, mengabsorbsi energy dan merusak radiasi sinar ultra violet yang datang dari matahari. Selain itu memindahkan energy panas dari wilayah ekuator, serta berfungsi sebagai jalan atau media pergerakan air pada phase uap dalam siklus hidrologi.
Hidrosfer mengandung air bumi. Lebih dari 97% dari air bumi berupa lautan, dan sisa yang terbanyak berupa air tawar dalam bentuk es. Oleh karena itu secara relative hanya sedikit persentase dari total air bumi yang secara actual terlibat dengan tanah, atmosfer, dan proses-proses biologis. Kehebatan dari air laut yang mengalami sirkulasi melalui proses-proses dalam lingkungan, dan sirkulasi tersebut terjadi dalam atmosfer, dalam sumber air, dan dalam air permukaan seperti saluran air, sungai-sungai, danau-danau, waduk-waduk dan penampungan-penampungan air.
Geosfer terdiri dari padatan bumi meliputi tanah yang sangat mendukung kehidupan tumbuhan. Bagian dari geosfer yang langsung terlibat dengan proses-proses lingkungan melalui kontak dengan atmosfer, hidrosfer dan semua kehidupan adalah litosfer. Semua kehidupan yang ada di bumi membentuk biosfer (Achmad, Rukaesih;2004)
Suatu ekosistem terdiri dari interaksi yang menguntungkan antara organisme-organisme dengan lingkungannya di mana terjadi pertukaran dari sejumlah besar material-material dalam bentuk siklus, yang dikenal dengan siklus materi. Siklus materi menyangkut bagaimana aliran atau perjalanan materi yang terdiri dari bahan-bahan kimia dari satu media ke media lainnya di dalam lingkungan, termasuk di dalamnya media kehidupan Bahan-bahan kimia yang termasuk penyusun kehidupan yang paling banyak antara lain: karbon, nitrogen, oksigen, belerang, dan fosfor. Secara struktural setiap siklus materi terdiri dari bagian cadangan dan bagian yang mengalami pertukaran. Di dalam bagian cadangan, unsur kimia tersebut akan terikat dan sulit bergerak, atau pergerakannya lambat. Di dalam bagian pertukaran, unsur kimia tersebut aktif bergerak atau mengalami pertukaran. siklus materi dibedakan atas dua tipe, yaitu tipe gas dan tipe sidimeter.
Suatu ekosistem terdiri dari interaksi yang menguntungkan antara organisme-organisme dengan lingkungannya di mana terjadi pertukaran dari sejumlah besar material-material dalam bentuk siklus, yang dikenal dengan siklus materi. Siklus materi menyangkut bagaimana aliran atau perjalanan materi yang terdiri dari bahan-bahan kimia dari satu media ke media lainnya di dalam lingkungan, termasuk di dalamnya media kehidupan Bahan-bahan kimia yang termasuk penyusun kehidupan yang paling banyak antara lain: karbon, nitrogen, oksigen, belerang, dan fosfor. Secara struktural setiap siklus materi terdiri dari bagian cadangan dan bagian yang mengalami pertukaran. Di dalam bagian cadangan, unsur kimia tersebut akan terikat dan sulit bergerak, atau pergerakannya lambat. Di dalam bagian pertukaran, unsur kimia tersebut aktif bergerak atau mengalami pertukaran. siklus materi dibedakan atas dua tipe, yaitu tipe gas dan tipe sidimeter.
Nitrogen merupakan salah satu siklus materi tipe gas. Bagian cadangannya terdapat di dalam atmosfer. sedangkan siklus fosfor merupakan contoh siklus materi tipe sedimenter. Bagian cadangan siklus fosfor terdapat di dalam tanah atau kerak bumi dan sukar terlarut, sehingga siklus ini mudah terganggu. Dalam siklus nitrogen, fosfor maupun belerang, terdapat organisme-organisme yang mempunyai peranan penting untuk berlangsungnya siklus tersebut, misalnya organisme penambat nitrogen bebas. Pengetahuan mengenai peranan organisme dalam siklus materi dapat dimanfaatkan manusia, misalnya dalam bidang pertanian. Siklus materi yang satu dengan yang lain dapat saling terkait atau mempengaruhi. Hal ini dapat dilihat misalnya pada siklus belerang. Aktivitas manusia juga dapat mempengaruhi siklus materi. Sebagai contohnya adalah kegiatan pabrik dan mesin-mesin kendaraan bermotor dapat meningkatkan kandungan senyawa-senyawa oksidasi beterang, dan oksida nitrogen di udara.
2. RUMUSAN MASALAH
a. Bagaimana pengertian dari siklus karbon ?
b. Bagaimana pengertian dari siklus nitrogen ?
c. Bagaimana pengertian dari siklus fosfor ?
d. Bagaimana pengertian dari siklus belerang ?
e. Bagaimana pengertian dari siklus oksigen ?
3. TUJUAN
a. Mengetahui bagaimana pengertian dari siklus karbon
b. Mengetahui bagaimana pengertian dari siklus nitrogen
c. Mengetahui bagaimana pengertian dari siklus fosfor
d. Mengetahui bagaimana pengertian dari siklus belerang
e. Mengetahui bagaimana pengertian dari siklus oksigen
BAB II
PEMBAHASAN
A. PENGERTIAN SIKLUS BIOGEOKIMIA
Siklus biogeokimia atau yang biasa disebut dengan siklus organik-anorganik adalah siklus unsur-unsur atau senyawa kimia yang mengalirdari komponen abiotik ke komponen biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi juga melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut sebgai siklus biogeokimia.
Siklus biogeokimia yang terjadi di alam dapat berupa silkus air, siklus oksign dan karbondioksida (karbon), siklus nitrogen, dan siklus materi (mineral) yang berupa unsur-unsur hara.
1. Siklus Karbon
Siklus karbon adalah siklus biogeokimia di mana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer bumi. Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah:
1. Atmosfer
2. Biosfer Teresterial, meliputi freshwater sistem dan material nonhayati organik seperti soil karbon (karbon tanah)
3. Lautan, meliputi karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati atau nonhayati
4. Sedimen, meliputi bahan baker fosil
Pertukaran karbon antara reservoir terjadi karena proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermacam-macam.
