BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Fosfat adalah salah satu jenis elemen penting dalam kehidupan, hal
ini disebabkan karena semua makhluk hidup akan membutuhkan fosfor dalam bentuk
ATP (Adenosin Tri Fosfat), Adenosin Tri Fosfat sendiri nantinya akan digunakan
sebagai sumber energi untuk metabolisme sel. fosfor banyak terdapat di alam
yang masih berbentuk-bentuk ion fosfat (PO43-). Ion Fosfat pada umumnya
terdapat dalam bebatuan. Akibat terjadinya peristiwa erosi dan pelapukan
memungkinkan fosfat terbawa menuju sungai bahkan hingga laut yang membentuk
sedimen. Terjadinya pergerakan dasar bumi memicu sedimen yang mengandung fosfat
naik ke permukaan. Tumbuhan pada umumnya mengambil fosfat yang masih terlarut
dalam air tanah.Fosfor merupakan bahan makanan utama yang digunakan oleh semua
organisme untuk pertumbuhan dan sumber energi. Fosfor di dalam air laut,
berada dalam bentuk senyawa organik dan anorganik. Dalam bentuk senyawa
organik, fosfor dapat berupa gula fosfat dan hasil oksidasinya, nukloeprotein
dan fosfo protein. Sedangkan dalam bentuk senyawa anorganik meliputi ortofosfat
dan polifosfat. Senyawa anorganik fosfat dalam air laut pada umumnya berada
dalam bentuk ion (orto) asam fosfat (H3PO4), dimana 10%
sebagai ion fosfat dan 90% dalam bentuk HPO42-. Fosfat
merupakan unsur yang penting dalam pembentukan protein dan membantu proses
metabolisme sel suatu organisme. Keberadaan fosfat di dalam air akan terurai
menjadi senyawa ionisasi, antara lain dalam bentuk ion H2PO4-,
HPO42-, PO43-.
B.
Tujuan
1. Dapat mendeskripsikan bagaimana daur/siklus nutrient fosfat.
2. Dapat menjelaskan dari mana sumber daur nutrient fosfat.
3. Dapat menjelaskan apa saja manfaat dari daur nutrient fosfat.
4. Dapat menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi daur nutrient fosfat.
5. Dapat menjelaskan bagaimana manajemen kontrol nutrien pada daur nutrient fosfat.
6. Dapat menjelaskan harkat/klasifikasi dari daur nutrient fosfat.
7. Dapat menjelaskan bagaimana mekanisme pengukuran dari daur nutrient fosfat.
2. Dapat menjelaskan dari mana sumber daur nutrient fosfat.
3. Dapat menjelaskan apa saja manfaat dari daur nutrient fosfat.
4. Dapat menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi daur nutrient fosfat.
5. Dapat menjelaskan bagaimana manajemen kontrol nutrien pada daur nutrient fosfat.
6. Dapat menjelaskan harkat/klasifikasi dari daur nutrient fosfat.
7. Dapat menjelaskan bagaimana mekanisme pengukuran dari daur nutrient fosfat.
C. Rumusan Permasalahan
1. Bagaimana daur/siklus nutrient fosfat?
2. Dari mana sumber daur nutrient fosfat?
3. Apa saja manfaat dari daur nutrient fosfat
4. Apa faktor-faktor yang mempengaruhi daur nutrient fosfat?
5 Bagaimana manajemen kontrol nutrien pada daur nutrient fosfat?
6. Bagaimana harkat/klasifikasi dari daur nutrient fosfat?
7. Bagaimana mekanisme pengukuran dari daur nutrient fosfat?
2. Dari mana sumber daur nutrient fosfat?
3. Apa saja manfaat dari daur nutrient fosfat
4. Apa faktor-faktor yang mempengaruhi daur nutrient fosfat?
5 Bagaimana manajemen kontrol nutrien pada daur nutrient fosfat?
6. Bagaimana harkat/klasifikasi dari daur nutrient fosfat?
7. Bagaimana mekanisme pengukuran dari daur nutrient fosfat?
BAB II
PEMBAHASAN
A.
Daur/siklus nutrient fosfat
Fosfor memainkan peran utama
di dalam metabolisme biologis. Dibandingkan dengan mikro nutrien lain yang
dibutuhkan oleh biota fosfor memiliki kemelimpahan minimum dan umunya merupakan
unsur pertama pembatas produktivitas biologis. Banyak data kuantitatif yang
berasal dari penyebaran fosfor musiman dan ruang di sungai-sungai dan danau,
serta laju muatan terhadap periaran penerima dari drainase cekungan
(Kanti,Atit.2006).
Daur fosfor
yaitu daur atau siklus yang melibatkan fosfor, dalam hal input atau sumber fosfor-proses
yang terjadi terhadap fosfor- hingga kembali menghasilkan fosfor lagi. Daur
fosfor dinilai paling sederhana daripada daur lainnya, karena tidak melalui
atmosfer. fosfor di alam didapatkan dari: batuan, bahan organik, tanah,
tanaman, PO4- dalam tanah. kemudian inputnya adalah hasil pelapukan batuan. dan
outputnya: fiksasi mineral dan pelindikan. Fosfor berupa fosfat yang diserap
tanaman untuk sintesis senyawa organik. Humus dan partikel tanah mengikat
fosfat, jadi daur fosfat dikatakan daur lokal. Di alam, fosfor terdapat dalam
dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa
fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan
yang mati diuraikan oleh decomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat
anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap
di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan
fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik
terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh
akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus. Fosfor dialam dalam
bentuk terikat sebagai Ca-fosfat, Fe- atau Al-fosfat, fitat atau protein.
Bakeri yang berperan dalam siklus fosfor : Bacillus, Pesudomonas, Aerobacter
aerogenes, Xanthomonas, dll. Mikroorganisme (Bacillus, Pseudomonas,
Xanthomonas, Aerobacter aerogenes) dapat melarutkan P menjadi tersedia bagi
tanaman. Daur fosfor terlihat akibat aliran air pada batu-batuan akan melarutkan
bagian permukaan mineral termasuk fosfor akan terbawa sebagai sedimentasi ke
dasar laut dan akan dikembalikan ke daratan.
Siklus fosfor merupakan salah satu siklus nutrient. Fosfor merupakan elemen
penting dalam kehidupan karena semua makhluk hidup membutuhkan posfor dalam
bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), sebagai sumber energi untuk metabolisme sel.
Fosfor yang terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (PO43-). Ion Fosfat
terdapat dalam bebatuan. Adanya peristiwa erosi dan pelapukan menyebabkan fosfat
terbawa menuju sungai hingga laut membentuk sedimen. Adanya pergerakan dasar
bumi menyebabkan sedimen yang mengandung fosfat muncul ke permukaan. Di darat
tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut dalam air tanah. Herbivora mendapatkan
fosfat dari tumbuhan yang dimakannya dan karnivora mendapatkan fosfat dari
herbivora yang dimakannya. Seluruh hewan mengeluarkan fosfat melalui urin dan
feses. Bakteri dan jamur mengurai bahan-bahan anorganik di dalam tanah lalu
melepaskan pospor kemudian diambil oleh tumbuhan.
B.
Sumber daur
nutrient fosfat
Fosfor merupakan bahan makanan utama yang digunakan oleh semua
organisme untuk pertumbuhan dan sumber energi. Fosfor di dalam air laut, berada
dalam bentuk senyawa organik dan anorganik. Dalam bentuk senyawa organik,
fosfor dapat berupa gula fosfat dan hasil oksidasinya, nukloeprotein dan fosfo
protein. Sedangkan dalam bentuk senyawa anorganik meliputi ortofosfat dan
polifosfat. Senyawa anorganik fosfat dalam air laut pada umumnya berada dalam
bentuk ion (orto) asam fosfat (H3PO4), dimana 10% sebagai ion fosfat dan 90%
dalam bentuk HPO42-.
Fosfat
merupakan unsur yang penting dalam pembentukan protein dan membantu proses
metabolisme sel suatu organisme (Hutagalung et al, 1997). Sumber fosfat
diperairan laut pada wilayah pesisir dan paparan benua adalah sungai. Karena
sungai membawa hanyutan sampah maupun sumber fosfat daratan lainnya, sehingga
sumber fosfat dimuara sungai lebih besar dari sekitarnya. Keberadaan fosfat di
dalam air akan terurai menjadi senyawa ionisasi, antara lain dalam bentuk ion
H2PO4-, HPO42-, PO43-. Fosfat diabsorpsi oleh fitoplankton dan
seterusnya masuk kedalam rantai makanan. Senyawa fosfat dalam perairan berasal
daari sumber alami seperti erosi tanah, buangan dari hewan dan pelapukan
tumbuhan, dan dari laut sendiri. Peningkatan kadar fosfat dalam air laut, akan
menyebabkan terjadinya ledakan populasi (blooming) fitoplankton yang akhirnya
dapat menyebabkan kematian ikan secara massal. Batas optimum fosfat untuk
pertumbuhan plankton adalah 0,27 – 5,51 mg/liter (Hutagalung et al, 1997).
Fosfat dalam air laut berbentuk ion fosfat. Ion fosfat
dibutuhkan pada proses fotosintesis dan proses lainnya dalam tumbuhan (bentuk
ATP dan Nukleotid koenzim). Penyerapan dari fosfat dapat berlangsung terus
walaupun dalam keadaan gelap. Ortofosfat (H3PO4) adalah bentuk fosfat anorganik
yang paling banyak terdapat dalam siklus fosfat. Distribusi bentuk yang beragam
dari fosfat di air laut dipengaruhi oleh proses biologi dan fisik. Dipermukaan
air, fosfat di angkut oleh fitoplankton sejak proses fotosintesis. Konsentrasi
fosfat di atas 0,3 µm akan menyebabkan kecepatan pertumbuhan pada banyak
spesies fitoplankton. Untuk konsentrasi dibawah 0,3 µm ada bagian sel yang
cocok menghalangi dan sel fosfat kurang diproduksi. Mungkin hal ini tidak akan
terjadi di laut sejak NO3 selalu habis sebelum PO4 jatuh ke tingkat yang
kritis. Pada musim panas, permukaan air mendekati 50% seperti organik-P. Di
Laut Dalam kebanyakan P berbentuk inorganik. Di musim dingin hampir semua P
adalah inorganik. Variasi di perairan pantai terjadi karena proses upwelling
dan kelimpahan fitoplankton. Pencampuran yang terjadi dipermukaan pada musim
dingin dapat disebabkan oleh bentuk linear di air dangkal. Setelah musim dingin
dan musim panas kelimpahan fosfat akan sangat berkurang
C.
Manfaat
dari daur nutrient fosfat
Fosfor merupakan bahan makanan utama
yang digunakan oleh semua organisme untuk pertumbuhan dan sumber energi.
Fosfor di dalam air laut, berada dalam bentuk senyawa organik dan anorganik.
Dalam bentuk senyawa organik, fosfor dapat berupa gula fosfat dan hasil
oksidasinya, nukloeprotein dan fosfo protein. Sedangkan dalam bentuk senyawa
anorganik meliputi ortofosfat dan polifosfat. Senyawa anorganik fosfat dalam
air laut pada umumnya berada dalam bentuk ion (orto) asam fosfat (H3PO4),
dimana 10% sebagai ion fosfat dan 90% dalam bentuk HPO42-.
Fosfat merupakan unsur yang penting dalam pembentukan protein dan membantu
proses metabolisme sel suatu organisme.
Fosfor
berperan dalam transfer energi di dalam sel, misalnya yang terdapat pada ATP
(Adenosine Triphospate) dan ADP (Adenosine Diphosphate). Ortofosfat yang
merupakan produk ionisasi dari asam ortofosfat adalah bentuk fosfor yang paling
sederhana di perairan. Ortofosfat merupakan bentuk fosfor yang dapat
dimanfaatkan secara langsung oleh tumbuhan akuatik, sedangkan polifosfat harus
mengalami hidrolisis membentuk ortofosfat terlebih dahulu sebelum dapat
dimanfaatkan sebagai sumber fosfat. Setelah masuk kedalam tumbuhan, misalnya
fitoplankton, fosfat anorganik mengalami perubahan menjadi organofosfat. Fosfat
yang berikatan dengan ferri [Fe2(pO4)3] bersifat tidak larut dan mengendap
didasar perairan. Pada saat terjadi kondisi anaerob, ion besi valensi tiga
(ferri) ini mengalami reduksi menjadi ion besi valensi dua (ferro) yang
bersifat larut dan melepaskan fosfat keperairan, sehingga meningkatkan
keberadaan fosfat diperairan (Effendi 2003).
D.
Faktor-faktor yang mempengaruhi daur nutrient fosfat
Ada
dua bentuk fosfor yang terdapat di alam, yaitu senyawa fosfat organik (pada
tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat
organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai)
menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah atau air
laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat
banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis
dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik
ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulangterus
menerus.
Proses terbentuknya endapan fosfat ada tiga:
- Fosfat primer terbentuk dari pembekuan magma alkali yang bersusunan nefelin, syenit dan takhit, mengandung mineral fosfat apatit, terutama fluor apatit {Ca5 (PO4)3 F}dalam keadaan murni mengandung 42 % P2 O5 dan 3,8 % F2.
- Fosfat sedimenter (marin), merupakan endapan fosfat sedimen yang terendapkan di laut dalam, pada lingkungan alkali dan suasana tenang, mineral fosfat yang terbentuk terutama frankolit.
- Fosfat guano, merupakan hasil akumulasi sekresi burung pemakan ikan dan kelelawar yang terlarut dan bereaksi dengan batu gamping karena pengaruh air hujan dan air tanah. Berdasarkan tempatnya endapan fosfat guano terdiri dari endapan permukaan, bawah permukaan dan gua.
E.
Manajemen kontrol nutrien pada daur nutrient fosfat
Studi tentang sirkulasi fosfor di
lingkungan perairan laut merupakan perhatian di berbagai bidang ilmu bidang
ilmu. Dengan menggunakan 32P para peneliti menghasilkan kesimpulan
umum bahwa bahwa konsentrasi fosfor akan berubah karena fosfor merupakan salah
satu zat yang digunakan oleh fitoplankton dalam proses metabolisme. Kadar
fosfat akan semakin tinggi dengan menurnya kedalaman. Konsentrasi fosfat
relatif konstan pada perairan dalam biasanya terjadi pengendapan sehingga
nutrien meningkat seiring dengan waktu karena proses oksidasi f dan bahan
organik. Adanya proses run off yang berasal dari daratan akan mensuplai
kadar fosfat pada lapisan permukaan, tetapi ini tidak terlalu besar. Penambahan
terbesar dari lapisan dalam melalui proses kenaikan masa air.
Fosfor muncul pada bagian yang beragam di dalam
lingkungan bahari, beberapa muncul dalam bentuk susunan organik seperti protein
dan gula, beberapa juga muncul dalam bentuk kalsium organik dan sebagian dalam
bentuk inorganik dan partikel besi fosfat, lalu juga dalam bentuk fosfat
terlarut, walaupun fosfor muncul dalam konsentrasi dibawah nitrogen, tapi pada
kenyataanya fosfor dapat dengan mudah di buat atau tersedia di dalam atau
tersedia di dalam zona penetrasi cahaya yang mencegah fosfor menjadi faktor
pembatas di dalam produktifitas bahari.
Diperairan, bentuk unsur fosfor berubah secara terus
menerus akibat proses dekomposisi dan sintesis antara bentuk organik, dan
bentuk anorganik yang dilakukan oleh mikroba. Semua polifosfat mengalami hidrolisis
membentuk ortofosfat. Perubahan ini bergantung pada suhu yang mendekati titik
didih, perubahan polifosfat menjadi ortofosfat berlangsung cepat. Kecepatan ini
meningkat dengan menurunnya nilai pH. Perubahan polifosfat menjadi ortofosfat
pada air limbah yang mengandung banyak bakteri lebih cepat dibandingkan dengan
perubahan yang terjadi pada air bersih.
Keberadaan fosfor diperairan alami biasanya relative
kecil, dengan kaar yang lebih sedikit dari pada kadar nitrogen. Fosfor tidak
bersifat toksik bagi manusia, hewan, dan ikan. Keberadaan fosfor secara
berlebihan yang disertai dengan keberadaan nitrogen dapat menstimulir ledakan
pertumbuhan algae di perairan (algae bloom). Algae yang berlimpah ini
dapat membentuk lapisan pada permukaan air, yang selanjutnya dapat menghambat
penetrasi oksigen dan cahaya mathari sehingga kurang menguntungkan bagi
ekosistem perairan. Pada saat perairan cukup mengandung fosfor, algae
mengakumulasi fosfor di dalam sel melebihi kebutuhannya. Fenomena yang demikian
dikenal istilah konsumsi berlebih (luxury consumption). Kelebihan fosfor
yang diserap akan dimanfaatkan pada saat perairan mengalami defisiensi fosfor,
sehingga algae masih dapat hidup untuk beberapa waktuselama periode kekeurangan
pasokan fosfor (Effendi 2003).
F.
Harkat/klasifikasi dari daur nutrient fosfat
Berdasarkan kadar fosfat total,
perairan diklasifikasikan menjadi tiga yaitu: perairan dengan tingkat kesuburan
rendah yang memiliki kadar fosfat total berkisar antara 0 – 0.02 mg/liter;
perairan dengan tingkat kesuburan sedang memiliki kadar fosfat 0.021 – 0.05
mg/liter; dan perairan dengan tingkat kesuburan tinggi, memiliki kadar fosfat
total 0.051 – 0.1 mg/liter (Effendi, 2003)
G.
Mekanisme
pengukuran dari daur
nutrient fosfat
1.
Spesiasi Kimia
Secara rinci perputaran campuran organik –P yang ditunjukkan di permukaan
air secara garis besar tidak diketahui. Sepenuhnya adalah larutan inorganik
fosfor seperti hasil ionisasi pada H3PO4
H3PO4 ………………………………. H+ +
H2PO4
H3PO4 ………………………………. H+ +
HPO42-
H3PO4 ………………………………. H+ +
PO43-
Pecahan pada bentuk ini
dibatasi oleh pH dan komposisi pada air. Ionisasi konstan untuk tiga tahap
penguraian dapat didefinikan sebagai :
K1= [H+] [H2PO4] [H3PO4]
K2 = [H+] [HPO42-] [H2PO4-]
K3 = [H+] [PO33-] [HPO42-]
Pehitungan persen pada beragam bentuk fosfat di H2O, NaCl, air laut, seperti sebuah fungsi pada pH. Di
laut dalam ion fosfat bentuknya lebih penting (50% pada P= 1000 bar atau 10.000
m ). H2PO4- bebas adalah lebih besar dengan persentase
49%, MgPO4-, 46%, dan 5%
CaHPO4. Sementara PO43- 27% seperti MgPO4- dan 73%
seperti CaPO4.
Gambar 1. Grafik
Spesiasi Fosfat
2. Proses pengambilan secara
Fisik dan Biologi
Ortofosfat dihasilkan
dari dekomposisi tanaman atau jaringan yang membusuk, karena hal tersebut merupakan
proses yang mudah dan cepat maka terjadi sangat tinggi di kolom perairan
sehingga menyediakan fosfat untuk tanaman ( Davis dalam Effendi, 1987). Ketika
fitoplankton mati, organik-P dengan cepat berubah menjadi fosfat. Banyak
fitoplankton dikonsumsi oleh zooplankton dimana proses ini menghasilkan PO4.
Inorganik fosfat terlarut terdiri atas 90% dari total fosfor selama waktu
ketika produksi organik, maka dari itulah proses pengambilan rendah. Tipe ini
muncul saat musim dingin. Saat musim panas, ketika produktifitas tinggi
inorganik fosfat berkurang setengah dari jumlah total.
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Fosfor memainkan peran utama di dalam metabolisme
biologis. Dibandingkan dengan mikro nutrien lain yang dibutuhkan oleh biota
fosfor memiliki kemelimpahan minimum dan umunya merupakan unsur pertama
pembatas produktivitas biologis.
Siklus fosfor merupakan salah satu siklus nutrient. Fosfor merupakan elemen
penting dalam kehidupan karena semua makhluk hidup membutuhkan posfor dalam
bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), sebagai sumber energi untuk metabolisme sel.
Fosfor yang terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (PO43-). Ion Fosfat
terdapat dalam bebatuan.
Ada
dua bentuk fosfor yang terdapat di alam, yaitu senyawa fosfat organik (pada
tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat
organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai)
menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah atau air
laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat
DAFTAR PUSTAKA
Effendi, Hefni. 2003. Telaah Kualitas Air.
Yogyakarta : Kanisius
Hutagalung, Horas P, Deddy Setiapermana, dan Hadi
Riyono. 1997. Metode Analisis Air Laut, Sedimen, dan Biota. Jakarta
: Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.
Kanti,
Atit. 2006. Tanah Pelarut Fosfat yang Diisolasi dari Tanah Kebon Volume 7 Nomer
2 Halaman 105-108
http://bisakimia.com/2013/07/22/mengenal-siklus-fosfor/
