BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
Ekologi biasanya didefinisikan
sebagai ilmu tentang interaksi antara organisme - organisme dan lingkungannya.
Berbagai ekosistem dihubungkan satu sama lain oleh proses-proses biologi,
kimia, fisika. Masukan dan buangan energi, gas, bahan kimia anorganik dan
organik dapat melewati batasan ekosistem melalui perantara faktor meteorologi
seperti angin dan presipitasi, faktor geologi seperti air mengalir dan daya
tarik dan faktor biologi seperti gerakan hewan. Jadi, keseluruhan bumi itu
sendiri adalah ekosistem, dimana tidak ada bagian yang terisolir dari yang
lain. Ekosistem keseluruhannya biasanya disebut biosfer.
Biosfer terdiri dari semua organisme
hidup dan lingkungan biosfer membentuk “shell” (kulit), relatif tipis di
sekeliling bumi, berjarak hanya beberapa mil di atas dan di bawah permukaan air
laut. Kecuali energi, biosfir sudah bisa mencukupi dirinya sendiri, semua
persyaratan hidup yang lain seperti air, oksigen, dan hara dipenuhi oleh
pemakaian dan daur ulang bahan yang telah ada dalam sistem tersebut.
Materi yang menyusun tubuh organisme
berasal dari bumi. Materi yang berupa unsur-unsur terdapat dalam senyawa kimia
yang merupakan materi dasar makhluk hidup dan tak hidup. Siklus biogeokimia
atau siklus organikanorganik adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang
mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik.
Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi juga
melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik.
Semua yang ada di bumi ini baik
mahluk hidup maupun benda mati tersusun oleh materi. Materi ini tersusun atas
unsure-unsur kimia antara lain karbon (C), Oksigen (O), Nitrogen (N), Hidrogen
(H), dan Fosfor (P). Unsur-unsur kimia tersebut atau yang umum disebut materi
dimanfaatkan produsen untuk membentuk bahan organik dengan bantuan matahari
atau energi yang berasal dari reaksi kimia. Bahan organik yang dihasilkan
merupakan sumber energi bagi organisme. Proses makan dan dimakan pada rantai
makanan menngakibatkan aliran materi dari mata rantai yang satu ke mata rantai
yang lain. Walaupun mahluk hidup dalam satu rantai makanan mati, aliran materi
akan tetap berlangsung terus. Karena mahluk yang mati tersebut diurai oleh
dekomposer yang akhirnya akan masuk lagi ke rantai makanan berikutnya. Demikian
interaksi ini terjadi secara terus menerus sehingga membentuk suatu aliran
energi dan daur materi.
Mahluk hidup, terutama tumbuhan ikut
mendapat pengaruh yang cukup signifikan dari suplai hara dan energi. Di alam,
semua elemen-elemen kimiawi dapat masuk dan keluar dari sistem untuk menjadi
mata rantai siklus yang lebih luas dan bersifat global. Namun demikian ada
suatu kecenderungan sejumlah elemen beredar secara terus menerus dalam
ekosistem dan menciptakan suatu siklus internal. Siklus ini dikenal sebagai
siklus biogeokimia karena prosesnya menyangkut perpindahan komponen bukan jasad
(geo), ke komponen jasad (bio) dan kebalikannya. Siklus biogeokimia pada
akhirnya cenderung mempunyai mekanisme umpan-balik yang dapat mengatur sendiri
(self regulating) yang menjaga siklus itu dalam keseimbangan.
B.
Rumusan
masalah
1. Apa yang
dimaksud daur biogeokimia?
2. Apa saja macam-macam daur
biogeokimia?
3. Bagaimana proses biologi, geologi dan kimia pada daur
biogeokimia?
C.
Tujuan
1.
Untuk mengetahui pengertian daur biogeokimia.
2. Untuk mengetahui macam-macam daur
biogeokimia.
3. Untuk mengetahui proses biologi, geologi dan kimia pada
daur biogeokimia.
BAB III
PEMBAHASAN
a.