Karbon di Atmosfer
Kandungan karbon terbesar yang terdapat diatmosfer bumi adalah gas karbondioksida (CO2) sebesar 0.03%. Meskipun jumlah gas ini merupakan bagian yang sangat kecil dari seluruh gas yang ada di atmosfer, namun gas ini memiliki peran penting dalam menyokong kehidupan gas-gas lain yang mengandung karbon di atmosfer semakin bertambah selama beberapa tahun terakhir ini dan berperan dalam peningkatan pemanasan global.
Karbon dapat diambil dari atmosfer dengan berbagai cara, antara lain:
1. Melalui proses fotosintesis
Ketika matahari bersinar, tumbuhan melakukan fotosintesis untuk mengunbah karbondioksida menjadi karbohidrat dan melepaskan oksigen ke atmosfer. Karbon pada proses ini akan banyak di serap oleh tumbuhan yang baru saja tumbuh atau pepohonan pada hutan yang sedang di reboisasi sehingga membutuhkan pertumbuhan yang cepat
2. Melalui sirkulasi termohalin
Pada permukaan laut di daerah kutub, air laut menjadi lebih dingin dan karbondioksida lebih mudah larut dalam air. Karbondioksida yang larut tersebut akan terbawa oleh sirkulasi termohalin yang membawa massa air di permukaan yang lebih berat menuju ke dalam laut. Di laut bagian atas , pada daerah yang poduktivitasnya tinggi organisme membentuk cangkang karbonat dengan bagian-bagian tubuh lainnya yang keras. Proses ini menyebabkan aliran karbon menuju ke bawah.
3. Melalui pelapukan batu silikat
Proses ini tidak memindahkan karbon ke dalam reservoir yang siap untuk kembali ke atmosfer seperti dua proses sebelumnya. Pelapukan batuan silikat tidak memilki efek yang terlalu besar terhadap karbondioksida pada atmosfer karena ion karbonat pada atmosfer yang terbentuk terbawa oleh air laut dan selanjutnya akan dipakai untuk membuat karbonat laut.
Karbon dapat kembali lagi ke atmosfer dengan beragai cara pula antara lain:
4. Melalui respirasi tumbuhan dan binatang
Proses ini merupakan reaksi eksotermik dan termasuk juga penguraian glukosa menjadi karbohidrat dan air.
5. Melalui pembusukan, tumbuhan, dan binatang
Jamur dan bakteri menguraikan senyawa karbon pada tumbuhan dan binatang yang mati dan mengubah karbon menjadi karbon dioksida jika tersedia aksigen atau menjadi metana jika tidak tersedia oksigen
6. Melalui pembakaran material organik
Proses ini berlangsung dengan cara mengoksidasi karbon yang terkandung pada material organik menjadi karbondioksida. Pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak bumi, dan gas alam akan melepaskan karbon yang tersimpan di dalam geosfer, sehingga menyebabkan kadar karbon dioksida di atmosfer semakin bertambah.
7. Melalui produksi semen
Salah satu komponen semen yaitu kapur atau kalium oksida dihasilkan dengan cara memanaskan batu kapur yang akan menghasilkan karbon dioksida dalam jumlah banyak.
8. Melalui erupsi vulkanik
Erupsi vulkanik atau ledakan gunung berapi akan melepasakan gas ke atmosfer. Gas-gas tersebut termasuk uap air, karbon dioksida, dan belerang. Jumlah karbon dioksida yang dilepas ke atmosfer hampir sama dengan jumlah karbon dioksida yang hilang dari atmosfer akibat pelapukan batuan silikat.
9. Melalui pemanasan permukaan laut
Di permukaan laut, ketika air laut menjadi lebih hangat, karbon dioksida yang larut dalam air akan dilepas ke atmosfer sebagai uap air.
Karbon di Biosfer
Dalam biosfer terdapat sekitar 1900GtC gas karbon dioksida dan oksigen. Karbon adalah bagian yang penting dalam menunjang kehidupan di bumi, karena karbon berperan dalam strutur biokimia dan nutrisi pada semua sel makhluk hidup. Proses-proses perpindahan karbon di biosfer sama dengan proses perpindahan karbon di atmosfer, karena semua proses yang terjadi di atmosfer harus melalui biosfer terlebih dahulu.
Karbon di Laut
Laut mengandung sekitar 36000 GtC ion karbonat yang merupakan kandungan umum. Karbon anorganik, yaitu senyawa karbon tanpa ikatan karbon-karbon atau karbon-hidrogen, adalah penting dalam reaksi yang terjadi pada air. Pertukaran karbon penting untuk mengontrol pH di laut dan dapat di jadikan sebagai sumber. Proses pertukaran karbon antara atmosfer dengan lautan diawali dengan pelepasan karbon ke atmosfer yang terjadi di daerah upwelling (lautan bagian atas), kemudian pada daerah downwelling (laut bagian bawah), karbon berpindah dari atmosfer kembali ke lautan. Pada saat CO2 memasuki lautan, asam karbonat terbentuk dengan reaksi kimia:
CO2 + H2O H2CO3
Reaksi tersebut memiliki sifat dua arah untuk mencapai suatu kesetimbangan kimia. Reaksi lain yang penting dalam mengontrol nilai pH larutan adalah pelepasan ion hidrogen dan bikarbonat, dimana dapat menyebabkan perubahan yang besar pada pH, yaitu H2CO3 H+ + HCO3-
Terdapat lebih banyak persenyawaan karbon yang dikenal daripada persenyawaan unsur lain kecuali hydrogen. Kebanyakan dikenal sebagai zat-zat kimia organic. Keistimewaan karbon yang unik adalah kecenderungannya secara alamiah mengikat dirinya sendiri dalam rantai-rantai atau cincin-cincin , tidak hanya dengan ikatan tunggal, C-C, tetapi juga mengandung ikatan ganda, C=C atau C=C . Di atmosfer terdapat kandungan COZ sebanyak 0.03%. Sumber-sumber COZ di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan asap pabrik. Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen yang nantinya akan digunakan oleh manusia dan hewan untuk berespirasi. Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batubara di dalam tanah. Batubara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar C02 di udara.
Di ekosistem air, pertukaran C02 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung. Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya, saat organisme air berespirasi, COz yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah C02 di air.
Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampir sama meskipun hingga kini belum diketahui). Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah atmosfer, biosfer teresterial (biasanya termasuk pula freshwater system dan material non-hayati organik seperti karbon tanah (soil carbon)), lautan (termasuk karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati dan non-hayati), dan sedimen (termasuk bahan bakar fosil). Pergerakan tahuan karbon, pertukaran karbon antar reservoir, terjadi karena proses-proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermaca-macam. Lautan mengadung kolam aktif karbon terbesar dekat permukaan Bumi, namun demikian laut dalam bagian dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer.
Karbon dioksida (rumus kimia: CO2) atau zat asam arang adalah sejenis senyawa kimia yang terdiri dari dua atom oksigen yang terikat secara kovalen dengan sebuah atom karbon. Ia berbentuk gas pada keadaan temperatur dan tekanan standar dan hadir di atmosfer bumi. Rata-rata konsentrasi karbon dioksida di atmosfer bumi kira-kira 387 ppm berdasarkan volume [1] walaupun jumlah ini bisa bervariasi tergantung pada lokasi dan waktu. Karbon dioksida adalah gas rumah kaca yang penting karena ia menyerap gelombang inframerah dengan kuat.
Karbon dioksida dihasilkan oleh semua hewan, tumbuh-tumbuhan, fungi, dan mikroorganisme pada proses respirasi dan digunakan oleh tumbuhan pada proses fotosintesis. Oleh karena itu, karbon dioksida merupakan komponen penting dalam siklus karbon. Karbon dioksida juga dihasilkan dari hasil samping pembakaran bahan bakar fosil. Karbon dioksida anorganik dikeluarkan dari gunung berapi dan proses geotermal lainnya seperti pada mata air panas. Karbon dioksida tidak mempunyai bentuk cair pada tekanan di bawah 5,1 atm namun langsung menjadi padat pada temperatur di bawah -78 °C. Dalam bentuk padat, karbon dioksida umumnya disebut sebagai es kering. Neraca karbon global adalah kesetimbangan pertukaran karbon (antara yang masuk dan keluar) antar reservoir karbon atau antara satu putaran (loop) spesifik siklus karbon (misalnya atmosfer - biosfer). Analisis neraca karbon dari sebuah kolam atau reservoir dapat memberikan informasi tentang apakah kolam atau reservoir berfungsi sebagai sumber (source) atau lubuk (sink) karbon dioksida.
2.Siklus Nitrogen
Beberapa jenis bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar legume tumbuhan lain, misalnya Marsiella Siklus nitrogen merupakan proses pembentukan dan penguraian nitrogen sebagai sumber protein utama di alam. Nitrogen menjadi penyusun utama protein dan sangat diperlukan oleh tumbuhan dan hewan dalam jumlah besar. Nitrogen diperlukan tumbuhan dalam bentuk terikat (ikatan suatu senyawa dengan unsur lain). Nitrogen bebas dapat difiksasi (di ikat) di dalam tanah oleh bakteri yang bersifat simbiotik dan dapat mengikat protein jika bekerjasama dengan akar tumbuhan polong, yang mempunyai bintil akar, rumpun tropik, dan beberapa jenis gangaang.
crenata. Selain itu terdapat bakteri dalam tanah yang dapat memikat nitrogen secara langsung, yaitu acetobacter sp yang bersifat aerob dan clostridium sp. yang bersifat anaerob. Selain itu, terdapat beberapa jenis spesies gangganng biru yang dapat menambat nitrogen, antara lain nostoc sp. dan anabaena sp.
Tumbuhan memperoleh nitrogen di dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (NO2-), dan ion nitrat (NO3-). Dalam tanah nitrogen terdapat dalam organik tanah di berbagai tahap pembusukan, namun belum dapat dimanfaatkan tumbuhan. Nitrogen yang dimanfaatkan tumbuhan biasanya terikat dalam bentuk ammonium dan (NH4+) ion nitrat (NO3-).
Amonia diperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati dan oleh bakteri. Amonia ini dapat dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu nitrosomonas dan nitrosococcus menjadi NO2-. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikasi, yaitu pseudomonas denitrifikasi, nitrat diubah kembali menjadi ammonia dan ammonia diubah kembali menjadi nitrogen yang dilepas bebas ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem.
Nitrat sangat mudah larut dalam tanah, sehinga cepat hilang karena proses pembusukan. Taraf ketersesisaan nitrogen dalam tanah tergantung pada banyaknya bahan organik, populasi zat-zat renik, dan tingkat pembasuhan tanah oleh air. Dalam keadaan alami terjadi keseimbangan antara laju pertumbuhan dan gaya-gaya yang menentukan penyediaan nitrogen dalam tanah. Proses pemanenan menyebabkan sejumlah besar nitrogen terikat hilang akibat tanah mengalami pembasuhan oleh gerak aliran air dan kegiatan jasad renik. Selain itu nitrogen terikat juga hilang, karena diambil oleh bakteri pengubah nitrat menjadi nitrogen. Hal ini menyebabkan pertanian intensif sangat tergantung pada tambahan pupuk nitrogen.
Bakteri penghasil ion nitrit dan nitrat bersifat autotrof dan aerob, sehingga kehidupannya dipengaruhi oleh aerosotama, suhu, dan kandungan air dalam tanah. Sementara itu proses perubahan nitrit menjadi nitrogen bersifa
Nitrogen terdapat di alam terutama sebagai dinitrogen, N2 (titik didih 77,3 K). Gas nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara. Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir. Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (N02- ), dan ion nitrat (N03- ). Beberapa bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar Legum dan akar tumbuhan lain, misalnya Marsiella crenata. Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang dapat mengikat nitrogen secara langsung, yakni Azotobacter sp. yang bersifat aerob dan Clostridium sp. yang bersifat anaerob. Nostoc sp. dan Anabaena sp. (ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen. Nitrogen yang diikat biasanya dalam bentuk amonia. Amonia diperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat yang akan diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah menjadi amonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem.
3.Siklus Fosfor
Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus.
Siklus fosfor, bersifat kritis karena fosfor secara umum merupakan hara yang terbatas dalam ekosistem. Tidak ada bentuk gas dari fosfor yang stabil, oleh karena itu siklus fosfor adalah “endogenik”. Dalam geosfer, fosfor terdapat dalam jumlah besar dalam mineral-mineral yang sedikit sekali larut seperti hidroksiapilit, garam kalsium. Adapun gambar dari siklus fosfor adalah sebagai berikut.
