Newest Post
// On :Kamis, 07 Agustus 2014
Di alam ini banyak terdapat unsur-unsur
kimia, baik yang
terdapat dalam tubuh organisme, di air,
dalam tanah maupun di
batuan serta mineral. Unsur-unsur tersebut
terikat dalam bentuk
senyawa kimia, baik senyawa organik maupun
senyawa anorganik.
Melalui serangkaian organisme dan
lingkungan fisik, unsur-unsur
tersebut mengalami daur/siklus. Daur yang
melibatkan unsur-unsur
senyawa kimia dan mengalami perpindahan
melalui serangkaian
organisme inilah yang disebut daur
biogeokimia.
Dalam bagian ini akan dibahas mengenal
beberapa daur.
1. Daur nitrogen (N)
Nitrogen merupakan bagian terbesar penyusun
gas dalam
atmosfer bumi (sekitar 78%). Nitrogen di
udara bebas tidak
banyak bermanfaat bagi organisme. Oleh
karena itu nitrogen
bebas tersebut perlu difiksasi (ditambat)
agar lebih dirasakan
manfaatnya. Proses fiksasi nitrogen dari
udara dapat
berlangsung oleh kegiatan fiksasi industri
(misalnya industri
pupuk nitrogen), fiksasi oleh
mikroorganisme baik secara
simbiotik maupun nonsimbiotik (bakteri,
alga biru), maupun
fiksasi oleh peristiwa alam seperti kilat
atau petir yang
menyebabkan terbentuknya senyawa nitrat.
Selanjutnya nitrat
diserap oleh akar tumbuhan untuk digunakan
dalam sintesis
asam amino, komponen pembentuk protein.
Protein tumbuhan
dikonsumsi oleh hewan dan manusia, dan
dikeluarkan lagi
melalui feses, urin, ekskret bernitrogen
lain.
Bersama dengan hewan dan tumbuhan mati, zat
buangan
bernitrogen tersebut akan mengalami
pembusukan dan
penguraian oleh bakteri dan fungi membentuk
senyawa
amoniak dan amonium. Oleh bakteri Nitrosomonas,
Nitrosococcus amoniak dan amonium
diubah menjadi nitrit.
Proses perubahannya dinamakan nitritasi. Oleh
bakteri
Nitrobacter nitrit diubah
menjadi nitrat, proses perubahannya
dinamakan nitratasi. Gabungan
dari nitritasi dan nitratasi
dinamakan nitrifikasi. Senyawa
nitrat tersebut akhirnya
diserap kembali oleh akar tumbuhan.
Ada jenis bakteri yang mampu mengubah
nitrat dalam
tanah menjadi nitrogen bebas, yaitu
bakteri Thiobacillus
denitrificans dan Pseudomonas
denitrificans (keduanya
disebut bakteri denitrifikasi). Proses
perubahan nitrat dalam
tanah menjadi nitrogen di udara bebas
dinamakan
denitrifikasi. Perubahan ini tentu
sangat merugikan bagi
kesuburan tanah.
2. Daur Karbon (C)
Gas karbon dioksida (CO2 ) hanya terdapat sekitar
0,035% di atmosfer bumi. Kadar tersebut
akan mengalami
peningkatan sejalan dengan pembebasan gas
CO2 baik oleh
kegiatan manusia maupun oleh peristiwa
alam. Gas tersebut
berasal dari pembakaran bahan bakar fosil
(minyak bumi),
pembakaran atau kebakaran hutan, aktivitas
gunung api.
Organisme produsen memanfaatkan CO2 udara untuk
melakukan sintesis senyawa organik, baik
melalui fotosintesis
maupun kemosintesis. Senyawa organik hasil
fotosintesis
dimanfaatkan oleh organisme heterotrof
(hewan, manusia)
sebagai sumber energi. Melalui respirasi
senyawa organik
tersebut dibakar (dioksidasi), CO2 hasil pembakaran
dibebaskan lagi ke udara. Selain sebagai
sumber energi,
senyawa organik tersebut sebagian disimpan
dalam tubuh
organisme. Jika organisme mati, senyawa
karbon akan
diuraikan dan diendapkan menjadi batuan
karbonat dan kapur.
Jika tersimpan dalam perut bumi dalam
jangka waktu yang
sangat lama, senyawa karbon sisa organisme
mati dapat
menghasilkan bahan bakar fosil (minyak
bumi). Akhirnya oleh
kegiatan manusia bahan bakar fosil tersebut
kembali
membebaskan CO2 ke udara.
