DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN SAMPUL ......................................................................................... i
DAFTAR ISI…………………………………………………………………….....iii
PROSES
ALIRAN ENERGI DALAM EKOSISTEM………………………........ 1
PERLAKUAN MANUSIA
TERHADAP LINGKUNGAN………….…………...2
DAUR KARBON…............………………………………………………….........3
DAUR NITROGEN ……………………….......…………………………….........8
DAUR SULFUR…………………………………............………………….......... 10
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................. 13
1.
PROSES ALIRAN ENERGI DALAM
EKOSISTEM
http://2.bp.blogspot.com/-XHcrxlHclck/Tvsrr39PXaI/AAAAAAAABH8/cQo4SMO-2oE/s1600/4.png
Aliran
energi dalam ekosistem mengalami tahapan proses sebagai berikut :
1.
Energi masuk ke dalam
ekosistem berupa energi matahari, tetapi tidak semuanya dapat digunakan oleh
tumbuhan dalam proses fotosintesis. Hanya sekitar setengahnya dari rata-rata
sinar matahari yang sampai pada tumbuhan diabsorpsi oleh mekanisme
fotosintesis, dan juga hanya sebagian kecil, sekitar 1-5 %, yang diubah menjadi
makanan (energi kimia). Sisanya keluar dari sistem berupa panas, dan energi
yang diubah menjadi makanan oleh tumbuhan dipakai lagi untuk proses respirasi
yang juga sebagai keluaran dari sistem.
2.
Energi yang disimpan berupa
materi tumbuhan mUungkin
dilakukan melalui rantai makanan dan jaring-jaring makanan melalui herbivora
dan detrivora. Seperti telah diungkapkan sebelumnya, terjadinya kehilangan
sejumlah energi diantara tingkatan trofik, maka aliran energi berkurang atau
menurun ke arah tahapan berikutnya dari rantai makanan. Biasanya herbivora
menyimpan sekitar 10 % energi yang dikandung tumbuhan, demikian pula karnivora
menyimpan sekitar 10 % energi yang dikandung mangsanya.
3.
Apabila materi tumbuhan
tidak dikonsumsi, maka akan disimpan dalam sistem, diteruskan ke pengurai, atau
diekspor dari sistem sebagai materi organik.
4.
Organisme-organisme pada
setiap tingkat konsumen dan juga pada setiap tingkat pengurai memanfaatkan
sebagian energi untuk pernafasannya, sehingga terlepaskan sejumlah panas keluar
dari system.
5.
Dikarenakan ekosistem
adalah suatu sistem terbuka, maka beberapa materi organik mungkin dikeluarkan
menyeberang batas dari sistem. Misalnya akibat pergerakan sejumlah hewan ke
wilayah, ekosistem lain, atau akibat aliran air sejumlah gulma air keluar dari
sistem terbawa arus.
2.
PERLAKUAN MANUSIA TERHADAP LINGKUNGAN
Manusia adalah makhluk Tuhan yang paling sempurna, inilah
yang sering kita dengar, namun akankah kita sebagai manusia sudah bertindak
dengan sempurna ? atau kita bahkan tidak pantas menyandang sebutan sebagai
makhluk yang paling sempurna. Manusia, dilahirkan dengan berbagai kelebihan
dibanding makhluk yang lain yakni kita memiliki daya rasa, daya cipta, dan akal
pikiran, sehingga diharapkan dengan kelebihan tersebut manusia dapat bertindak
dengan lebih sempurna untuk menentukan bagaimana kita bisa hidup di dunia dan
berdampingan dengan mkhluk yang lain.
Alam sekitar kita telah menyediakan berbagai sumber daya
yang bisa kita manfaatkan untuk mencukupi seluruh kebutuhan dalam rangka untuk
mempertahankam hidup. Dengan akal dan kemampuan manusia, manusia dapat mencari
cara atau langkah untuk mengolah sumber daya tersebut. Namun disisi lain
manusia juga memiliki rasa, sehingga kita sebagai manusia harus bisa menentukan
sikap yang tetap dalam bertindak, baik terhadap manusia yang lain maupun
terhadap makhluk yang lain, terutama sikap terhadap lingkungan yang telah
berjasa dalam memenuhi seluruh kebutuhan manusia dalam mempertahankan hidup.
