SIKLUS AIR
SIKLUS
AIR
.
Siklus hidrologi adalah perputaran air dengan perubahan berbagai bentuk dan
kembali pada bentuk awal. Hal ini menunjukkan bahwa volume air di permukaan
bumi sifatnya tetap. Meskipun tetap dengan perubahan iklim dan cuaca, letak
mengakibatkan volume dalam bentuk tertentu berubah, tetapi secara keseluruhan
air tetap. Siklus air secara alami berlangsung cukup panjang dan cukup lama.
Sulit untuk menghitung secara tepat berapa lama air menjalani siklusnya, karena
sangat tergantung pada kondisi geografis, pemanfaatan oleh manusia dan sejumlah
faktor lain.
Siklus
air atau siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer melaluikondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi.
Kondensasi (pengembunan)
Ketika uap air mengembang, mendingin
dan kemudian berkondensasi, biasanya pada partikel-partikel debu kecil di
udara. Ketika kondensasi terjadi dapat berubah menjadi cair kembali atau
langsung berubah menjadi padat (es, salju, hujan batu (hail)).
Partikel-partikel air ini kemudian berkumpul dan membentuk awan.
Presipitasi
Presipitasi pada pembentukan hujan, salju dan hujan batu
(hail) yang berasal dari kumpulan awan. Awan-awan tersebut bergerak
mengelilingi dunia, yang diatur oleh arus udara. Sebagai contoh, ketika
awan-awan tersebut bergerak menuju pegunungan, awan-awan tersebut menjadi
dingin, dan kemudian segera menjadi jenuh air yang kemudian air tersebut jatuh
sebagai hujan, salju, dan hujan batu (hail), tergantung pada suhu udara
sekitarnya.
Evaporasi (penguapan)
Ketika air dipanaskan oleh sinar matahari, permukaan
molekul-molekul air memiliki cukup energi untuk melepaskan ikatan molekul air
tersebut dan kemudian terlepas dan mengembang sebagai uap air yang tidak
terlihat di atmosfir.
Sekitar 95.000 mil kubik air menguap ke angkasa setiap
tahunnya. Hampir 80.000 mil kubik menguapnya dari lautan. Hanya 15.000 mil
kubik berasal dari daratan, danau, sungai, dan lahan yang basah, dan yang
paling penting juga berasal dari tranpirasi oleh daun tanaman yang hidup.
Proses semuanya itu disebut Evapotranspirasi.
Transpirasi (penguapan dari tanaman)
Uap air juga dikeluarkan dari daun-daun tanaman melalui
sebuah proses yang dinamakan transpirasi. Setiap hari tanaman yang
tumbuh secara aktif melepaskan uap air 5 sampai 10 kali sebanyak air yang dapat
ditahan.
Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat
berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi
oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi
terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda:
- Evaporasi / transpirasi - Air yang ada di laut, di daratan, di sungai,
di tanaman, dsb. kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian
akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi
bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk
hujan, salju, es.
- Infiltrasi / Perkolasi ke dalam tanah - Air bergerak ke dalam tanah
melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah.
Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara
vertikal atau horizontal dibawah permukaan tanah hingga air tersebut
memasuki kembali sistem air permukaan.
- Air Permukaan - Air bergerak diatas permukaan tanah dekat dengan
aliran utama dan danau; makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori
tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat
dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain
dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan disekitar daerah
aliran sungai menuju laut.
Macam-Macam
dan Tahapan Proses Siklus Hidrologi :
A. Siklus Pendek
/ Siklus Kecil
1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
2. Terjadi kondensasi dan pembentukan awan
3. Turun hujan di permukaan laut
1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
2. Terjadi kondensasi dan pembentukan awan
3. Turun hujan di permukaan laut
B. Siklus Sedang
1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
2. Terjadi kondensasi
3. Uap bergerak oleh tiupan angin ke darat
4. Pembentukan awan
5. Turun hujan di permukaan daratan
6. Air mengalir di sungai menuju laut kembali
1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
2. Terjadi kondensasi
3. Uap bergerak oleh tiupan angin ke darat
4. Pembentukan awan
5. Turun hujan di permukaan daratan
6. Air mengalir di sungai menuju laut kembali
C. Siklus Panjang / Siklus Besar
1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
2. Uap air mengalami sublimasi
3. Pembentukan awan yang mengandung kristal es
4. Awan bergerak oleh tiupan angin ke darat
5. Pembentukan awan
6. Turun salju
7. Pembentukan gletser
8. Gletser mencair membentuk aliran sungai
9. Air mengalir di sungai menuju darat dan kemudian ke laut
1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
2. Uap air mengalami sublimasi
3. Pembentukan awan yang mengandung kristal es
4. Awan bergerak oleh tiupan angin ke darat
5. Pembentukan awan
6. Turun salju
7. Pembentukan gletser
8. Gletser mencair membentuk aliran sungai
9. Air mengalir di sungai menuju darat dan kemudian ke laut
SIKLUS NITROGEN
Siklus nitrogen adalah
suatu proses konversi senyawa yang mengandung unsur nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang
lain. Transformasi ini dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis.
Beberapa proses penting pada siklus nitrogen, antara lain fiksasi
nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi, denitrifikasi.
Walaupun terdapat sangat banyak molekul nitrogen di dalam atmosfer,
nitrogen dalam bentuk gas tidaklah reaktif.[1] Hanya
beberapa organisme yang mampu untuk mengkonversinya menjadi senyawa
organik dengan
proses yang disebut fiksasi
nitrogen.
Fiksasi nitrogen yang lain terjadi karena proses geofisika,
seperti terjadinya kilat. Kilat
memiliki peran yang sangat penting dalam kehidupan, tanpanya tidak akan ada
bentuk kehidupan di bumi.
Walaupun demikian, sedikit sekali makhluk hidup yang dapat menyerap senyawa
nitrogen yang terbentuk dari alam tersebut. Hampir seluruh makhluk hidup
mendapatkan senyawa nitrogen dari makhluk hidup yang lain. Oleh sebab itu,
reaksi fiksasi nitrogen sering disebut proses topping-up atau fungsi penambahan pada
tersedianya cadangan senyawa nitrogen.
Vertebrata secara
tidak langsung telah mengonsumsi nitrogen melalui asupan nutrisi dalam bentuk protein maupun asam
nukleat. Di dalam tubuh, makromolekul ini dicerna menjadi bentuk yang lebih kecil
yaitu asam
amino dan
komponen dari nukleotida, dan
dipergunakan untuk sintesis protein dan asam nukleat yang baru, atau senyawa
lainnya.
Sekitar setengah dari 20 jenis asam amino yang ditemukan pada
protein merupakan asam amino esensial bagi vertebrata, artinya asam amino
tersebut tidak dapat dihasilkan dari asupan nutrisi senyawa lain, sedang
sisanya dapat disintesis dengan menggunakan beberapa bahan dasar nutrisi,
termasuk senyawa intermediat dari siklus asam sitrat.
Asam amino esensial disintesis oleh organisme invertebrata,
biasanya organisme yang mempunyai lintasan metabolisme yang panjang dan membutuhkan energi
aktivasi lebih
tinggi, yang telah punah dalam perjalanan evolusi makhluk vertebrata.
Nukleotida yang
diperlukan dalam sintesis RNA maupun DNA dapat dihasilkan melalui lintasan
metabolisme, sehingga istilah "nukleotida esensial" kurang tepat.
Kandungan nitrogen pada purina dan pirimidina yang didapat dari asam amino glutamina, asam
aspartat dan glisina,
layaknya kandungan karbon dalam ribosa dan deoksiribosa yang didapat dari glukosa.
Kelebihan asam amino yang tidak digunakan dalam proses
metabolisme akan dioksidasi guna
memperoleh energi. Biasanya kandungan atom karbon dan hidrogen lambat laun akan membentuk CO2 atau H2O, dan
kandungan atom nitrogen akan mengalami berbagai proses hingga menjadi urea untuk kemudian diekskresi.
Setiap asam amino memiliki lintasan metabolismenya
masing-masing, lengkap dengan perangkat enzimatiknya
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.
Nitrogen yang diperlukan adalah dalam
bentuk senyawa bukan dalam bentuk unsur. Senyawa nitrogen diperoleh
ketika petir keluar dan menyebabkan nitrogen bersenyawa menjadi nitrat. Selain
melalui petir juga dapat melalui bakteri Rhizobium yang
bersimbiosis pada tumbuhana kacangh-kacangan membentuk bintil akar. Tumbuhan
menyerap nitrat dari tanah untuk dijadikan protein lalu tumbuhan dimakan olejh
konsumer senyawa nitrogen pindah ke tubuh hewan. Urin, bangkai hewan, dan
tumbuhan mati akan diuraikan oeh pengurai jadi amonium dan amonia.