3. Daur Fosfor (P)
Fosfor merupakan unsur penting pembentuk
asam
nukleat, protein, Adenosin Tri Pospat
(ATP), dan senyawa
organik lain. Fosfor (P) tidak pernah
ditemukan dalam bentuk
gas, tapi dalam bentuk fosfor dalam
tanah, fosfor dalam
air tawar dan laut. Oleh organisme produsen,
fosfor diserap
dan dimanfaatkan untuk sintesis senyawa
organik (protein,
asam nukleat, ATP). Senyawa organik yang
mengandung
fosfor ini akhirnya berpindah ke konsumen.
Protein dalam
tubuh organisme digunakan untuk metabolisme
dan
membangun bagian-bagian tubuh. Jika
organismenya mati,
senyawa organik yang mengandung fosfor
mengalami
perombakan oleh pengurai, akhirnya fosfor
kembali lagi ke
tanah, air tawar dan laut. Fosfor dalam
tanah terbawa oleh
air, diendapkan di danau atau lautan
membentuk batuan yang
mengandung fosfor. Batuan fosfor tererosi
menghasilkan
tanah, akhirnya fosfor kembali ke tanah.
4. Daur Sulfur ( S )
Sulfur banyak terdapat di kerak bumi.
Sulfur dapat
diserap oleh tumbuhan dalam bentuk sulfat. Sulfur
diperlukan
dalam sintesis senyawa protein. Sulfat
dalam tanah diserap
oleh tumbuhan, selanjutnya digunakan untuk
sintesis protein.
Melalui rantai makanan sulfur berpindah ke
konsumen. Jika
organisme mati, senyawa sulfur dalam
organisme akan terurai
secara aerob membentuk sulfat kembali,
dan bila penguraian
berlangsung secara anaerob menghasilkan gas
sulfur dan
sulfida. Gas sulfur dan sulfida
juga berasal dari hasil reduksi
senyawa sulfat secara anaerob oleh bakteri
pereduksi sulfur.
Oleh bakteri sulfur, gas sulfur dan sulfida
di udara dioksidasi
menghasilkan sulfur, selanjutnya
sulfur dioksidasi lagi
membentuk sulfat dalam
tanah.
5. Daur air
Air merupakan kebutuhan vital bagi semua
makhluk hidup.
Tak ada makhluk hidup yang mampu bertahan
hidup tanpa
adanya air. Air terdapat secara melimpah di
laut, tetapi
ketersediaannya relatif terbatas di
daratan. Bagi tumbuhan,
air merupakan salah satu faktor penting
untuk fotosintesis,
perkecambahan dan pertumbuhan, serta sarana
transportasi
zat. Bagi hewan dan manusia, air merupakan
faktor penting
dalam melaksanakan transportasi zat.
Daur air disebut juga daur
hidrologi. Secara garis besar
daur hidrologi dibedakan menjadi tiga
macam, yaitu daur
hidrologi pendek, daur hidrologi
sedang, dan daur
hidrologi panjang.
a. Daur hidrologi pendek
Air laut menguap, uap air naik ke udara
lalu bersatu
menjadi awan. Pada ketinggian tertentu awan
mengalami
kondensasi dan presipitasi menjadi
titik-titik air, kemudian
turun sebagai hujan. Pada daur hidrologi
pendek ini
terbentuknya awan dan hujan terjadi di atas
laut, jadi hujan
tidak mencapai daratan.
b. Daur hidrologi sedang
Air laut menguap, uap air naik ke udara dan
terbawa
angin sampai di atas daratan membentuk
awan. Pada
ketinggian tertentu awan mengalami
kondensasi dan
presipitasi membentuk titik-titik air, lalu
turun sebagai hujan
di daratan. Sebagian air meresap ke dalam
tanah, sebagian
lain kembali ke laut melalui sungai.
c. Daur hidrologi panjang
Uap air yang berasal dari penguapan air
laut, kolam,
danau, sungai maupun hasil transpirasi
tumbuhan naik ke
udara, lalu bersatu menjadi awan. Awan
terbawa oleh angin
ke arah daratan dan pada jarak tertentu
terhalang oleh
pegunungan. Akhirnya awan mengalami
kondensasi dan
presipitasi menjadi titik-titik air dan
turun sebagai hujan di
atas pegunungan. Air hujan meresap ke tanah
di pegunungan,
lalu diserap oleh tumbuhan di pegunungan,
sebagian
muncul sebagai mata air. Melalui sungai air
mengalir
kembali lagi ke laut.