Selama ini ternyata sikap manusia
terhadap lingkungan tidak cukup adil, manusia lebih mementingkan kebutuhannya
sendiri dan kurang memperhatikan kebutuhan lingkungan. Lingkungan memerlukan
perhatian kita untuk dapat terjaga kelestariannya. Berdasarkan kenyataan yang
ada ternyata tindakan manusia terhadap lingkungan selalu memiliki dampak yang
positip dan dampak negatip. Beberapa tindakan manusia terhadap lingkungan
antara lain ;
a.
Mengelola Sumber Daya yang Ada dalam Ekosistem
Manusia memanfaatkan sumber daya alam yang ada, baik yang
hayati, non hayati, dapat diperbarui maupun yang tidak dapat diperbarui.
Penggunaan sumber daya alam apabila dikelola dengan baik akan membawa dampak
yang positip serta dapat digunakan dalam jangka waktu yang lama. Begitu pula
untuk sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui harus dapat digunakan secara
bijaksana agar tetap lestari. Selain itu dapat pula terbantu dengan penggunaan
berbagai sumber alternatif. Seperti penggunaan biogas dari kotoran sapi sebagai
pengganti gas lpg dan penggunaan kelapa sawit sebagai bahan bakar biodiesel.
Sebaliknya apabila dikelola dengan tidak baik maka sumber daya alam tersebut
hanya mampu memnuhi kebutuhan manusia dalam jangka waktu tertentu dan lekas
habis, apalagi tidak diimbangi dengan usaha pelastarian sumber daya alam.
b.
Memanfaatkan Sumber Daya Alam dalam Ekosistem
Berbagai usaha yang dilakukan manusia dalam memanfaatkan
sumber daya alam antara lain :
1.
Pohon dihutan sebagai bahan bangunan.
2.
Memanfaatkan sumber daya alam yang ada dengan efektif dan
efesien.
3.
Memanfaatkan limbah dengan cara daur ulang atau
penggunaan kembali bahan yang masih dapat dipakai.
c.
Merusak Lingkungan
Pemanfaatan sumber daya yang ada dilingkungan oleh
manusia ternyata tidak hanya membawa dampak positif namun ternyata membawa
dampak negatif yang cukup besar. Hal ini sangat bisa dirasakan oleh lingkungan
itu sendiri maupun manusia sebagai pelakunya. Beberapa tindakan manusia yang
dapat merusak lingkungan dalam rangka pemanfaatan sumber daya alam antara lain
:
1.
Eksploitasi tambang seperti batu bara, minyak bumi, gas
bumi, maupun berbagai bahan tambang yang lain yang dilakukan secara
besar-besaran dan terus menerus tanpa perencanaan yang matang dan terarah.
2.
Pembabatan hutan secara liar, baik dalam eksploitasi kayu,
rotan dan hasil hutan yang lain, ataupun
untuk pembukaan lahan baru.
3.
Eksploitasi hasil laut seperti penangkapan ikan dengan
bahan peledak, penggunaan karang dan rumput laut secara besar-besaran untuk
industri dan sejenisnya.
4.
Perombakan daerah pesisir pantai untuk kepentingan
industri maupun untuk pemukiman.
3. DAUR KARBON
Siklus karbon
adalah siklus biogeokimia dimana karbon
dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek
astronomis lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampir sama meskipun
hingga kini belum diketahui).
Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama
yang dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah
atmosfer, biosfer teresterial (biasanya termasuk pula freshwater system
dan material non-hayati organik seperti karbon tanah (soil carbon)), lautan (termasuk karbon anorganik
terlarut dan biota laut hayati dan non-hayati), dan sedimen (termasuk bahan bakar fosil). Pergerakan
tahuan karbon, pertukaran karbon antar reservoir, terjadi karena proses-proses
kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermaca-macam. Lautan mengadung kolam
aktif karbon terbesar dekat permukaan Bumi, namun demikian laut
dalam bagian dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat
dengan atmosfer.