Fosfor terlarut dari mineral-mineral fosfat dan sumber-sumber lainnya, seperti pupuk fosfat, diserap oleh tanaman dan tergabung dalam asam nukleat yang menyusun material genetic dalam organisme. Mineralisasi dari biomassa oleh pembusukan/penguraian mikroba mengembalikan fosfor kepada larutan garamnya yang kemudian dapat mengendap sebagai bahan mineral. Sejumlah besar dari mineral-mineral fosfat digunakan sebagai bahan pupuk, industry kimia, dan “food additives”. Fosfor merupakan salah satu komponen dari senyawa-senyawa sangat toksik, terutama insektisida organofosfat.
4.Siklus Belerang
Siklus belerang relative kompleks dimana melibatkan berbagai macam gas, mineral-mineral yang sukar larut dan beberapa sepsis lainnya dalam larutan. Siklus ini berkaitan dengan siklus oksigen dimana belerang bergabung dengan oksigen membentuk gas belerang oksida, SO2, sebagai bahan pencemar air. Diantara spesi-spesi yang secara siknifikan terlihat dalam siklus belerang adalah gas hydrogen sulfide H2S; mineral-mineral sulfide seperti PbS; asam sulfat H2SO4; belerang oksida, SO2 komponen utama dari hujan asam; dan belerang yang terikat dalam protein. Hujan asam didefinisikan sebagai segala macam hujan dengan pH di bawah 5,6. Hujan secara alami bersifat asam (pH sedikit di bawah 6) karena karbondioksida (CO2) di udara yang larut dengan air hujan memiliki bentuk sebagai asam lemah. Jenis asam dalam hujan ini sangat bermanfaat karena membantu melarutkan mineral dalam tanah yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan binatang.
Hujan asam disebabkan oleh belerang (sulfur) yang merupakan pengotor dalam bahan bakar fosil serta nitrogen di udara yang bereaksi dengan oksigen membentuk sulfur dioksida dan nitrogen oksida. Zat-zat ini berdifusi ke atmosfer dan bereaksi dengan air untuk membentuk asam sulfat dan asam nitrat yang mudah larut sehingga jatuh bersama air hujan. Air hujan yang asam tersebut akan meningkatkan kadar keasaman tanah dan air permukaan yang terbukti berbahaya bagi kehidupan ikan dan tanaman (wikipedia.org/wiki/Hujan_asam).
Belerang dari daratan cenderung terbawa air ke laut. Namun belerang di daratan tak tampak habis setelah jutaan tahun. Kapan belerang kembali ke darat? Melalui penguapan, kata ilmuwan zaman dulu. Tapi tak ada bukti bahwa laut menguapkan hidrogen sulfida yang baunya bukan main itu ke angkasa. Laut selalu berhawa segar.
Pertanyaan ini baru terjawab beberapa belas tahun yang lalu. Tumbuhan laut, yang memiliki sel2 sederhana. Tumbuhan ini berusaha hidup dengan menahan masuknya garam (NaCl) ke dalam selnya. Ini dilakukan dengan membentuk senyawa penahan yang berbahan baku belerang, karena pasok belerang di laut banyak sekali, datang dari daratan. Waktu sel mereka terurai, senyawa penahan ini pecah dan menghasilkan gas dimetil sulfida (DMS) yang lepas ke atmosfir. Kita pasti mengenali bau senyawa ini: segar, mirip ikan segar yang baru diangkat dari laut. Setiap saat, sejumlah besar senyawa ini dilepas ke atmosfir, dan syukurnya, senyawa ini mampu menjadi inti kondensasi uap air. Pada gilirannya, terbentuk awan, yang menjadi hujan. Saat hujan jatuh di darat, senyawa belerang ini dikembalikan ke daratan untuk dimanfaatkan makhluk daratan. Lalu ampasnya, dalam dibuang lagi (duh) ke laut, untuk diolah oleh alga-alga baik hati itu lagi.
Yang merupakan bagian dari siklus belerang yang sangat penting adalah adanya gas SO2 sebagai bahan pencemar dan H2SO4 dalam atmosfer. Gas SO2 dikeluarkan dari pembakaran bahan bakar fosil yang mengandung belerang. Efek utama dari belerang dioksida dalam atmosfer adalah kecenderungan untuk teroksidasi menghasilkan asam sulfat. Asam ini dapat menyebabkan terjadinya hujan asam (Achmad, Rukaesih; 2004).
5. Siklus Oksigen
Senyawaan oksigen dengan semua unsure kecuali He, Ne, dan mungkin Ar dikenal. Molekul oksigen (dioksigen, O2 ) bereaksi dengan semua unsur lain kecuali halogen, beberapa logam mulia, dan gas-gas mulia baik dalam suhu ruangan atau pada pemanasan. Oksigen merupakan unsur yang vital bagi kehidupan di bumi ini. Siklus oksigen ditampilkan pada gambar di bawah ini
6. Siklus Air
Siklus air atau siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali lagi ke atmosfer melalui proses kondensasi, prespitasi, evaporasi, dan transpirasi.
Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi kemudian jatuh sebagai prespitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan es, hujan salju bercampur es (sleet), hujan gerimis, atau kabut.
Pada perjalanan menuju bumi, beberapa prspitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh ke bumi yang kemudian ditangkap oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi tersebut bergerak secara kontinu dalam tiga cara berbeda, yaitu:
v Evaporasi
Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dan di tempat-tempat lain akan menguap ke atmosfer dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh awan uap air tersebut akan menjadi bintik-bintik air yang yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es, dan lain-lain.
v Infiltrasi/perkolasi
Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju permukaan tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau secara vertical dan horizontal di bawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.
v Air permukaan
Air bergerak di atas permukaan tanah di dekat aliran utama dan danau. Makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat pada daerah urban (perkotaan). Sungai-sungai kecil bergabung dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan disekitar aliran sungai menuju laut. Proses perjalanan air di daratan terjadi dalam komponen-komponen yang membentuk sistem DAS (Daerah Aliran Sungai).
7. Siklus Materi (Mineral)
Beberapa mineral atau unsur hara yang penting bagi tumbuhan adalah fosfor, kalium, kalsium, magnesium, dan belerang. Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfor terdapat dalam asam nukleat yang berperan dalam mengangkut energi dan diperlukan dalam jumlah kecil dan dalam bentuk supefosfat. Fosfor lebih tahan pembasuhan dan ketersediannya di alam bergantung pada pH tanah.
Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut dalam air atau air laut akan terkikis dan mengendap dalam sediment laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fofat dan batu karang dan fosil yang terkikis akan membentuk fosfat anorganik kembali yang terlarut di air tanah dan air laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan
Kalium diperlukan dalam jumlah sedang dan tersedia di alam sebagai ion yang terdapat pada tumbuhan koloid tanah. Pada tanah humus terdapat banyak kalium, tetapi dalam bentuk yang tidak dapat dimanfaatkan secara langsung sehingga perlu pemupukan kalium yang dibutuhkan tanah dalam bentuk kalium iodida.
Pencemaran Udara
Udara merupakan komponen abiotik yang vital bagi kehidupan makluk hidup. Dalam udara, terkandung gas-gas antara lain: nitrogen, oksigen, karbondioksida, dan unsur gas lainnya. Setiap makhluk hidup memerlukan udara terutama oksigen untuk proses respirasi. Sedangkan bagi tumbuhan selain memerlukan oksigen sebagai respirasi juga memerlukan karbon dioksida dalam proses fotosintesis. Secara normal nitrogen memilki prosentase tertinggi di udara yaitu sekitar 78%, oksigen sekitar 21% sedangkan sisanya merupakan gas-gas dan unsur-unsur lain seperti karbon dioksida, sulfur oksida, karbon monoksida, dan lain sebagainya.
Seiring dengan perkembangan jaman, penggunaan teknologi-teknologi yang dapat menghasilkan gas buang yang berbahaya semakin marak digunakan, misalnya kendaraan bermotor, dan alat-alat industri. Hal tersebut membuat udara yang tadinya memiliki kandungan gas-gas dengan prosentase yang normal menjadi berbahaya bagi makhluk hidup untuk respirasi. Oksigen dihasilkan dari proses fotosintesis tumbuhan, namun semakin banyaknya populasi manusia di muka bumi membuat lahan semakin sempit sehingga tidak ada lagi tempat untuk menanam tumbuhan. Ditambah lagi semakin banyaknya populasi manusia berarti semakin banyak pula kebutuhan oksigen. Bisa dibayangkan bagaimana keadaannya jika makhluk hidup berebut oksigen yang jumlahnya terbatas demi mempertahankan hidupnya, kondisi seperti itu bisa dibilang sebagai udara yang tercemar.
Pencemaran udara adalah suatu keadaan di mana kualitas udara menjadi rusak karena kehadiran satu zat atau lebih substansi fisik, kimia, atau biologi di atmosfer dalam jumlah yang melebihi batas kewajaran sehingga membahayakan bagi kesehatan makhluk hidup baik manusia, hewan, tumbuhan, dan organisme lain, menggangu keindahan dan kenyamanan atau merusak tatanan kehidupan. Pencemaran udara sering terjadi di kota-kota besar dan daerah padat industi yang menghasilkan gas-gas yang mengandung zst-zat diatas batas kewajaran. Rusak atau tidaknya lahan hijau dan pepohonan di suatu daerah juga dapat memperburuk kualitas udara di tempat tersebut. Semakin banyak kendaraan bermotor dan alat-alat industri yang mengeluarkan gas yang mencemarkan lingkungan akan semakin parah pada pencemaran udara yang terjadi.
Sumber-Sumber Pencemaran Udara
Pencemaran udara dapat disebabkan oleh sumber-sumber alami seperti gunung berapi, rawa-rawa, kebakaran hutan, nitrifikasi dan denitrifikasi biologi, dan aktivitas manusia, seperti: transportasi, industri, pembangkit listrik, pambakaran (perapian, kompor, furnace, insenerator dengan berbagai jenis bahan bakar), gas buang pabrik yang menghasilkan gas berbahaya seperti CFC. Sumber-sumber lain pencemaran udara bisa berupa gangguan fisik seperti polusi suara, panas, radiasi/polusi cahaya, transportasi ammonia, kebocoran tangki klor, timbulan gas metana dan TPA serta pelarut organic.
Jenis-Jenis Pencemaran Udara
Berdasarkan luas wilayah yang dicemari, pencemaran udara dibedakan menjadi tiga, yaitu:
- Pencemaran lokal, jika pencemaran terjadi pada suatu daerah tertentu.
- Pencemaran regional, jika pencemaran terjadi pada beberapa daerah.
- Pencemaran global, jika pencemaran mencakup wilayah yang sangat luas.
Berdasarkan asal bahan pencemarnya, pencemaran udara dapat di bagi dua yaitu:
- Pencemaran udara primer
Pencemaran udara primer adalah pencemaran udara yang disebabkan oleh substansi-substansi pencemar yang ditimbulkan langsung dari sumber pencemar udara, contoh substansi tersebut adalah CO2 karena CO2 merupakan hasil dari pembakaran.
2. Pencemaran udara sekunder
Pencemaran udara sekunder adalah pencemaran udara yang disebabkan oleh substansi-substansi pencemar yang terbentuk dari reaksi pencemaran-pencemaran primer di atmosfer, contohnya adalah pembentukan ozon.
Gas-Gas Pencemar Udara
- Karbon monoksida (CO)
Karbon monoksida adalah gas yang bersifat racun yang bisa membunuh makhluk hidup termasuk manusia. Gas CO dapat menggangu sistem peredaran darah karena CO lebih mudah diikat oleh hemoglobin darah dibandingkan dengan oksigen dan dan gas-gas lainnya. Darah yang tercemar karbon monoksida sampai kadar 70-80% dapat menyebabkan kematian
2. Karbondioksida(CO2)
Karbondioksida adalah gas yang mampu meningkatkan suhu pada suatu lingkungan sekitar kita yang disebut efek rumah kaca. Temperatur udara yang tercemar CO2 akan naik dan secara otomatis suhunya akan semakin panas dari waktu ke waktu., seperti wilayah Jakarta. Hal ini disebabkan karena CO2 akan berkonsentrasi sengan jasad renik, debu, dan titik-titik air yang membentuk awan yang dapat ditembus cahaya matahari namun tidak dapat melepaskan panas ke luar awan tersebut. Keadaan seperti ini mirip dengan rumah kaca tanpa ac dan ventilasi udara yang cukup.