Bakteri Nitrosomonas mengubah amonia tersebut menjadi
nitrit, kemudian bakteri Nitrobacter merubahnya menjadi
nitrat (NO3). Kemudian nitrat ini diserap oleh tumbuhan. (Proses
perubahan nitrit menjadi nitrat disebut Nitrifikasi Perubahan
nitrit atau nitrat menjadi nitrogen bebas disebut denitrifikasi
Bakteri pemecah akan memecah protein dalam
tubuh organisme mati atau hasil sisa mereka menjadi amonium, kemudian
nitrit atau nitrat dan akhirnya menjadi gas nitrogen yang mana kana dilepaskan
ke atmosfer dari mulai nitrogen diikat dan berputar lagi. Semua hewan
hanya memperoleh nitrogen organik dari tumbuhan atau hewan lain yang
dimakannya. Ketika makhluk hidup mati, materi organik yang dikandungnya
akan diuraikan kembali oleh dekomposer sehingga nitrogen dapat dilepaskan
sebagai amonia. Dekomposisi nitrogen organik menjadi amonia lagi disebut amonifikasi.
Proses tersebut dapat dilakukan oleh beberapa bakteri dan makhluk hidup
eukariotik.
Berikut adalah beberapa bakteri yang terlibat dalam daur
nitrogen:
·
Nitrosomonas mengubah amonium/amonia
menjadi nitrit.
·
Nitrobactar mengubah nitrit menjadi nitrat
·
Rhizobium menambat nitrogen di udara.
·
Bakteri hidup bebas pengikat nitrogen
seperti Azotobacter (aerobik) dan Clostridium (anaerobik0.
·
Alga biru hijau pengikat nitrogen seperti
Anabaena, Nostoc, dan anggota-anggota lain dari ordo Nostocales.
·
Bakteri ungu pengikat nitrogen seperti
Rhodospirillum.
Siklus nitrogen adalah suatu proses
konversi senyawa yang mengandung unsure nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain.
Transformasi ini dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Beberapa
proses penting pada siklus nitrogen, antara lain fiksasi nitrogen,
mineralisasi, nitrifikasi, denitrifikasi.
Walaupun terdapat sangat banyak molekul nitrogen di dalam
atmosfer, nitrogen dalam bentuk gas tidaklah reaktif. Hanya beberapa organisme
yang mampu untuk mengkonversinya menjadi senyawa organik dengan proses yang
disebut fiksasi nitrogen.
Fiksasi nitrogen yang lain terjadi karena proses geofisika,
seperti terjadinya kilat. Kilat memiliki peran yang sangat penting dalam
kehidupan, tanpanya tidak akan ada bentuk kehidupan di bumi. Walaupun demikian,
sedikit sekali makhluk hidup yang dapat menyerap senyawa nitrogen yang
terbentuk dari alam tersebut. Hampir seluruh makhluk hidup mendapatkan senyawa
nitrogen dari makhluk hidup yang lain. Oleh sebab itu, reaksi fiksasi nitrogen
sering disebut proses topping-up atau fungsi penambahan pada tersedianya
cadangan senyawa nitrogen.
Vertebrata secara tidak langsung telah mengonsumsi nitrogen
melalui asupan nutrisi dalam bentuk protein maupun asam nukleat. Di dalam
tubuh, makromolekul ini dicerna menjadi bentuk yang lebih kecil yaitu asam
amino dan komponen dari nukleotida, dan dipergunakan untuk sintesis protein dan
asam nukleat yang baru, atau senyawa lainnya.
Sekitar setengah dari 20 jenis asam amino yang ditemukan pada
protein merupakan asam amino esensial bagi vertebrata, artinya asam amino
tersebut tidak dapat dihasilkan dari asupan nutrisi senyawa lain, sedang
sisanya dapat disintesis dengan menggunakan beberapa bahan dasar nutrisi,
termasuk senyawa intermediat dari siklus asam sitrat.
Asam amino esensial disintesis oleh organisme invertebrata,
biasanya organisme yang mempunyai lintasan metabolisme yang panjang dan membutuhkan
energi aktivasi lebih tinggi, yang telah punah dalam
perjalanan evolusi makhluk vertebrata.
Nukleotida yang diperlukan dalam sintesis RNA maupun DNA dapat
dihasilkan melalui lintasan metabolisme, sehingga istilah "nukleotida
esensial" kurang tepat. Kandungan nitrogen pada purina dan pirimidina yang
didapat dari asam amino glutamina, asam aspartat dan glisina, layaknya
kandungan karbon dalam ribosa dan deoksiribosa yang didapat dari glukosa.
Kelebihan asam amino
yang tidak digunakan dalam proses metabolisme akan dioksidasi guna memperoleh
energi. Biasanya kandungan atom karbon dan hidrogen lambat laun akan membentuk
CO2 atau H2O,
dan kandungan atom nitrogen akan mengalami berbagai proses hingga menjadi urea
untuk kemudian diekskresi. Setiap asam amino
memiliki lintasan metabolismenya masing-masing, lengkap dengan perangkat
enzimatiknya
SIKLUS KARBON
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.
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.
Siklus Karbon
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). Pertukaran karbon antar reservoir, terjadi
karena proses-proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermacam-macam.
Lautan mengadung kolam aktif karbon terbesar dekat permukaan Bumi, namun
demikian laut dalam bagian dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat
dengan atmosfer.
Bagian terbesar dari karbon yang berada di
atmosfer Bumi adalah gas karbon dioksida (CO2). Gas-gas lain yang mengandung
karbon di atmosfer adalah metan dan kloroflorokarbon atau CFC (CFC ini
merupakan gas artifisial atau buatan). Gas-gas tersebut adalah gas rumah kaca
yang konsentrasinya di atmosfer telah bertambah dalam dekade terakhir ini, dan
berperan dalam pemanasan global.
Karbon mengalir antara masing-masing
penampungan (reservoir) dalam pertukaran yang disebut siklus karbon, yang
memiliki komponen lambat dan cepat. Setiap perubahan dalam siklus karbon yang
bergeser dari satu reservoir menempatkan lebih banyak karbon di penampungan
lain. Perubahan yang menempatkan gas karbon ke atmosfer hasil dalam suhu lebih
hangat di Bumi.
Selama jangka panjang, siklus karbon tampaknya
mempertahankan keseimbangan yang mencegah semua karbon Bumi dari memasuki
atmosfer (seperti halnya di Venus) atau agar tidak disimpan seluruhnya dalam
batuan. Keseimbangan ini membantu menjaga suhu bumi relatif stabil, seperti
termostat.
Siklus karbon merupakan siklus biogeokimia terbesar. Ada 3 hal
yang terjadi pada karbon :
·
Tinggal dalam tubuh,
·
Respirasi oleh hewan,
·
Sampah/sisa dan Karbon itu masuk ke dalam perairan melalui proses
difusi.
Proses
dalam siklus karbon
Secara umum, karbon akan
diambil dari udara oleh organisme fotoautotrof (tumbuhan,
ganggang, dll yang mampu melaksanakan fotosintesis). organisme tersebut,
sebut saja tumbuhan, akan memproses karbon menjadi bahan makanan yang
disebutkarbohidrat, dengan proses kimia sebagai berikut :
6 CO2 + 6 H2O
(+Sinar Matahari yg diserap Klorofil) ↔ C6H12O6 +
6 O2
Karbondioksida + Air (+Sinar Matahari yg diserap Klorofil)↔
Glukosa + Oksigen.
Hasil sintesa karbohidrat itu
dimakan para makhluk hidup heterotrof sebagai makanan
plus oksigen untuk bernafas. Tidak peduli makhluk herbivora,
carnivora, atau omnivora, sumber pertama energi yang tersimpan dalam karbohidrat adalah
tumbuhan.Karbon di dalam sistem respirasi akan dilepas kembali dalam
bentuk CO2 yang nantinya dilepaskan saat pernafasan. Selain
pelepasan CO2 ke udara saat pernafasan,
para detrivor (pembusuk) juga melepaskan CO2 ke udara dalam
proses pembusukan. Manusia juga tidak kalah peran dalam proses ini. Hasil
segala pembakaran, mulai dari pembakaran sampah, pembakaran bahan bakar minyak
di dalam kendaraan bermotor, asap pabrik, dan lain-lain juga
melepaskan CO2 ke udara. CO2 di udara nantinya akan
ditangkap oleh tumbuhan lagi dan siklus mulai dari awal lagi.
Di daratan, proses
pengubahan CO2 menjadi karbohidrat dan melepaskan oksigen
dilakukan oleh tumbuhan darat, sebaliknya, di daerah perairan, peran ini
dimainkan oleh organisme-organisme fotoautotrof perairan seperti ganggang,
fitoplankton, dan lain-lain. begitupula dengan peran yang
melepaskan CO2 ke udara. Hal itu dilaksanakan oleh para detrovor dan
organisme heterotrof. Di daratan ada manusia, kambing, sapi, harimau, dll. di
lautan ada berbagai jenis ikan dan makhluk-makhluk perairan.
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.
Gambar:
Daur Karbon dan daur oksigen
Gambar
: Siklus Karbon
Karbon diambil dari atmosfer dengan berbagai cara, antara
lain:
·
Ketika matahari bersinar, tumbuhan
melakukan fotosintesa untuk mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat, dan
melepaskan oksigen ke atmosfer. Proses ini akan lebih banyak menyerap karbon
pada hutan dengan tumbuhan yang baru saja tumbuh atau hutan yang sedang
mengalami pertumbuhan yang cepat.