Neraca
karbon global adalah kesetimbangan pertukaran karbon (antara yang
masuk dan keluar) antar reservoir karbon atau antara satu putaran (loop)
spesifik siklus karbon (misalnya atmosfer - biosfer). Analisis neraca karbon
dari sebuah kolam atau reservoir dapat memberikan informasi tentang apakah
kolam atau reservoir berfungsi sebagai sumber (source) atau lubuk (sink)
karbon dioksida.Karbon di atmosfer
http://2.bp.blogspot.com/-2Pfswfr0uAU/UcFuhwykxHI/AAAAAAAAAak/n3mf5NdY1RU/s1600/kar.PNG
Diagram dari siklus karbon. Angka dengan warna hitam menyatakan berapa banyak karbon tersimpan dalam berbagai reservoir, dalam milyar ton ("GtC" berarti Giga Ton Karbon). Angka dengan warna biru menyatakan berapa banyak karbon berpindah antar reservoir setiap tahun. Sedimen, sebagaimana yang diberikan dalam diagram, tidak termasuk ~70 juta GtC batuan karbonat dan kerogen
Bagian
terbesar dari karbon yang berada di atmosfer
Bumi adalah gas karbon
dioksida (CO2). Meskipun jumlah gas ini merupakan
bagian yang sangat kecil dari seluruh gas yang ada di atmosfer (hanya sekitar
0,04% dalam basis molar, meskipun sedang mengalami kenaikan), namun ia memiliki
peran yang penting dalam menyokong kehidupan. Gas-gas lain yang mengandung
karbon di atmosfer adalah metan dan kloroflorokarbon atau CFC (CFC
ini merupakan gas artifisial atau buatan). Gas-gas tersebut adalah gas rumah kaca yang konsentrasinya di atmosfer
telah bertambah dalam dekade terakhir ini, dan berperan dalam pemanasan global.Diagram dari siklus karbon. Angka dengan warna hitam menyatakan berapa banyak karbon tersimpan dalam berbagai reservoir, dalam milyar ton ("GtC" berarti Giga Ton Karbon). Angka dengan warna biru menyatakan berapa banyak karbon berpindah antar reservoir setiap tahun. Sedimen, sebagaimana yang diberikan dalam diagram, tidak termasuk ~70 juta GtC batuan karbonat dan kerogen
Karbon diambil dari atmosfer dengan berbagai cara:
- Ketika matahari bersinar, tumbuhan melakukan fotosintesa untuk mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat, dan melepaskan oksigen ke atmosfer. Proses ini akan lebih banyak menyerap karbon pada hutan dengan tumbuhan yang baru saja tumbuh atau hutan yang sedang mengalami pertumbuhan yang cepat.
- Pada permukaan laut ke arah kutub, air laut menjadi lebih dingin dan CO2 akan lebih mudah larut. Selanjutnya CO2 yang larut tersebut akan terbawa oleh sirkulasi termohalin yang membawa massa air di permukaan yang lebih berat ke kedalaman laut atau interior laut (lihat bagian solubility pump).
- Di laut bagian atas (upper ocean), pada daerah dengan produktivitas yang tinggi, organisme membentuk jaringan yang mengandung karbon, beberapa organisme juga membentuk cangkang karbonat dan bagian-bagian tubuh lainnya yang keras. Proses ini akan menyebabkan aliran karbon ke bawah (lihat bagian biological pump).
- Pelapukan batuan silikat. Tidak seperti dua proses sebelumnya, proses ini tidak memindahkan karbon ke dalam reservoir yang siap untuk kembali ke atmosfer. Pelapukan batuan karbonat tidak memiliki efek netto terhadap CO2 atmosferik karena ion bikarbonat yang terbentuk terbawa ke laut dimana selanjutnya dipakai untuk membuat karbonat laut dengan reaksi yang sebaliknya (reverse reaction).
- Melalui pernapasan (respirasi) oleh tumbuhan dan binatang. Hal ini merupakan reaksi eksotermik dan termasuk juga di dalamnya penguraian glukosa (atau molekul organik lainnya) menjadi karbon dioksida dan air.