Pengertian
Daur Biogeokimia
Tanah dibutuhkan oleh tumbuhan untuk keberlangsungan
hidupnya. Selain sebagai tempat untuk menancapnya akar, tanah
jugamerupakan tempat tanaman untuk memperoleh unsur hara seperti :Karbon (C),
Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Fosfor (P), Kalium(K),
Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Belerang (S), Besi (Fe), Mangan(Mn), Boron (B),
Mo, Tembaga (Cu), Seng (Zn) dan Klor(Cl).
Berdasarkan jumlah kebutuhannya bagi tanaman, unsur
hara dikelompokkan menjadi dua kelompok, yaitu:
1.
Unsur Hara MikroUnsur hara mikro
adalah unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah yang sedikit (<
500 ppm). Unsur hara mikro diperlukantanaman kurang dari 10 mmol per berat kering tanaman. Unsur haramikro meliputi Besi (Fe), Mangan (Mn), Boron (B), Molibdium(Mo), Tembaga (Cu), Seng (Zn) dan Klor (Cl).
2.
Unsur Hara MakroUnsur hara makro adalah
unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah banyak (> 500 ppm)
kekurangan unsur hara makro dapat menimbulkan gejala defisiensi pada tanaman,
tidak bisa digantikan oleh unsur hara makro lain. Unsur hara makro diperlukan
tanaman >10 mmol per berat kering tanaman. Unsur hara makro meliputi
Nitrogen (N), Fosfat (P), Kalium (K), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), dan Sulfur
(S).
Karena itu, unsur-unsur seperti karbon, nitrogen,
fosfor, belerang, hidrogen, dan oksigen adalah beberapa di antara unsur yang penting
bagi kehidupan. Unsur-unsur tersebut diperlukan oleh makhluk hidup dalam jumlah
yang banyak, sedangkan unsur yang lain hanya dibutuhkan dalam jumlah yang
sedikit. Meskipun setiap saat unsur-unsur yang ada tersebut dimanfaatkan oleh
organisme, keberadaan unsur-unsur tersebut tetap ada. Hal tersebut dikarenakan,
unsur yang digunakan oleh organisme untuk menyusun senyawa organik dalam tubuh
organisme, ketika organisme-organisme tersebut mati, unsur-unsur penyusun
senyawa organik tadi oleh pengurai akan dikembalikan ke alam, baik dalam tanah
ataupun dikembalikan lagi ke udara. Jadi, dalam proses tersebut
melibatkan makhluk hidup, tanah, dan reaksi-reaksi kimia di dalamnya.
Siklus biogeokimia atau siklus organikanorganik adalah
siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke 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 siklus biogeokimia.
Daur biogeokimia terjadi sejak munculnya makhluk hidup
pertama kali di bumi. Daur biogeokimia mendukung proses berlangsungnya
kehidupan. Makhluk hidup dapat memperoleh zat dari lingkungannya, melakukan
pertukaran zat, serta membuang zat-zat yang tidak berguna ke lingkungannya.
Jika daur ini terhenti, proses kehidupan juga berhenti. Jadi, kelancaran daur
biogeokimia penting bagi kelangsungan hidup makhluk hidup.
Fungsi Daur Biogeokimia adalah sebagai siklus materi
yang mengembalikan semua unsur-unsur kimia yang sudah terpakai oleh semua yang
ada di Bumi baik komponen biotik maupun komponen abiotik, sehingga kelangsungan
hidup di bumi dapat terjaga. Dengan adanya daur biogeokimia, unsur-unsur kimia
yang penting bagi keberlangsungan hidup makhluk hidup tetap ada di Bumi untuk
terus dimanfaatkan oleh makhluk hidup dalam suatu siklus. Jika daur ini
terhenti, maka proses kehidupan juga berhenti, karena itu kelancaran daur
biogeokimia sangat penting bagi keberlangsungan hidup makhluk hidup di Bumi.
b.
Macam-Macam
Siklus Daur Biogeokimia
Siklus
Hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfir ke bumi
dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan
transpirasi. Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan kunci proses
siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi,
kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu, hujan
es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut. 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.
Air permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau, waduk,
rawa), dan sebagian air bawah permukaan akan terkumpul dan mengalir membentuk
sungai dan berakhir ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu terjadi dalam
komponen-komponen siklus hidrologi yang membentuk sisten Daerah Aliran Sungai
(DAS).Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah
wujud dan tempatnya.
2. Daur Karbon dan Oksigen
Karbon dan oksigen
yang independen satu sama lain, tetapi sangat berhubungan erat serta saling
bergantung satu sama lain. Artikel berikut akan mencakup informasi yang akan
membantu Anda memahami siklus karbon-oksigen secara rinci.
Kehidupan di planet bumi terus karena kehadiran organik serta nutrisi anorganik
hadir di alam. Hal ini sangat penting bagi nutrisi ini harus terus didaur
ulang. Jika hal ini tidak terjadi, semua sumber daya gizi di dunia akan
mendapatkan padam total. Tidak ada nutrisi berarti tidak ada kehidupan di Bumi.
Jadi, agar siklus hidup setiap makhluk hidup, uniseluler atau multiseluler
organisme untuk mempertahankan, daur ulang nutrisi sangat penting. Salah satu
siklus penting adalah siklus karbon-oksigen.
Proses Siklus Karbon-Oksigen
Ada empat langkah
yang terlibat dalam penyelesaian siklus ini. Metode ini dibahas di bawah ini:
Fotosintesis
Tanaman menjalani
fotosintesis yang membantu mereka menghasilkan energi dan makanan untuk diri
mereka sendiri. Selama proses ini, tanaman mengambil karbon dioksida (CO 2) dan
menyerap air (H 2 O) dengan bantuan akar mereka. Klorofil hadir dalam daun dan
energi dari matahari, membantu mengkonversi CO 2 dan H 2 O menjadi Oksigen O 2,
gula dan uap air. Oksigen (O 2) dilepaskan oleh tanaman sebagai produk-oleh ke
atmosfer.
Formula untuk Fotosintesis
CO 2 + H 2 O + Cahaya ———-> (CH 2 O) + O 2
Karbon dioksida dari
udara dan air dari tanah di hadapan cahaya (energi) diambil oleh tanaman dan
diubah menjadi karbohidrat dan oksigen sebagai produk.
Pernafasan
Sama seperti tanaman melakukan fotosintesis, hewan melakukan respirasi.
Respirasi terjadi ketika hewan mengambil oksigen dari udara bersama dengan gula
sederhana dari makanan mereka. Hal ini membantu dalam pelepasan karbon
dioksida, air dan energi dari tubuh hewan. Selama respirasi sel, hewan
memerlukan O 2 saat inhalasi. Ketika mereka menghembuskan napas produk limbah
respirasi selular, mereka melepaskan CO2 ke atmosfir lagi.
Formula untuk Respirasi
(CH 2 O) + O 2
———-> CO 2 + H 2 O + Energi
Karbohidrat yang
diambil dari makanan seperti tanaman atau senyawa berbasis karbon bersama
dengan oksigen diubah menjadi karbon dioksida yang dilepaskan ke udara bersama
dengan air dan energi selama respirasi.
Pembakaran
Ini adalah proses
pembakaran yang terjadi secara alami di alam. Misalnya, letusan gunung berapi
adalah proses pembakaran alami di mana karbon dioksida yang dilepaskan ke
atmosfer akibat pembakaran. Saat ini, ada banyak polusi lingkungan yang
menyebabkan peningkatan jumlah CO 2 di udara. Ini termasuk mobil, pabrik,
pembakaran hutan, batubara, energi nuklir, gas, dll pembakaran tidak bertanggung
jawab dan pelepasan karbon dioksida yang berlebihan dan gas berbahaya lainnya
di lingkungan adalah faktor utama untuk pemanasan global saat ini.
Penguraian
Setelah kematian
setiap organisme hidup, yaitu, organisme uniseluler atau multiseluler, itu akan
membusuk. Dekomposisi ini berarti serangga, jamur dan bakteri (bersama-sama
disebut pengurai), membantu dalam mogok komponen selular dari organisme mati ke
elemen dasar. Unsur-unsur termasuk air, kalsium, nitrogen, karbon dan oksigen.
