I.
ASAS –ASAS ILMU LINGKUNGAN
Ilmu lungkungan adalah ilmu yang
mengintegrasikan berbagai ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara
makluk hidup (termasuk manusia )dengan lingungannya .
Ilmu
lingkungan, adalah ilmu yang sudah berkembang dan
mengeluarkan banyak hasil, model dan teori yang semakin meningkat jumlahnya
harus didasari oleh asas yang kokoh dan kuat.
Ada beberapa asas - asas sebagai berikut :
1.Asas 1, semua energi yang memasuki sebuah organisme hidup
populasi atau ekosistem dapat dianggap sebagai energi yang tersimpan atau
terlepaskan. Energi dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk yang lain, tetapi
tidak dapat hilang, dihancurkan atau diciptakan.
asas ini menerangkan bahwa energi itu dapat diubah-ubah. Dan semua energi yang
memasuki jasad hidup, populasi atau ekosistem dapat dianggap sebagai energi
yang tersimpan atau yang terlepaskan.
2.Asas
2, Tak ada sistem pengubahan energi yang betul-betul efisien. Meskipun energi
itu tak pernah hilang, tetapi energi tersebut akan terus diubah kedalam bentuk
yang kurang bermanfaat. Contoh: energi yang diambil oleh hewan untuk keperluan
hidupnya adalah dalam bentuk yang padat dan bermanfaat, tetapi terbuang tanpa
guna karena energi yang dikeluarkan banyak sekali untuk mengejar mangsanya.
3.asas
3 ini mempunyai implikasi penting bagi masa depan kesejahteraan hidup manusia.
Misalnya hubungan manusia dengan energi, pada awal sejarah kelahirannya dimuka
bumi secara langsung atau tak langsung manusia bergantung kepada matahari
sebagai sumber energi. Kemudian ia mengalihkan ketergantungannya kepada minyak
dan gas bumi sebagai sumber energi. Akan segera menurun dengan sangat tragis,
apabila minyak dan gas bumi habis persediaannya didalam tanah.
kini, waktu adalah sumber alam yang sangat berharga bagi manusia sehubungan
dengan pencarian ganti sumber energi minyak dan gasbumi.
4.Asas
4, Untuk semua kategori sumber alam, kalau pengadaannya sudah mencapai optimum,
pengaruh unit kenaikannya sering menurun dengan penambahan sumber alam itu
sampai ke suatu tingkat maksimum. Melampaui batas maksimum ini tak akan ada
pengaruh yang menguntungkan lagi. Untuk semua kategori sumber alam (kecuali
keanekaragaman dan waktu) kenaikan pengadaannya yang melampaui batas maksimum,
bahkan akan berpengaruh merusak karena kesan peracunan. Ini adalah asas
penjenuhan. Untuk banyak gejala sering berlaku kemungkinan penghancuran yang
disebabkan oleh pengadaan sumber alam yang sudah mendekati batas maksimum.
5.Asas
5, Ada dua jenis sumber alam dasar, yaitu sumber alam yang pengadaannya dapat
merangsang penggunaan seterusnya dan yang tak mempunyai daya rangsang
penggunaan lebih lanjut.
Misal: ada suatu jenis hewan sedang mencari berbagai sumber bahan makanan.
Kemudian diketahui, bahwa suatu jenis makanan tiba2 menjadi sangat banyak
jumlahnya di alam, maka hewan tersebut akan terangsang untuk penggunaan
seterusnya.
6.Asas
6, Individu dan spesies yang mempunyai lebih banyak keturunan daripada saingannya,
cenderung berhasil mengalahkan saingannya itu.
Kenaikan kepadatan populasi menimbulkan persaingan, maka makhluk hidup yang
kurang mampu beradaptasi, akan kalah dalam persaingan. Dapat dikatakan pula
bahwa makhluk hidup yang dapat menyesuaikan diri dengan lingkunganlah yang akan
lebih berhasil daripada mereka yang tak dapat menyesuaikan diri.
7.Asas
7 adalah adanya keteraturan yang pasti pada
pola faktor lingkungan dalam suatu periode yang relatif lama. Lingkungan yang
stabil secara fisik merupakan sebuah lingkungan yang terdiri atas banyak
spesies, dari yang umum hingga yang jarang dijumpai. Kalau faktor lingkungan
berubah sampai tak dapat diramal lagi, sehingga terjadi pengaruh pengurangan
jumlah individu, akan terancamlah spesies yang populasinya jarang.
8.Asas
8, Sebuah habitat dapat jenuh atau tidak oleh keanekaragaman takson, bergantung
kepada bagaimana nicia (keadaan lingkungan yang khas) dalam lingkungan hidup
itu dapat memisahkan takson tersebut.
Whittaker mencatat, bahwa reaksi nicia burung terhadap sifat struktur komunitas
relatif luas, juga mempunyai kesamaan keperluan akan jenis makanannya. Oleh
karena itu burung dapat hidup dalam suatu keadaan lingkungan yang luas.
9.Asas
9,. ini mengandung arti, bahwa efisiensi penggunaan aliran energi dalam sistem
biologi akan meningkat dengan meningkatnya kompleksitas organisasi sistem
biologi itu dalam suatu komunitas.
10.Asas
10 menyatakan bahwa sistem biologi menjalani
evolusi yang mengarah kepada peningkatan efisiensi penggunaan energi dalam
lingkungan fisik yang stabil, yang memungkinkan berkembangnya keanekaragaman.
Contoh yang menunjukkan adanya maksimasi efisiensi penggunaan energi dan
minimasi pemborosan energi dalam perjalanan evolusi organisme hidup
(ekosistem).
Hukum Allen, adanya kecenderungan pemendekan anggota tubuh dibandingkan dengan
berat tubuh hewan didaerah dingin untuk menurunkan rasio luas permukaan atau berat tubuh itu.
11. Asas 11, Sistem yang sudah mantap
(dewasa) mengeksplotasi sistem yang belum mantap (belum dewasa).
asas ini dapat dipakai untuk menerangkan bagaimana banyak orang muda dari
ladang, kampung dan kota kecil mengalir berkelana ke kota besar, karena
keanekaragaman kehidupan kota besar yang melebihi tempat asalnya.
12.Asas
12, Kesempurnaan adaptasi suatu sifat atau tabiat bergantung kepada kepentingan
relatifnya didalam keadaan suatu lingkungan. Jadi dalam sebuah ekosistem yang
sudah mantap dalam habitat (lingkungan) yang sudah stabil, sifat responsif
terhadap fluktuasi faktor alam yang tak diduga-duga ternyata tak diperlukan.
Yang berkembang justru adaptasi peka dari perilaku dan biokimia lingkungan
sosial dan biologi dalam habitat itu.
13.Asas
13, Lingkungan yang secara fisik mantap memungkinkan terjadinya penimbunan
keanekaragaman biologi dalam ekosistem yang mantap, yang kemudian dapat
menggalakkan kemantapan populasi lebih jauh lagi.
akan terjadi kenaikan jumlah spesies dan varitas pada rantai makanan dalam
komunitas. Artinya dalam komunitas yang mantap, jumlah jalur energi yang masuk
melalui ekosistem meningkat. Dan bila sesuatu yang buruk terjadi pada satu
jalur, maka kemungkinan jalur lain mengambil alih lebih besar, dibandingkan
dengan komunitas yang belum mantap. Jadi resiko dibagi secara merata pada
ekosistem yang mantap itu, sehingga kemantapan lebih terjaga.
14.Asas
14, Derajat pola keteraturan turun naiknya populasi bergantung kepada jumlah
keturunan dalam sejarah populasi sebelumnya yang nanti akan mempengaruhi
populasi.
