Minggu, 17 Februari 2013

Daur Biogeokimia

        

 daur biogeokimia  adalah  perpindahan unsur kimia yang terjadi secara terus menerus dalam ekosistem melalui daur ulang yang melibatkan komponen biotik dan abiotik .Hal ini menunjukkan adanya hubungan antara komponen biotik dengan abiotik dalam suatu ekosistem.
Daur biogeokimia meliputi : daur air, daur sulfur, daur pospor, daur nitrogen, daur
karbon dan daur oksigen.


Daur Air
Semua organisme hidup memerlukan air untuk melakukan aktivitas hidupnya Hewan mengambil air, langsung dari air permukaan, tumbuhan dan hewan yang dimakan, sedangkan tumbuhan mengambil air dari air tanah dengan menggunakan akarnya. Manusia menggunakan sekitar seperempat air tanah yang ada di daratan. Air keluar dari hewan
dan manusia berupa urin dan keringat, sedangkan pada tumbuhan melalui proses transpirasi

 
Daur Sulfur ( Belerang)
Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. 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 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 anaerobik.


Daur Oksigen
Oksigen atau zat asam adalah unsur kimia dalam sistem tabel periodik yang mempunyai lambang O dan nomor atom 8. Ia merupakan unsur golongan kalkogen dan dapat dengan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya (utamanya menjadi oksida). Pada Temperatur dan tekanan standar, dua atom unsur ini berikatan menjadi dioksigen, yaitu senyawa gas diatomik dengan rumus O2 yang tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Semua kelompok molekul struktural yang terdapat pada organisme hidup, seperti protein, karbohidrat, dan lemak, mengandung oksigen. Demikian pula senyawa anorganik yang terdapat pada cangkang, gigi, dan tulang hewan. Oksigen dalam bentuk O2 dihasilkan dari air oleh sianobakteri, ganggang, dan tumbuhan selama fotosintesis, dan digunakan pada respirasi sel oleh hampir semua makhluk hidup

Daur Nitrogen
Daur Nitrogen dalam Biogeokimia) – Di alam, Nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa organik seperti urea, protein, dan asam nukleat atau sebagai senyawa anorganik seperti ammonia, nitrit, dan nitrat.
Tahap pertama
Daur nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfir ke dalam tanah. Selain air hujan yang membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen ke dalam tanah terjadi melalui proses fiksasi nitrogen.
Fiksasi nitrogen secara biologis dapat dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan polong-polongan, bakteri Azotobacter dan Clostridium. Selain itu ganggang hijau biru dalam air juga memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen.
Tahap kedua
Nitrat yang di hasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh produsen (tumbuhan) diubah menjadi molekul protein. Selanjutnya jika tumbuhan atau hewan mati, mahkluk pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH3) dan garam ammonium yang larut dalam air (NH4+). Proses ini disebut dengan amonifikasi. .


Amonia yang dihasilkan melalui proses amonifikasi dan mineralisasi oleh bakteri nitrit (nitrosomonas dan nitrosococcus) dirombak menjadi ion nitrit (NO2−), selanjutnya ion nitrit dirombak bakteri nitrat (nitrobacter) menjadi ion nitrat (NO3−). Perombakan amonia menjadi ion nitrit, ion nitrit menjadi ion nitrat disebut nitrifikasi.


 Apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat dengan cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh proses yang disebut denitrifikasi.
 
  Gas nitrogen ini di atmosfer masuk ke dalam tanah melalui fiksasi nitrogen oleh bakteri (Rhizobium, Azotobacter, Clostridium), Alga biru (Anabaena, Nostoc) dan jamur (Mycorhiza) nitrogen yang masuk ke tanah melalui fiksasi diubah menjadi amonia (NH3) oleh bakteri amonia. Proses penguraian nitrogen menjadi amonia disebut amonifikasi


Daur Fosfor
Fosfor merupakan unsur kimia yang jarang terdapat di alam dan merupakan faktor pembatas produktivitas ekosistem, serta merupakan unsur yang penting untuk pembentukan asam nukleat, protein, ATP dan senyawa organik vital lainnya.

Fosfor satu-satunya daur zat yang tidak berupa gas, sehingga daurnya tidak melalui udara. Sebagian besar fosfor mengalir ke laut dan terikat pada endapan di perairan atau dasar laut. Begitu sampai di laut hanya ada dua mekanisme untuk daur ulangnya ke ekosistem darat, salah satunya melalui burung-burung laut yang mengambil fosfor melalui rantai makanan laut dan mengembalikan ke darat melalui kotorannya kemudian masuk ke rantai makanan.
Fosfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (fosfor yang berikatan dengan oksigen :  (H2PO4- dan HPO42-). Ion fosfat banyak terdapat dalam bebatuan. Pengikisan dan pelapukan batuan membuat fosfat larut dan terbawa menuju sungai sampai laut sehingga membentuk sedimen. Sedimen ini muncul kembali ke permukaan karena adanya pergerakan dasar bumi.
Ion fosfat dapat memasuki air tanah sehingga tumbuhan dapat mengambil fosfat yang terlarut melalui absorbsi yang dilakukan oleh akar. Dalam proses rantai makanan, Herbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dimakannya. Selanjutnya karnivora mendapatkan fosfat dari herbivora yang dimakannya.

Fosfat dikeluarkan dari organisme melalui urin dan feses. Di sini para detrivor (bakteri dan jamur) mengurai bahan-bahan anorganik di dalam tanah lalu melepaskan fosfor kemudian diambil oleh tumbuhan atau mengendap. Daur fosfor mulai lagi dari sini.


Tidak ada komentar: