PENDAHULUAN
Elemen adalah unsur,
materi atau bahan dasar (fundamental kinds
of matter) yangmenyusun seluruh benda di
alam semesta (Menahan, 2001). Elemen ini tersusun dari atom-atom
yang berasal dari elemen yang sama secara kimiawi dan memiliki sifat
yang identik.Hingga saat ini telah dikenal
sekitar 116 elemen atau unsur.
Secara garis besar, elemen dapat
dibagi menjadi 2, yaitu : elemen organik
daninorganik. Miessler dan Tarr (2000) menyatakan bahwa elemen organik berkaitan
dengansenyawa hidrokarbon dan derivatnya yang sebagian besar
menjadi elemen utama yangmenyusun makhluk hidup. Asam amino,
protein dan lemak yang menyusun organism
hidupumumnya tersusun dari elemen organik (unsur atau senyawa yang terdiri dari
C , H dan O). Sedangkan elemen inorganik mencakup keseluruhan elemen yang
terdapat dalam tabel periodik unsur termasuk Hidrogen
dan Karbon itu sendiri.
Riley dan Chester
(1971), menyatakan bahwa unsur N, P dan Si adalah merupakan mikro elemen
esensial terpenting yang dibutuhkan oleh organisme laut. Ketiga elemen tersebut
berperan penting dalam metabolisme, proses
fisiologis dan reaksi biokimiawi dalam tubuh.
Namun, menurut Manahan (2001),elemen,
bahan atau materi organik adalah semua
senyawa yang mengandung karbontermasuk substansi yang dihasilkan
dari proses hidup (kayu, kapas, wol), minyak bumi, gasalam (metan),
cairan pelarut/pembersih, fiber sintetik dan plastik. Sedangkan elemen atau
bahaninorganik adalah semua substansi yang tidak mengandung Karbon
seperti logam, batuan,garam, air, pasir dan
beton. Elemen inorganik ada yang bersifat
terlarut (dissolved) dan adayang padat (solid atau insoluble).
ISI
Millero
dan Sohn (1992) menyatakan bahwa perairan
laut memiliki konsentrasi senyawa organik yang
sangat rendah dibandingkan konsentrasi senyawa
inorganik. Senyawa organik terdiri dari kelompok hewan yang telah
hidup dan telah mati. Serasah atau detritus hasil
degradasi bahan organik dan pengaruh
antropogenik. Berdasarkan komposisi kimianya, bahan organik terdiri atas
karbohidrat, protein, asam amino, lemak, hidrokarbon, asam
karbosiklik, humus, dan kerogen serta komponen-komponen
mikro lainnya seperti steroid, aldehid, alkohol
dan komponen organo-sulfur.
Riley dan
Chester (1971), menyatakan bahwa unsur N, P dan Si adalah merupakan
elemen esensial terpenting yang dibutuhkan oleh organisme laut. Ketiga elemen
tersebut berperan penting dalam metabolisme,
proses fisiologis dan reaksi biokimiawi dalam
tubuh. Nitrogen penting untuk membangun jaringan tubuh.
Sedangkan fosfor dan silica penting dalam
pembentukan cangkang terutama bagi kelompok
Diatom, Coccolithofor dan Pteropod. Besi, Mangan,
Tembaga, Seng, Kobal dan Molybdenum adalah
mikro elemen esensial yang sangat dibutuhkan
untuk pertumbuhan sebagaimana ditemukan
pada enzim. Meskipun memiliki konsentrasi
yang sedikit dalam air laut, namun mikro elemen
esensial tidak pernah menjadi faktor pembatas yang mengontrol
populasi biota laut. Kadang-kadang konsentrasi mikro
elemen esensial ditemukan dalam jumlah yang
banyak dalam air laut, namun hal
tersebut belum menjamin pemenuhan kebutuhan mikro
elemen esensial bagi organisme laut. Hal ini karena mikro elemen esensial
tersebut berada dalam bentuk yang tidak dapat diabsorbsi langsung oleh biota
laut yang ada.