- Melalui pembusukan binatang dan tumbuhan. Fungi atau jamur dan bakteri mengurai senyawa karbon pada binatang dan tumbuhan yang mati dan mengubah karbon menjadi karbon dioksida jika tersedia oksigen, atau menjadi metana jika tidak tersedia oksigen.
- Melalui pembakaran material organik yang mengoksidasi karbon yang terkandung menghasilkan karbon dioksida (juga yang lainnya seperti asap). Pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, produk dari industri perminyakan (petroleum), dan gas alam akan melepaskan karbon yang sudah tersimpan selama jutaan tahun di dalam geosfer. Hal inilah yang merupakan penyebab utama naiknya jumlah karbon dioksida di atmosfer.
- Produksi semen. Salah satu komponennya, yaitu kapur atau gamping atau kalsium oksida, dihasilkan dengan cara memanaskan batu kapur atau batu gamping yang akan menghasilkan juga karbon dioksida dalam jumlah yang banyak.
- Di permukaan laut dimana air menjadi lebih hangat, karbon dioksida terlarut dilepas kembali ke atmosfer.
- Erupsi vulkanik atau ledakan gunung berapi akan melepaskan gas ke atmosfer. Gas-gas tersebut termasuk uap air, karbon dioksida, dan belerang. Jumlah karbon dioksida yang dilepas ke atmosfer secara kasar hampir sama dengan jumlah karbon dioksida yang hilang dari atmosfer akibat pelapukan silikat; Kedua proses kimia ini yang saling berkebalikan ini akan memberikan hasil penjumlahan yang sama dengan nol dan tidak berpengaruh terhadap jumlah karbon dioksida di atmosfer dalam skala waktu yang kurang dari 100.000 tahun.
Karbon di biosfer
Sekitar 1900 gigaton karbon ada di dalam biosfer. Karbon adalah bagian yang penting dalam kehidupan di Bumi. Ia memiliki peran yang penting dalam struktur, biokimia, dan nutrisi pada semua sel makhluk hidup. Dan kehidupan memiliki peranan yang penting dalam siklus karbon:- Autotroph adalah organisme yang menghasilkan senyawa organiknya sendiri dengan menggunakan karbon dioksida yang berasal dari udara dan air di sekitar tempat mereka hidup. Untuk menghasilkan senyawa organik tersebut mereka membutuhkan sumber energi dari luar. Hampir sebagian besar autotroph menggunakan radiasi matahari untuk memenuhi kebutuhan energi tersebut, dan proses produksi ini disebut sebagai fotosintesis. Sebagian kecil autotroph memanfaatkan sumber energi kimia, dan disebut kemosintesis. Autotroph yang terpenting dalam siklus karbon adalah pohon-pohonan di hutan dan daratan dan fitoplankton di laut. Fotosintesis memiliki reaksi 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
- Karbon dipindahkan di dalam biosfer sebagai makanan heterotrop pada organisme lain atau bagiannya (seperti buah-buahan). Termasuk di dalamnya pemanfaatan material organik yang mati (detritus) oleh jamur dan bakteri untuk fermentasi atau penguraian.
- Sebagian besar karbon meninggalkan biosfer melalui pernapasan atau respirasi. Ketika tersedia oksigen, respirasi aerobik terjadi, yang melepaskan karbon dioksida ke udara atau air di sekitarnya dengan reaksi C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O. Pada keadaan tanpa oksigen, respirasi anaerobik lah yang terjadi, yang melepaskan metan ke lingkungan sekitarnya yang akhirnya berpindah ke atmosfer atau hidrosfer.
- Pembakaran biomassa (seperti kebakaran hutan, kayu yang digunakan untuk tungku penghangat atau kayu bakar, dll.) dapat juga memindahkan karbon ke atmosfer dalam jumlah yang banyak.
- Karbon juga dapat berpindah dari bisofer ketika bahan organik yang mati menyatu dengan geosfer (seperti gambut). Cangkang binatang dari kalsium karbonat yang menjadi batu gamping melalui proses sedimentasi.
- Sisanya, yaitu siklus karbon di laut dalam, masih dipelajari. Sebagai contoh, penemuan terbaru bahwa rumah larvaceanmucus (biasa dikenal sebagai "sinkers") dibuat dalam jumlah besar yang mana mampu membawa banyak karbon ke laut dalam seperti yang terdeteksi oleh perangkap sedimen [1]. Karena ukuran dan kompisisinya, rumah ini jarang terbawa dalam perangkap sedimen, sehingga sebagian besar analisis biokimia melakukan kesalahan dengan mengabaikannya.
Karbon di laut
Laut mengandung sekitar 36.000 gigaton karbon, dimana sebagian besar dalam bentuk ion bikarbonat. Karbon anorganik, yaitu senyawa karbon tanpa ikatan karbon-karbon atau karbon-hidrogen, adalah penting dalam reaksinya di dalam air. Pertukaran karbon ini menjadi penting dalam mengontrol pH di laut dan juga dapat berubah sebagai sumber (source) atau lubuk (sink) karbon. Karbon siap untuk saling dipertukarkan antara atmosfer dan lautan. Pada daerah upwelling, karbon dilepaskan ke atmosfer. Sebaliknya, pada daerah downwelling karbon (CO2) berpindah dari atmosfer ke lautan. Pada saat CO2 memasuki lautan, asam karbonat terbentuk:
CO2 + H2O ⇌ H2CO3
Reaksi
ini memiliki sifat dua arah, mencapai sebuah kesetimbangan kimia. Reaksi
lainnya yang penting dalam mengontrol nilai pH lautan adalah pelepasan ion hidrogen
dan bikarbonat. Reaksi ini mengontrol perubahan yang besar pada pH:
H2CO3⇌ H+ + HCO3−
Model siklus karbon
Model siklus karbon dapat digabungkan ke dalam model iklim global, sehingga reaksi interaktif dari lautan dan biosfer terhadap nilai CO2 di masa depan dapat dimodelkan. Ada ketidakpastian yang besar dalam model ini, baik dalam sub model fisika maupun biokimia (khususnya pada sub model terakhir). Model-model seperti itu biasanya menunjukkan bahwa ada timbal balik yang positif antara temperatur dan CO2. Sebagai contoh, Zeng dkk. (GRL, 2004 [2]) menemukan dalam model mereka bahwa terdapat pemanasan ekstra sebesar 0,6 °C (yang sebaliknya dapat menambah jumlah CO2 atmosferik yang lebih besar).
4.
DAUR NITROGEN
PROSES-PROSES DALAM DAUR NITROGEN
https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjXQz6757QRXr4DzbxbvdhR-UBa4bFBkVx3BA4BAj12LWAjcZw0TH9fuQBDE-yxeKza4Q5hZog0hF9V2cAacH1U-Gj7XjCdo-dppItrkzbJ-XWa6BvBzFtFy0XOLAWOYuFVeT2pGCxBw-CY/s400/320px-Nitrogen_Cycle.svg.png
PROSES-PROSES DALAM DAUR NITROGEN
https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjXQz6757QRXr4DzbxbvdhR-UBa4bFBkVx3BA4BAj12LWAjcZw0TH9fuQBDE-yxeKza4Q5hZog0hF9V2cAacH1U-Gj7XjCdo-dppItrkzbJ-XWa6BvBzFtFy0XOLAWOYuFVeT2pGCxBw-CY/s400/320px-Nitrogen_Cycle.svg.png
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.
KETIK DARI BUKU
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
note
: "Karena kelarutannya yang sangat tinggi, nitrat dapat memasukkan air
tanah. Peningkatan nitrat dalam air tanah merupakan masalah bagi air minum,
karena nitrat dapat mengganggu tingkat oksigen darah pada bayi dan menyebabkan
sindrom methemoglobinemia atau bayi biru. Ketika air tanah mengisi aliran
sungai, nitrat yang memperkaya air tanah dapat berkontribusi untuk eutrofikasi,
sebuah proses dimana populasi alga meledak, terutama populasi alga biru-hijau.
Hal ini juga dapat menyebabkan kematian kehidupan akuatik karena permintaan
yang berlebihan untuk oksigen.Meskipun tidak secara langsung beracun untuk ikan
hidup (seperti amonia), nitrat dapat memiliki efek tidak langsung pada ikan
jika berkontribusi untuk eutrofikasi ini."
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
5.
DAUR SULFUR
Daur Biogeokimia belerang/sulfur adalah salah satu bentuk
daur biogeokimia karbon. Pengertian dan definisi lain dari daur biogeokimia
belerang/sulfur yaitu perubahan sulfur dari hidrogen sulfida menjadi sulfur
diokasida lalu menjadi sulfat dan kembali menjadi hidrogen sulfida lagi. Sulfur
dialam ditemukan dalam berbagai bentuk. Dalam tanah sulfur ditemukan dalam
bentuk mineral, diudara dalam bentuk gas sulfur dioksida dan di dalam tubuh
organisme sebagai penyusun protein.
Siklus sulfur di mulai dari dalam tanah. yaitu ketika
ion-ion sulfat di serap oleh akar dan di metabolisme menjadi penyusun protein
dalam tubuh tumbuhan. Ketika hewan dan manusia memakan tumbuhan, protein
tersebut akan berpindah ketubuh manusia. Dari dalam tubuh manusia senyawa
sulfur mengalami metabolisme yang sisa-sisa hasil metabolisme tersebut
diuraikan oleh bakteri dalam lambung berupa gas dan dikeluarkan melalui kentut.
Salah satu zat yang terkandung dalam kentut adalah sulfur. Semakin besar
kandungan sulfur dalam kentut maka kentut akan semakin bau.
Hidrogen sulfida (H2S) berasal dari penguraian hewan dan
tumbuhan yang mati oleh mikroorganisme seperti bakteri dan jamur. Hidrogen
sulfida hasil penguraian sebagian tetap berada dalam tanah dan sebagian lagi di
lepaskan ke udara dalam bentuk gas hidrogen sulfida. Gasi hidrogen sulfida di
udara kemudian bersenyawa dengan oksigen membentuk sulfur dioksida. Sedangkan
hidrogen sulfida yang tertinggal di dalam tanah dengan bantuan bekteri akan
diubah menjadi ion sulfat dan senyawa sulfur oksida. Ion sulfat akan diserap
kembali oleh tanaman sedangkan sulfur dioksida akan terlepas keudara. Diudara
sulfur dioksida akan bereaksi dengan oksigen dan air membentuk asam sulfat
(H2SO4) yang kemudian jatuh ke bumi dalam bentuk hujan asam. Hujan asam juga
dapat disebakan oleh polusi udara seperti asap-asap pabrik, pembakaran kendaraan
bermotor, dll. Hujan asam dapat menjadi penyebab korosi batu-batuan dan logam.
H2SO4 yang jatuh kedalam tanah oleh bakteri di pecah lagi menjadi ion sulfat
yang kembali diserap oleh tumbuhan, tumbuhan di makan oleh hewan dan manusia,
makhluk hidup mati diuraikan oleh bakteri menghasilkan sulfur kebali. bergitu
seterusnya. Siklus sulfur atau daur belerang tidak akan pernah terhenti selama
salah satu komponen penting penting seperti tumbuhan masih ada di permukaan
bumi ini.
Dalam daur sulfur atau siklus belerang, untuk merubah
sulfur menjadi senyawa belerang lainnya setidaknya ada dua jenis proses yang
terjadi. Yaitu melalui reaksi antara sulfur, oksigen dan air serta oleh
aktivitas mikrorganisme. beberapa mikroorganisme yang berperan dalam siklus
sulfur adalah dari golongan bakteri, antara lain adalah bakteri Desulfomaculum
dan bakteri Desulfibrio yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk
hidrogen sulfida (H2S). Kemudian H2S digunakan oleh bakteri fotoautotrof
anaerob (Chromatium) dan melepaskan sulfur serta oksigen. Kemudian Sulfur
dioksidasi yang terbentuk diubah menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof
(Thiobacillus).
Daur Biogeokimia Sulfur/Belerang
Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik, 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, setelah itu 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 ungu2. 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.
DAFTAR PUSTAKA
Tidak ada komentar:
Posting Komentar