Makalah
EKOLOGI
PERAIRAN
“DAUR
BIOGEOKIMIA”
Dosen pembimbing: Dr. Ani Suryanti S.Pi,M.Si
Di susun
oleh:
DEWI
RUTH NAINGGOLAN NIM
:170254245010
PROGRAM
STUDI SOSIAL EKONOMI PERIKANAN
FAKULTAS
ILMU KELAUTAN DAN PERIKANAN
UNIVERSITAS
MARITIM RAJA ALI HAJI
2018
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha
Esa, karena atas berkat dan limpahan rahmat-Nya lah penulis dapat
menyelesaikan sebuah makalah dengan tepat waktu.
Berikut ini penulis mempersembahkan sebuah makalah dengan
judul “Daur Biogeokimia” yang menurut penulis dapat memberikan manfaat
yang besar bagi kita untuk mempelajarinya.
Melalui kata pengantar ini penulis lebih dahulu meminta maaf
dan memohon memaklumi bila mana isi makalah ini ada kekurangan dan ada tulisan
yang penulis buat kurang tepat atau menyinggung perasaan pembaca.
Dengan ini penulis mempersembahkan makalah ini dengan penuh
rasa terima kasih dan semoga memberkahi makalah ini sehingga dapat memberikan
manfaat.
Tanjungpinang, 30 Oktober 2018
Penyusun
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Ekologi biasanya
didefinisikan sebagai ilmu tentang interaksi antara organisme - organisme dan
lingkungannya. Berbagai ekosistem dihubungkan satu sama lain oleh proses-proses
biologi, kimia, dan fisika. Masukan dan buangan energi, gas,
bahan kimia anorganik dan organik dapat melewati batasan ekosistem melalui
perantara faktor meteorologi seperti angin dan presipitasi, faktor geologi
seperti air mengalir dan daya tarik dan faktor biologi seperti gerakan hewan.
Jadi, keseluruhan bumi itu sendiri adalah ekosistem, dimana tidak ada bagian
yang terisolir dari yang lain. Ekosistem keseluruhannya biasanya disebut
biosfer.
Biosfer terdiri dari
semua organisme hidup dan lingkungan biosfer membentuk “shell” (kulit), relatif
tipis di sekeliling bumi, berjarak hanya beberapa mil di atas dan di bawah
permukaan air laut. Kecuali energi, biosfir sudah bisa mencukupi dirinya
sendiri, semua persyaratan hidup yang lain seperti air, oksigen, dan
hara dipenuhi oleh pemakaian dan daur ulang bahan yang telah ada dalam sistem
tersebut.
Materi yang menyusun
tubuh organisme berasal dari bumi. Materi yang berupa unsur-unsur terdapat
dalam senyawa kimia yang merupakan materi dasar makhluk hidup dan tak hidup.
Siklus biogeokimia atau siklus organikanorganik adalah siklus unsur atau
senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke
komponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme,
tetapi juga melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik.
Semua yang ada di bumi ini baik mahluk
hidup maupun benda mati tersusun oleh materi. Materi ini tersusun atas
unsure-unsur kimia antara lain karbon (C), Oksigen (O), Nitrogen (N), Hidrogen
(H), dan Fosfor (P). Unsur-unsur kimia tersebut atau yang umum disebut materi
dimanfaatkan produsen untuk membentuk bahan organik dengan bantuan matahari
atau energi yang berasal dari reaksi kimia. Bahan organik yang dihasilkan
merupakan sumber energi bagi organisme. Proses makan dan dimakan pada rantai
makanan menngakibatkan aliran materi dari mata rantai yang satu ke mata rantai
yang lain. Walaupun mahluk hidup dalam satu rantai makanan mati, aliran materi
akan tetap berlangsung terus. Karena mahluk yang mati tersebut diurai oleh
dekomposer yang akhirnya akan masuk lagi ke rantai makanan berikutnya. Demikian
interaksi ini terjadi secara terus menerus sehingga membentuk suatu aliran
energi dan daur materi.