Millero
(2006) membagi elemen (organik dan
inorganik) menjadi 3 kelompok berdasarkan
rata-rata konsentrasinya di alam, yaitu:
- Elemen makro (Mayor) (0,05 – 750 mM) (Na, Cl, Mg)
- Elemen mikro (Minor) (0,05 – 50 μM) (P dan N)
- Elemen trace atau kelumit (0,05 -50 nM) (Pb, Hg, Cd)
1.
Elemen Makro (Mayor)
Elemen
mayor disuatu perairan jumlahnya sangat banyak (unlimited elements) dimana
untuk rata – rata RT > 106 year. Elemen mayor bersifat sangat
konservatif atau keberadaanya dilaut sangat tetap, dan konsentrasi tidak
berkurang ataupun tidak bertambah dengan semakin dalam suatu perairain. Tiga
sumber utama dari garam-garaman di laut adalah pelapukan batuan di darat,
gasgas vulkanik dan sirkulasi lubang-lubang hidrotermal (hydrothermal vents)
di laut dalam. salinitas merupakan jumlah dari seluruh garam-garaman dalam gram
pada setiap kilogram air laut.untuk elemen mayor sendiri tergolong dalam
beberapa logam – logam, yang termasuk dalam elemen mayor adalah : B, Br, Cl,
Cs, F, K, Lr, Mg, Mo, Na, Rb, S, Ti, dan U.
Mengingat tingginya kandungan kation, air laut dapat
digunakan sebagai salah satu sumber hara bagi tanaman termasuk tanaman yang
sensitive terhadap kadar garam yang tinggi.Untuk elemen mayor atau mayor elemen
yang mempunyai ukuran > 1 ppm yaitu diantaranya adalah : Na, Mg, Ca, K, Cl,
SO4 dan HCO3. Sedangkan untuk keberadaan perbandingan
elemen mayor yang terdapat pada suatu perairan sangat stabil, kestabilan dari
ratio mayor elemen disuatu perairan tergantung pada kondisi disuatu
perairan.berikut ini merupakan contoh dari karakteristik komposisi ratrio
dengan antar elemen : SO4 : Cl ; HCO3 :
Cl ; K : Na
Berkaitan dengan tingginya salinitas air laut, tantangan
yang dihadapi adalah upaya untuk memanfaatkan unsur-unsur hara tersebut dengan
menurunkan kandungan Na dan ClMg : Na dan
Ca : Mg dimana kondisi suatu perairan disungai lebih tinggi dibandingkan
dilaut. Selain proses di atas, proses-proses biogeokimia seperti reaksi redoks,
kompleksasi –solidifikasi, mineralisasi-remineralisasi dan faktor lingkungan
seperti pH, suhu, salinitas, arus dan aktifitas hidrothermal juga berperan
penting terhadap distribusi mikro elemen di laut.
Ø Kelompok
Elemen Kimia Utama (major elements)
Karena
elemen kimia ini terdapat dilaut dalam kadar yang besar, yaitu terdapat dalam jumlah
lebih dari 31,67 miligram elemen dalam 1 liter air laut. Atau 21,5 g/l. Nama-nama
elemen Kimia Utama Yaitu:
ü Khlor
(Cl) 89.500.000 ton/mil³ air laut
ü Natrium
(Na) 49.500.000 ton/mil³ air laut
ü Magnesium
(Mg) 6.400.000 ton/mil³ air laut
ü Belerang
(S) 4.200.000 ton/mil³ air laut
ü Kalsium
(Ca) 1.900.000 ton/mil³ air laut
ü Kalium
(Br) 1.800.000 ton/mil³ air laut
ü Brom
(Br) 306.000 ton/mil³ air laut
ü Karbon
(C1) 32.000 ton/mil³ air laut
2. Elemen Mikro (Minor)
Minor
elemen atau elemen mayor memiliki suatu ukuran 1 ppb – 4 ppm (< 1ppm) yang
termasuk dalam elemen minor disuatu lautan yaitu diantaranya : O, H, Cl, Na,
Mg, C, Ca, K, Dr, C, Sr, B, dan F. dari elemen – elemen tersebut terdapat ada
14 unsur yang termasuk dalam elemen minor.elemen minor memiliki pola distribusi
yang luas atau dengan kata lain pola penyebaran yang luas dari suatu perairan
tropis sampai sub tropis.dari 14 jenis ion pada air laut.Dari jumlah itu,
konsentrasi klorida dan natrium terdapat dalam jumlah yang sangattinggi. Hal
inilah yang menyebabkan tingginya salinitas air laut. . Di samping itu unsure
Na juga dapat dimanfaatkan sebagai unsur hara untuk jenis-jenis tanaman
tertentu yang membutuhkannya baik sebagai unsure tambahan/menguntungkan maupun
sebagai pengganti sebagian dari kebutuhan akan unsur K.