Dengan demikian, pengurai membantu dalam pelepasan oksigen dan karbon dioksida
kembali ke atmosfir sebagai produk limbah metabolisme mereka.
Seluruh siklus dapat
diringkas sebagai, tanaman menyerap karbon dioksida dan melepaskan oksigen
selama fotosintesis. Oksigen ini dirilis diambil oleh hewan yang melepaskan
karbon dioksida setelah melakukan respirasi. Dengan demikian, daur ulang karbon
dan oksigen di atmosfer akan terus berlanjut selama respirasi dan fotosintesis
terjadi. Ini juga membuktikan bahwa, untuk mempertahankan hidup, tanaman sangat
penting karena mereka adalah kontributor utama dengan jumlah oksigen hadir di
atmosfer. Meskipun kedua siklus terjadi secara independen, mereka, dalam cara
yang kecil, berhubungan satu sama lain.
3. Daur Nitrogen
Nitrogen hadir di lingkungan dalam berbagai bentuk kimia termasuk nitrogen organik, amonium (NH4 +), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-), dan gas
nitrogen (N2). Nitrogen organik
dapat berupa organisme hidup, atau humus, dan dalam produk antara dekomposisi
bahan organik atau humus dibangun. Proses siklus nitrogen mengubah nitrogen
dari satu bentuk kimia lain. Banyak proses yang dilakukan oleh mikroba baik
untuk menghasilkan energi atau menumpuk nitrogen
dalam bentuk yang dibutuhkan untuk pertumbuhan. Diagram di atas menunjukkan
bagaimana proses-proses cocok bersama untuk membentuk siklus nitrogen (lihat gambar).
1. Fiksasi Nitrogen
Fiksasi nitrogen adalah proses alam, biologis atau abiotik yang mengubah nitrogen di udara menjadi ammonia (NH3).
Mikroorganisme yang mem-fiksasi
nitrogen disebut diazotrof. Mikroorganisme ini memiliki enzim
nitrogenaze yang dapat menggabungkan hidrogen dan nitrogen.
Reaksi untuk fiksasi nitrogen biologis
ini dapat ditulis sebagai berikut :
N2 + 8 H+ + 8 e− → 2 NH3 + H2
Mikro organisme yang melakukan fiksasi nitrogen antara lain : Cyanobacteria,
Azotobacteraceae, Rhizobia, Clostridium, dan Frankia. Selain itu ganggang hijau biru juga dapat memfiksasi nitrogen. Beberapa tanaman
yang lebih tinggi, dan beberapa hewan (rayap), telah membentuk asosiasi
(simbiosis) dengan diazotrof. Selain dilakukan oleh mikroorganisme, fiksasi nitrogen juga terjadi pada
proses non-biologis, contohnya sambaran petir. Lebih jauh, ada empat cara yang
dapat mengkonversi unsur nitrogen
di atmosfer menjadi bentuk yang lebih reaktif :
a. Fiksasi biologis: beberapa bakteri simbiotik (paling sering dikaitkan dengan tanaman
polongan) dan beberapa bakteri yang hidup bebas dapat memperbaiki nitrogen
sebagai nitrogen organik. Sebuah contoh dari bakteri pengikat nitrogen adalah bakteri
Rhizobium mutualistik, yang hidup dalam nodul akar kacang-kacangan. Spesies ini
diazotrophs. Sebuah contoh dari hidup bebas bakteri Azotobacter.
b. Industri fiksasi
nitrogen : Di bawah tekanan besar, pada suhu 600 C, dan dengan penggunaan katalis besi,
nitrogen atmosfer dan hidrogen (biasanya berasal dari gas alam atau minyak
bumi) dapat dikombinasikan untuk membentuk amonia (NH3). Dalam proses
Haber-Bosch, N2 adalah diubah bersamaan dengan gas hidrogen (H2) menjadi amonia
(NH3), yang digunakan untuk membuat pupuk dan bahan peledak.
c. Pembakaran
bahan bakar fosil : mesin mobil dan pembangkit listrik termal, yang
melepaskan berbagai nitrogen oksida (NOx).
d. Proses
lain: Selain itu, pembentukan NO dari N2 dan O2 karena foton dan
terutama petir, dapat memfiksasi nitrogen.
