Mengenal Definisi dan Macam Daur Biogeokimia

Di dalam ekosistem, meskipun energi kimia sebagian besar hilang pada setiap tingkat trofik, tetapi materi pada setiap tingkat trofik tidak hilang. Makhluk hidup (biotik) maupun makhluk tak hidup (abiotik) yang ada di bumi tersusun oleh materi. Materi ini tersusun oleh unsur-unsur seperti karbon (C), oksigen (O), nitrogen (N), hidrogen (H), belerang atau sulfur (S), dan fosfor (P).

Unsur-unsur tersebut masuk ke dalam komponen biotik melalui udara, tanah, atau air. Materi yang berupa unsur-unsur penyusun bahan organik di daur ulang. Pendaurulangan unsur-unsur organik tersebut sangat penting bagi kelangsungan hidup semua makhluk hidup. Hal tersebut disebabkan sumber unsur-unsur sangat terbatas sehingga unsur-unsur organik akan habis jika digunakan secara terus-menerus.

Siklus atau daur biogeokimia ini berfungsi sebagai penjaga kelangsungan hidup dan mengembalikan unsur-unsur kimiawi yang telah dipakai oleh semua komponen yang terdapat di muka bumi. Unsur-unsur organik yang mengalami daur biogeokimia diantaranya yaitu air, karbon, nitrogen, sulfur, dan fosfor. kali ini, Burhan akan membahas materi mengenai  daur biogeokimia.

Apa yang dimaksud  daur biogeokimia? Kalau dilihat dari nama ‘’Biogeokimia‘’, sepertinya materi ini terdiri dari pembahasan tiga mata pelajaran, ya. Daripada penasaran, ayo kita mulai pembahasannya dimulai dari apa yang dimaksud daur biogeokimia hingga macam-macam daur biogeokimia.

Definisi Daur Biogeokimia

Seperti yang Burhan sebutkan di atas, ternyata memang betul, biogeokimia itu diambil dari tiga kata, yaitu: biologi, geologi dan kimia. Biogeokimia merupakan istilah yang dibuat oleh Hutchinson yang artinya ilmu tentang pertukaran atau perubahan yang terus menerus, antara komponen biosfer yang hidup dan tidak hidup.

Daur biogeokimia merupakan daur ulang air dan unsur-unsur kimia melibatkan makhluk hidup dan batuan (geofisik) sehingga disebut daur biogeokimia. Daur biogeokimia juga sering disebut siklus biogeokimia.

Macam-Macam Daur Biogeokimia

Ada lima daur biogeokimia  yang akan dibahas pada kesempatan ini. Semua daur biogeokimia  mempunyai pengaruh pada kehidupan di bumi. Kelima daur biogeokimia ini, yaitu:

  1. Daur Air/ Siklus Air

Daur air atau siklus air dikenal juga dengan istilah siklus hidrologi, yaitu  proses perputaran atau sirkulasi air dari bumi ke atmosfer lalu kembali lagi ke bumi. Daur ini terjadi secara terus menerus dan menyebabkan seakan air itu tak pernah ada habisnya.

Proses utama yang menyebabkan daur air yaitu evaporasi yang terjadi pada air dari permukaan bumi oleh energi panas dari matahari menjadi uap air di atmosfer. Transpirasi yang diilakukan tumbuhan di darat juga menghasilkan uap air ke atmosfer.

Uap air yang ada di atmosfer tersebut mengalami kondensasi menjadi awan, lalu terjadi presipitasi (proses jatuhnya kembali uap air ke bumi). Air yang ada di permukaan mengalami runoff, kemudian turun dan terserap ke dalam tanah (mengalami perkolasi) menjadi groundwater (air tanah). Air yang di permukaan dan groundwater kembali menuju lautan.

Daur Air

Sumber: Campbell Biology 11th

  1. Daur Karbon/ Siklus Karbon

Fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan dan fitoplankton menghilangkan sebagian besar CO2 di atmosfer setiap tahun. Kuantitas ini kira-kira sama dengan CO2 ditambah ke atmosfer melalui respirasi seluler oleh produsen dan konsumen.

Pembakaran bahan bakar fosil dan kayu menambah sebagian besar CO2 ke atmosfer, seiring waktu geologis, gunung berapi juga menjadi sumber CO2 yang substansial.

Daur Karbon

Sumber: Campbell Biology 11th

  1. Daur Nitrogen/ Siklus Nitrogen

Jalur utama bagi nitrogen untuk memasuki ekosistem yaitu melalui fiksasi nitrogen, konversi N2 menjadi bentuk yang dapat digunakan untuk mensintesis senyawa nitrogen organik. Bakteri tertentu, serta aktivitas kilat dan vulkanik membantu nitrogen bebas bereaksi dengan hidrogen atau oksigen membentuk nitrat.

Input nitrogen dari aktivitas manusia sekarang melebihi input alami di daratan. Dua kontributor utama yaitu pupuk yang diproduksi secara industri dan tanaman legum yang dapat memperbaiki nitrogen melalui bakteri di nodul akar tanaman legum.

Bakteri lain di tanah mengubah nitrogen ke berbagai bentuk yang berbeda. Beberapa bakteri melakukan denitrifikasi, nitrifikasi, dan reduksi dari nitrat ke gas nitrogen. Aktivitas manusia juga dapat menghasilkan sejumlah gas nitrogen reaktif seperti nitrogen oksida ke atmosfer.

Daur Nitrogen

Sumber: Campbell Biology 11th

  1. Daur Fosfor/ Siklus Fosfor

Pelapukan batuan secara bertahap menambah PO43- ke tanah. Beberapa larut ke air tanah dan air permukaan dan akhirnya menuju laut. Fosfat yang diambil oleh produsen dan dimasukkan ke dalam molekul biologis dapat dimakan oleh konsumen.

Fosfat dikembalikan ke tanah atau air melalui dekomposisi biomassa atau ekskresi oleh konsumen, karena tidak ada gas yang mengandung fosfor yang signifikan, hanya jumlah fosfor yang relatif kecil bergerak melalui atmosfer, biasanya dalam bentuk debu atau partikel aerosol.

Daur Fosfor

Sumber: Campbell Biology 11th

  1. Daur belerang (sulfur) atau siklus belerang (sulfur)

Ketika tumbuhan atau hewan mati, jasadnya akan diuraikan oleh bakteri dan jamur menghasilkan gas hidrogen sulfida (H2S) yang akan dilepas ke udara dan sebagian tetap ada dalam tanah.

Gas hidrogen sulfida yang ada di udara akan bersenyawa dengan oksigen membentuk sulfur oksida, sedangkan yang ada di dalam tanah akan diubah oleh bakteri tanah menjadi ion sulfat dan senyawa sulfur oksida yang akan diserap kembali oleh tumbuhan.

Daur Sulfur

Sumber: Wikimedia Commons

Contoh Soal Daur Biogeokimia

Dilansir dari news.detik.com, letak Bandung yang berada di daerah cekungan diduga dapat memperparah tingkat polusi udara. Tingginya tingkat polusi udara di Bandung dapat memicu terjadinya hujan asam. Kondisi geografis Bandung yang terletak di daerah cekungan membuat udara di Bandung tidak dapat mengalir dan berpotensi meningkatkan terjadinya hujan asam.

Menurut Thomas, Kepala Pusat Pemanfaatan Sains Atmosfer dan Iklim LAPAN, indikasi meningkatnya hujan asam dibuktikan dengan timbulnya bercak-bercak kehijauan pada patung-patung tembaga di Kota Bandung, salah satunya patung pemain bola di pertigaan Jalan Tamblong dan Jalan Sumatera. LAPAN juga pernah mencatat bahwa pada tahun 2000, di Kota Bandung terjadi hujan asam dengan pH air hujan 4 (dibawah pH ambang batas yaitu 5,6).

Berikut ini manakah yang bukan proses-proses yang melibatkan terjadinya hujan asam?

A. Terjadi reaksi senyawa kimia dengan uap air.

B. Produksi gas buangan kendaraan bermotor.

C. Terjadi reaksi-reaksi kimiawi di atmosfer.

D. Terjadi penipisan lapisan ozon.

E. Produksi asap buangan oleh industri.

Pembahasan:

Jawaban: D

Produksi gas buangan kendaraan bermotor, pembakaran batu bara dan minyak bumi dapat menghasilkan gas oksida sulfur (SO2). Hutan yang sengaja maupun tidak sengaja dibakar dapat menghasilkan nitrogen oksida ke atmosfer. Gas oksida sulfur dapat bereaksi dengan uap air dan hidrogen peroksida membentuk asam sulfat (H2SO4).

Nitrogen bereaksi dengan substansi lain di atmosfer membentuk asam nitrat (HNO3). Terakumulasinya asam sulfat dan asam nitrat di atmosfer akan turun bersama hujan atau salju ke bumi menjadi hujan asam. Hujan asam dapat memengaruhi kehidupan mahkluk hidup di bumi karena memengaruhi pH air dan tanah.

Analisis:

A) Terjadi reaksi senyawa kimia dengan uap air merupakan proses yang terlibat dalam terjadinya hujan asam, senyawa kimia yang bereaksi dengan uap air adalah gas oksida sulfur.

B) Produksi gas buangan kendaraan bermotor merupakan proses yang terlibat terjadinya hujan asam, karena gas buangan kendaraan bermotor menghasilkan gas oksida sulfur yang jika berekasi dengan uap air dan hidrogen peroksida dapat membentuk asam sulfat.

C) Terjadi reaksi-reaksi kimiawi di atmosfer merupakan proses yang terlibat dalam terjadinya hujan asam, karena terjadi reaksi kimiawi di atmosfer yaitu antara nitrogen oksida dengan substansi lain di atmosfer menghasilkan asam nitrat.

D) Terjadi penipisan lapisan ozon bukan merupakan penyebab terjadinya hujan asam. Penipisan lapisan ozon disebabkan oleh degradasi ozon oleh gas CFC (Chloro Fluoro Carbon) yang banyak terdapat di AC, kulkas, dan aerosol.

E) Produksi asap buangan oleh industri merupakan proses yang terlibat dalam terjadinya hujan asam, akibat dihasilkannya gas oksida sulfur dari asap buangan industri ke atmosfer.

Jadi, jawaban yang paling tepat adalah D.

Referensi:

Anshori, M. dan Martono, D. 2009. Biologi 1: untuk Sekolah Menengah Atas (SMA)-Madrasah Aliyah (MA) Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.

Reece, Urry, Cain, Wasserman, dan Minorsky. 2011. Campbell Biology 11th. AS: Pearson Education Inc.

Lihat Artikel Lainnya!
[Total: 5 Average: 5]

Tinggalkan komentar

Eits, tunggu dulu.

✅Mau RANGKUMAN BELAJAR KEREN?

KLIK GAMBARNYA????