·
Pada permukaan laut ke arah kutub, air laut
menjadi lebih dingin dan CO2 akan lebih mudah larut. Selanjutnya CO2 yang larut
tersebut akan terbawa oleh sirkulasi termohalin yang membawa massa air di
permukaan yang lebih berat ke kedalaman laut atau interior laut (lihat bagian
solubility pump).
·
Di laut bagian atas (upper ocean), pada
daerah dengan produktivitas yang tinggi, organisme membentuk jaringan yang
mengandung karbon, beberapa organisme juga membentuk cangkang karbonat dan
bagian-bagian tubuh lainnya yang keras. Proses ini akan menyebabkan aliran
karbon ke bawah (lihat bagian biological pump).
·
Pelapukan batuan silikat. Tidak seperti dua
proses sebelumnya, proses ini tidak memindahkan karbon ke dalam reservoir yang
siap untuk kembali ke atmosfer. Pelapukan batuan karbonat tidak memiliki efek
netto terhadap CO2 atmosferik karena ion bikarbonat yang terbentuk terbawa ke
laut dimana selanjutnya dipakai untuk membuat karbonat laut dengan reaksi yang
sebaliknya (reverse reaction).
Karbon dapat kembali ke atmosfer dengan berbagai cara
pula, antara lain:
·
Melalui pernafasan (respirasi) oleh
tumbuhan dan binatang. Hal ini merupakan reaksi eksotermik dan termasuk juga di
dalamnya penguraian glukosa (atau molekul organik lainnya) menjadi karbon
dioksida dan air.
·
Melalui pembusukan binatang dan tumbuhan.
Fungi atau jamur dan bakteri mengurai senyawa karbon pada binatang dan tumbuhan
yang mati dan mengubah karbon menjadi karbon dioksida jika tersedia oksigen,
atau menjadi metana jika tidak tersedia oksigen.
·
Melalui pembakaran material organik yang
mengoksidasi karbon yang terkandung menghasilkan karbon dioksida (juga yang
lainnya seperti asap). Pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, produk
dari industri perminyakan (petroleum), dan gas alam akan melepaskan karbon yang
sudah tersimpan selama jutaan tahun di dalam geosfer. Hal inilah yang merupakan
penyebab utama naiknya jumlah karbon dioksida di atmosfer.
·
Produksi semen. Salah satu komponennya,
yaitu kapur atau gamping atau kalsium oksida, dihasilkan dengan cara memanaskan
batu kapur atau batu gamping yang akan menghasilkan juga karbon dioksida dalam
jumlah yang banyak.
·
Di permukaan laut dimana air menjadi lebih
hangat, karbon dioksida terlarut dilepas kembali ke atmosfer.
·
Erupsi vulkanik atau ledakan gunung berapi
akan melepaskan gas ke atmosfer. Gas-gas tersebut termasuk uap air, karbon
dioksida, dan belerang. Jumlah karbon dioksida yang dilepas ke atmosfer secara
kasar hampir sama dengan jumlah karbon dioksida yang hilang dari atmosfer
akibat pelapukan silikat; Kedua proses kimia ini yang saling berkebalikan ini
akan memberikan hasil penjumlahan yang sama dengan nol dan tidak berpengaruh
terhadap jumlah karbon dioksida di atmosfer dalam skala waktu yang kurang dari
100.000 tahun.
Permasalahan dalam
siklus karbon
Karbon (C) adalah elemen yang paling sering
kita temui di dalam kehidupan kita sehari-hari. Dalam tanaman dan hewan.
Tumbuhan menyimpan Carbon d dalam sari buahnya (dalam bentuk glukose) dan
tanaman juga memanfaatkan carbon (CO2-Carbondioksida) dari atmosfer untuk
membantu proses fotosintesisnya. Ketika tumbuhan mati, mereka membusuk dan
bakteri pengurai akan menguraikannya menjadi bagian dari tanah, yaitu kompos.
Karbon yang di dalam tanah (kompos) dalam jangka waktu berjuta-juta tahun
kemudian, akan berubah menjadi fosil, sebagai sumber minyak bumi. Sedangkan
karbon yg berada di dalam air akan dimanfaatkan tumbuhan air dalam proses fotosintesisnya. Ketika
ada ikan yg memakan tumbuhan ini, maka terjadi perpindahan karbon (zat
makanan/glukose) dari tumbuhan ke ikan. Sedangkan dalam proses pernafasannya,
ikan akan mengeluarkan carbon, dalam bentuk CO2 (karbondioksida).
Kelanjutan dari fosil yg telah berubah
menjadi sumber minyak bumi,carbon yg terkandung akan di suling (diolah) menjadi
berbagai macam jenis minyak bumi, sebagai sumber energi utama di dunia ini.
Metode inilah yg menjadi metode utama penghasil sumber energi kita, untuk
menggerakkan mobil,motor, untuk penggerak listrik dan sumber energi bagi
perindustrian. Dampak dari pembakaran minyak bumi, CO2 akan dilepaskan ke
udara. Pelepasan CO2 yg berlebih diakibatkan salah satunya oleh deforestation
(penghancuran hutan). Dengan tidak adanya hutan, maka CO2 tidak dapat digunakan
sebagai bahan fotosintesis,,akan tetapi akan menumpuk di atmosfer kita.
Penumpukan CO2 akan mengakibatkan efek rumah kaca dimana sinar UV tidak dapat
dipantulkan oleh bumi. Sinar UV yg terperangkan di atmosfer akan menaikkan suhu
bumi dan berakibat kepada Pemanasan Global.
Dengan adanya permasalahan dalam siklus karbon tersebut, agar tidak terjadi
pemanasan global diperlukan adanya penyerapan dari atmosfir melalui tumbuhan
dalam jumlah yang besar. Karena tumbuhan dalam proses fotosintesis memanfaatkan
karbon. Oleh karena itu pengembangan areal hijau, penghutanan kembali
(reboisasi) dan pelestarian hutan sangat diperlukan. Apakah hutan yang ada saat
ini memiliki kemampuan penyerapan karbon yang setara dengan pelepasan krabon ke
atmosfir pada siklus karbon seperti tersebut di atas? Benarkah tanaman
perkebunan seperti sawit dapat menjadi penyerap karbon yang setara dengan hutan
yang terkorversi. Untuk daerah perkotaan, perlu ada desain jalan dengan diikuti
oleh penghijauan di sepanjang jalan. Begitu juga untuk jalan antar kota
penanaman pohon menjadi paket pemeliharaan dan perlindungan jalan.
Di udara, konsentrasi karbondioksida sangat
kecil bila dibandingkan dengan oksigen dan nitrogen (kurang dari 0,04 %). akan
tetapi gas ini adalah gas rumah kaca yang berperan dalam efek rumah kaca.
Penambahan gas ini dapat meningkatkan suhu udara di bumi. Sekarang ini,
populasi tumbuhan semakin berkurang (banyak hutan rusak dan lain-lain )
sedangkan kedaraan bermotor bertambah banyak. Jadi kita bisa bayangkan bahwa
pelepasan CO2 ke udara tidak sebanding dengan pengubahannya oleh tumbuhan
menjadi Karbohidrat. ini akan mempengaruhi keseimbangan atmosfer dan
keseimbangan ekosistem di bumi.
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.
engertian dan definisi siklus Karbon. Siklus
karbon adalah proses pemanfaatan CO2 diudara untuk keperluan fotosintesis
tumbuhan dan pembentukan CO2 kembali sebagai hasil dari proses respirasi
makhluk hidup. CO2 atau karbondiokasida merupakangabungan dari satu molekul
karbon dan 2 molekul oksigen. CO2 merupakan gas penyusun atmosfer yang
ditemukan dalam jumlah sedikit yaitu sekitar 0,03%. Kadar CO2 di atmosfer
berbanding terbalik dengan banyaknya tumbuhan hijau yang ada di sekitarnya. Hal
ini disebabkan karena CO2 merupakan komponen utama dalam proses fotosintesi
tumbuhan.
Siklus
karbon diawali dengan pembentukan karbon (CO2) diudara. CO2 dapat terbentuk
karena 2 hal, aktivitas organisme dan aktivitas alam. Aktivitas organisme
termasuk respirasi, dekomposisi makhluk hidup yang mati, pembakaran batubara,
asap pabrik, dll. Aktivitas alam meliputi erupsi vulkanik. Semua aktivitas
diatas merupakan sumber CO2 di alam ini. Terlalu banyak CO2 di udara akan
menyebabkan efek rumah kaca.
CO2 diudara kemudian dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk proses
fotosintesis. Hasil akhir proses fotosintesis adalah amilum dan Oksigen.
Oksigen yang dihasilkan kemudian digunakan oleh manusia dan hewan untuk
bernafas. Proses pernafasan manusia dan hewan menghasilkan H2O dan CO2. CO2
tersebut kemudian di manfaatkan oleh tumbuhan lagi.. begitu seterusnya.
Dalam ekosistem air, pertukaran CO2 di air dengan diatmosfer
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. Begitu pula sebaliknya, saat organisme air
berespirasi, CO2 yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat.
Proses timbal balik fotosintesis dan respirasi makhluk hidup
merupakan sumber utama karbondiokasida. Tinggi rendahnya kadar CO2 dan O2
diatsmosfer secara berkala disebabkan oleh penurunan aktivitas Fotosintetik.
