05.38
Daur Biogeokimia
Unsur-unsur seperti karbon, nitrogen, fosfor, belerang,
hidrogen, dan oksigen adalah beberapa diantara unsur yang penting bagi
kehidupan. Unsur-unsur tersebut diperlukan oleh makhluk hidupdalam
jumlah yang banyak, sedangkan unsur yang lain hanya dibutuhkan dalam jumlah
yangsedikit. Meskipun setiap saat unsur-unsur yang ada tersebut dimanfaatkan oleh organisme,keberadaan
unsur-unsur tersebut tetap ada. Hal tersebut dikarenakan, unsur yang digunakan
olehorganisme untuk menyusun
senyawa organik dalam tubuh organisme, ketika organisme-organismetersebut mati, unsur-unsur penyusun senyawa
organik tadi oleh pengurai akan dikembalikan kealam, baik dalam tanah ataupun
dikembalikan lagi ke udara. Jadi, dalam proses tersebut melibatkanmakhluk hidup, tanah, dan reaksi-reaksi kimia di
dalamnya. Itulah yang dimaksud sebagai daur biogeokimia. Berikut ini akan dibahas macam-macam daur biogeokimia
yang ada di alam ini,antara lain:
1. Daur Nitrogen
Gas
nitrogen ikatannya stabil dan sulit bereaksi, sehingga tidak bisa dimanfaatkan
secara langsungoleh makhluk hidup. Nitrogen dalam tubuh makhluk hidup merupakan
komponen penyusun asamamino yang akan
membentuk protein. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen
atauoksigen dengan bantuan kilat atau petir membentuk nitrat (NO). Tumbuhan
menyerap nitrogendalam bentuk nitrit ataupun nitrat dari dalam
tanah untuk menyusun protein dalam tubuhnya. Ketikatumbuhan dimakan oleh herbivora, nitrogen yang ada akan berpindah ke
tubuh hewan tersebut bersama makanan. Ketika tumbuhan dan hewan
mati ataupun sisa hasil ekskresi hewan (urine) akandiuraikan oleh dekomposer menjadi amonium dan amonia. Oleh bakteri nitrit (contohnya Nitrosomonas),
amonia akan diubah menjadi nitrit, proses ini disebut sebagai nitritasi.
Kemudian,nitrit dengan bantuan bakteri
nitrat (contohnya Nitrobacter) akan diubah menjadi nitrat, proses inidisebut
sebagai proses nitratasi. Peristiwa proses perubahan amonia menjadi nitrit dan
nitrat dengan bantuan bakteri disebut
sebagai proses nitrifikasi. Adapula bakteri yang mampu mengubah nitritatau
nitrat menjadi nitrogen bebas di udara, proses ini disebut sebagai
denitrifikasi. Di negara-negara maju, nitrogen bebas dikumpulkan untuk
keperluan industri. Selain karena proses secaraalami melalui proses
nitrifikasi, penambahan unsur nitrogen di alam dapat juga melalui proses buatan
melalui pemupukan. Reaksi kimia pada proses nitrifikasi adalah sebagai
berikut.
2. Daur Fosfor
Unsur
fosfor merupakan unsur yang penting bagi kehidupan, tetapi persediaannya sangat
terbatas.Dengan kemampuannya untuk membentuk
ikatan kimia berenergi tinggi, fosfor sangat pentingdalam transformasi
energi pada semua organisme. Sumber fosfor terbesar dari batuan dan
endapan-endapan yang berasal dari sisa makhluk hidup. Sumber ini lambat laun
akan mengalami pelapukandan erosis, bersamaan dengan itu fosfor akan dilepaskan
ke dalam ekosistem. Tetapi sebagian besar senyawa fosfor akan hilang ke perairan dan diendapkan. Fosfor dalam
tubuh merupakan unsur penyusun tulang, gigi, DNA
atau RNA, dan protein. Daur fosfor dimulai dari adanya fosfatanorganik
yang berada di tanah yang diserap oleh tumbuhan. Hewan yang memakan
tumbuhan akanmemperoleh fosfor dari tumbuhan yang dimakannya. Tumbuhan atau
hewan yang mati ataupun sisaekskresi
hewan (urine dan feses) yang berada di tanah, oleh bakteri pengurai akan
menguraikanfosfat organik menjadi fosfat anorganik yang akan dilepaskan
ke ekosistem.
3. Daur Belerang (Sulfur)
Belerang dalam tubuh organisme merupakan unsur penyusun
protein. Di alam, sulfur (belerang)terkandung dalam tanah dalam bentuk mineral tanah dan di udara
dalam bentuk SO atau gas sulfur dioksida. Ketika gas sulfur dioksida yang
berada di udara bersenyawa dengan oksigen dan air, akanmembentuk asam sulfat yang ketika jatuh ke tanah akan menjadi bentuk
ion-ion sulfat (SO4 2- ).Kemudian ion-ion sulfat tadi akan diserap oleh
tumbuhan untuk menyusun protein dalam tubuhnya.Ketika manusia atau hewan memakan tumbuhan, maka akan terjadi
perpindahan unsur belerangdari tumbuhan ke tubuh hewan atau manusia. Ketika
hewan atau tumbuhan mati, jasadnya akandiuraikan oleh bakteri dan jamur
pengurai dan menghasilkan bau busuk, yaitu gas hidrogen sulfide
(H2S) yang akan dilepas ke
udara dan sebagian tetap ada di dalam tanah. Gas hidrogen sulfida yangada di udara akan bersenyawa dengan oksigen
membentuk sulfur oksida, dan yang di tanah oleh bakteri tanah akan diubah
menjadi ion sulfat dan senyawa sulfur oksida yang nanti akan diserapkembali
oleh tumbuhan.
4.
Daur Karbon
Sumber-sumber CO2 di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran
batu bara, dan asap pabrik. Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh
tumbuhanuntuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen. Hewan dan tumbuhan yang
mati, dalam waktuyang lama akan membentuk batu bara di dalam tanah. Batu bara
akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar
CO2 di udara. Di ekosistem air, pertukaran CO2 denganatmosfer
berjalan secara tidak langsung. Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk
asamkarbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber
karbon bagi algayang
memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain.
Sebaliknya,saat organisme air berespirasi, CO2 yang mereka keluarkan menjadi
bikarbonat. Jumlah bikarbonatdalam air adalah seimbang dengan jumlah CO2
di air. Lintasan arus utama siklus karbon adalah dariatmosfer atau hidrosfer ke dalam jasad hidup, kemudian kembali lagi ke
atmosfer atau
hidrosfer (Harliyono, 1999: 191)
5. Daur Hidrologi (Air)
Pemanasan air samudra oleh
sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air
berevaporasi kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan,salju,
hujan es, hujan gerimis, atau kabut. Pada perjalanan menuju bumi, beberapa
presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas, atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanamansebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah
siklus hidrologi terus bergerak secara kontinudalam tiga cara yang
berbeda:
a. Evaporasi (transpirasi)
Air yang ada di laut, di
daratan, di sungai, di tanaman, dan sebagainya, kemudian akan menguap keangkasa (atmosfer) dan 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, dankabut.
b. Infiltrasi (perkolasi)
Ke
dalam tanah air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah
dan batuanmenuju
permukaan air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler, atau air dapat
bergerak secaravertikal atau horizontal di bawah permukaan tanah hingga air
tersebut memasuki kembali sistem air
0 komentar