Kelompok ini terdapat dalam kadar yang lebih kecil
dibandingkan dengankelompok elemen kimia utama, sehingga elemen-elemen ini
dimasukan kedalamkelompok elemen kimia tambahan atau minor elemen. Kadarnya di
laut mempunyainilai kisaran antara 5,52 mg sampai 0,079 mg yang terdapat dalam
satu liter air laut.Karena kadarnya relatip lebih kecil, maka kelompok jenis
elemen ini mudah lenyapdari perairan laut oleh sebab itu prose absorbsi atau
penyerapan oleh partikel-partikelmaupun organisme ± organisme yang ada dan
hidup dilaut. Berbeda dengan kelompok elemen kimia utama , maka untuk
menentukan kadar dari kelompok elemen kimiatambahan yang ada dilaut diperlukan
contoh yang banyak. Yang tergolong ke dalam minor elemen antara lain : Boron
(B), Silikon (Si), Flour (F), Argon (Ar), Nitrogen(N), Liitium (Li), Rubidium
(Rb), dan Fosfor (P).
Ø Kelompok
Elemen Kimia Tambahan (minor elements)
Kelompok
ini terdapat dalam kadar yang lebih kecil dibandingkan dengan kelompok elemen
kimia utama, sehingga elemen-elemen ini dimasukan kedalam kelompok elemen kimia
tambahan atau minor elemen. Nama-nama elemen Tambahan Utama Yaitu:
ü Boron
(B) 23.000 ton/mil³ air laut
ü Silikon
(Si) 14.000 ton/mil³ air laut
ü Flour
(F) 6.100 ton/mil³ air laut
ü Argon
(Ar) 2.800 ton/mil³ air laut
ü Nitrogen
(N) 2.400 ton/mil³ air laut
ü Liitium
(Li) 800 ton/mil³ air laut
ü Rubidium
(Rb) 570 ton/mil³ air laut
ü Fosfor
(P) 330 ton/mil³ air laut
3. Trace Element
Trace Elemen merupakan unsure – unsure atau senyawa –
senyawa kimia dilaut yang kelarutanya kurang dari 1 ppb atau dapat diartikan
sang kecil.tetapi untuk keberadaanya sang diperlukan dalam pengaturan
keseimbangan kelarutan elemen – elemen dilaut dan proses biologi organism
bahari. rasio konsentrasi elemen yang konstan terhadap elemen yang berkaitan
dengan khlorinitas atau salinitas ditemukan pada beberapa elemen karena tingkat
reaktifitasnya yang rendah. Logam-logam Cu, Mn, Fe dan Zn jika terjadi
defisiensi menyebabkan penyakit baik pada hewan maupun tumbuhan. Cu, Cr, Se dan
I untuk hewan dan B dan Mo untuk tanaman. Hampir semua mikronutrien memiliki
peran sebagai penyusun enzym dan protein-protein penting lain yang terlibat
dalam pathway/siklus metabolik.
Ketiadaan mikronutrien akan
menyebabkan disfungsi metabolik yang mengakibatkan penyakit.
Elemen-elemen yang tidak mempunyai kepentingan secara biokimiawi disebut
"non essensial element". Contohnya “non-essential element” adalah As,
Cd, Hg, Pb, Po, Sb, Ti dan U yang menyebabkan toksisitas pada konsentrasi yang
melebihi ambang batas tetapi tidak menyebabkan "deficiency disorder"
pada
konsentrasi
rendah seperti mikronutrien.