II. MENCARI SIKLUS – SIKLUS
A. SIKLUS
NITROGEN
Siklus nitrogen adalah suatu
proses konversi senyawa yang mengandung unsur nitrogen menjadi
berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini dapat terjadi secara
biologis maupun non-biologis. Beberapa proses penting pada siklus nitrogen, antara
lain fiksasi nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi, de-nitrifikasi. Gas
nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara. Walaupun terdapat
sangat banyak molekul nitrogen di dalam atmosfer, nitrogen
dalam bentuk gas tidaklah reaktif. Hanya beberapa organisme yang mampu
untuk mengkonversinya menjadi senyawa organik dengan proses yang
disebut fiksasi nitrogen.
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- ).
Fiksasi nitrogen yang
lain terjadi karena proses geofisika, seperti terjadinya kilat. Kilat memiliki peran yang sangat penting dalam
kehidupan, tanpanya tidak akan ada bentuk kehidupan di bumi. Walaupun demikian, sedikit sekali makhluk hidup
yang dapat menyerap senyawa nitrogen yang terbentuk dari alam tersebut. Hampir
seluruh makhluk hidup mendapatkan senyawa nitrogen dari makhluk hidup yang
lain. Oleh sebab itu, reaksi fiksasi nitrogen sering disebut proses topping-up atau fungsi penambahan pada tersedianya cadangan senyawa nitrogen.
Gas nitrogen tidak dapat digunakan
secara langsung oleh sebagian besar organisme sebelum ditransformasi yang
melibatkan menjadi senyawa NH3, NH4, dan NO3
sebelum digunakan dalam siklus. Pada tumbuhan dan hewan, senyawa nitrogen
ditemukan sebagai penyusun protein dan klorofil. Dalam ekosistem terdapat suatu
daur antara organisme dan lingkungan fisiknya.
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.
Di dalam setiap daur, terdapat gudang
cadangan utama unsur yang secara terus menerus bergerak masuk dan keluar
melewati organisme. Selain itu, terdapat pula tempat pembuangan sejumlah unsur
kimia tertentu yang tidak dapat didaur ulang melalui proses biasa. Dalam waktu
yang lama, kehilangan bahan kimia tersebut menjadi faktor pembatas, kecuali
apabila tempat pembuangan itu dimanfaatkan kembali. Pada akhirnya, daur bolak
balik ini cenderung mempunyai mekanisme umpan balik yang dapat mengatur dirinya
sendiri (self regulating) yang menjaga siklus tersebut agar tetap
seimbang.
Diantara beberapa
siklus biogeokimia lainnya seperti siklus fosfor dan sulfur, siklus nitrogen
adalah siklus biokimia yang sangat kompleks.
Bentuk-bentuk
Nitrogen di alam
1. Amonia
Amonia dan garam-garamnya bersifat
mudah larut dalam air. Sumber amonia di perairan adalah pemecahan nitrogen
organik (protein dan urea) dan nitrogen anorganik yang terdapat di dalam tanah
dan air, yang berasal dari dekomposisi bahan organic oleh mikroba dan jamur
(amonifikasi).
Sumber amonia adalah reduksi gas
nitrogen yang berasal dari proses difusi udara atmosfer, limbah industri dan
domestik. Amonia yang terdapat dalam mineral masuk ke badan air melalui erosi
tanah. Selain terdapat dalam bentuk gas, amonia membentuk senyawa
kompleks dengan beberapa ion logam. Amonia juga dapat terserap kedalam
bahan-bahan tersuspensi dan koloid sehingga mengendap di dasar perairan. Amonia
di perairan dapat menghilang melalui proses volatilisasi karena tekanan parsial
amonia dalam larutan meningkat dengan semakin meningkatnya pH.
2. Nitrit
Sumber nitrit dapat berupa limbah
industri dan limbah domestik. Kadar nitrit pada perairan relatif karena segera
dioksidasi menjadi nitrat. Perairan alami mengandung nitrit sekitar 0,001
mg/liter. Di perairan, nitrit ditemukan dalam jumlah yang sangat sedikit,
lebih sedikit daripada nitrat, karena bersifat tidak stabil dengan keberadaan
oksigen. Nitrit merupakan bentuk peralihan antara amonia dan nitrat
(nitrifikasi) dan antara nitrat dan gas nitrogen (denitrifikasi) yang terbentuk
dalam kondisi anaerob.