2. Asimilasi
Tanaman mendapatkan nitrogen dari tanah melalui absorbsi akar baik dalam bentuk ion nitrat atau ion amonium. Sedangkan hewan
memperoleh nitrogen dari tanaman
yang mereka makan.
Tanaman dapat menyerap ion nitrat atau amonium
dari tanah melalui rambut akarnya. Jika nitrat
diserap, pertama-tama direduksi menjadi ion
nitrit dan kemudian ion amonium
untuk dimasukkan ke dalam asam amino, asam nukleat, dan klorofil. Pada tanaman
yang memiliki hubungan mutualistik dengan rhizobia, nitrogen dapat berasimilasi dalam
bentuk ion amonium langsung dari
nodul. Hewan, jamur, dan organisme heterotrof lain mendapatkan nitrogen sebagai asam amino,
nukleotida dan molekul organik kecil.
3. Amonifikasi
Jika tumbuhan atau hewan mati, nitrogen organik diubah menjadi amonium (NH4+) oleh bakteri dan
jamur.
4. Nitrifikasi
Konversi amonium
menjadi nitrat dilakukan
terutama oleh bakteri yang hidup di dalam tanah dan bakteri nitrifikasi lainnya. Tahap utama nitrifikasi, bakteri nitrifikasi seperti
spesies Nitrosomonas mengoksidasi amonium (NH4 +) dan mengubah amonia menjadi nitrit
(NO2-). Spesies bakteri lain, seperti Nitrobacter, bertanggung jawab untuk oksidasi nitrit menjadi dari nitrat (NO3-). Proses konversi nitrit menjadi nitrat sangat
penting karena nitrit merupakan
racun bagi kehidupan tanaman.
Proses nitrifikasi dapat
ditulis dengan reaksi berikut ini :
1.
NH3 + CO2 +
1.5 O2 + Nitrosomonas → NO2- + H2O
+ H+
2.
NO2- +
CO2 + 0.5 O2 + Nitrobacter → NO3-
3.
NH3 + O2 →
NO2− + 3H+ + 2e−
4.
NO2− +
H2O → NO3− + 2H+ + 2e
5. Denitrifikasi
Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat
untuk kembali menjadi gas nitrogen (N2),
untuk menyelesaikan siklus nitrogen.
Proses ini dilakukan oleh spesies bakteri seperti Pseudomonas dan Clostridium
dalam kondisi anaerobik. Mereka menggunakan nitrat sebagai akseptor elektron di tempat oksigen selama
respirasi. Fakultatif anaerob bakteri ini juga dapat hidup dalam kondisi
aerobik.
Denitrifikasi umumnya berlangsung melalui beberapa kombinasi dari bentuk peralihan
sebagai berikut:
NO3− → NO2− → NO
+ N2O → N2 (g)
Proses denitrifikasi lengkap dapat dinyatakan sebagai reaksi redoks:
2 NO3− + 10 e− + 12 H+ →
N2 + 6 H2O
6. Oksidasi Amonia Anaerobik
Dalam proses biologis, nitrit dan amonium
dikonversi langsung ke elemen (N2) gas
nitrogen. Proses ini membentuk sebagian besar dari konversi nitrogen unsur di
lautan. Reduksi dalam kondisi anoxic juga dapat terjadi melalui proses
yang disebut oksidasi amonia anaerobik
NH4+ + NO2− → N2 +
2 H2O
4. Daur Sulfur
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. 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 sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S). Kemudian
H2S digunakan bakteri fotoautotrof anaerob seperti Chromatium dan melepaskan
sulfur dan oksigen. Sulfur di oksidasi menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof
seperti Thiobacillus.