Semakin banyak populasi manusia dan hewan, maka kadar karbon dalam udara semakin
meningkat. Untuk menjada keseimbangan kadar karbon dan oksigen maka harus
diimbangi dengan penanaman tumbuh-tumbuhan sebagai penghasil oksigen.
SIKLUS FOSFOR
Pengertian Siklus
Fosfor
Fosfor merupakan
elemen penting bagi semua bentuk kehidupan. Sebagai fosfat ( PO4 ), itu membuat
bagian penting dari kerangka struktural yang memegang DNA dan RNA bersama-sama.
Fosfat juga merupakan komponen penting dari ATP ? pembawa energi sel ? karena
mereka berfungsi sebagai energi ? rilis ‘ bagi organisme untuk digunakan dalam
membangun protein atau menghubungi otot. Seperti kalsium, fosfor penting untuk
vertebrata, dalam tubuh manusia, 80 % fosfor ditemukan dalam gigi dan tulang.
Siklus fosfor
berbeda dari siklus biogeokimia utama lain dalam hal ini tidak termasuk fase
gas, walaupun sejumlah kecil asam fosfat ( H3PO4 ) mungkin membuat jalan mereka
ke atmosfer, berkontribusi ? dalam beberapa kasus ? hujan asam. Air, karbon,
nitrogen dan sulfur siklus semua termasuk setidaknya satu tahap di mana elemen
tersebut dalam bentuk gas tersebut. Sangat sedikit fosfor beredar di atmosfer
karena pada suhu normal bumi dan tekanan, fosfor dan berbagai senyawa yang
tidak gas. Reservoir terbesar fosfor dalam batuan sedimen.
(berasal dari
bahasa Yunani, phosphoros, yang memiliki cahaya; nama kuno untuk planet Venus
ketika tampak sebelum matahari terbit). Seorang ilmuwan asal Jerman, Brand
menemukan fosfor di tahun 1669 secara tidak sengaja dalam percobaan menggali
bebatuan.
Fosfor dapat ditemukan di bumi di dalam air, tanah dan sedimen. Tidak seperti senyawa materi lain siklus fosfor tidak dapat ditemukan di udara yang mempunyai tekanan tinggi. Hal ini karena fosfor biasanya cair pada suhu dan tekanan normal. Hal ini terutama melakukan siklus kembali melalui air, tanah dan sedimen.. Dalam suasana siklus fosfor terutama dapat ditemukan sebagai partikel debu yang sangat kecil. bergerak perlahan-lahan dari endapan di darat dan di sedimen, organisme hidup, dan jauh lebih lambat daripada kembali ke tanah air dan sedimen. Siklus fosfor merupakan paling lambat salah satu siklus masalah yang dijelaskan di sini. Fosfor yang paling sering ditemukan dalam formasi batuan sedimen dan laut sebagai garam fosfat. Garam fosfat yang dilepaskan dari pelapukan batuan melalui tanah biasanya larut dalam air dan akan diserap oleh tanaman. Karena jumlah fosfor dalam tanah pada umumnya kecil, sering kali faktor pembatas bagi pertumbuhan tanaman. Itu sebabnya manusia sering menggunakan fosfat sebagai pupuk pada tanah pertanian. Fosfat juga faktor-faktor pembatas bagi pertumbuhan tanaman di ekosistem laut, karena mereka tidak begitu larut dalam air. Hewan menyerap fosfat dengan makan tumbuhan atau binatang pemakan tumbuhan Siklus fosfor melalui tanaman dan hewan jauh lebih cepat daripada yang dilakukannya melalui batu dan sedimen. Ketika hewan dan tanaman yang mati, fosfat akan kembali ke tanah atau lautan lagi selama pembusukan.
Setelah itu, fosfor akan berakhir di formasi batuan sedimen atau lagi, tetap di sana selama jutaan tahun. Akhirnya, fosfor yang dilepaskan kembali melalui pelapukan dan siklus dimulai lagi.
Fosfor dapat ditemukan di bumi di dalam air, tanah dan sedimen. Tidak seperti senyawa materi lain siklus fosfor tidak dapat ditemukan di udara yang mempunyai tekanan tinggi. Hal ini karena fosfor biasanya cair pada suhu dan tekanan normal. Hal ini terutama melakukan siklus kembali melalui air, tanah dan sedimen.. Dalam suasana siklus fosfor terutama dapat ditemukan sebagai partikel debu yang sangat kecil. bergerak perlahan-lahan dari endapan di darat dan di sedimen, organisme hidup, dan jauh lebih lambat daripada kembali ke tanah air dan sedimen. Siklus fosfor merupakan paling lambat salah satu siklus masalah yang dijelaskan di sini. Fosfor yang paling sering ditemukan dalam formasi batuan sedimen dan laut sebagai garam fosfat. Garam fosfat yang dilepaskan dari pelapukan batuan melalui tanah biasanya larut dalam air dan akan diserap oleh tanaman. Karena jumlah fosfor dalam tanah pada umumnya kecil, sering kali faktor pembatas bagi pertumbuhan tanaman. Itu sebabnya manusia sering menggunakan fosfat sebagai pupuk pada tanah pertanian. Fosfat juga faktor-faktor pembatas bagi pertumbuhan tanaman di ekosistem laut, karena mereka tidak begitu larut dalam air. Hewan menyerap fosfat dengan makan tumbuhan atau binatang pemakan tumbuhan Siklus fosfor melalui tanaman dan hewan jauh lebih cepat daripada yang dilakukannya melalui batu dan sedimen. Ketika hewan dan tanaman yang mati, fosfat akan kembali ke tanah atau lautan lagi selama pembusukan.
Setelah itu, fosfor akan berakhir di formasi batuan sedimen atau lagi, tetap di sana selama jutaan tahun. Akhirnya, fosfor yang dilepaskan kembali melalui pelapukan dan siklus dimulai lagi.
Pengertian Fosfor
Fosfor adalah zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens, unsur kimia yang memiliki lambang P dengan nomor atom 15. Fosfor berupa nonlogam, bervalensi banyak, termasuk golongan nitrogen, banyak ditemui dalam batuan fosfat anorganik dan dalam semua sel hidup tetapi tidak pernah ditemui dalam bentuk unsur bebasnya. Fosfor amatlah reaktif, memancarkan pendar cahaya yang lemah ketika bergabung dengan oksigen, ditemukan dalam berbagai bentuk, Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah tembaga atau perak, dan zink silikat (Zn2SiO4) yang dicampur dengan mangan. Unsur kimia fosforus dapat mengeluarkan cahaya dalam keadaan tertentu, tetapi fenomena ini bukan fosforesens, melainkan kemiluminesens. Fosfor merupakan unsur penting dalam makhluk hidup.
Fosfor adalah zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens, unsur kimia yang memiliki lambang P dengan nomor atom 15. Fosfor berupa nonlogam, bervalensi banyak, termasuk golongan nitrogen, banyak ditemui dalam batuan fosfat anorganik dan dalam semua sel hidup tetapi tidak pernah ditemui dalam bentuk unsur bebasnya. Fosfor amatlah reaktif, memancarkan pendar cahaya yang lemah ketika bergabung dengan oksigen, ditemukan dalam berbagai bentuk, Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah tembaga atau perak, dan zink silikat (Zn2SiO4) yang dicampur dengan mangan. Unsur kimia fosforus dapat mengeluarkan cahaya dalam keadaan tertentu, tetapi fenomena ini bukan fosforesens, melainkan kemiluminesens. Fosfor merupakan unsur penting dalam makhluk hidup.
Pengertian Siklus
Fosfor
Hal ini dalam
batuan di mana siklus fosfor dimulai. Saat hujan, fosfat akan dihapus dari batu
( via pelapukan ) dan didistribusikan ke seluruh kedua tanah dan air. Tanaman
mengambil ion fosfat dari tanah. Fosfat kemudian bergerak dari tanaman untuk
hewan herbivora ketika makan tanaman karnivora dan memakan tanaman atau
herbivora. Fosfat diserap oleh jaringan hewan melalui konsumsi akhirnya kembali
ke tanah melalui ekskresi urin dan feses, serta dari dekomposisi akhir dari
tanaman dan hewan setelah kematian.
Proses yang sama terjadi di dalam ekosistem perairan. Fosfor sangat tidak larut, mengikat erat dengan molekul di dalam tanah, oleh karena itu sebagian besar mencapai perairan dengan bepergian dengan partikel tanah limpasan. Fosfat juga masuk saluran air melalui limpasan pupuk, limbah rembesan, deposit mineral alami, dan limbah dari proses industri lainnya. Fosfat ini cenderung menetap di lantai laut dan dasar danau. Sebagai sedimen yang diaduk, fosfat dapat memasuki kembali siklus fosfor, tetapi mereka lebih sering dibuat tersedia untuk organisme air dengan menjadi terpapar melalui erosi. Tanaman air mengambil fosfat ditularkan melalui air yang kemudian perjalanan melalui tahap-tahap dari rantai makanan akuatik.