3. Nitrat
Nitrat adalah sumber utama nitrogen di
perairan, namun amonium lebih disukai oleh tumbuhan. Kadar nitrat di perairan
yang tidak tercemar biasanya lebih tinggi daripada kadar amonium. Kadar nitrat
lebih dari 5 mg/liter menggambarkan terjadinya pencemaran antropogenik yang
berasal dari aktivitas manusia dan tinja hewan. Kadar nitrogen yang lebih dari
0,2 mg/liter menggambarkan terjadinya eutrofikasi perairan.
Proses dalam Siklus Nitrogen
. Nitrogen
di perairan sebagai molekul N2 terlarut, amonium , Nitrit , Nitrat dan
sebagai bentuk organik seperti urea, asam amino, serta range berbeda.
Gambar 1. Siklus Nitrogen
di Alam
Beberapa tanaman
mempunyai nodul pada akarnya yang di dalamnya terdapat bakteri pengikat
nitrogen. Bakteri mengubah banyak nitrogen menjadi asam amino yang dilepaskan
ke jaringan tumbuhan. Tanaman dengan nodul ini mampu hidup dalam kondisi tanah
yang miskin nitrogen, misalnya ercis, tanaman dengan daun menjari dan tanaman
lain yang termasuk dalam keluarga kacang-kacangan (legume).
Kadang-kadang tanaman ini digunakan
untuk mengisi lahan yang miskin nitrogen selama masa perputaran setelah panen
padi.. Kemampuan yang secara besar dapat mengurangi kebutuhan pemupukan
pertanian. Dalam ekosistem air, alga hijau-biru juga mampu menyerap nitrogen.
Nitrogen juga dapat terikat di atmosfer melalui masuknya energi elektrik
misalnya melalui penyinaran.
Gambar 2 Akar kacang-kacangan
Bakteri pemecah memecah protein dalam
tubuh organisme mati atau hasil sisa mereka menjadi amonium, kemudian nitrit
atau nitrat dan akhirnya menjadi gas nitrogen yang mana akan dilepaskan ke
atmosfer dari mulai nitrogen diikat dan berputar lagi.
Gambar 3 Akar kacang-kacangan
Semua hewan hanya memperoleh nitrogen
organik dari tumbuhan atau hewan lain yang dimakannya. Protein yang dicerna
akan menjadi asam amino yang selanjutnya dapat disusun menjadi protein-protein
baru pada tingkat trofik berikutnya. Ketika makhluk hidup mati, materi organik
yang dikandungnya akan diuraikan kembali oleh dekomposer sehingga nitrogen
dapat dilepaskan sebagai amonia. Dekomposisi nitrogen organik menjadi amonia
lagi disebut amonifikasi. Proses tersebut dapat dilakukan oleh beberapa bakteri
dan mahkluk hidup eukariotik.
Contoh beberapa
mikroorganisme yang terlibat dalam daur nitrogen ialah :
1. Nitrosomanas mengubah amonium menjadi nitrit.
2. Nitrobacter mengubah nitrit menjadi nitrat
3. Rhizobium menambat nitrogen dari udara
4. Bakteri hidup bebas pengikat nitrogen seperti Azotobakter
(aerobik) dan Clostridium (anaerobik)
5. Alga biru hijau pengikat nitrogen seperti Anabaena, Nostoc
dan anggota-anggota lain dari ordo Nostocales
6. Bakteri ungu pengikat nitrogen seperti Rhodospirillum
Tahap-tahap dalam siklus nitrogen
Secara Umum Proses Daur Nitrogen di
alam adalah sebagai berikut:
Nitrogen bebas merupakan 79% dari
udara. Unsur nitrogen hanya dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan, umumnya dalam
bentuk nitrat, dan pengambilannya khususnya lewat akar. Terbentuknya nitrat
karena bantuan mkroorganisme. Penyusunan nitrat dilakukan secara bertahap oleh
beberapa genus bakteri secara sinergetik.
