makalah pengantar ilmu lingkungan

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.