Proses yang sama terjadi di dalam ekosistem perairan. Fosfor sangat tidak larut, mengikat erat dengan molekul di dalam tanah, oleh karena itu sebagian besar mencapai perairan dengan bepergian dengan partikel tanah limpasan. Fosfat juga masuk saluran air melalui limpasan pupuk, limbah rembesan, deposit mineral alami, dan limbah dari proses industri lainnya. Fosfat ini cenderung menetap di lantai laut dan dasar danau. Sebagai sedimen yang diaduk, fosfat dapat memasuki kembali siklus fosfor, tetapi mereka lebih sering dibuat tersedia untuk organisme air dengan menjadi terpapar melalui erosi. Tanaman air mengambil fosfat ditularkan melalui air yang kemudian perjalanan melalui tahap-tahap dari rantai makanan akuatik.
Sementara jelas
bermanfaat bagi banyak proses biologi, di permukaan perairan konsentrasi yang
berlebihan fosfor dianggap polutan. Fosfat merangsang pertumbuhan plankton dan
tanaman, mendukung spesies naga atas orang lain. Kelebihan pertumbuhan tanaman
ini cenderung untuk mengkonsumsi sejumlah besar oksigen terlarut, berpotensi
mencekik ikan dan hewan laut lainnya, sementara juga menghalangi sinar matahari
yang tersedia untuk tinggal bawah spesies. Hal ini dikenal sebagai eutrofikasi.
Manusia dapat
mengubah siklus fosfor dalam banyak hal, termasuk dalam penebangan hutan hujan
tropis dan melalui penggunaan pupuk pertanian. Ekosistem Rainforest didukung
terutama melalui daur ulang nutrisi, dengan cadangan nutrisi sedikit atau tidak
ada di tanah mereka. Sebagai hutan dipotong dan / atau dibakar, nutrisi awalnya
disimpan dalam tanaman dan bebatuan dengan cepat hanyut oleh hujan lebat,
menyebabkan tanah menjadi tidak produktif. Limpasan pertanian memberikan banyak
fosfat yang ditemukan di saluran air. Tanaman sering tidak dapat menyerap semua
pupuk di tanah, menyebabkan kelebihan limpasan pupuk dan meningkatkan kadar
fosfat di sungai dan badan air lainnya. Pada suatu waktu penggunaan deterjen
laundry berkontribusi signifikan konsentrasi fosfat di sungai, danau, dan
sungai, tetapi kebanyakan deterjen tidak lagi termasuk fosfor sebagai bahan.
Siklus Fosfor
Daur fosfor yaitu daur atau siklus yang melibatkan fosfor, dalam hal input atau sumber fosfor-proses yang terjadi terhadap fosfor- hingga kembali menghasilkan fosfor lagi. Daur fosfor dinilai paling sederhana daripada daur lainnya, karena tidak melalui atmosfer. fosfor di alam didapatkan dari: batuan, bahan organik, tanah, tanaman, PO4- dalam tanah. kemudian inputnya adalah hasil pelapukan batuan. dan outputnya: fiksasi mineral dan pelindikan.
fosfor berupa fosfat yang diserap tanaman untuk sintesis senyawa organik. Humus dan partikel tanah mengikat fosfat, jadi daur fosfat dikatakan daur lokal.
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 decomposer (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. Fosfor dialam dalam bentuk terikat sebagai Ca-fosfat, Fe- atau Al-fosfat, fitat atau protein. Bakeri yang berperan dalam siklus fosfor : Bacillus, Pesudomonas, Aerobacter aerogenes, Xanthomonas, dll. Mikroorganisme (Bacillus, Pseudomonas, Xanthomonas, Aerobacter aerogenes) dapat melarutkan P menjadi tersedia bagi tanaman.
Daur fosfor yaitu daur atau siklus yang melibatkan fosfor, dalam hal input atau sumber fosfor-proses yang terjadi terhadap fosfor- hingga kembali menghasilkan fosfor lagi. Daur fosfor dinilai paling sederhana daripada daur lainnya, karena tidak melalui atmosfer. fosfor di alam didapatkan dari: batuan, bahan organik, tanah, tanaman, PO4- dalam tanah. kemudian inputnya adalah hasil pelapukan batuan. dan outputnya: fiksasi mineral dan pelindikan.
fosfor berupa fosfat yang diserap tanaman untuk sintesis senyawa organik. Humus dan partikel tanah mengikat fosfat, jadi daur fosfat dikatakan daur lokal.
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 decomposer (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. Fosfor dialam dalam bentuk terikat sebagai Ca-fosfat, Fe- atau Al-fosfat, fitat atau protein. Bakeri yang berperan dalam siklus fosfor : Bacillus, Pesudomonas, Aerobacter aerogenes, Xanthomonas, dll. Mikroorganisme (Bacillus, Pseudomonas, Xanthomonas, Aerobacter aerogenes) dapat melarutkan P menjadi tersedia bagi tanaman.
Daur fosfor terlihat akibat aliran air pada batu-batuan akan
melarutkan bagian permukaan mineral termasuk fosfor akan terbawa sebagai
sedimentasi ke dasar laut dan akan dikembalikan ke daratan.
Peranan Fosfor
Kegunaan
1. Fosfor sangat penting dan dibutuhkan oleh mahluk hidup tanpa
adanya fosfor tidak mungkin ada organic fosfor di dalam Adenosin trifosfat
(ATP) Asam Dioksiribo nukleat (DNA) dan Asam Ribonukleat (ARN) mikroorganisme
membutuhkan fosfor untuk membentuk fosfor anorganik dan akan mengubahnya
menjadi organic fosfor yang dibutuhkan untuk menjadi organic fosfor yang
dibutuhkan, untuk metabolisme karbohidrat, lemak, dan asam nukleat.
2. Kegunaan fosfor yang terpenting adalah dalam pembuatan pupuk,
dan secara luas digunakan dalam bahan peledak, korek api, kembang api,
pestisida, odol, dan deterjen.
3. Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung
sinar katoda (CRT) dan lampu fluoresen, sementara fosfor dapat ditemukan pula
pada berbagai jenis mainan yang dapat berpendar dalam gelap (glow in the dark).
Kerugian
1. Penyalahgunan fosfor menjadi Bom yang sangat mengerikan.
Fosfor bomb memiliki sifat utama membakar. Menurut Ang Swee Chai, seorang
perempuan, dokter ortopedis kelahiran Malaysia yang juga seorang ahli medis.
Dalam bukunya ”From Beirut to Jerusalem” (Kuala Lumpur, 2002), zat fosfornya
biasanya akan menempel di kulit, paru-paru, dan usus para korban selama
bertahun-tahun, terus membakar dan menghanguskan serta menyebabkan nyeri
berkepanjangan. Para korban bom ini akan mengeluarkan gas fosfor hingga nafas
terakhir.
Fosfor merupakan unsur yang sangat penting dalam kehidupan. Dalam beberapa tahun terakhir, asam fosfor yang mengandung 70% – 75% P2O5, telah menjadi bahan penting pertanian dan produksi tani lainnya. Fosfor juga digunakan dalam memproduksi baja, perunggu fosfor, dan produk-produk lainnya. Trisodium fosfat sangat penting sebagai agen pembersih, sebagai pelunak air, dan untuk menjaga korosi pipa-pipa. Fosfor juga merupakan bahan penting bagi sel-sel protoplasma, jaringan saraf dan tulang. Oleh karena itu, kita harus mengetahui tentang betapa pentingnya fosfor dalam kehidupan
Fosfor merupakan unsur yang sangat penting dalam kehidupan. Dalam beberapa tahun terakhir, asam fosfor yang mengandung 70% – 75% P2O5, telah menjadi bahan penting pertanian dan produksi tani lainnya. Fosfor juga digunakan dalam memproduksi baja, perunggu fosfor, dan produk-produk lainnya. Trisodium fosfat sangat penting sebagai agen pembersih, sebagai pelunak air, dan untuk menjaga korosi pipa-pipa. Fosfor juga merupakan bahan penting bagi sel-sel protoplasma, jaringan saraf dan tulang. Oleh karena itu, kita harus mengetahui tentang betapa pentingnya fosfor dalam kehidupan
Pengertian dan definisi siklus fosfor. Daur Fosfor adalah proses
perubahan fosfat dari fosfat anorganik menjadi fosfat organik dan kembali menjadi
fosfat anorganik secara kesinambungan dan tanpa jeda. Fosfor adalah komponen
penting pada membran sel, asam nukleat dan tranfer energi pada respirasi sel.
Fosfor juga ditemukan sebagai komponen utama dalam pembentukan gigi dan tulang
vertebrata.
Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat
organik dan senyawa fosfat anorganik. Fosfat organik adalah sebutan untuk
senyawa fosfat yang terkandung dalam binatang dan tumbuhan. Sedangkan fosfat
anorganik adalah senyawa fosfat yeng terdapat pada tanah, batuan dan air.
Siklus
fosfor atau daur fosfat diawali dengan pembentukan fosfat anorganik oleh alam.
Fosfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (PO43-) dan banyak terdapat
pada batu-batuan. Batu-batuan yang kaya dengan fosfat yang mengalami erosi dan
pelapukan terkikis dan hanyut oleh air membentuk larutan fosfat. Larutan fosfat
kemudia diserap oleh tumbuhan dan makhluk hidup autotrof seperti protista
fotosintesis dan Cyanobacteri. Manusia dan hewan memperoleh fosfat dari
tumbuhan yang dimakannya. Jika kandungan fosfta dalam tubuh makhluk hidup
berlebihan maka fosfat akan dikeluarkan kembali kealam dalam bentuk urine
ataupun feces yang kemudian diuraikan oleh bakteri pengurai kembali menjadi
fosfat anorganik. Selain dari sisa-sisa metabolisme tubuh, fosfat juga di
peroleh dari dekomposisi makhluk hidup yang telah mati oleh bakteri pengurai.
Fosfat juga seringkali digunakan sebagai pupuk penyubur tanah.
Sumber fosfat bukan hanya berasal dari batu-batuan tapi juga dari kotoran hewan
yang disebut guano. Guano adalah nama dari sejenis kotoran burung laut yang
merupakan sumber utama fosfor dunia terutama yang kemudian diolah menjadi
pupuk.
SIKLUS SULFUR
sulfur adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16. Bentuknya adalah non-metal yang tak
berasa, tak berbau dan multivalent. Belerang, dalam bentuk aslinya, adalah
sebuah zat padat kristalin kuning. Di alam, belerang dapat ditemukan sebagai
unsur murni atau sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate. Ia adalah unsur
penting untuk kehidupan dan ditemukan dalam bentuk senyawa asam amino unit
kecil dari protein. Protein ini penting pertumbuhan .
Sulfur terdapat dalam bentuk sulfur anorganik, sulfur direduksi
oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur
dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini seringkali mematikan
mahluk diperairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik
yang mati. Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4).
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 yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfide dalam bentuk
hydrogen sulfide (H2S) kemudian H2S digunakan bakteri
fotoautotrof anaerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan oksigen.
Sulfur dioksida menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrop seperti Thiobacillus.
Belerang atau sulfur merupakan unsur penyusun protein. Tumbuhan
mendapat sulfur dari dalam tanah dalam bentuk sulfat (SO4 ). Kemudian tumbuhan
tersebut dimakan hewan sehingga sulfur berpindah ke hewan. Lalu hewan dan
tumbuhan mati diuraikan menjadi gas H2S atau menjadi sulfat lagi.
Secara alami, belerang terkandung dalam tanah dalam bentuk mineral tanah. Ada
juga yang gunung berapi dan sisa pembakaran minyak bumi dan batubara.
Daur tipe sedimen cenderung untuk lebih kurang sempurna dan lebih
mudah diganggu oleh gangguan setempat sebab sebagian besar bahan terdapat dalam
tempat dan relatif tidak aktif dan tidak bergerak di dalam kulit bumi.
Akibatnya, beberapa bagian dari bahan yang dapat dipertukarkan cenderung "
hilang" untuk waktu yang lama apabila gerakan menurunnya jauh lebih cepat
dari pada gerakan "naik" kembali. Setiap daur melibatkan unsur
organisme untuk membantu menguraikan senyawa-senyawa menjadi unsur-unsur.
2.2. Pengertian dan
Proses Siklus Sulfur
Siklus sulfur atau daur belerang adalah perubahan sulfur dari
hidrogen sulfida menjadi sulfur dioksida lalu menjadi sulfat dan kembali
menjadi hidrogen sulfida lagi. Sulfur di alam ditemukan dalam berbagai bentuk.
Dalam tanah ditemukan dalam bentuk mineral, diudara dalam bentuk gas sulfur
dioksida, dan dalam tubuh organisme sebagai penyusun protein.
Siklus sulfur didahului oleh pembentukan sulfur dari kerak
bumi dan atmosfer. Secara alami, sulfur terkandung di dalam tanah dalam bentuk
mineral tanah. Dimana kerak bumi umumnya mengandung sekitar 0,06% belerang.
Sulfida-sulfida logam terdapat dalam bebatuan plutonik, yaitu batuan yang
membeku di dalam kerak bumi dan tidak mencapai ke permukaan bumi. Bebatuan
plutonik ini apabila hancur dan mengalami pelapukan akan membebaskan sulfida
ini melalui reaksi oksidasi dan menghasilkan sulfat (SO4-2)
yang kemudian mengalami presipitasi (pengendapan) dalam bentuk garam-garam
sulfat yang larut atau tidak
Di atmosfer, terdapat hampir 0,05 ppm belerang dalam bentuk gas
belerang dioksida (SO2) yang merupakan hasil emisi pembakaran bahan
bakar berbelerang seperti minyak bumi dan batubara yang banyak dihasilkan oleh
asap kendaraan dan pabrik atau gas belerang dari gunung berapi semisal gunung
arjuno di Jawa Timur. Gas SO2 tersebut kemudian terkena uap air
hujan sehingga gas tersebut berubah menjadi sulfat yang jatuh di tanah, sungai
dan lautan. Dimana tanah yang mengandung banyak belerang adalah tanah-tanah
berpasir dan tanah-tanah yang tinggi kandungan oksida Fe dan Al seperti mineral
Pirit (FeS) dan rendah kandungan bahan organik. Sedangkan produksi sulfat
melalui dekomposisi bahan organik berupa protein dan senyawa organik lainnya
yang akan menghasilkan senyawa-senyawa sederhana berupa H2S dan sulfida (S2) yang jika teroksidasi akan menjadi
sulfat (SO4-2).
Tumbuhan kemudian menyerap sulfat (SO4-2)
yang mengendap pada tanah, sungai, dan lautan. Di dalam tubuh tumbuhan,
sulfur digunakan sebagai bahan penyusun protein. Hewan dan manusia mendapatkan
sulfur dengan jalan memakan tumbuhan yang juga dimanfaatkan sebagai energi
cadangan berupa protein. Jika tumbuhan dan hewan mati, jasad renik (dekomposer)
akan menguraikannya menjadi gas berbau busuk yakni H2S dan sulfida
(S2).
Siklus sulfur di mulai dari dalam tanah, yaitu ketika ion-ion
sulfat diserap oleh akar dan di metabolisme menjadi penyusun protein dalam
tubuh tumbuhan, ketika hewan dan manusia memakan tumbuhan, protein tersebut
akan berpindah ke tubuh manusia. Dari dalam tubuh manusia senyawa sulfur
mengalami metabolisme yang sisa-sisa hasil metabolisme tersebut diuraikan oleh
bakteri dalam lambung berupa gas dan dikeluarkan melalui kentut. 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 di 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 bereaksi dengan oksigen dan air
membentuk asam sulfat (H2SO4) yang kemudian jatuh ke bumi
dalam bentuk hujan asam. Hujan asam juga dapat disebabkan oelh polusi udara
seperti asap-asap pabrik, pembakaran kendaraan bermotor, dll. Hujan asam dapat
menjadi penyebab korosi batu-batuan dan logam. H2SO4 yang
jatuh kedalam tanah oleh bakteri dipecah lagi menjadi ion sulfat yang kembali
diserap oleh tumbuhan, tumbuhan di makan 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 seperti tumbuhan masih ada di permukaan bumi ini.
Dalam daur sulfur atau daur belerang, untuk merubah sulfur menjadi
senyawa belerang lainnya setidaknya ada dua jenis proses yang terjadi. Yaitu
melalui reaksi antara sulfur, oksigen, dan air serta oleh aktivitas
mikroorganisme. Beberapa mikroorganisme yang berperan dalam siklus sulfur 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 kemolititrof (Thiobacillus).
Dalam daur belerang mikroorganisme yang bertanggung jawab pada
setiap proses transformasi adalah sebagai berikut.
1. H2Sà S à SO4 à bakteri sulfur tak berwarna, hijau, dan
ungu.
2. SO4 à H2S à bakteri desulfovibrio dalam reaksi reduksi sulfat anaerobik.
3. H2S à SO4 à bakeri thiobacilli dalam proses reaksi oksidasi sulfide
aerobik.
4. Sulfur organik à SO4 + H2S à 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.
Pada aliran energi lebih ditekankan pada perputaran energi
yang terjadi diantara komponen ekosistem. Siklus energi ini diawali dari energi
matahari yang ditangkap oleh produsen, kemudian terus berputar tiada henti pada
konsumen dan semua komponen ekosistem yang. hal ini karena menurut hukum
termodinamika bahwa energi dapat berubah bentuk, tidak dapat dimusnahkan serta
diciptakan. Perubahan bentuk energi ini dikenal dengan istilah transformasi
energi. Aliran energi di alam atau ekosistem tunduk kepada hukum-hukum
termodinamika tersebut.
Dengan proses fotosintesis energi cahaya matahari ditangkap oleh
tumbuhan, dan diubah menjadi energi kimia atau makanan yang disimpan di dalam
tubuh tumbuhan. Proses aliran energi berlangsung dengan adanya proses rantai
makanan. Tumbuhan dimakan oleh herbivora, dengan demikian energi makanan dari
tumbuhan mengalir masuk ke tubuh herbivora. Herbivora dimakan oleh karnivora,
sehingga energi makanan dari herbivora masuk ke tubuh karnivora.