Beberapa genera bakteri yang hidup
bebas di dalam tanah mampu mengikat molekul-molekul nitrogen untuk
dijadikan senyawa-senyawa pembentuk tubuh tanaman, misalnya protein. Jika
sel-sel tanaman mati, timbullah zat hasil urai seperti karbondiosida dan gas
amoniak. Sebagian besar dari amoniak terlepas di udara, dan sebagian lain dapat
dipergunakan oleh genus bakteri untuk membentuk nitrit. Nitrit dapat
dipergunakan oleh genus bakteri yang lain untuk memperoleh energi.
Oksidasi amoniak menjadi nitrit dan oksidasi nitrit berlangsung di dalam
lingkungan yang aerob. Peristiwa seluruhnya disebut nitrifikasi.
Tahap pertama yaitu pengoksidasian amoniak menjadi nitrit dilakukan oleh
Nitrosomona, Nitrosococcus dan beberapa spesies lainya, sedang pengoksidasian
nitrit menjadi nitrat dilakukan oleh Nitrobacter.
Belum diketahui pasti adanya penyusunan
amoniak langsung dari nitrogen di udara. Reduksi dari nitrogen menjadi amoniak
disebut Amonifikasi. Genus Bacillus yang hidup anaerob dapat
melakukan amonifikasi ini.
Penguraian protein dengan
mikroorganisme dimulai dengan hidrolisis protein secara enzimatik menjadi asam
amino masing-masing, selanjutnya asam amaino yang dibebaskan dimetabolisme
lebih lanjut. Selama jalannya metabolisme ini gugusan amino paling sering
dibebaskan sebagai amoniak
Karena tumbuhan dapat memanfaatkan
amoniak yang dibebaskan ini sebagai sumber nitrogen, siklus ini dapat terhenti
karena menyangkut keseimbangan alam. Akan tetapi terdapat sejumlah besar
bakteri autotrof yang memperoleh satu-satunya sumber energinya dari oksidasi
amoniak menjadi nitrit. Oksidasi ini diselenggarakan oleh sekelompok
mikroorganisme aerob gram negatif yang sangat erat hubungannya. Pada tingkat
ini kelompok bakteri autotrof mengambil alih, bakteri ini memperoleh
energinya dengan oksidasi nitrit menjadi nitrat. Akibatnya bentuk nitrogen
utama dalam tanah ialah nitrat, yang juga dapat diguakan oleh tanaman sebagai
sumber nitrogen.
Banyak bakteri mampu menggunakan nitrat
sebagai penerima elektron terakhir mengantikan oksigen (“pernapasan anaerob”)
dan bakteri ini mereduksi nitrat kembali menjadi nitrit. Jauh lebih kritis
terhadap ekologi adalah organisme yang mampu mereduksi nitrit menjadi gas
nitrogen, yang kemudian lepas ke udara. Gas nitrogen bebas tidak dapat
diasimilasi oleh tanaman jadi produksi gas nitrogen dari sumber nitrogen
anorganik merupakan kerugian langsung dalam kesuburan. Proses ini yang disebut
denitrifikasi, dilakukan oleh banyak bakteri.
Daur nitrogen yang telah dibahas
menggambarkan banyak bakteri yang mengubah senyawa-senyawa nitrogen menjadi gas
nitrogen, suatu unsur yang tidak dapat dimanfaatkan oleh tanaman hijau. Jadi
apabila tidak ada mekanisme mikroorganisme untuk mengubah gas nitrogen kembali
menjadi senyawa nitrogen yang dapat dimanfaatkan keseimbangan alam akan
terganggu. Untungnya banyak bakteri mempunyai kemampuan menambat nitrogen
atmosfer dan membuatnya tersedia kembali bagi tanaman hijau sebagai amoniak
atau nitrat. Bakteri yang menambat nitrogen atmosfer dapat dikategorikan
sebagai penambat ntrogen hidup bebas atau sebagai penambat nitrogen simbiotik.