3. Gas Oksida Nitrogen (NOX) dan Oksida Belerang (SOX)
Gas-gas nitrogen dihasilkan dari aktifitas bakteri dalam proses nitrifikasi dan denitrifikasi. Sedangkan SO dan SO2 dapat dihasilkan dari letusan gunung berapi. Gas-gas tersebut jika berada di udara dalam jumlah yang melebihi batas normal dan masuk ke dalam tubuh akan menimbulkan gangguan pada saluran pernafasan mulai dari yang ringan sampai yang berat, seperti ISPA.
Dampak Pencemaran Udara
- Dampak terhadap kesehatan
Substansi udara yang terdapat di alam udara dapat masuk ke dalam tubuh melalui sistem pernafasan. Jauhnya penetrasi subsyansi tersebut kedalam tubuh bergantung kepda jenis pencemar substansi/partikulat yang kerukunan besar dapat tertahan di saluran pernafasan bagian atas. Sedangkan substansi yang berukuran kecil dan gas dapat mencapai paru-paru yang kemudian diserap oleh system peredaran darah dan menyebar ke seluruh tubuh.
Dampak terhadap kesehatan yng paling sering terjadi adalah Infeksi Saluran Pernapasan Akut (ISPA) yang meliputi asma, brongkitis dan ganguan pernafasan lainnya. Beberapa zat pencemar dikategorikan sebagai toksik yang dapat mengganggu kerja organ-organ tubuh dan bersifat karsmogenik yang dapat memicu timbulnya kanker. Studi ADB memperkirakann dampak pencemaran udara di Jakarta yang dengan kematian premature, perawatan rumah sakit, berkurangnya hari kerja efektif, dan ISPA pada tahun 1998 senilai dengan 1.8 triliun rupiah dan akan meningkat menjadi 4.3 triliun rupiah pada tahun2015. Selain ISPA pencemaran udara juga diyakini dapat menyebabkan penurunan intelligent Quotient (IQ) pada anak. Pengaruh tersebut tidak langsung dirasakan oleh anak melainkan berlangsung sejak dalam kandungan.
Kandungan zat berbahaya seperti logam berat pada emisi kendaraan yang terhisap oleh ibu akan mengalir melalui darah menembus ari-arei sebagai barier sehingga menggangu pertumbuhan dan fungsi otak ketika bayi dilahirkan. Badan pengendalian dampak lingkungan daerah DKI Jakarta mengadakan studi thaun2001 yang mengatakan bahwa ibu-ibu di pinggiran kota Jakarta memiliki asi yang berkadar timbel 10-20 mg, jauh lebih tinggi 10-15 kali lipat di bandingkan mereka yang tinggal pedesaan. Polutan timbal yang terdapat dalam solar memicu ganguan kesehatan kaum perempuan dan balita yang berimbas pada perkembngan sel-sel otak balita.
Sebagian besar kendaraan bermotor di kota-kota besar masih menggunakan bahan bakar fosil yang mengandung hirogen dan karbon (hidrokarbon), dimana hasil pembakarannya adalah karbon monoksida, karbondioksida, dan juga oksida nitrogen. Di samping itu masih ada juga kendaraan bermotor yang menggunakan solar sebagai bahan bakar karena alasan ekonomi, padahal pembakaran solar menghasilkan senyawa berbahaya timbel atau plumbum(pb), polutan inilah yang yang menjadi pemicu gangguan fungsi otak yang utama. Gas CO lebih sering menyerang anak-anak dan orang dewasa secara langsung, yakni menyebabkan pusing, pandangan kabur, pingsan, bahkan kehilangan koordinasi syaraf. Selain tu juga memicu bronkhitis, pneumonia, asma, serta ganguan fungsi paru, polusi udara juga menyebabkan penurunan tingkat kecerdasan.
Asap rokok juga merupakan polutan yang perlu diperhatikan, walaupun sampai saat ini belum ada penelitian apakah asap rokok termasuk zat berbahaya bagi otak anak, namun ibu hamil yang menghisap rokok bisa berakibat fatal terhadap janin yang dikandungnya. Pembuluh darah ibu akan mengecil sehingga suplai darah ke calon bayi terhalang, akibatnya peartumbuhan bayi terhambat dan bahkan bisa lahir dengan cacat mental. Selain itu asap rook juga dapat menyebabkan impotensi pada pria yang mengkonsumsi rokok dalam jumlah yang besar dan dalam jangka waktu yang lama.
2. Dampak Terhadap Tumbuhan
Tanaman yang tumbuh di daerah dengan tingkat pencemaran udara yang tinggi dapat terganggu pertumbuhannya. Selain itu tanaman tersebut bisa terjangkit penyakit-penyakit, antar lain: klorosis, nekrosis, dan timbulnya bintik-bintik hitam pada daun. Bahan-bahan pencemar yang terdeposisi di permukaan tanaman juga bisa menghambat proses fotosintesis.
3. Dampak Terhadap Lingkungan
Hujan Asam
Atmosfer merupakan sistem yang kompleks, dinamik dan rapuh. Dalam keadaan normal pH air hujan adalah 5,6 karena adanya kandungan CO2 di atmosfer. Apabila udara trcemar zat-zat seperti SO2 dan NO2 maka zat-zat tersebut akan bereaksi dengan dengan air hujan akan membentuk asam dan menurunkan pH air hujan.
SO2 + H2O
NO2 + H2O
Dampak-dampak yang ditimbulkan hujan asam adalah:
- Mempengaruhi kulitas air permukaan dan air tanah karena dapat melarutkan logam-logam berat dlam tanah
- Merusak tanaman
- Bersifat korosif sehingga merusak material bangunan
Efek Rumah Kaca
Keberadaan gas-gas pencemar seperti CO2, CFC, Metana, Ozon, NO2 di lapisan troposfer dapat menyerap radiasi panas matahari yag dipantulkan oleh permukaan bumi. Akibatnya panas terperangkap dalam lapisan troposfer dapat menimbulkan pamanasan global. Pemanasan global dapat menyebabkan pencairan es di kutub, perubahan iklim secara regional dan global, serta perubahan siklus hidup flora dan fauna, akibatnya rusaklah tatanan kehidupan di muka bumi.