Sulfur berperan dalam penyimpanan dan pembebasan energi karena
sulfur merupakan komponen penting asam-asam amino esensial penyusun protein
tanaman maupun hewan, seperti methionin, sistein, dan sistin, juga dalam
pembentukan polipeptida. Meskipun sulfur tidak berperan langsung dalam
pembentukan energi (ATP) seperti phospor, namun sulfur berperan dalam sintesis
protein. Dimana protein nantinya akan dirombak menjadi karbonhidrat jika
zat makanan penghasil energi utama tidak mencukupi. Itu sebabnya mengapa
protein berperan sebagai penghasil energi. Ketika hewan dan tumbuhan mati,
dekomposer seperti bakteri akan menguraikan tubuh makhluk hidup tersebut
menjadi gas H2S.
Beberapa bakteri anaerob
melakukan kemosintesis. Dimana
kemosintesis merupakan proses pembentukan senyawa bahan organik dari zat-zat
anorganik dengan menggunakan energi yang berasal dari reaksi-reaksi kimia. Pada
kemosintesis elektron donor berasal dari bahan anorganik sedehana, misalnya
hidrogen, nitrgen, besi dan sulfur. Selama kemosintesis, elektron dilepaskan
dari bahan anorganik sehingga menjadi molekul yang tereduksi. Substansi
terduksi ini akan menimbulkan energi kimia, dan digunakan untuk produksi ATP
serta NADPH. Selanjutnya, ATP dan NADPH menyediakan energi untuk sintesis
karbohidrat.
Proses biologi terjadi ketika pembentukan sulfat melibatkan
berbagai jenis mikroorganisme yang berperan sebagai dekomposer. Berikut adalah
bakteri yang berperan dalam pembentukan sulfat.
- H2S → S → SO4-2;
bakteri fotoautotrof tak berwarna, hijau dan ungu.
- SO4-2 → H2S
(reduksi sulfat anaerobik); bakteri Desulfovibrio danDesulfomaculum.
- H2S → SO4-2 (Pengoksidasi
sulfide aerobik); bakteri kemolitotrof : bakteri Thiobacilli.
- Senyawa Organik → SO4-2 + H2S,
masing-masing mikroorganisme heterotrof aerobik dan anaerobik
Proses kimia terjadi ketika sulfat mengendap di dalam
permukaan tanah hasil dari pengoksidasian mineral sulfida (batuan plutonik),
berikut adalah contoh persamaan reaksi pembentukan sulfat melalui oksidasi
mineral sulfida, misalnya mineral besi sulfida.
2 FeS2 +
7 O2 + 2 H2O → 2 Fe2+ + 4 SO42− +
4 H+
Proses kimia juga
terjadi ketika gas SO2 terbentuk melalui pembakaran hasil emisi
pembakaran gas belerang atau aktivitas gunung berapi. Persamaan reaksinya:
S (s) + O2 (g)
→ SO2 (g)
Proses kimia juga terjadi ketika gas H2S terbentuk
melalui aktivitas biologis ketika bakteri mengurai bahan organik dalam keadaan
tanpa oksigen (aktivitas anaerobik), seperti di rawa, dan saluran pembuangan
kotoran. Gas ini juga muncul pada gas yang timbul dari aktivitas gunung berapi
dan gas alam. Persamaan reaksinya:
1S -2(s)
+ 2H+ (g) → H2S (g)
Proses kimia dan biologi juga terjadi ketika sulfida (S2),
belerang dioksida (SO2) dan (H2S) berubah menjadi SO4 atau
sebaliknya dengan bantuan dari dekomposer. Dimana didalam proses-proses
tersebut juga terdapat reaksi-reaksi kimia.
- H2S → S → SO4-2
- SO4-2 → H2S
- H2S → SO4-2
- Senyawa Organik → SO4-2 +
H2S
Siklus sulfur-iodin merupakan sederet proses termokimia yang
digunakan untuk mendapatkan hidrogen. Ia terdiri dari tiga reaksi kimia yang
keseluruhan reaktannya adalah air dan keseluruhan produknya adalah hidrogen dan
oksigen.
2 H2SO4 →
2 SO2 + 2 H2O + O2
|
(830 °C)
|
|
I2 + SO2 +
2 H2O → 2 HI + H2SO4
|
(120 °C)
|
|
2 HI → I2 + H2
|
(320)
|
Senyawa sulfur dan iodin didaur dan digunakan ulang. Proses ini
bersifat endotermik dan haruslah terjadi pada suhu yang tinggi. Siklus sulfur
iodin sekarang ini sedang diteliti sebagai metode yang praktis untuk
mendapatkan hidrogen. Namun karena penggunaan asam korosif yang pekat pada suhu
yang tinggi, ia dapat menimbulkan risiko bahaya keselamatan yang besar apabila
proses ini dibangun dalam skala besar.
Dalam siklus
Biogeokimia ini ada 3 hal pokok yaitu :
1. Terjadi daur aliran zat kimia dari Bio ke Geo
atau dari Mahkluk hidup ke Bumi ( penguraian , zat sisa ekskresi.fotosintesis ,
respirasi dll yang ditujukan kebumi dari mahkluk hidup)
2. Terjadi daur aliran zat kimia dari Geo ke Bio
yang tidak lain adalah pemanfaatan zat kimia entah dalam bentuk organik maupun
anorganik, biasanya oleh tumbuhan lewat akarnya, ataupun segala yang ada di
bumi yang dimanfaatkan untuk survivalnya entah itu respirasi,fotosintesis)
3. Terjadi daur aliran zat kimia dari Geo ke Geo
maksudnya senyawa kimia di udara bisa pindah ke darat misalnya lewat hujan -
darat ke udara - darat ke air - air ke darat dll karena pelapukan, erosi,
pengendapan . Yang tentu semua itu pasti untuk suatu keseimbangan.
4. Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik.
Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam
bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini seringkali
mematikan mahluk hidup di perairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian
bahan organik yang mati.
2.3. Peran Manusia dan Hujan
Asam
Manusia juga berperan
dalam siklus sulfur. Hasil pembakaran pabrik yang merupakan aktifitas
manusia membawa sulfur ke atmosfer. Ketika hujan terjadi, turunlah hujan asam
yang membawa H2SO4 kembali ke tanah. Hal ini dapat
menyebabkan perusakan batuan juga tanaman.
Hujan asam diartikan sebagai segala macam hujan dengan
pH di bawah 5,6. 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 yangmudah larut sehingga jatuh bersama air hujan.
Air hujan yang asam tersebut akan meningkatkan kadarkeasaman tanah dan air
permukaan yang terbukti berbahaya bagi kehidupan ikan dan tanaman.
Air hujan yang asam tersebut
akan meningkatkan kadar keasaman tanah dan air permukaan yang terbukti
berbahaya bagi kehidupan ikan dan tanaman. Secara alami hujan asam dapat
terjadi akibat semburan dari gunung berapi dan dari proses biologis di tanah,
rawa, dan laut. Akan tetapi, mayoritas hujan asam disebabkan oleh aktivitas
manusia seperti industri, pembangkit tenaga listrik, kendaraan bermotor dan
pabrik pengolahan pertanian (terutama amonia). Gas-gas yang dihasilkan oleh
proses ini dapat terbawa angin hingga ratusan kilometer di atmosfer sebelum
berubah menjadi asam dan terdeposit ke tanah.
Hujan asam dapat
terbentuk dari proses reaksi gas yang mengandung sulfat. Sulfat dioksida (SO2)
yang bereaksi dengan Oksigen (O2) dengan bantuan dari sinar
ultraviolet yang berasal dari sinar matahari.
2.4. Dampak Sulfur atau Belerang
Udara yang tercemar Sulfur Oksida (SOx) menyebabkan manusia akan mengalami gangguan pada sistem
pernafasannya. Hal ini karena gas SOx yang mudah menjadi asam
tersebut menyerang selaput lendir pada hidung, tenggorokan, dan saluran nafas
yang lain sampai ke paru-paru. Serangan gas SOx tersebut
menyebabkan iritasi pada bagian tubuh yang terkena.
Pengaruh utama polutan SOx terhadap manusia adalah
iritasi sistem pernafasan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa iritasi
tenggorokan terjadi pada konsentrasi SO2 sebesar 5 ppm atau
lebih, bahkan pada beberapa individu yang sensitive iritasi terjadai pada
konsentrasi 1-2 ppm. SO2 dianggap polutan yang berbahaya bagi
kesehatan terutama terhadap orang tua dan penderita yang mengalami penyakit
kronis pada sistem pernafasan dan kardiovaskular.
Sulfur dioksida (SO2) bersifat iritan kuat pada kulit
dan lendir, pada konsentrasi 6-12 ppm mudah diserap oleh selaput lendir saluran
pernafasan bagian atas, dan pada kadar rendah dapat menimbulkan spesme tergores
otot-otot polos pada bronchioli, speme ini dapat menjadi hebat pada keadaan
dingin dan pada konsentrasi yang lebih besar terjadi produksi lendir di saluran
pernafasan bagian atas, dan apabila kadarnya bertambah besar maka akan terjadi
reaksi peradangan yang hebat pada selaput lendir disertai dengan paralycis
cilia, dan apabila pemaparan ini terjadi berulang kali, maka iritasi yang
berulang-ulang dapat menyebabkan terjadi hyper plasia dan meta plasia sel-sel
epitel dan dicurigai dapat menjadi kanker.