Penambat nitrogen hidup yang bebas yang paling penting terdapat diantara sianobakteri dan
dalam bakteri Azetobacter. Banyak bakteri lain seperti Clostridium dan
bakteri fotosintesis juga mampu menambat nitrogen atmosfer.
Penambat nitrogen simbiotik adalah
bakteri gram negatif yang kecil yang diklasifikasikan dalam marga rhizobium. Rhizobium mampu
menginfeksi akar kelas tanaman leguminosa (kacang-kacangan, kedelai, dan
sebagainya). Setelah menginfeksi akar, bakteri menjadi sel yang berbentuk tidak
teratur (bakteroid) dan membentuk bintil akar pada tempat infeksi. Di
dalam bintil ini bakteroid menambat nitrogen atmosfer (membantu tanaman)
dan sebagai gantinya menerima hara dari tanaman yang dapat digunakan dalam
metabolismenya sendiri (muncullah istilah simbiotik). Istilah simbosis umunya
diartikan sebagai adanya kemitraan yang saling menguntungkan antara dua
organisme. Penambat nitrogen simbiotik agaknya jauh lebih penting daripada
penambat nitrogen yang hidup bebas dalam keseluruha penambatan nitrogen
diseluruh dunia
Proses penambatan utama terdiri atas
dua reaksi yang terpisah: (1) pembentukan reduksi (2) pengikatan gas
nitrogen. ATP diperlukan untuk reaksi yang pertama, yang elektronnya diteruskan
dari feredoksin tereduksi ke reduktan yang hingga kini belum diketahui. Pada
reaksi kedua gas nitrogen ditambatkan pada protein (nitrogase) yang
mengandung molibdenum dan besi. Molibdenum penting dalam metabolsme nitrogen
dan mikrorganisme. Penyediaan molibdenum yang cukup sangat penting untuk
mempercepat fiksasi nitrogen oleh legum yang membentuk bintil.
Gambar
4 Daur Nitrogen
Protein dan sampah hasil metabolisme
hewan dan tanaman didekompoisisi oleh bakteri menjadi amonia.
Amonia diubah menjadi nitrat oleh Nitrosomonas dan Nitrobacter, yang akan
digunakan oleh tanaman. Beberapa nitrat terakumulasi pada nitrogen atmosfer
yang akan kembali pada tanman legum melalui fiksasi nitrogen oleh
mikroorganisme (umumnya rhozobium) menjadi nitrat, melalui konversi amonia.
Hewan (termasuk juga manusia) memakan tanaman meliputi protein yang mengadung
nitrogen. (sumber: Wesley, 1983:778)
Gambar 5 Peran Hewan dalam Daur
Nitrogen
Meskipun pengikatan secara alami
menghasilkan cukup nitrogen untuk proses yang berlangsung secara alami, namun
pembentukan nitrogen oleh industri yang digunakan untuk pemupukan dan produk
lain melampui kebutuhan ekosistem darat.
B. Siklus
Fosfor (P)
Ahmad
Syauqi menyatakan
bahwa
Peredaran fosfor (P) menjadi penting
karena telah diketahui bahwa senyawa-senyawa sangat penting seperti ATP, DNA
dan RNA semua organisme memainkan peranan dalam kehidupan dan keturunannya.
Adanya pertumbuhan dan kematian organisme memberikan makna bahwa zat-zat ada
yang diambil dan dikeluarkan oleh makhluk. Mereka bertempat dalam habitat
tertentu dapat diartikan pengambilan dan pengeluaran zat akan menempati
lingkungan sekitarnya.
Tanah sebagai tempat yang dipenuhi oleh zat-zat organik akan banyak terjadi
perubahan khususnya disebabkan oleh mikroba sebagai dekomposer. Unsur fosfor
tidak ada di atmosfer dan banyak beredar diantara organisme, tanah dan zat itu
sendiri.
Di dalam organisme unsur fosfor
berbentuk organik (R-PO4H2) dapat dihidrolisis oleh ensim fosfatase
menghasilkan asam fosfat (H3PO4). Bakteri yang dapat melakukan perubahan
tersebut adalah Bacillus megaterium var. phosphaticum atau inokulumnya
bernama fosfobakterin. Mikroba dapat memanfaatkan atau reduksi biologis
besi-fosfat seperti yang terjadi pada reduksi ion sulfat secara anaerobik dan
menghasilkan asam fosfat dan endapan FeS. Tanaman dapat memanfaatkan fosfat di
dalam tanah berbentuk H2PO4- dan hal ini biasanya ada di tanah yang bersifat
asam atau di bawah pH 7,2; sedangkan diatas nilai pH tersebut berbentuk HPO4-2
(Mullen, 2005) dan tanah basa berbentuk PO4-3 (Davet, 2004) seperti dalam
bentuk Ca3(PO4)2. Dengan demikian peredaran fosfor seperti ditunjukkan gambar
11 yang dibagi dalam dua bagian yaitu sub-siklus biologis dan sub-siklus
geokimia.
Davet (2004) menjelaskan bahwa unsur P yang dilabelisasi yaitu 32P menunjukkan
bahwa mikroba tanah khususnya di daerah rizosfer; endomikoriza dapat
menyerapnya pada jarak 7 – 8 cm dan ektomikoriza hingga jarak 20 cm.
Selanjutnya Chakly dan Berthelin mendapatkan bahwa ada sinergi antara Bacillus
sp dengan jamur Pisolithus tinctorius yang bersimbiosis dengan Pinus
caribaea, hal ini sangat nyata dalam penyerapan unsur P dari suatu senyawa
fitat seperti bentuk P-organik inositol heksafosfat (asam). Bentuk fitat sering
dijumpai di dalam tanah hingga 10 – 50% dari total P-organik, contoh lainnya
adalah fosfolipid; fosfatidil serin dan suatu nukelotida; timidin 5-fosfat.
Demikian pula antara mikroba dan tanaman akan terjadi interaksi kompetisi bila
perbandingan C/P di dalam tanah pada kisaran nilai 300.
C.
SIKLUS KARBON
Siklus Karbon dan Oksigen
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. Lihat Gambar berikut :
D. SIKLUS BEOGEOKIMIA
Definisi Biogeokimia) – Biogeokimia adalah pertukaran atau perubahan yang terus menerus,
antara komponen biosfer yang hidup dengan tak hidup.
Dalam suatu ekosistem, materi pada setiap tingkat trofik
tidak hilang. Materi berupa unsurunsur penyusun bahan organik tersebut
didaur-ulang. Unsur-unsur tersebut masuk ke dalam komponen biotik melalui
udara, tanah, dan air.
Daur ulang materi tersebut
melibatkan makhluk hidup dan batuan (geofisik) sehingga disebut Daur
Biogeokimia.
fungsi
(Fungsi Biogeokimia) – Fungsi Daur Biogeokimia adalah sebagai siklus materi
yang mengembalikan semua unsurunsur kimia yang sudah terpakai oleh semua yang
ada di bumi baik komponen biotik maupun komponen abiotik, sehingga kelangsungan
hidup di bumi dapat terj. Liat gambar
ini
E. SIKLUS
HIDROLOGI
Siklus ini merupakan siklus air di
bumi yang dipengaruhi oleh peran energi matahari dan gaya gravitasi bumi.