Kerusakan Lapisan Ozon
Lapisan zon berada di stratosfer dan merupakan pelindung bumi karena dapat memfilter radiasi ultta violet β dari matahari. Pembentukan dan penguraian molekul-molekul ozon terjadi secara alami di stratosfer.
Emisi CFC yang mencapai stratosfer menyebabkan laju penguraian molekul-molekul ozon lebih cepat darui pembentukannya sehingga terbentuk lubang-lubang pada lapisa ozon. Kerusakan pada lapisan ozon menyebabkan sinar ultraviolet β matahari tidak terfilter dan dapat mengakibatkan kanker kulit serta penyakit pada tanaman.
Pencemaran Tanah
Tanah merupakan sumber kehidupan bagi seluruh makhluk hidup karena selain sebagai habitat, tanah juga menyediakan berbagai macam garam mineral yang diperlukan oleh makhluk hidup. Bagi tumbuhan, tanah memiliki peran yang amat vital karena tumbuhan hidup dan mengambil nutrisi secara langsung dari tanah, begitu juga dengan beberapa hewan yang hidup di dalam tanah seperti cacing tanah dan semut.
Tanah yang baik umumnya memiliki pH antara 5-8, sehingga memungkinkan tanaman dapat tumbuh dengan baik. Kisaran pH tersebut berpengaruh terhadap pertumbuhan akar. Meskipun setiap tanaman menghendaki kisaran pH tertentu, kebanyakan tanaman tidak dapat hidup pada pH sangat rendah (< 4) yang bersifat asam atau sangat tinggi (> 9) yang bersifat basa. Pertumbuhan akar tanaman juga dipengaruhi oleh kelembaban tanah. Tanah yang baik memiliki kelembaban di atas 16%. Selain pH dan kelembaban, suhu juga memiliki peran yang sangat penting karena suhu merupakan factor pembatas bagi makhluk hidup yang mempengaruhi reaksi enzimatis. Suhu tanah yang baik berkisar antara 4 – 45C (suhu optimal). Pada suhu kurang dari 4 C reaksi enzim berjalan lambat sedangkan pada suhu lebih dari 45 C enzim mengalami denaturasi sehinggga dapat menyebabkan kematian. Sedangkan tanah dikatakan tercemar apabila terdapat zat-zat kimia(terutama buatan manusia) dan u kehidupan makhluk hidup.cemaran tanah adalah suatu kondisi dimana bahan kimia buatan manusia masuk dan merubah lingkungan alami. Sebagian besar pencemaran tanah disebabkan oleh akrifitas manusia antara lain: peimbunan sampah, penggunaan pestisida, pembuangan limbah rumah tangga, dan industri. Selain itu, pencemaran tanah juga biasa terjadi karena kebocoran limbah cair atau bahan kimia industri, masuknya air permukaan tanah tercemar kelapisan sub permukaan, kecelakaan kendaraan pengangkut minyak, zat kimiaatau limbah, air limbah dari tempat pembuangan sampah, serta limbah industri yang langsung dibuang ke tanah secara tidak memenuhi syarat-syarat (illegal dumping)
Jika suatu zat pencemar yang berbahaya mencemari permukaa tanah maka kemungkinan yang terjadi adalah zat tersebut akan menguap, tersapu air hujan, atau masuk ke dalam tanah. Pencemar yang masuk kedalam tanah kemudian terendap sebagai zat kimia beracun dalam tanah yang akan berdampak langsung pada manusia jika bersentuhan langsung da dapat mencemari udara dan air tanah disekitar tanah.
Dampak Pencemaran tanah
Ø Pencemaran tanah dapat memberikan beberapa dampak yang buruk bagi kesehatan tubuh manusia
Pencemaran tanah ini dapat berasal dari berbagai polutan seperti: timbal, merkuri, organo fosfat, karmabat, dan lain-lain. Polutan tanah dari timbal dapat membahayakan bagi anak-anak, karena dapat menyebabkan kerusakan otak serta kerusakan ginjal pada seluruh populasi. Polutan tanah yang berasal dari merkuri dan siklodiena dikenal dapat meyebabkan dapat menyebabkan kerusakan ginjal, beberapa bahkan tidak dapat diobati.sedangkan polutan tanah yang berasal dari organofosfat dan karmabat dapat meyebabkan gangguan pada saraf otot.
Ø Percemaran tanah dapat memberikan dampak terhadap ekosistem di alam
Perubahan kimia tanah yang radikal dapat ditimbulkan dengan adanya bahan kimia beracun yang terkandung di dalam tanah. Perubahan ini menyebabkan perubahan metabolisme dari mikroorganisme di dalamnya. Akibat pencemaran tanah ini memusnahkan bebrapa spesies primer dari rantai makanan sehingga berakibat besar terhadap predator atau tingkatan lain dari rantai makana tersebut yang apda akhirnya merusak sistem ekosistem yang sudah seimbang
Ø Pencemaran tanah paling berdampak besar terhadap hasil pertanian.
Hal ini dapat menyebabkan dampak lanjutan pada konservasi tanaman di mana tanaman tidak mampu menahan lapisan tanah dari erosi.
Penanganan Pencemaran Tanah
Penanganan pencemaran tanah dapat dilakukan dengan remediasi dan bioremediasi. Remediasi adalah kegiatan untuk membersihkan permukaan tanah yang tercemar. Ada dua jenis remediasi tanah yaitu secara in situ an secara ek situ. Pembersihan in situ adalah pembersihan di lokasi. Pembersihan ini lebih murah dan lebih mudah, terdiri dari pembersihan, venting (injeksi) dan bioremediasi. Pembesihan ek situ meliputi penggalian tanah yang tercemar dan kemudian di bawa ke daerah yang aman. Setelah itu di daerah tersebut, tanahnya kemudian dibersihkan dari zat pencemar. Caranya yaitu: tanah tersebut disimpan di bak atau tangki yang kedap. Kemudian zat pembersih dipompakan ke bak atau tangki tersebut. Selanjutnya zat pencemar dipompakan keluar dari bak yang kemudian dapat diolah dengan instalasi pengolah air limbah. Pembersihan ek situ ini lebih mahal dan rumit.
Bioremediasi adalah proses pembersihan zat pencemar tanah dengan microorganisme (jamur atau bakteri). Bioremediasi bertujuan untuk memecah atau mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun. Empat teknik dasar yang digunakan dalam bioremediasi adalah:
- Stimulasi aktifitas mikroorganisme asli(di lokasi tercemar) dengan penambahan nutrien.