Mahluk hidup, terutama
tumbuhan ikut mendapat pengaruh yang cukup signifikan dari suplai hara dan
energi. Di alam, semua elemen-elemen kimiawi dapat masuk dan keluar dari sistem
untuk menjadi mata rantai siklus yang lebih luas dan bersifat global. Namun
demikian ada suatu kecenderungan sejumlah elemen beredar secara terus menerus
dalam ekosistem dan menciptakan suatu siklus internal. Siklus ini dikenal sebagai
siklus biogeokimia karena prosesnya menyangkut perpindahan komponen bukan jasad
(geo), ke komponen jasad (bio) dan kebalikannya. Siklus biogeokimia pada
akhirnya cenderung mempunyai mekanisme umpan-balik yang dapat mengatur sendiri
(self regulating) yang menjaga siklus itu dalam keseimbangan.
B. Rumusan
Masalah
1. Apa
yang dimaksud daur biogeokimia?
2. Apa
fungsi daur biogeokimia dalam suatu ekosistem?
3. Bagaimana
proses terjadinya siklus sulfur?
4. Bagaimana
proses terbentuknya hujan asam terkait dengan siklus sulfur?
C. Tujuan
1. Untuk
mengetahui pengertian daur biogeokimia dan bagaiman siklusnya dalam kehidupan.
2. Untuk
mengetahui fungsi dari daur bioigeokimia.
3. Untuk
mengetahui siklus sulfur dalam suatu ekosistem.
4. Untuk
mengetahu proses terbentuknya hujan asam terkait dengan siklus sulfur.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian
Daur Biogeokimia
Tanah dibutuhkan oleh tumbuhan
untuk keberlangsungan hidupnya. Selain sebagai tempat untuk menancapnya
akar, tanah jugamerupakan tempat tanaman untuk memperoleh unsur hara
seperti :Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Fosfor (P),
Kalium(K), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Belerang (S),
Besi (Fe), Mangan(Mn), Boron (B), Mo, Tembaga (Cu), Seng (Zn) dan Klor(Cl).
Berdasarkan jumlah
kebutuhannya bagi tanaman, unsur hara dikelompokkan menjadi dua kelompok,
yaitu:
1. Unsur
Hara MikroUnsur hara mikro adalah unsur hara yang dibutuhkan oleh tanamandalam
jumlah yang sedikit (< 500 ppm). Unsur hara mikro diperlukantanaman kurang
dari 10 mmol per berat kering tanaman. Unsur
haramikro meliputi Besi (Fe), Mangan (Mn), Boron (B), Molibdium(Mo),
Tembaga (Cu), Seng (Zn) dan Klor (Cl).
2. Unsur
Hara MakroUnsur hara makro adalah unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam
jumlah banyak (> 500 ppm) kekurangan unsur hara makro dapat menimbulkan
gejala defisiensi pada tanaman, tidak bisa digantikan oleh unsur hara makro
lain. Unsur hara makro diperlukan tanaman >10 mmol per berat kering tanaman.
Unsur hara makro meliputi Nitrogen (N), Fosfat (P), Kalium (K), Kalsium (Ca),
Magnesium (Mg), dan Sulfur (S).
Karena itu, unsur-unsur
seperti karbon, nitrogen, fosfor, belerang, hidrogen, dan oksigen adalah
beberapa di antara unsur yang penting bagi kehidupan. Unsur-unsur tersebut
diperlukan oleh makhluk hidup dalam jumlah yang banyak, sedangkan unsur yang
lain hanya dibutuhkan dalam jumlah yang sedikit. Meskipun setiap saat
unsur-unsur yang ada tersebut dimanfaatkan oleh organisme, keberadaan
unsur-unsur tersebut tetap ada. Hal tersebut dikarenakan, unsur yang digunakan
oleh organisme untuk menyusun senyawa organik dalam tubuh organisme, ketika
organisme-organisme tersebut mati, unsur-unsur penyusun senyawa organik tadi
oleh pengurai akan dikembalikan ke alam, baik dalam tanah ataupun dikembalikan
lagi ke udara. Jadi, dalam proses tersebut melibatkan makhluk hidup,
tanah, dan reaksi-reaksi kimia di dalamnya.
Siklus biogeokimia atau
siklus organikanorganik adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir
dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Siklus
unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi juga melibatkan
reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut siklus
biogeokimia.
Daur biogeokimia terjadi
sejak munculnya makhluk hidup pertama kali di bumi. Daur biogeokimia mendukung
proses berlangsungnya kehidupan. Makhluk hidup dapat memperoleh zat dari
lingkungannya, melakukan pertukaran zat, serta membuang zat-zat yang tidak
berguna ke lingkungannya. Jika daur ini terhenti, proses kehidupan juga
berhenti. Jadi, kelancaran daur biogeokimia penting bagi kelangsungan hidup
makhluk hidup.
B. Fungsi
Daur Biogeokimia
Fungsi Daur Biogeokimia
adalah sebagai siklus materi yang mengembalikan semua unsur-unsur kimia yang
sudah terpakai oleh semua yang ada di Bumi baik komponen biotik maupun komponen
abiotik, sehingga kelangsungan hidup di bumi dapat terjaga. Dengan adanya daur
biogeokimia, unsur-unsur kimia yang penting bagi keberlangsungan hidup makhluk
hidup tetap ada di Bumi untuk terus dimanfaatkan oleh makhluk hidup dalam suatu
siklus. Jika daur ini terhenti, maka proses kehidupan juga berhenti, karena itu
kelancaran daur biogeokimia sangat penting bagi keberlangsungan hidup makhluk
hidup di Bumi.
C. Daur
Sulfur
Belerang atau sulfur
adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16. Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa dan tak
berbau. Belerang, dalambentuk aslinya, adalah sebuah
zat padat kristalin kuning. Di alam, belerang dapat
ditemukan sebagai unsur murni atau sebagai mineral-mineral sulfide dan sulfate.
Secara ringkas, fungsi
belerang pada tanaman adalah
sebagai berikut (Anonim,2004) :
1. Bahan
makanan utama untuk memproduksi protein
2. Membentuk dan mengaktifkan enzim proteolytic danvitamin
3. Membantu
pembentukan klorofil
4. Memperbaiki
pertumbuhan akar dan produksi bibit
5. Mempercepat
perkembangan akar
6. Membantu pertumbuhan cepat tanaman dan tahan
terhadap dingin
7. Sintesis
asam amino: Cystine, Cysteine, Methionine
8. Meningkatkan
daya tahan tanaman terhadap temperaturrendah (dingin)
Belerang (sulfur)
merupakan unsur penyusun protein. Tumbuhan mendapatkan belerang dari dalam
tanah dalam bentuk sulfat ( ). Di dalam tubuh
tumbuhan belerang dari dalam tanah digunakan sebagai penyusun protein. Hewan
dan manusia mendapatkan belerang dengan jalan memakan tumbuhan. Jika tumbuhan
dan hewan mati, jasad renik akan menguraikannya lagi menjadi gas atau
menjadi dan .
Secara alami, belerang
terkandung di dalam tanah dalam bentuk mineral tanah. Beberapa gunung berapi,
misalnya Gunung Arjuno di Jawa Timur, mengeluarkan belerang yang kemudian
ditambang menjadi batangan belerang. Selain itu, belerang di udara juga berasal
dari sisa pembakaran minyak bumi dan batu bara, dalam bentuk . Gas banyak
dihasilkan oleh asap kendaraan dan pabrik. Jika bereaksi dengan uap air hujan,
gas tersebut berubah menjadi sulfat, yang jatuh di tanah, sungai, atau lautan.
Selanjutnya, sulfat tersebut dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan atau alga air.
Ketika gas sulfur
dioksida yang berada di udara bersenyawa dengan oksigen dan air, akan membentuk
asam sulfat yang ketika jatuh ke tanah akan menjadi bentuk ion-ion sulfat ( ).
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 belerang dari tumbuhan ke tubuh hewan atau manusia. Ketika
hewan atau tumbuhan mati, jasadnya akan diuraikan oleh bakteri dan jamur
pengurai dan menghasilkan bau busuk, yaitu gas hidrogen sulfida ( )
yang akan dilepas ke udara dan sebagian tetap ada di dalam tanah. Gas hidrogen
sulfida yang ada di udara akan bersenyawa dengan oksigen membentuk sulfur
dioksida ( ), dan yang di tanah oleh bakteri tanah akan diubah
menjadi ion sulfat ( ) dan senyawa sulfur
dioksida ( )yang nanti akan diserap kembali oleh tumbuhan.
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 dioksidasi menjadi sulfat
oleh bakteri kemolitotrof seperti Thiobacillus.
Dalam daur belerang
mikroorganisme yang bertanggungjawab transformasi adalah sebagai berikut:
1. H2S
S SO4 ; bakteri
sulfur tak berwarna, hijau dan ungu
2. SO4 →
H2S (reduksi sulfat anaerobik), bakteri desulfovibrio.
3. H2S
→ SO4 (Pengokaidasi sulfide aerobik); bakteri thiobacilli
4. S
organik → SO4 + H2S, masing-masing mikroorganisme
heterotrofik aerobik dan aerobik.
D. Hujan
Asam
Selain proses tadi, manusia
juga berperan dalam siklus sulfur. Hasil pembakaran pabrik membawa sulfur ke
atmosfir. Ketika hujan terjadi, turunlah hujan asam yang membawa H2SO4 kembali
ke tanah. Hal ini dapat menyebabkan perusakan batuan juga tanaman.
Hujanasamdiartikansebagaisegalamacamhujandengan
pH di bawah 5,6.Hujan asam disebabkan oleh belerang (sulfur) yang merupakan
pengotor dalam bahan bakar fosil sertanitrogen 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 yangmudah larut sehingga jatuh bersama air hujan. Air hujan yang
asam tersebut akan meningkatkan kadarkeasaman tanah dan air permukaan yang
terbukti berbahaya bagi kehidupan ikan dan
tanaman(wikipedia.org/wiki/Hujan_asam)
Air hujan yang asam
tersebut akan meningkatkan kadar keasaman tanah dan air permukaan yang terbukti
berbahaya bagi kehidupan ikan dan tanaman. Secara alami hujan asam dapat
terjadi akibat semburan dari gunung berapi dan dari proses biologis di tanah,
rawa, dan laut. Akan tetapi, mayoritas hujan asam disebabkan oleh aktivitas
manusia seperti industri, pembangkit tenaga listrik, kendaraan bermotor dan
pabrik pengolahan pertanian (terutama amonia). Gas-gas yang dihasilkan oleh
proses ini dapat terbawa angin hingga ratusan kilometer di atmosfer sebelum
berubah menjadi asam dan terdeposit ke tanah.
Hujan asam dapat
terbentuk dari proses reaksi gas yang mengandung sulfat. Sulfat dioksida (SO2)
yang bereaksi dengan Oksigen (O2) dengan bantuan dari sinar
ultraviolet yang berasal dari sinar matahari.
BAB III
PENUTUP
Berdasarkan uraian di
atas maka dapat ditarik beberapa kesimpulan:
A. Siklus
biogeokimia adalah aliran ion ataupun molekul dari nutrien yang dipindahkan
dari lingkungan ke organisme (komponen hidup) dan dikembalikan lagi ke komponen
tak hidup (abiotik). Siklus tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi
jugs melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut
siklus biogeokimia.
B. Salah
satu siklus kimia yang penting adalah siklus sulfur. Adanya siklus sulfur
membuat ketersediaan sulfur di bumi tetap terjaga. Siklus sulfur terjadi dalam
suatu rantai makanan, yang dimulai dari tumbuhan. Di dalam tubuh tumbuhan
belerang dari dalam tanah digunakan sebagai penyusun protein. Hewan dan manusia
mendapatkan belerang dengan jalan memakan tumbuhan. Jika tumbuhan dan hewan
mati, jasad renik akan menguraikannya lagi menjadi gas atau menjadi dan ,
yang mengandung unsur sulfur.
C. Keseimbangan siklus ini
perlu dijaga. Jika aktivitas manusia tidak memperhatikan lingkungan,
keseimbangan unsur dalam siklus akan terganggu sehingga proporsi komponen yang
seharusnya menjadi bergeser. Akibat ketidakseimbangan tersebut, terjadi
berbagai masalah yang dampaknya tidak hanya berpengaruh terhadap manusia,
tetapi juga terhadap lingkungan hidup, seperti terjadinya hujan asamyang
disebabkan oleh belerang (sulfur) yang merupakan pengotor dalam bahan bakar
fosil sertanitrogen di udara yang bereaksi dengan oksigen membentuk sulfur
dioksida dan nitrogen oksida. Penggunaan bahan bakar fosil yang terlalu banyak
melepaskan sulfur yang berlebih ke atmosfir yang kemudian akan bereaksi dengan
gas-gas di atmosfir dan uap air, kemudian turun sebagai hujan asam yang
bersifat merusak. Oleh karena itu pemahaman mengenai keseimbangan siklus
biogeokimia diperlukan untuk membuat suatu rancangan manajemen lingkungan yang
baik, termasuk lingkungan industri.
DAFTAR PUSTAKA
Buchari, dkk. 2001. Kimia Lingkungan.
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Jakarta.
Cotton dan Wilkinson. 1989. Kimia
Anorganik Dasar. Jakarta: UI-PRESS