Selain
proses tadi, manusia juga berperan dalam siklus sulfur. Hasil pembakaran pabrik
membawa sulfur ke atmosfer. Ketika hujan terjadi, turunlah hujan asam yang membawa
H2SO4 kembali ke tanah. Hal ini dapat menyebabkan perusakan batuan juga
tanaman. Dalam
daur belerang, mikroorganisme yang bertanggung jawab dalam setiap trasformasi
adalah sebagai berikut :
1. H2S → S → SO4; bakteri sulfur
tak berwarna, hijau dan ungu.
2. SO4 → H2S (reduksi sulfat anaerobik), bakteri desulfovibrio.
3. H2S → SO4 (Pengokaidasi sulfide aerobik); bakteri thiobacilli.
4. S organik → SO4 + H2S, masing-masing 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
menjadibentuksulfat.
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.
5. Daur Fosfor
Keberadaan fosfor pada organisme hidup
sangat kecil, tetapi peranannya sangat diperlukan. Atom fosfor hanya
ditemukan dalam bentuk senyawa fosfat (PO43-).
Fosfat diserap oleh tumbuhan dan digunakan untuk sintesis organik. Fosfor
banyak dikandung oleh asam nukleat, yaitu bahan yang menyimpan dan
mentranslasikan sandi genetik. Atom fosfor juga merupakan dasar bagi ATP
(Adenosine Tri Phospat) berenergi tinggi yang digunakan untuk respirasi
seluler dan fotosintesis. Selain itu merupakan salah satu mineral penyusun
tulang dan gigi. Fosfor merupakan komponen yang sangat langka dalam organisme tak
hidup. Produktivitas ekosistem darat dapat ditingkatkan jika fosfor dalam
tanah ditingkatkan. Peristiwa pelapukan batuan oleh fosfat akan menambah
kandungan fosfat di dalam tanah. Contohnya adalah akibat hujan asam.
Setelah produsen menggabungkan fosfor ke dalam bentuk biologis, fosfor
dipindahkan ke konsumen dalam bentuk organik. Setelah itu, fosfor ditambahkan
kembali ke tanah melalui ekskresi fosfat oleh hewan dan bekteri penguarai
detritus.
Humus dan partikel tanah mengikat fosfat sedemikian
rupa, sehingga siklus fosfor terlokalisir dalam ekosistem. Namun, fosfor
dapat dengan mudah terbawa aliran air yang pada akhirnya terkumpul di
laut. Erosi yang terjadi akan mempercepat pengurasan fosfat di samping
pelapukan batuan yang sejalan dengan hilangnya fosfat.
Fosfat yang berada di lautan secara perlahan
terkumpul dalam endapan yang kemudian tergabung dalam batuan. Ketika permukaan air
laut mengalami penurunan atau dasar laut mengalami kenaikan, batuan yang
mengandung fosfor ini menjadi bagian dari ekosistem darat. Dengan
demikian, fosfat mengalami siklus di antara tanah, tumbuhan, dan konsumen
dalam waktu tertentu. Diagram terjadinya siklus fosfor dapat kalian lihat
pada Gambar
c. Proses Biologi,
Geologi, dan Kimia Pada Daur Biogeokimia
1. Daur
Air
·
Proses biologi
Ketika
sebagian air diserap oleh akar tanaman dan kemudian dilepaskan dalam bentuk uap
air melalui proses transpirasi pada daun.
·
Proses geologi
Ketika
air hujan diserap oleh tanah kemudian mengalir di bawah tanah menuju laut.
Adanya proses hidrologi di tanah.
·
Proses kimia
Ketika air yang telah mengalir ke laut
kemudian karena terkena panas mengalami penguapan.
2. Daur
Karbon dan Oksigen
·
Proses biologi
Ketika
CO2 diudara digunakan tumbuhan untuk berfotosintesis. Dan ketika hasil
fotosintesis berupa oksigen digunakan oleh hewan dan manusia untuk melakukan
respirasi.
·
Proses geologi
Ketika
terbentuknya karbondioksida di udara oleh erupsi vulkanik
·
Proses Kimia
Ketika
hewan dan tumbuhan yang telah mati terurai dan mengalami proses kimia tertentu
sehingga kemudian menjadi batubara
Ketika CO2 berikatan dengan air membentuk
asam karbonat yang kemudian terurai menjadi ion karbonat yang terjadi di
ekosistem air
3. Daur
Nitrogen
·
Proses biologi
Ketika nitrogen yang ada di bumi diserap oleh
tanaman, kemudian tanaman dimakan oleh hewan dan manusia, sisa jaringan
tanaman, hewan yg telah mati dan urine hewan selanjutnya akan masuk ke dalam
tanah dalam bentuk Amoniak dan di ubah oleh mikroorganisme menjadi Amonium dan
dari Amonium diubah lagi menjadi Nitrit oleh bacteri NitroSomonas dan
NitroCoccus, dari Nitrit diubah lagi menjadi Nitrat oleh bancteri NitroBacter
(Nitrifikasi)
·
Proses geologi
Ketika nitrogen di udara turun ke bumi melalui hujan
dan petir.
·
Proses Kimia
Ketika petir terbentuk di atmosfer
terjadi penyerapan nitrogen menjadi senyawa nitrat dan ketika
mikroorganisme mengubah amoniak menjadi amonium dan kemudian diubah lagi
menjadi nitrit karena terjadi reaksi kimia.
4. Daur
Sulfur
·
Proses biologi
Ketika
sulfat yang ada dalam tanah diserap oleh akar tanaman nitrogen yang ada di bumi
diserap oleh tanaman, kemudian tanaman dimakan oleh hewan dan manusia, sisa
jaringan atau hewan dan tumbuhan yang mati kemudian direduksi oleh bakteri
menjadi sulfida.
·
Proses geologi
Ketika
aktifitas gunung berapi yang mengalami erupsi yang nantinya dapat membentuk
sulfur
·
Proses Kimia
Ketika
sulfur oksida berada di awan dan kemudian menjadi hidrolid air yang membentuk
H2SO4
Dan ketika sulfur yang telah direduksi
menjadi sulfida dan berbentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida
5. Daur
Fosfat
·
Proses biologi
Ketika
tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut dalam air di tanah dan ketika Bakteri
dan jamur mengurai bahan-bahan anorganik di dalam tanah lalu melepaskan fosfor
kemudian diambil oleh tumbuhan.
·
Proses geologi
Adanya
peristiwa erosi dan pelapukan menyebabkan fosfat terbawa menuju sungai
hingga laut membentuk sedimen.
·
Proses Kimia
Ketika proses bakteri dan jamur
menguraikan bahan-bahan anorganik di dalam tanah sebelum dilepaskan dalam
bentuk fosfor membutuhkan suatu reaksi kimia tertentu sebelum akhirnya
bahan-bahan anorganik tersebut menjadi fosfor.
BAB IV
PENUTUP
A.
Kesimpulan
Siklus biogeokimia adalah aliran ion
ataupun molekul dari nutrien yang dipindahkan dari lingkungan ke organisme
(komponen hidup) dan dikembalikan lagi ke komponen tak hidup (abiotik). Siklus
biogeokimia yang terpenting adalah siklus karbon dan oksigen, siklus nitrogen,
dan siklus fosfor.
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. Oleh karena itu pemahaman mengenai keseimbangan siklus
biogeokimia diperlukan untuk membuat suatu rancangan manajemen lingkungan yang
baik, termasuk lingkungan industri.
B.
Saran
Dari makalah yang kami buat ini,
kami harap manusia bisa menjaga keseimbangan siklus pada daur biogeokimia, karena apabila terjadi
ketidakseimbangan pada siklus tersebut akan berdampak pada manusia itu sendiri
dan juga lingkungannya. Oleh karena itu kita sebagai makhluk hidup di bumi ini,
kita harus menjaga keseimbangan ekosistem di bumi. Dan dari makalah yang kami
buat ini, kami mohon kritikan dan saran dari pembaca, semoga makalah yang kami
buat ini bermanfaat bagi pembaca.