Sulfur dioxide (SO2) memiliki cakupan-cakupan yang sangat
mengganggu. Bila kita menghirup SO2 hanya menembus sejauh hidung dan
tenggorokan maka sejumlah kecil konsentrasi SO2 akan mencapai paru-paru. Akan
tetapi jika menghirup secara berat dalam artian ada di lokasi gas belerang
dalam waktu yang lama, maka bernapaslah hanya melalui mulut atau konsentrasi
dari SO2 akan menjadi tinggi. Efek dari gas belerang terhadap manusia sangatlah
bervariasi. Dimana dengan konsentrasi rendah pada 1ppm yang telah dihirup
manusia akan mengalami pengurangan fungsi paru-paru. Meskipun pada penelitian
terhadap 7 sukarelawan hanya 1 orang yang mengalami efek tidak baik pada 1 ppm.
Jika selama 10 hingga 30 menit kedapatan konsentrasi mencapai 5 ppm akan
mengakibatkan sesak napas pada cabang tenggorokan kita. Bila kedapatan selama
20 menit mencapai konsentrasi 8 ppm akan memerahkan tenggorokan, gangguan pada
hidung, dan iritasi pada tenggorokan. Sekitar 20 ppm merupakan titik kritis
dari iritasi konsentrasi SO2, meskipun ada beberapa laporan bahwa ada
orang-orang yang bekerja pada konsentrasi melampaui 20 ppm. Konsentrasi sebesar
500 ppm sangat tidak dianjurkan untuk dihirup oleh manusia.
Pada beberapa kasus dimana terdapat konsentrasi SO2 yang
sangat tinggi pada ruangan tertutup, dapat mengakibatkan gangguan saluran
udara, hypoxemia (kekurangan oksigen pada darah), dan kematian dalam hitungan
menit. Efek dari pulmonary edema(gangguan pada paru-paru) meliputi batuk dan
napas pendek yang dialami selama berjam-jam atau berhari-hari setelah kedapatan
menghirup konsentrasi SO2. Gejala-gejala ini menyakitkan hati dan menguras
tenaga. Hasil dari kedapatan menghirup konsentrasi dalam waktu yang sering,
akan melukai paru-paru secara permanen. Selain itu, Belerang dioksida adalah
zat berbahaya di atmosfer, sebagai pencemar udara.
2.5. Fungsi Sulfur
Dalam kehidupan, sulfur
atau belerang berperan dalam:
a. Menstabilkan struktur protein. Ikatan sulfida
sangat penting artinya untuk membentuk protein stabil.
b. Berperan dalam mengaktifkan enzim, karena
berbagai enzim membutuhkangugus sulfurhidril (-SH) yang bebas, untuk melakukan
aktivasinya. Dengandemikian sulfur berperan dalam proses oksidasi-reduksi atau
pernafasan jaringan.
c. Berperan dalam metabolisme energi dengan cara
membentuk senyawa denganko-enzim A.
d. Sulfur berfungsi sebagai peredam racun. Gugus
sulfur yang aktif bersenyawadengan racun itu sehingga menjadi senyawa yang
tidak berbahaya, kemudian dikeluarkan melalui urin.
e. Membantu pembentukan butir hijau daun sehingga daun menjadi lebih hijau
f. Menambah kandungan protein dan vitamin hasil panen.
g. Meningakatkan jumlah anakan yang di hasilkan (pada tanaman padi).
h. Berperan penting pada proses pembulatan zat gula.
i. Memperbaiki warna,aroma, dan kelenturan daun tembakau (khusus pada tembakau omprongan).
j. Memperbaiki aroma, mengurangi penyusutan selamapenyimpangan, memperbesar umbi & bawang merah
k. Sulfur sangat berperan dalam pembentukan
klorofil dan meningkatkan ketahanan tanaman terhadap serangan jamur. Sulfur juga
membentuk senyawa minyak yang menghasilkan aroma seperti pada jenis bawang dan
cabe. Pada tanaman kacang sulfur merangsang pembentukan bintil akar didalam
tanah, sulfur berperan untuk menurunkan PH tanah alkali.
BAB III
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Salah satu siklus kimia yang penting adalah siklus sulfur. Adanya
siklus sulfur membuat ketersediaan sulfur di bumi tetap terjaga. Siklus sulfur
terjadi dalam suatu rantai makanan, yang dimulai dari tumbuhan. Di dalam tubuh
tumbuhan belerang dari dalam tanah digunakan sebagai penyusun protein. Hewan
dan manusia mendapatkan belerang dengan jalan memakan tumbuhan. Jika tumbuhan
dan hewan mati, jasad renik akan menguraikannya lagi menjadi gas atau
menjadi dan , yang mengandung unsur sulfur.
Keseimbangan siklus ini perlu dijaga. Jika aktivitas manusia tidak
memperhatikan lingkungan, keseimbangan unsur dalam siklus akan terganggu
sehingga proporsi komponen yang seharusnya menjadi bergeser. Akibat
ketidakseimbangan tersebut, terjadi berbagai masalah yang dampaknya tidak hanya
berpengaruh terhadap manusia, tetapi juga terhadap lingkungan hidup, seperti
terjadinya hujan asamyang disebabkan oleh belerang (sulfur) yang merupakan
pengotor dalam bahan bakar fosil sertanitrogen di udara yang bereaksi dengan
oksigen membentuk sulfur dioksida dan nitrogen oksida. Penggunaan bahan bakar
fosil yang terlalu banyak melepaskan sulfur yang berlebih ke atmosfir yang
kemudian akan bereaksi dengan gas-gas di atmosfir dan uap air, kemudian turun
sebagai hujan asam yang bersifat merusak. Oleh karena itu pemahaman mengenai
keseimbangan siklus biogeokimia diperlukan untuk membuat suatu rancangan
manajemen lingkungan yang baik, termasuk lingkungan industri.
Siklus sulfur mengandung baik proses atmosfer dan terestrial. Dalam
wilayah darat, siklus dimulai dengan pelapukan batuan, melepaskan sulfur
disimpan. Sulfur kemudian datang ke dalam kontak dengan udara di mana ia diubah
menjadi sulfat ( SO4 ). Sulfat ini diambil oleh tanaman dan mikroorganisme dan
diubah menjadi bentuk-bentuk organik, hewan kemudian mengkonsumsi bentuk-bentuk
organik melalui makanan yang mereka makan, sehingga bergerak sulfur melalui
rantai makanan. Sebagai organisme mati dan membusuk, beberapa sulfur ini
kembali dirilis sebagai sulfat dan beberapa memasuki jaringan mikroorganisme.
Ada juga berbagai sumber daya alam yang memancarkan sulfur langsung ke
atmosfer, termasuk letusan gunung berapi, pemecahan bahan organik di rawa-rawa
dan pasang surut, dan penguapan air.
Sulfur akhirnya mengendap kembali ke bumi atau turun dalam curah hujan. Sebuah kerugian terus menerus belerang dari limpasan ekosistem darat terjadi melalui drainase ke danau dan sungai, dan akhirnya lautan. Sulfur juga masuk laut melalui dampak dari atmosfer bumi. Dalam lautan, beberapa siklus sulfur melalui komunitas laut, bergerak melalui rantai makanan. Sebagian dari sulfur ini dipancarkan kembali ke atmosfer dari semprot laut. Sisa sulfur yang hilang ke kedalaman laut, menggabungkan dengan besi untuk membentuk sulfida besi yang bertanggung jawab untuk warna hitam paling sedimen laut.
Sulfur akhirnya mengendap kembali ke bumi atau turun dalam curah hujan. Sebuah kerugian terus menerus belerang dari limpasan ekosistem darat terjadi melalui drainase ke danau dan sungai, dan akhirnya lautan. Sulfur juga masuk laut melalui dampak dari atmosfer bumi. Dalam lautan, beberapa siklus sulfur melalui komunitas laut, bergerak melalui rantai makanan. Sebagian dari sulfur ini dipancarkan kembali ke atmosfer dari semprot laut. Sisa sulfur yang hilang ke kedalaman laut, menggabungkan dengan besi untuk membentuk sulfida besi yang bertanggung jawab untuk warna hitam paling sedimen laut.
Sejak Revolusi Industri, aktivitas manusia telah memberi
kontribusi pada jumlah sulfur yang memasuki atmosfer, terutama melalui
pembakaran bahan bakar fosil dan pengolahan logam. Sepertiga dari semua sulfur
yang mencapai atmosfer ? termasuk 90 % dari sulfur dioksida ? berasal dari
aktivitas manusia. Emisi dari kegiatan ini, bersama dengan emisi nitrogen,
bereaksi dengan bahan kimia lainnya di atmosfer untuk menghasilkan partikel
kecil garam sulfat yang jatuh sebagai hujan asam, menyebabkan berbagai
kerusakan baik lingkungan alam maupun buatan manusia lingkungan, seperti
sebagai pelapukan kimia bangunan. Namun, seperti partikel dan tetesan udara
kecil, sulfur juga bertindak sebagai pengatur iklim global. Sulfur dioksida dan
sulfat aerosol menyerap radiasi ultraviolet, menciptakan awan yang mendinginkan
kota dan dapat mengimbangi pemanasan global yang disebabkan oleh efek rumah
kaca.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar