A. PENGERTIAN SIKLUS BIOGEOKIMIA

Siklus biogeokimia atau yang biasa disebut dengan siklus organik-anorganik adalah siklus unsur-

unsur atau senyawa kimia yang mengalirdari komponen abiotik ke komponen biotik dan kembali lagi

ke komponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi juga

melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut sebgai siklus biogeokimia.

Siklus biogeokimia yang terjadi di alam dapat berupa silkus air, siklus oksign dan karbondioksida

(karbon), siklus nitrogen, dan siklus materi (mineral) yang berupa unsur-unsur hara.

1. Siklus Karbon

Siklus karbon adalah siklus biogeokimia di mana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer,

hidrosfer, dan atmosfer bumi. Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang

dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah:

1. Atmosfer

2. Biosfer Teresterial, meliputi freshwater sistem dan material nonhayati organik seperti soil

karbon (karbon tanah)

3. Lautan, meliputi karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati atau nonhayati

4. Sedimen, meliputi bahan baker fosil

Pertukaran karbon antara reservoir terjadi karena proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang

bermacam-macam.

Karbon di Atmosfer

Kandungan karbon terbesar yang terdapat diatmosfer bumi adalah gas karbondioksida (CO2)

sebesar 0.03%. Meskipun jumlah gas ini merupakan bagian yang sangat kecil dari seluruh gas yang

ada di atmosfer, namun gas ini memiliki peran penting dalam menyokong kehidupan gas-gas lain

yang mengandung karbon di atmosfer semakin bertambah selama beberapa tahun terakhir ini dan

berperan dalam peningkatan pemanasan global.

Karbon dapat diambil dari atmosfer dengan berbagai cara, antara lain:

1. Melalui proses fotosintesis

Ketika matahari bersinar, tumbuhan melakukan fotosintesis untuk mengunbah karbondioksida

menjadi karbohidrat dan melepaskan oksigen ke atmosfer. Karbon pada proses ini akan banyak di

serap oleh tumbuhan yang baru saja tumbuh atau pepohonan pada hutan yang sedang di reboisasi

sehingga membutuhkan pertumbuhan yang cepat

2. Melalui sirkulasi termohalin

Pada permukaan laut di daerah kutub, air laut menjadi lebih dingin dan karbondioksida lebih

mudah larut dalam air. Karbondioksida yang larut tersebut akan terbawa oleh sirkulasi termohalin

yang membawa massa air di permukaan yang lebih berat menuju ke dalam laut. Di laut bagian atas ,

pada daerah yang poduktivitasnya tinggi organisme membentuk cangkang karbonat dengan bagian-

bagian tubuh lainnya yang keras. Proses ini menyebabkan aliran karbon menuju ke bawah.

3. Melalui pelapukan batu silikat

Proses ini tidak memindahkan karbon ke dalam reservoir yang siap untuk kembali ke atmosfer

seperti dua proses sebelumnya. Pelapukan batuan silikat tidak memilki efek yang terlalu besar

terhadap karbondioksida pada atmosfer karena ion karbonat pada atmosfer yang terbentuk terbawa

oleh air laut dan selanjutnya akan dipakai untuk membuat karbonat laut.

Karbon dapat kembali lagi ke atmosfer dengan beragai cara pula antara lain:

4. Melalui respirasi tumbuhan dan binatang

Proses ini merupakan reaksi eksotermik dan termasuk juga penguraian glukosa menjadi

karbohidrat dan air.

5. Melalui pembusukan, tumbuhan, dan binatang

Jamur dan bakteri menguraikan senyawa karbon pada tumbuhan dan binatang yang mati dan

mengubah karbon menjadi karbon dioksida jika tersedia aksigen atau menjadi metana jika tidak

tersedia oksigen

6. Melalui pembakaran material organik

Proses ini berlangsung dengan cara mengoksidasi karbon yang terkandung pada material

organik menjadi karbondioksida. Pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak bumi, dan

gas alam akan melepaskan karbon yang tersimpan di dalam geosfer, sehingga menyebabkan kadar

karbon dioksida di atmosfer semakin bertambah.

7. Melalui produksi semen

Salah satu komponen semen yaitu kapur atau kalium oksida dihasilkan dengan cara

memanaskan batu kapur yang akan menghasilkan karbon dioksida dalam jumlah banyak.

8. Melalui erupsi vulkanik

Erupsi vulkanik atau ledakan gunung berapi akan melepasakan gas ke atmosfer. Gas-gas

tersebut termasuk uap air, karbon dioksida, dan belerang. Jumlah karbon dioksida yang dilepas ke

atmosfer hampir sama dengan jumlah karbon dioksida yang hilang dari atmosfer akibat pelapukan

batuan silikat.

9. Melalui pemanasan permukaan laut

Di permukaan laut, ketika air laut menjadi lebih hangat, karbon dioksida yang larut dalam air

akan dilepas ke atmosfer sebagai uap air.

Karbon di Biosfer

Dalam biosfer terdapat sekitar 1900GtC gas karbon dioksida dan oksigen. Karbon adalah bagian

yang penting dalam menunjang kehidupan di bumi, karena karbon berperan dalam strutur biokimia

dan nutrisi pada semua sel makhluk hidup. Proses-proses perpindahan karbon di biosfer sama

dengan proses perpindahan karbon di atmosfer, karena semua proses yang terjadi di atmosfer harus

melalui biosfer terlebih dahulu.

Karbon di Laut

Laut mengandung sekitar 36000 GtC ion karbonat yang merupakan kandungan umum. Karbon

anorganik, yaitu senyawa karbon tanpa ikatan karbon-karbon atau karbon-hidrogen, adalah penting

dalam reaksi yang terjadi pada air. Pertukaran karbon penting untuk mengontrol pH di laut dan

dapat di jadikan sebagai sumber. Proses pertukaran karbon antara atmosfer dengan lautan diawali

dengan pelepasan karbon ke atmosfer yang terjadi di daerah upwelling (lautan bagian atas),

kemudian pada daerah downwelling (laut bagian bawah), karbon berpindah dari atmosfer kembali

ke lautan. Pada saat CO2 memasuki lautan, asam karbonat terbentuk dengan reaksi kimia:

CO2 + H2O H2CO3

Reaksi tersebut memiliki sifat dua arah untuk mencapai suatu kesetimbangan kimia. Reaksi lain

yang penting dalam mengontrol nilai pH larutan adalah pelepasan ion hidrogen dan bikarbonat,

dimana dapat menyebabkan perubahan yang besar pada pH, yaitu H2CO3 H+ + HCO3-

Terdapat lebih banyak persenyawaan karbon yang dikenal daripada persenyawaan unsur lain

kecuali hydrogen. Kebanyakan dikenal sebagai zat-zat kimia organic. Keistimewaan karbon yang unik

adalah kecenderungannya secara alamiah mengikat dirinya sendiri dalam rantai-rantai atau cincin-

cincin , tidak hanya dengan ikatan tunggal, C-C, tetapi juga mengandung ikatan ganda, C=C atau C=C .

Di atmosfer terdapat kandungan COZ sebanyak 0.03%. Sumber-sumber COZ di udara berasal dari

respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan asap pabrik. Karbon

dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen

yang nantinya akan digunakan oleh manusia dan hewan untuk berespirasi. Hewan dan tumbuhan

yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batubara di dalam tanah. Batubara akan

dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar C02 di udara.

Di ekosistem air, pertukaran C02 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung. Karbon

dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat.

Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri

dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya, saat organisme air berespirasi, COz yang mereka

keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah C02 di

air.

Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer,

hidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampir

sama meskipun hingga kini belum diketahui). Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon

utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah atmosfer,

biosfer teresterial (biasanya termasuk pula freshwater system dan material non-hayati organik

seperti karbon tanah (soil carbon)), lautan (termasuk karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati

dan non-hayati), dan sedimen (termasuk bahan bakar fosil). Pergerakan tahuan karbon, pertukaran

karbon antar reservoir, terjadi karena proses-proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermaca-

macam. Lautan mengadung kolam aktif karbon terbesar dekat permukaan Bumi, namun demikian

laut dalam bagian dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer.

Karbon dioksida (rumus kimia: CO2) atau zat asam arang adalah sejenis senyawa kimia yang

terdiri dari dua atom oksigen yang terikat secara kovalen dengan sebuah atom karbon. Ia berbentuk

gas pada keadaan temperatur dan tekanan standar dan hadir di atmosfer bumi. Rata-rata

konsentrasi karbon dioksida di atmosfer bumi kira-kira 387 ppm berdasarkan volume [1] walaupun

jumlah ini bisa bervariasi tergantung pada lokasi dan waktu. Karbon dioksida adalah gas rumah kaca

yang penting karena ia menyerap gelombang inframerah dengan kuat.

Karbon dioksida dihasilkan oleh semua hewan, tumbuh-tumbuhan, fungi, dan mikroorganisme

pada proses respirasi dan digunakan oleh tumbuhan pada proses fotosintesis. Oleh karena itu,

karbon dioksida merupakan komponen penting dalam siklus karbon. Karbon dioksida juga dihasilkan

dari hasil samping pembakaran bahan bakar fosil. Karbon dioksida anorganik dikeluarkan dari

gunung berapi dan proses geotermal lainnya seperti pada mata air panas. Karbon dioksida tidak

mempunyai bentuk cair pada tekanan di bawah 5,1 atm namun langsung menjadi padat pada

temperatur di bawah -78 °C. Dalam bentuk padat, karbon dioksida umumnya disebut sebagai es

kering. Neraca karbon global adalah kesetimbangan pertukaran karbon (antara yang masuk dan

keluar) antar reservoir karbon atau antara satu putaran (loop) spesifik siklus karbon (misalnya

atmosfer - biosfer). Analisis neraca karbon dari sebuah kolam atau reservoir dapat memberikan

informasi tentang apakah kolam atau reservoir berfungsi sebagai sumber (source) atau lubuk (sink)

karbon dioksida.

2.Siklus Nitrogen

Beberapa jenis bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar legume tumbuhan

lain, misalnya Marsiella Siklus nitrogen merupakan proses pembentukan dan penguraian nitrogen

sebagai sumber protein utama di alam. Nitrogen menjadi penyusun utama protein dan sangat

diperlukan oleh tumbuhan dan hewan dalam jumlah besar. Nitrogen diperlukan tumbuhan dalam

bentuk terikat (ikatan suatu senyawa dengan unsur lain). Nitrogen bebas dapat difiksasi (di ikat) di

dalam tanah oleh bakteri yang bersifat simbiotik dan dapat mengikat protein jika bekerjasama

dengan akar tumbuhan polong, yang mempunyai bintil akar, rumpun tropik, dan beberapa jenis

gangaang.

crenata. Selain itu terdapat bakteri dalam tanah yang dapat memikat nitrogen secara langsung,

yaitu acetobacter sp yang bersifat aerob dan clostridium sp. yang bersifat anaerob. Selain itu,

terdapat beberapa jenis spesies gangganng biru yang dapat menambat nitrogen, antara lain nostoc

sp. dan anabaena sp.

Tumbuhan memperoleh nitrogen di dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (NO2-), dan ion

nitrat (NO3-). Dalam tanah nitrogen terdapat dalam organik tanah di berbagai tahap pembusukan,

namun belum dapat dimanfaatkan tumbuhan. Nitrogen yang dimanfaatkan tumbuhan biasanya

terikat dalam bentuk ammonium dan (NH4+) ion nitrat (NO3

-).

Amonia diperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati dan oleh bakteri. Amonia ini dapat

dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu nitrosomonas dan nitrosococcus menjadi NO2-. Selanjutnya oleh

bakteri denitrifikasi, yaitu pseudomonas denitrifikasi, nitrat diubah kembali menjadi ammonia dan

ammonia diubah kembali menjadi nitrogen yang dilepas bebas ke udara. Dengan cara ini siklus

nitrogen akan berulang dalam ekosistem.

Nitrat sangat mudah larut dalam tanah, sehinga cepat hilang karena proses pembusukan. Taraf

ketersesisaan nitrogen dalam tanah tergantung pada banyaknya bahan organik, populasi zat-zat

renik, dan tingkat pembasuhan tanah oleh air. Dalam keadaan alami terjadi keseimbangan antara

laju pertumbuhan dan gaya-gaya yang menentukan penyediaan nitrogen dalam tanah. Proses

pemanenan menyebabkan sejumlah besar nitrogen terikat hilang akibat tanah mengalami

pembasuhan oleh gerak aliran air dan kegiatan jasad renik. Selain itu nitrogen terikat juga hilang,

karena diambil oleh bakteri pengubah nitrat menjadi nitrogen. Hal ini menyebabkan pertanian

intensif sangat tergantung pada tambahan pupuk nitrogen.

Bakteri penghasil ion nitrit dan nitrat bersifat autotrof dan aerob, sehingga kehidupannya

dipengaruhi oleh aerosotama, suhu, dan kandungan air dalam tanah. Sementara itu proses

perubahan nitrit menjadi nitrogen bersifa

Nitrogen terdapat di alam terutama sebagai dinitrogen, N2 (titik didih 77,3 K). Gas nitrogen

banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara. Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasi

terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang.

Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir.

Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (N02- ), dan ion

nitrat (N03- ). Beberapa bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar Legum dan akar

tumbuhan lain, misalnya Marsiella crenata. Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang dapat

mengikat nitrogen secara langsung, yakni Azotobacter sp. yang bersifat aerob dan Clostridium sp.

yang bersifat anaerob. Nostoc sp. dan Anabaena sp. (ganggang biru) juga mampu menambat

nitrogen. Nitrogen yang diikat biasanya dalam bentuk amonia. Amonia diperoleh dari hasil

penguraian jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu

Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat yang akan diserap oleh akar

tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah menjadi amonia kembali, dan amonia

diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang

dalam ekosistem.

3.Siklus Fosfor

Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan

hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan

tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat

anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh

karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan

membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan

diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus.

Siklus fosfor, bersifat kritis karena fosfor secara umum merupakan hara yang terbatas dalam

ekosistem. Tidak ada bentuk gas dari fosfor yang stabil, oleh karena itu siklus fosfor adalah

“endogenik”. Dalam geosfer, fosfor terdapat dalam jumlah besar dalam mineral-mineral yang sedikit

sekali larut seperti hidroksiapilit, garam kalsium. Adapun gambar dari siklus fosfor adalah sebagai

berikut.

Fosfor terlarut dari mineral-mineral fosfat dan sumber-sumber lainnya, seperti pupuk fosfat, diserap

oleh tanaman dan tergabung dalam asam nukleat yang menyusun material genetic dalam

organisme. Mineralisasi dari biomassa oleh pembusukan/penguraian mikroba mengembalikan fosfor

kepada larutan garamnya yang kemudian dapat mengendap sebagai bahan mineral. Sejumlah besar

dari mineral-mineral fosfat digunakan sebagai bahan pupuk, industry kimia, dan “food additives”.

Fosfor merupakan salah satu komponen dari senyawa-senyawa sangat toksik, terutama insektisida

organofosfat.

4.Siklus Belerang

Siklus belerang relative kompleks dimana melibatkan berbagai macam gas, mineral-mineral

yang sukar larut dan beberapa sepsis lainnya dalam larutan. Siklus ini berkaitan dengan siklus

oksigen dimana belerang bergabung dengan oksigen membentuk gas belerang oksida, SO2, sebagai

bahan pencemar air. Diantara spesi-spesi yang secara siknifikan terlihat dalam siklus belerang adalah

gas hydrogen sulfide H2S; mineral-mineral sulfide seperti PbS; asam sulfat H2SO4; belerang oksida,

SO2 komponen utama dari hujan asam; dan belerang yang terikat dalam protein. Hujan asam

didefinisikan sebagai segala macam hujan dengan pH di bawah 5,6. Hujan secara alami bersifat asam

(pH sedikit di bawah 6) karena karbondioksida (CO2) di udara yang larut dengan air hujan memiliki

bentuk sebagai asam lemah. Jenis asam dalam hujan ini sangat bermanfaat karena membantu

melarutkan mineral dalam tanah yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan binatang.

Hujan asam disebabkan oleh belerang (sulfur) yang merupakan pengotor dalam bahan bakar

fosil serta nitrogen di udara yang bereaksi dengan oksigen membentuk sulfur dioksida dan nitrogen

oksida. Zat-zat ini berdifusi ke atmosfer dan bereaksi dengan air untuk membentuk asam sulfat dan

asam nitrat yang mudah larut sehingga jatuh bersama air hujan. Air hujan yang asam tersebut akan

meningkatkan kadar keasaman tanah dan air permukaan yang terbukti berbahaya bagi kehidupan

ikan dan tanaman (wikipedia.org/wiki/Hujan_asam).

Belerang dari daratan cenderung terbawa air ke laut. Namun belerang di daratan tak tampak

habis setelah jutaan tahun. Kapan belerang kembali ke darat? Melalui penguapan, kata ilmuwan

zaman dulu. Tapi tak ada bukti bahwa laut menguapkan hidrogen sulfida yang baunya bukan main

itu ke angkasa. Laut selalu berhawa segar.

Pertanyaan ini baru terjawab beberapa belas tahun yang lalu. Tumbuhan laut, yang memiliki

sel2 sederhana. Tumbuhan ini berusaha hidup dengan menahan masuknya garam (NaCl) ke dalam

selnya. Ini dilakukan dengan membentuk senyawa penahan yang berbahan baku belerang, karena

pasok belerang di laut banyak sekali, datang dari daratan. Waktu sel mereka terurai, senyawa

penahan ini pecah dan menghasilkan gas dimetil sulfida (DMS) yang lepas ke atmosfir. Kita pasti

mengenali bau senyawa ini: segar, mirip ikan segar yang baru diangkat dari laut. Setiap saat,

sejumlah besar senyawa ini dilepas ke atmosfir, dan syukurnya, senyawa ini mampu menjadi inti

kondensasi uap air. Pada gilirannya, terbentuk awan, yang menjadi hujan. Saat hujan jatuh di darat,

senyawa belerang ini dikembalikan ke daratan untuk dimanfaatkan makhluk daratan. Lalu

ampasnya, dalam dibuang lagi (duh) ke laut, untuk diolah oleh alga-alga baik hati itu lagi. Yang

merupakan bagian dari siklus belerang yang sangat penting adalah adanya gas SO2 sebagai bahan

pencemar dan H2SO4 dalam atmosfer. Gas SO2 dikeluarkan dari pembakaran bahan bakar fosil yang

mengandung belerang. Efek utama dari belerang dioksida dalam atmosfer adalah kecenderungan

untuk teroksidasi menghasilkan asam sulfat. Asam ini dapat menyebabkan terjadinya hujan asam

(Achmad, Rukaesih; 2004).

5. Siklus Oksigen

Senyawaan oksigen dengan semua unsure kecuali He, Ne, dan mungkin Ar dikenal. Molekul

oksigen (dioksigen, O2 ) bereaksi dengan semua unsur lain kecuali halogen, beberapa logam mulia,

dan gas-gas mulia baik dalam suhu ruangan atau pada pemanasan. Oksigen merupakan unsur yang

vital bagi kehidupan di bumi ini. Siklus oksigen ditampilkan pada gambar di bawah ini

6. Siklus Air

Siklus air atau siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke

bumi dan kembali lagi ke atmosfer melalui proses kondensasi, prespitasi, evaporasi, dan transpirasi.

Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi dapat

berjalan secara kontinu. Air berevaporasi kemudian jatuh sebagai prespitasi dalam bentuk hujan,

salju, hujan es, hujan salju bercampur es (sleet), hujan gerimis, atau kabut.

Pada perjalanan menuju bumi, beberapa prspitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau

langsung jatuh ke bumi yang kemudian ditangkap oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah

mencapai tanah, siklus hidrologi tersebut bergerak secara kontinu dalam tiga cara berbeda, yaitu:

Evaporasi

Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dan di tempat-tempat lain akan menguap

ke atmosfer dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh awan uap air tersebut akan

menjadi bintik-bintik air yang yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju,

es, dan lain-lain.

Infiltrasi/perkolasi

Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju

permukaan tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau secara vertical dan horizontal di bawah

permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.

Air permukaan

Air bergerak di atas permukaan tanah di dekat aliran utama dan danau. Makin landai lahan dan

makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat

dilihat pada daerah urban (perkotaan). Sungai-sungai kecil bergabung dan membentuk sungai utama

yang membawa seluruh air permukaan disekitar aliran sungai menuju laut. Proses perjalanan air di

daratan terjadi dalam komponen-komponen yang membentuk sistem DAS (Daerah Aliran Sungai).

7. Siklus Materi (Mineral)

Beberapa mineral atau unsur hara yang penting bagi tumbuhan adalah fosfor, kalium, kalsium,

magnesium, dan belerang. Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik

(pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfor terdapat

dalam asam nukleat yang berperan dalam mengangkut energi dan diperlukan dalam jumlah kecil dan

dalam bentuk supefosfat. Fosfor lebih tahan pembasuhan dan ketersediannya di alam bergantung

pada pH tanah.

Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer menjadi fosfat

anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut dalam air atau air laut akan terkikis dan mengendap dalam

sediment laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fofat dan batu

karang dan fosil yang terkikis akan membentuk fosfat anorganik kembali yang terlarut di air tanah

dan air laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan

Kalium diperlukan dalam jumlah sedang dan tersedia di alam sebagai ion yang terdapat pada

tumbuhan koloid tanah. Pada tanah humus terdapat banyak kalium, tetapi dalam bentuk yang tidak

dapat dimanfaatkan secara langsung sehingga perlu pemupukan kalium yang dibutuhkan tanah

dalam bentuk kalium iodida.

B. DAUR SIKLUS BIOGEOKIMIA

Siklus biogeokimia merupakan siklus atau proses perputaran yang secara tetap atau berpola,

daur siklus biogeokimia meliputi Daur Karbon dan Oksigen, Daur nitrogen, Daur Fosfor, Daur Air

Proses timbal balik fotosintesis dan respirasi seluler bertanggung jawab atas perubahan dan

pergerakan utama karbon. Naik turunnya CO2 dan O2 atsmosfer secara musiman disebabkan oleh

penurunan aktivitas Fotosintetik. Dalam skala global kembalinya CO2 dan O2 ke atmosfer melalui

respirasi hampir menyeimbangkan pengeluarannya melalui fotosintesis.

Akan tetapi pembakaran kayu dan bahan bakar fosil menambahkan lebih banyak lagi CO2 ke

atmosfir. Sebagai akibatnya jumlah CO2 di atmosfer meningkat. CO2 dan O2 atmosfer juga

berpindah masuk ke dalam dan ke luar sistem akuatik, dimana CO2 dan O2 terlibat dalam suatu

keseimbangan dinamis dengan bentuk bahan anorganik lainnya.

1. Daur nitrogen

Di alam, Nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa organik seperti urea, protein, dan asam

nukleat atau sebagai senyawa anorganik seperti ammonia, nitrit, dan nitrat.

• Tahap pertama

Daur nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfir ke dalam tanah. Selain air hujan yang

membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen ke dalam tanah terjadi melalui proses fiksasi

nitrogen. Fiksasi nitrogen secara biologis dapat dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis

dengan polong-polongan, bakteri Azotobacter dan Clostridium. Selain itu ganggang hijau biru dalam

air juga memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen.

• Tahap kedua

Nitrat yang di hasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh produsen (tumbuhan) diubah

menjadi molekul protein. Selanjutnya jika tumbuhan atau hewan mati, mahluk pengurai

merombaknya menjadi gas amoniak (NH3) dan garam ammonium yang larut dalam air (NH4+).

Proses ini disebut dengan amonifikasi. Bakteri Nitrosomonas mengubah amoniak dan senyawa

ammonium menjadi nitrat oleh Nitrobacter. Apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat dengan

cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh proses yang disebut

denitrifikasi.

2. Daur Fosfor

Posfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semua makhluk hidup

membutuhkan posfor dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), sebagai sumber energi untuk

metabolisme sel.

Posfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (PO43-). Ion Fosfat terdapat dalam bebatuan.

Adanya peristiwa erosi dan pelapukan menyebabkan fosfat terbawa menuju sungai hingga laut

membentuk sedimen. Adanya pergerakan dasar bumi menyebabkan sedimen yang mengandung

fosfat muncul ke permukaan. Di darat tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut dalam air tanah

Herbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dimakannya dan karnivora mendapatkan

fosfat dari herbivora yang dimakannya. Seluruh hewan mengeluarkan fosfat melalui urin dan

feses.Bakteri dan jamur mengurai bahan-bahan anorganik di dalam tanah lalu melepaskan pospor

kemudian diambil oleh tumbuhan.

3. Daur Air

Air di atmosfer berada dalam bentuk uap air yang natinya akan mengalami siklus hidrologi. Uap

air berasal dari air di daratan dan laut yang menguap karena panas cahaya matahari. Sebagian besar

uap air di atmosfer berasal dari laut karena laut mencapai tigaperempat luas permukaan bumi. Uap

air di atmosfer mengalami kondensasi menjadi awan yang turun ke daratan dan laut dalam bentuk

hujan. Air hujan di daratan masuk ke dalam tanah membentuk air permukaan tanah dan air tanah.

Tumbuhan darat menyerap air yang ada di dalam tanah. Dalam tubuh tumbuhan air mengalir

melalui suatu pembuluh. Kemudian melalui tranpirasi uap air dilepaskan oleh tumbuhan ke

atmosfer. Transpirasi oleh tumbuhan mencakup 90% penguapan pada ekosistem darat.

Hewan memperoleh air langsung dari air permukaan serta dari tumbuhan dan hewan yang

dimakan, sedangkan manusia menggunakan sekitar seperempat air tanah. Sebagian air keluar dari

tubuh hewan dan manusia sebagai urin dan keringat.

Air tanah dan air permukaan sebagia mengalir ke sungai, kemudian ke danau dan ke laut. Siklus

ini di sebut Siklus Panjang. Sedangkan siklus yang dimulai dengan proses Transpirasi dan

Evapotranspirasi dari air yang terdapat di permukaan bumi, lalu diikuti oleh Presipitasi atau

turunnya air ke permukaan bumi disebut Siklus Pe

Siklus biogeokimia yang terjadi di alam dapat berupa silkus air, siklus oksign dan karbondioksida (karbon), siklus nitrogen, dan siklus materi (mineral) yang berupa unsur-unsur hara.

Siklus Air

Siklus air atau siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali lagi ke atmosfer melalui proses kondensasi, prespitasi, evaporasi, dan transpirasi.

Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi kemudian jatuh sebagai prespitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan es, hujan salju bercampur es (sleet), hujan gerimis, atau kabut.

Pada perjalanan menuju bumi, beberapa prspitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh ke bumi yang kemudian ditangkap oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi tersebut bergerak secara kontinu dalam tiga cara berbeda, yaitu:

1. Evaporasi

Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dan di tempat-tempat lain akan menguap ke atmosfer dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh awan uap air tersebut akan menjadi bintik-bintik air yang yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es, dan lain-lain.

1. Infiltrasi/perkolasi

Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju permukaan tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau secara vertical dan horizontal di bawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.

1. Air permukaan

Air bergerak di atas permukaan tanah di dekat aliran utama dan danau. Makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat pada daerah urban (perkotaan). Sungai-sungai kecil bergabung dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan disekitar aliran sungai menuju laut. Proses perjalanan air di daratan terjadi dalam komponen-komponen yang membentuk sistem DAS (Daerah Aliran Sungai).

Siklus Karbon

Siklus karbon adalah siklus biogeokimia di mana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer bumi. Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah:

1. Atmosfer2. Biosfer Teresterial, meliputi freshwater sistem dan material nonhayati organik seperti

soil karbon (karbon tanah)

3. Lautan, meliputi karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati atau nonhayati

4. Sedimen, meliputi bahan baker fosil

Pertukaran karbon antara reservoir terjadi karena proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermacam-macam.

Karbon di Atmosfer

Kandungan karbon terbesar yang terdapat diatmosfer bumi adalah gas karbondioksida (CO2) sebesar 0.03%. Meskipun jumlah gas ini merupakan bagian yang sangat kecil dari seluruh gas yang ada di atmosfer, namun gas ini memiliki peran penting dalam menyokong kehidupan gas-gas lain yang mengandung karbon di atmosfer semakin bertambah selama beberapa tahun terakhir ini dan berperan dalam peningkatan pemanasan global.

Karbon dapat diambil dari atmosfer dengan berbagai cara, antara lain:

1. Melalui proses fotosintesis

Ketika matahari bersinar, tumbuhan melakukan fotosintesis untuk mengunbah karbondioksida menjadi karbohidrat dan melepaskan oksigen ke atmosfer. Karbon pada proses ini akan banyak di serap oleh tumbuhan yang baru saja tumbuh atau pepohonan pada hutan yang sedang di reboisasi sehingga membutuhkan pertumbuhan yang cepat

1. Melalui sirkulasi termohalin

Pada permukaan laut di daerah kutub, air laut menjadi lebih dingin dan karbondioksida lebih mudah larut dalam air. Karbondioksida yang larut tersebut akan terbawa oleh sirkulasi termohalin yang membawa massa air di permukaan yang lebih berat menuju ke dalam laut. Di laut bagian atas , pada daerah yang poduktivitasnya tinggi organisme membentuk

cangkang karbonat dengan bagian-bagian tubuh lainnya yang keras. Proses ini menyebabkan aliran karbon menuju ke bawah.

1. Melalui pelapukan batu silikat

Proses ini tidak memindahkan karbon ke dalam reservoir yang siap untuk kembali ke atmosfer seperti dua proses sebelumnya. Pelapukan batuan silikat tidak memilki efek yang terlalu besar terhadap karbondioksida pada atmosfer karena ion karbonat pada atmosfer yang terbentuk terbawa oleh air laut dan selanjutnya akan dipakai untuk membuat karbonat laut.

Karbon dapat kembali lagi ke atmosfer dengan beragai cara pula antara lain:

1. Melalui respirasi tumbuhan dan binatang

Proses ini merupakan reaksi eksotermik dan termasuk juga penguraian glukosa menjadi karbohidrat dan air.

1. Melalui pembusukan, tumbuhan, dan binatang

Jamur dan bakteri menguraikan senyawa karbon pada tumbuhan dan binatang yang mati dan mengubah karbon menjadi karbon dioksida jika tersedia aksigen atau menjadi metana jika tidak tersedia oksigen

1. Melalui pembakaran material organik

Proses ini berlangsung dengan cara mengoksidasi karbon yang terkandung pada material organik menjadi karbondioksida. Pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak bumi, dan gas alam akan melepaskan karbon yang tersimpan di dalam geosfer, sehingga menyebabkan kadar karbon dioksida di atmosfer semakin bertambah.

1. Melalui produksi semen

Salah satu komponen semen yaitu kapur atau kalium oksida dihasilkan dengan cara memanaskan batu kapur yang akan menghasilkan karbon dioksida dalam jumlah banyak.

1. Melalui erupsi vulkanik

Erupsi vulkanik atau ledakan gunung berapi akan melepasakan gas ke atmosfer. Gas-gas tersebut termasuk uap air, karbon dioksida, dan belerang. Jumlah karbon dioksida yang dilepas ke atmosfer hampir sama dengan jumlah karbon dioksida yang hilang dari atmosfer akibat pelapukan batuan silikat.

1. Melalui pemanasan permukaan laut

Di permukaan laut, ketika air laut menjadi lebih hangat, karbon dioksida yang larut dalam air akan dilepas ke atmosfer sebagai uap air.

Karbon di Biosfer

Dalam biosfer terdapat sekitar 1900GtC gas karbon dioksida dan oksigen. Karbon adalah bagian yang penting dalam menunjang kehidupan di bumi, karena karbon berperan dalam strutur biokimia dan nutrisi pada semua sel makhluk hidup. Proses-proses perpindahan karbon di biosfer sama dengan proses perpindahan karbon di atmosfer, karena semua proses yang terjadi di atmosfer harus melalui biosfer terlebih dahulu.

Karbon di Laut

Laut mengandung sekitar 36000 GtC ion karbonat yang merupakan kandungan umum. Karbon anorganik, yaitu senyawa karbon tanpa ikatan karbon-karbon atau karbon-hidrogen, adalah penting dalam reaksi yang terjadi pada air. Pertukaran karbon penting untuk mengontrol pH di laut dan dapat di jadikan sebagai sumber. Proses pertukaran karbon antara atmosfer dengan lautan diawali dengan pelepasan karbon ke atmosfer yang terjadi di daerah upwelling (lautan bagian atas), kemudian pada daerah downwelling (laut bagian bawah), karbon berpindah dari atmosfer kembali ke lautan. Pada saat CO2 memasuki lautan, asam karbonat terbentuk dengan reaksi kimia:

CO2 + H2O H2CO3

Reaksi tersebut memiliki sifat dua arah untuk mencapai suatu kesetimbangan kimia. Reaksi lain yang penting dalam mengontrol nilai pH larutan adalah pelepasan ion hidrogen dan bikarbonat, dimana dapat menyebabkan perubahan yang besar pada pH, yaitu H2CO3 H+ + HCO3

-

Siklus Nitrogen

Siklus nitrogen merupakan proses pembentukan dan penguraian nitrogen sebagai sumber protein utama di alam. Nitrogen menjadi penyusun utama protein dan sangat diperlukan oleh tumbuhan dan hewan dalam jumlah besar. Nitrogen diperlukan tumbuhan dalam bentuk terikat (ikatan suatu senyawa dengan unsur lain). Nitrogen bebas dapat difiksasi (di ikat) di dalam tanah oleh bakteri yang bersifat simbiotik dan dapat mengikat protein jika bekerjasama dengan akar tumbuhan polong, yang mempunyai bintil akar, rumpun tropik, dan beberapa jenis gangaang.

Beberapa jenis bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar legume tumbuhan lain, misalnya Marsiella crenata. Selain itu terdapat bakteri dalam tanah yang dapat memikat nitrogen secara langsung, yaitu acetobacter sp yang bersifat aerob dan clostridium sp. yang bersifat anaerob. Selain itu, terdapat beberapa jenis spesies gangganng biru yang dapat menambat nitrogen, antara lain nostoc sp. dan anabaena sp.

Tumbuhan memperoleh nitrogen di dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (NO2-), dan

ion nitrat (NO3-). Dalam tanah nitrogen terdapat dalam organik tanah di berbagai tahap

pembusukan, namun belum dapat dimanfaatkan tumbuhan. Nitrogen yang dimanfaatkan tumbuhan biasanya terikat dalam bentuk ammonium dan (NH4

+) ion nitrat (NO3-).

Amonia diperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati dan oleh bakteri. Amonia ini dapat dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu nitrosomonas dan nitrosococcus menjadi NO2

-. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikasi, yaitu pseudomonas denitrifikasi, nitrat diubah kembali menjadi ammonia dan ammonia diubah kembali menjadi nitrogen yang dilepas bebas ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem.

Nitrat sangat mudah larut dalam tanah, sehinga cepat hilang karena proses pembusukan. Taraf ketersesisaan nitrogen dalam tanah tergantung pada banyaknya bahan organik, populasi zat-zat renik, dan tingkat pembasuhan tanah oleh air. Dalam keadaan alami terjadi keseimbangan antara laju pertumbuhan dan gaya-gaya yang menentukan penyediaan nitrogen dalam tanah. Proses pemanenan menyebabkan sejumlah besar nitrogen terikat hilang akibat tanah mengalami pembasuhan oleh gerak aliran air dan kegiatan jasad renik. Selain itu nitrogen terikat juga hilang, karena diambil oleh bakteri pengubah nitrat menjadi nitrogen. Hal ini menyebabkan pertanian intensif sangat tergantung pada tambahan pupuk nitrogen.

Bakteri penghasil ion nitrit dan nitrat bersifat autotrof dan aerob, sehingga kehidupannya dipengaruhi oleh aerosotama, suhu, dan kandungan air dalam tanah. Sementara itu proses perubahan nitrit menjadi nitrogen bersifat anaerob.

Siklus Materi (Mineral)

Beberapa mineral atau unsur hara yang penting bagi tumbuhan adalah fosfor, kalium, kalsium, magnesium, dan belerang.

Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfor terdapat dalam asam nukleat yang berperan dalam mengangkut energi dan diperlukan dalam jumlah kecil dan dalam bentuk supefosfat. Fosfor lebih tahan pembasuhan dan ketersediannya di alam bergantung pada pH tanah.

Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut dalam air atau air laut akan terkikis dan mengendap dalam sediment laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fofat dan batu karang dan fosil yang terkikis akan membentuk fosfat anorganik kembali yang terlarut di air tanah dan air laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan

Kalium diperlukan dalam jumlah sedang dan tersedia di alam sebagai ion yang terdapat pada tumbuhan koloid tanah. Pada tanah humus terdapat banyak kalium, tetapi dalam bentuk yang tidak dapat dimanfaatkan secara langsung sehingga perlu pemupukan kalium yang dibutuhkan tanah dalam bentuk kalium iodida.

Pencemaran Udara

Udara merupakan komponen abiotik yang vital bagi kehidupan makluk hidup. Dalam udara, terkandung gas-gas antara lain: nitrogen, oksigen, karbondioksida, dan unsur gas lainnya. Setiap makhluk hidup memerlukan udara terutama oksigen untuk proses respirasi. Sedangkan bagi tumbuhan selain memerlukan oksigen sebagai respirasi juga memerlukan karbon dioksida dalam proses fotosintesis. Secara normal nitrogen memilki prosentase tertinggi di udara yaitu sekitar 78%, oksigen sekitar 21% sedangkan sisanya merupakan gas-gas dan unsur-unsur lain seperti karbon dioksida, sulfur oksida, karbon monoksida, dan lain sebagainya.

Seiring dengan perkembangan jaman, penggunaan teknologi-teknologi yang dapat menghasilkan gas buang yang berbahaya semakin marak digunakan, misalnya kendaraan bermotor, dan alat-alat industri. Hal tersebut membuat udara yang tadinya memiliki

kandungan gas-gas dengan prosentase yang normal menjadi berbahaya bagi makhluk hidup untuk respirasi. Oksigen dihasilkan dari proses fotosintesis tumbuhan, namun semakin banyaknya populasi manusia di muka bumi membuat lahan semakin sempit sehingga tidak ada lagi tempat untuk menanam tumbuhan. Ditambah lagi semakin banyaknya populasi manusia berarti semakin banyak pula kebutuhan oksigen. Bisa dibayangkan bagaimana keadaannya jika makhluk hidup berebut oksigen yang jumlahnya terbatas demi mempertahankan hidupnya, kondisi seperti itu bisa dibilang sebagai udara yang tercemar.

Pencemaran udara adalah suatu keadaan di mana kualitas udara menjadi rusak karena kehadiran satu zat atau lebih substansi fisik, kimia, atau biologi di atmosfer dalam jumlah yang melebihi batas kewajaran sehingga membahayakan bagi kesehatan makhluk hidup baik manusia, hewan, tumbuhan, dan organisme lain, menggangu keindahan dan kenyamanan atau merusak tatanan kehidupan. Pencemaran udara sering terjadi di kota-kota besar dan daerah padat industi yang menghasilkan gas-gas yang mengandung zst-zat diatas batas kewajaran. Rusak atau tidaknya lahan hijau dan pepohonan di suatu daerah juga dapat memperburuk kualitas udara di tempat tersebut. Semakin banyak kendaraan bermotor dan alat-alat industri yang mengeluarkan gas yang mencemarkan lingkungan akan semakin parah pada pencemaran udara yang terjadi.

Sumber-Sumber Pencemaran Udara

Pencemaran udara dapat disebabkan oleh sumber-sumber alami seperti gunung berapi, rawa-rawa, kebakaran hutan, nitrifikasi dan denitrifikasi biologi, dan aktivitas manusia, seperti: transportasi, industri, pembangkit listrik, pambakaran (perapian, kompor, furnace, insenerator dengan berbagai jenis bahan bakar), gas buang pabrik yang menghasilkan gas berbahaya seperti CFC. Sumber-sumber lain pencemaran udara bisa berupa gangguan fisik seperti polusi suara, panas, radiasi/polusi cahaya, transportasi ammonia, kebocoran tangki klor, timbulan gas metana dan TPA serta pelarut organic.

Jenis-Jenis Pencemaran Udara

Berdasarkan luas wilayah yang dicemari, pencemaran udara dibedakan menjadi tiga, yaitu:

1. Pencemaran lokal, jika pencemaran terjadi pada suatu daerah tertentu.2. Pencemaran regional, jika pencemaran terjadi pada beberapa daerah.

3. Pencemaran global, jika pencemaran mencakup wilayah yang sangat luas.

Berdasarkan asal bahan pencemarnya, pencemaran udara dapat di bagi dua yaitu:

1. Pencemaran udara primer

Pencemaran udara primer adalah pencemaran udara yang disebabkan oleh substansi-substansi pencemar yang ditimbulkan langsung dari sumber pencemar udara, contoh substansi tersebut adalah CO2 karena CO2 merupakan hasil dari pembakaran.

1. Pencemaran udara sekunder

Pencemaran udara sekunder adalah pencemaran udara yang disebabkan oleh substansi-substansi pencemar yang terbentuk dari reaksi pencemaran-pencemaran primer di atmosfer, contohnya adalah pembentukan ozon.

Gas-Gas Pencemar Udara

1. Karbon monoksida (CO)

Karbon monoksida adalah gas yang bersifat racun yang bisa membunuh makhluk hidup termasuk manusia. Gas CO dapat menggangu sistem peredaran darah karena CO lebih mudah diikat oleh hemoglobin darah dibandingkan dengan oksigen dan dan gas-gas lainnya. Darah yang tercemar karbon monoksida sampai kadar 70-80% dapat menyebabkan kematian

1. Karbondioksida(CO2)

Karbondioksida adalah gas yang mampu meningkatkan suhu pada suatu lingkungan sekitar kita yang disebut efek rumah kaca. Temperatur udara yang tercemar CO2 akan naik dan secara otomatis suhunya akan semakin panas dari waktu ke waktu., seperti wilayah Jakarta. Hal ini disebabkan karena CO2 akan berkonsentrasi sengan jasad renik, debu, dan titik-titik air yang membentuk awan yang dapat ditembus cahaya matahari namun tidak dapat melepaskan panas ke luar awan tersebut. Keadaan seperti ini mirip dengan rumah kaca tanpa ac dan ventilasi udara yang cukup.

1. Gas Oksida Nitrogen (NOX) dan Oksida Belerang (SOX)

Gas-gas nitrogen dihasilkan dari aktifitas bakteri dalam proses nitrifikasi dan denitrifikasi. Sedangkan SO dan SO2 dapat dihasilkan dari letusan gunung berapi. Gas-gas tersebut jika berada di udara dalam jumlah yang melebihi batas normal dan masuk ke dalam tubuh akan menimbulkan gangguan pada saluran pernafasan mulai dari yang ringan sampai yang berat, seperti ISPA.

Dampak Pencemaran Udara

1. Dampak terhadap kesehatan

Substansi udara yang terdapat di alam udara dapat masuk ke dalam tubuh melalui sistem pernafasan. Jauhnya penetrasi subsyansi tersebut kedalam tubuh bergantung kepda jenis pencemar substansi/partikulat yang kerukunan besar dapat tertahan di saluran pernafasan bagian atas. Sedangkan substansi yang berukuran kecil dan gas dapat mencapai paru-paru yang kemudian diserap oleh system peredaran darah dan menyebar ke seluruh tubuh.

Dampak terhadap kesehatan yng paling sering terjadi adalah Infeksi Saluran Pernapasan Akut (ISPA) yang meliputi asma, brongkitis dan ganguan pernafasan lainnya. Beberapa zat pencemar dikategorikan sebagai toksik yang dapat mengganggu kerja organ-organ tubuh dan bersifat karsmogenik yang dapat memicu timbulnya kanker. Studi ADB memperkirakann dampak pencemaran udara di Jakarta yang dengan kematian premature, perawatan rumah sakit, berkurangnya hari kerja efektif, dan ISPA pada tahun 1998 senilai dengan 1.8 triliun rupiah dan akan meningkat menjadi 4.3 triliun rupiah pada tahun2015. Selain ISPA pencemaran udara juga diyakini dapat menyebabkan penurunan intelligent Quotient (IQ)

pada anak. Pengaruh tersebut tidak langsung dirasakan oleh anak melainkan berlangsung sejak dalam kandungan.

Kandungan zat berbahaya seperti logam berat pada emisi kendaraan yang terhisap oleh ibu akan mengalir melalui darah menembus ari-arei sebagai barier sehingga menggangu pertumbuhan dan fungsi otak ketika bayi dilahirkan. Badan pengendalian dampak lingkungan daerah DKI Jakarta mengadakan studi thaun2001 yang mengatakan bahwa ibu-ibu di pinggiran kota Jakarta memiliki asi yang berkadar timbel 10-20 mg, jauh lebih tinggi 10-15 kali lipat di bandingkan mereka yang tinggal pedesaan. Polutan timbal yang terdapat dalam solar memicu ganguan kesehatan kaum perempuan dan balita yang berimbas pada perkembngan sel-sel otak balita.

Sebagian besar kendaraan bermotor di kota-kota besar masih menggunakan bahan bakar fosil yang mengandung hirogen dan karbon (hidrokarbon), dimana hasil pembakarannya adalah karbon monoksida, karbondioksida, dan juga oksida nitrogen. Di samping itu masih ada juga kendaraan bermotor yang menggunakan solar sebagai bahan bakar karena alasan ekonomi, padahal pembakaran solar menghasilkan senyawa berbahaya timbel atau plumbum(pb), polutan inilah yang yang menjadi pemicu gangguan fungsi otak yang utama. Gas CO lebih sering menyerang anak-anak dan orang dewasa secara langsung, yakni menyebabkan pusing, pandangan kabur, pingsan, bahkan kehilangan koordinasi syaraf. Selain tu juga memicu bronkhitis, pneumonia, asma, serta ganguan fungsi paru, polusi udara juga menyebabkan penurunan tingkat kecerdasan.

Asap rokok juga merupakan polutan yang perlu diperhatikan, walaupun sampai saat ini belum ada penelitian apakah asap rokok termasuk zat berbahaya bagi otak anak, namun ibu hamil yang menghisap rokok bisa berakibat fatal terhadap janin yang dikandungnya. Pembuluh darah ibu akan mengecil sehingga suplai darah ke calon bayi terhalang, akibatnya peartumbuhan bayi terhambat dan bahkan bisa lahir dengan cacat mental. Selain itu asap rook juga dapat menyebabkan impotensi pada pria yang mengkonsumsi rokok dalam jumlah yang besar dan dalam jangka waktu yang lama.

1. Dampak Terhadap Tumbuhan

Tanaman yang tumbuh di daerah dengan tingkat pencemaran udara yang tinggi dapat terganggu pertumbuhannya. Selain itu tanaman tersebut bisa terjangkit penyakit-penyakit, antar lain: klorosis, nekrosis, dan timbulnya bintik-bintik hitam pada daun. Bahan-bahan pencemar yang terdeposisi di permukaan tanaman juga bisa menghambat proses fotosintesis.

1. Dampak Terhadap Lingkungan2. Hujan asam

Atmosfer merupakan sistem yang kompleks, dinamik dan rapuh. Dalam keadaan normal pH air hujan adalah 5,6 karena adanya kandungan CO2 di atmosfer. Apabila udara trcemar zat-zat seperti SO2 dan NO2 maka zat-zat tersebut akan bereaksi dengan dengan air hujan akan membentuk asam dan menurunkan pH air hujan.

SO2 + H2O

NO2 + H2O

Dampak-dampak yang ditimbulkan hujan asam adalah:

• Mempengaruhi kulitas air permukaan dan air tanah karena dapat melarutkan logam-logam berat dlam tanah

• Merusak tanaman

• Bersifat korosif sehingga merusak material bangunan

1. Efek rumah kaca

Keberadaan gas-gas pencemar seperti CO2, CFC, Metana, Ozon, NO2 di lapisan troposfer dapat menyerap radiasi panas matahari yag dipantulkan oleh permukaan bumi. Akibatnya panas terperangkap dalam lapisan troposfer dapat menimbulkan pamanasan global. Pemanasan global dapat menyebabkan pencairan es di kutub, perubahan iklim secara regional dan global, serta perubahan siklus hidup flora dan fauna, akibatnya rusaklah tatanan kehidupan di muka bumi.

1. kerusakan lapisan ozon

Lapisan zon berada di stratosfer dan merupakan pelindung bumi karena dapat memfilter radiasi ultta violet β dari matahari. Pembentukan dan penguraian molekul-molekul ozon terjadi secara alami di stratosfer.

Emisi CFC yang mencapai stratosfer menyebabkan laju penguraian molekul-molekul ozon lebih cepat darui pembentukannya sehingga terbentuk lubang-lubang pada lapisa ozon. Kerusakan pada lapisan ozon menyebabkan sinar ultraviolet β matahari tidak terfilter dan dapat mengakibatkan kanker kulit serta penyakit pada tanaman.

Pencemaran Tanah

Tanah merupakan sumber kehidupan bagi seluruh makhluk hidup karena selain sebagai habitat, tanah juga menyediakan berbagai macam garam mineral yang diperlukan oleh makhluk hidup. Bagi tumbuhan, tanah memiliki peran yang amat vital karena tumbuhan hidup dan mengambil nutrisi secara langsung dari tanah, begitu juga dengan beberapa hewan yang hidup di dalam tanah seperti cacing tanah dan semut.

Tanah yang baik umumnya memiliki pH antara 5-8, sehingga memungkinkan tanaman dapat tumbuh dengan baik. Kisaran pH tersebut berpengaruh terhadap pertumbuhan akar. Meskipun setiap tanaman menghendaki kisaran pH tertentu, kebanyakan tanaman tidak dapat hidup pada pH sangat rendah (< 4) yang bersifat asam atau sangat tinggi (> 9) yang bersifat basa. Pertumbuhan akar tanaman juga dipengaruhi oleh kelembaban tanah. Tanah yang baik memiliki kelembaban di atas 16%. Selain pH dan kelembaban, suhu juga memiliki peran yang sangat penting karena suhu merupakan factor pembatas bagi makhluk hidup yang mempengaruhi reaksi enzimatis. Suhu tanah yang baik berkisar antara 4 – 45C (suhu optimal). Pada suhu kurang dari 4 C reaksi enzim berjalan lambat sedangkan pada suhu lebih dari 45 C enzim mengalami denaturasi sehinggga dapat menyebabkan kematian. Sedangkan tanah dikatakan tercemar apabila terdapat zat-zat kimia(terutama buatan manusia) dan u kehidupan makhluk hidup.cemaran tanah adalah suatu kondisi dimana bahan kimia buatan manusia masuk dan merubah lingkungan alami. Sebagian besar pencemaran tanah disebabkan oleh akrifitas manusia antara lain: peimbunan sampah, penggunaan pestisida,

pembuangan limbah rumah tangga, dan industri. Selain itu, pencemaran tanah juga biasa terjadi karena kebocoran limbah cair atau bahan kimia industri, masuknya air permukaan tanah tercemar kelapisan sub permukaan, kecelakaan kendaraan pengangkut minyak, zat kimiaatau limbah, air limbah dari tempat pembuangan sampah, serta limbah industri yang langsung dibuang ke tanah secara tidak memenuhi syarat-syarat (illegal dumping)

Jika suatu zat pencemar yang berbahaya mencemari permukaa tanah maka kemungkinan yang terjadi adalah zat tersebut akan menguap, tersapu air hujan, atau masuk ke dalam tanah. Pencemar yang masuk kedalam tanah kemudian terendap sebagai zat kimia beracun dalam tanah yang akan berdampak langsung pada manusia jika bersentuhan langsung da dapat mencemari udara dan air tanah disekitar tanah.

Dampak pencemaran tanah

1. pencemaran tanah dapat memberikan beberapa dampak yang buruk bagi kesehatan tubuh manusia

pencemaran tanah ini dapat berasal dari berbagai polutan seperti: timbal, merkuri, organo fosfat, karmabat, dan lain-lain. Polutan tanah dari timbal dapat membahayakan bagi anak-anak, karena dapat menyebabkan kerusakan otak serta kerusakan ginjal pada seluruh populasi. Polutan tanah yang berasal dari merkuri dan siklodiena dikenal dapat meyebabkan dapat menyebabkan kerusakan ginjal, beberapa bahkan tidak dapat diobati.sedangkan polutan tanah yang berasal dari organofosfat dan karmabat dapat meyebabkan gangguan pada saraf otot.

1. percemaran tanah dapat memberikan dampak terhadap ekosistem di alam

perubahan kimia tanah yang radikal dapat ditimbulkan dengan adanya bahan kimia beracun yang terkandung di dalam tanah. Perubahan ini menyebabkan perubahan metabolisme dari mikroorganisme di dalamnya. Akibat pencemaran tanah ini memusnahkan bebrapa spesies primer dari rantai makanan sehingga berakibat besar terhadap predator atau tingkatan lain dari rantai makana tersebut yang apda akhirnya merusak sistem ekosistem yang sudah seimbang

1. pencemaran tanah paling berdampak besar terhadap hasil pertanian.

Hal ini dapat menyebabkan dampak lanjutan pada konservasi tanaman di mana tanaman tidak mampu menahan lapisan tanah dari erosi.

Penanganan Pencemaran Tanah

Penanganan pencemaran tanah dapat dilakukan dengan remediasi dan bioremediasi. Remediasi adalah kegiatan untuk membersihkan permukaan tanah yang tercemar. Ada dua jenis remediasi tanah yaitu secara in situ an secara ek situ. Pembersihan in situ adalah pembersihan di lokasi. Pembersihan ini lebih murah dan lebih mudah, terdiri dari pembersihan, venting (injeksi) dan bioremediasi. Pembesihan ek situ meliputi penggalian tanah yang tercemar dan kemudian di bawa ke daerah yang aman. Setelah itu di daerah tersebut, tanahnya kemudian dibersihkan dari zat pencemar. Caranya yaitu: tanah tersebut disimpan di bak atau tangki yang kedap. Kemudian zat pembersih dipompakan ke bak atau

tangki tersebut. Selanjutnya zat pencemar dipompakan keluar dari bak yang kemudian dapat diolah dengan instalasi pengolah air limbah. Pembersihan ek situ ini lebih mahal dan rumit.

Bioremediasi adalah proses pembersihan zat pencemar tanah dengan microorganisme (jamur atau bakteri). Bioremediasi bertujuan untuk memecah atau mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun. Empat teknik dasar yang digunakan dalam bioremediasi adalah:

1. Stimulasi aktifitas mikroorganisme asli(di lokasi tercemar) dengan penambahan nutrien.

2. Inokulasi (penanaman) mikroorganisme di lokasi tercemar yaitu mkroorganisme yang memilki kemampuan biotransportasi khusus.

3. Penerapan immobilized enzymes

4. Penggunaan tanaman (pytoremediation) untuk menghilangkan atau mengubah pencemar.

About these ads .