Proses-proses penting yang terjadi adalah proses penguapan, transpirasi, kondensasi,
dan presipitasi. Penguapan (evaporasi) merupakan perubahan fase air dari bentuk
cairan menjadi bentuk gas akibat panas matahari di permukaan bumi. Pada proses
ini, dikhususkan air yang bukan berasal dari tanaman, contohnya air danau,
sungai, lautan dan bagian hidrosfer lainnya. Penguapan ini terjadi sekitar 84%
di lautan dan 16% di daratan. Sementara, penguapan yang terjadi pada tanaman
disebut transpirasi. Air dalam bentuk uap ini kemudian memasuki atmosfer dan
mengalami pendinginan sehingga terjadi kondensasi dan membentuk awan. Awan akan
terbawa oleh angin ke bagian lain dari bumi. Molekul-molekul air akan
terdispersi (terurai) secara menempel pada partikel-partikel debu yang ada di
atmosfer lalu bergabung membentuk buatiran-butiran air. Butiran-butiran air
yang sudah mencapai berat tertentu akan jatuh ke permukaan bumi. Peritiwa ini
disebut dengan presipitasi. Presipitasi dapat berbentuk hujan, salju, ataupun
embun tergantung pada kondisi lingkungannya. Presipitasi dapat terjadi secara
langsung ke daerah hidrosfer, sekitar 77%, dan sebanyak 23% jatuh di atas tanah
dan batu-batuan. Sebagian dari air yang jatuh di atas tanah dan batu-batuan
akan mengalir melalui permukaan menuju bagian hidrosfer, sementara yang lainnya
akan meresap ke dalam tanah (air tanah). Air tanah ini mencapai lapisan yang
kedap air lalu meresap secara perlahan dan mengalir hingga bagian hidrosfer.
Setelah itu, terjadi siklus ulang (Buchari dkk., 2001).
Siklus air ini terkait dengan
penyediaan nutrien bagi makhluk hidup. Dalam kondisi yang normal, perembesan
dan aliran permukaan air tidak akan mencuci mineral-mineral tanah. Kalaupun
ada, hanya sedikit mineral tanah yang akan tercuci. Selain itu, air hujan dapat
melapukkan batu sehingga tersedia bahan pengganti berbagai mineral, sehingga
mineral tanah tetap terjaga. Namun, sebaliknya, jika kondisi tidak normal,
nutrien dalam tanah dapat terganggu sehingga ekosistem pun terganggu. Salah
satu penyebabnya adalah penggundulan hutan.dalam gambar tersebut :
III. BAKU MUTU LINGKUNGAN
Dasar hukum baku mutu
lingkungan terdapat dalam UU No.4 Thn 1982 pasal 15 yang berbunyi sebagai
berikut:
“ Perlindungan lingkungan
hidup dilakukan berdasarkan baku mutu lingkungan yang diatur dengan peraturan
perundang-undangan”.
Baku
mutu lingkungan :standar kualitas lingkungan yang ditetapkan sesui dengan rona
lingkungannya dan menurut peruntukannya .
Dalam keputusan baku mutu lingkungan dapat di uraikan :
1.
Baku mutu air pada sumber air
adalah batas kadar yang diperolehkan bagi zat
atau bahan pencemar terdapat dalam air, namun air tetap berfungsi sesuai dengan
peruntukannya;
2. Baku mutu air pada
limbah cair
adalah batas kadar yang diperolehkan bagi zat
atau bahan pencemar untuk dibuang dari sumber pencemaran ke dalam air pada
sumber air, sehingga tidak menyebabkan dilampauinya baku mutu air;
3. Baku mutu air pada udara ambien
adalah batas kadar yang
diperbolehkan bagi zat atau bahan pencemar terdapat di udara, namun tidak
menimbulkan gangguan terhadap makhluk hidup, tumbuh-tumbuhan dan benda;
4. Baku mutu air pada udara emisi
adalah batas kadar yang
diperbolehkan bagi zat atau bahan pencemar untuk dikeluarkan dari sumber
pencemaran ke udara, sehingga tidak mengakibatkan dilampauinya baku mutu udara
ambien;
5. Baku mutu air pada air laut
adalah batas atau kadar makhluk
hidup, zat, energi, atau komponen lain yang ada atau harus ada, dan zat atau
bahan pencemar yang ditenggang adanya dalam air laut.