- Inokulasi (penanaman) mikroorganisme di lokasi tercemar yaitu mkroorganisme yang memilki kemampuan biotransportasi khusus.
- Penerapan immobilized enzymes
- Penggunaan tanaman (pytoremediation) untuk menghilangkan atau mengubah pencemar.
B. DAUR SIKLUS BIOGEOKIMIA
Siklus biogeokimia merupakan siklus atau proses perputaran yang secara tetap atau berpola, daur siklus biogeokimia meliputi Daur Karbon dan Oksigen, Daur nitrogen, Daur Fosfor, Daur Air
Proses timbal balik fotosintesis dan respirasi seluler bertanggung jawab atas perubahan dan pergerakan utama karbon. Naik turunnya CO2 dan O2 atsmosfer secara musiman disebabkan oleh penurunan aktivitas Fotosintetik. Dalam skala global kembalinya CO2 dan O2 ke atmosfer melalui respirasi hampir menyeimbangkan pengeluarannya melalui fotosintesis.
Akan tetapi pembakaran kayu dan bahan bakar fosil menambahkan lebih banyak lagi CO2 ke atmosfir. Sebagai akibatnya jumlah CO2 di atmosfer meningkat. CO2 dan O2 atmosfer juga berpindah masuk ke dalam dan ke luar sistem akuatik, dimana CO2 dan O2 terlibat dalam suatu keseimbangan dinamis dengan bentuk bahan anorganik lainnya.
1. Daur nitrogen
Di alam, Nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa organik seperti urea, protein, dan asam nukleat atau sebagai senyawa anorganik seperti ammonia, nitrit, dan nitrat.
• Tahap pertama
Daur nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfir ke dalam tanah. Selain air hujan yang membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen ke dalam tanah terjadi melalui proses fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen secara biologis dapat dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan polong-polongan, bakteri Azotobacter dan Clostridium. Selain itu ganggang hijau biru dalam air juga memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen.
• Tahap kedua
Nitrat yang di hasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh produsen (tumbuhan) diubah menjadi molekul protein. Selanjutnya jika tumbuhan atau hewan mati, mahluk pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH3) dan garam ammonium yang larut dalam air (NH4+). Proses ini disebut dengan amonifikasi. Bakteri Nitrosomonas mengubah amoniak dan senyawa ammonium menjadi nitrat oleh Nitrobacter. Apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat dengan cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh proses yang disebut denitrifikasi.
2. Daur Fosfor
Posfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semua makhluk hidup membutuhkan posfor dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), sebagai sumber energi untuk metabolisme sel.
Posfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (PO43-). Ion Fosfat terdapat dalam bebatuan. Adanya peristiwa erosi dan pelapukan menyebabkan fosfat terbawa menuju sungai hingga laut membentuk sedimen. Adanya pergerakan dasar bumi menyebabkan sedimen yang mengandung fosfat muncul ke permukaan. Di darat tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut dalam air tanah
Herbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dimakannya dan karnivora mendapatkan fosfat dari herbivora yang dimakannya. Seluruh hewan mengeluarkan fosfat melalui urin dan feses.Bakteri dan jamur mengurai bahan-bahan anorganik di dalam tanah lalu melepaskan pospor kemudian diambil oleh tumbuhan.
3. Daur Air
Air di atmosfer berada dalam bentuk uap air yang natinya akan mengalami siklus hidrologi. Uap air berasal dari air di daratan dan laut yang menguap karena panas cahaya matahari. Sebagian besar uap air di atmosfer berasal dari laut karena laut mencapai tigaperempat luas permukaan bumi. Uap air di atmosfer mengalami kondensasi menjadi awan yang turun ke daratan dan laut dalam bentuk hujan. Air hujan di daratan masuk ke dalam tanah membentuk air permukaan tanah dan air tanah.
Tumbuhan darat menyerap air yang ada di dalam tanah. Dalam tubuh tumbuhan air mengalir melalui suatu pembuluh. Kemudian melalui tranpirasi uap air dilepaskan oleh tumbuhan ke atmosfer. Transpirasi oleh tumbuhan mencakup 90% penguapan pada ekosistem darat.
Hewan memperoleh air langsung dari air permukaan serta dari tumbuhan dan hewan yang dimakan, sedangkan manusia menggunakan sekitar seperempat air tanah. Sebagian air keluar dari tubuh hewan dan manusia sebagai urin dan keringat.
Air tanah dan air permukaan sebagia mengalir ke sungai, kemudian ke danau dan ke laut. Siklus ini di sebut Siklus Panjang. Sedangkan siklus yang dimulai dengan proses Transpirasi dan Evapotranspirasi dari air yang terdapat di permukaan bumi, lalu diikuti oleh Presipitasi atau turunnya air ke permukaan bumi disebut Siklus Pe
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Siklus biogeokimia adalah perjalanan atau aliran bahan-bahan kimia dalam suatu ekosistem global di bumi ini yang membentuk suatu lingkaran.
2. Siklus biogeokimia meliputi siklus karbon, siklus oksigen, siklus nitrogen, siklus fosfor, dan siklus belerang.
B. Saran
Semoga makalah ini dapat bermamfaat bagi kita semua terutama penulis buku ini dan penulis mohon kritik dan saran atas makalah ini yang jauh dari kesempurnaan.
DAFTAR PUSTAKA
Prof.DR.R.Respsoedarmo Soedjiran MA.1984. Pengantar ekologi. Bandung.REMADJA KARYA.
Anonim. 2009. Siklus Biogeokimia. Online (http://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_karbon, diakses 18 Februari 2009).
Anonim. 2009. Siklus Biogeokimia. Online (http://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_karbon, diakses 18 Februari 2009).
Cotton dan Wilkinson. 1989. Kimia anorganik Dasar. Jakarta: UI-PRESS.
Kuncoro.2007.Pola dan Tipe Dasar Siklus Biogeokimia. Online (http://kun.co.ro/2007/01/10/, diakses 18 Februari 2009).
Kak saya mau bertanya siklus biogeokimia siklus yang berpengaruh lokal dan relatif lokal itu yang kayak gunanya yah
ReplyDeleteYang kayak gimana
ReplyDelete