Ø Kelompok
Elemen Kimia Jarang (Trace Element)
Di
laut terdapat pula kelompok elemen yang disebut kelompok elemen jarang atau
“Trace Element”. Elemen ini terdapat di laut dalam kadar yang sanagt kecil
sekali dibandingkan dengan kadar-kadar dari elemen- elemen dari kelompok yang
lain. Kadar elemen jarang yang terdapat di laut mempunyai nilai kisaran antara
67.18µg sampai 0,024 µg dalam 1 liter air laut. Nama-nama elemen Jarang Utama
Yaitu:
ü Yod
(I) 280 ton/mil³ air laut
ü Barium
(Ba) 140 ton/mil³ air laut
ü Besi
(Fe) 47 ton/mil³ air laut
ü Molibden(Mo)
47 ton/mil³ air laut
ü Seng
(Zn) 47 ton/mil³ air laut
ü Selen
(Se) 29 ton/mil³ air laut
ü Argon
(Ar) 14 ton/mil³ air laut
ü Tembaga
(Cu) 14 ton/mil³ air laut
ü Timah
(Sn) 14 ton/mil³ air laut
ü Uranium
(U) 14 ton/mil³ air laut
ü Mangan
(Mn) 9 ton/mil³ air laut
ü Nikel
(Ni) 9 ton/mil³ air laut
ü Vanadium
(V) 9 ton/mil³ air laut
Factor
– factor yang mempengaruhi atau mengurangi kelarutan trace elemen dari suatu
perairan:
1.
Melalui
proses pengendapan sedimen, mengikat senyawa – senyawa terlarut disuatu
perairan.
2.
Diserap
atau dimanfaatkan oleh oraganisme bahari terlepas ke atmosfir melalui permukaan
perairan.
3.
Trace elemen terlarut juga terkait denga
gas dalam senyawa didalam jaringan tubuh suatu organism bahari, yang mempunyai konsentarasi
yang sangat tinggi (berikatan dengan ion oksigen dan hydrogen).
Riley dan Chester (1971), menyatakan bahwa unsur N, P
dan Si adalah merupakanelemen esensial terpenting yang dibutuhkan oleh
organisme laut. Ketiga elemen tersebut berperan penting dalam
metabolisme, proses fisiologis dan reaksi
biokimiawi dalam tubuh. Nitrogen penting untuk membangun
jaringan tubuh. Sedangkan fosfor dan silicapenting
dalam pembentukan cangkang terutama bagi kelompok
Diatom, Coccolithofor danPteropod. Besi, Mangan,
Tembaga, Seng, Kobal dan Molybdenum adalah
mikro elemenesensial yang sangat dibutuhkan untuk
pertumbuhan sebagaimana ditemukan pada
enzim.Meskipun memiliki konsentrasi yang
sedikit dalam air laut, namun mikro elemen
esensialtidak pernah menjadi faktor pembatas yang mengontrol populasi
biota laut. Kadang-kadangkonsentrasi mikro elemen esensial
ditemukan dalam jumlah yang banyak dalam
air laut,namun hal tersebut belum menjamin
pemenuhan kebutuhan mikro elemen esensial bagiorganisme laut. Hal
ini karena mikro elemen esensial tersebut berada dalam bentuk yang
tidak dapat diabsorbsi langsung oleh biota laut yang ada.
4.
Bahan
Organik Terlarut
Berdasarkan
strukturnya senyawa organik dapat dibagi menjadi :
1.
materi
organik terlarut (DOM) yang berukuran < 0,45 µm termasuk
koloid
2.
materi
organik partikulat (POM) yang terdiri atas materi berbentuk partikulat
(> 2,0µm) dan materi tersuspensi (0,45 ± 2,0 µm)
Ø Bahan
Dasar Bahan Organik
Karbon
merupakan bahan dasar dari semua bahan organik. Selain itu, karbon ditemukan
sebagai gas karbondioksida dan sebagai karbonat. Karbon juga terdapat pada
bahan bakar fosil (batu bara, gas alam, dan minyak). Tumbuhan hijau menangkap
karbondioksida (CO2) dan mereduksinya menjadi senyawa organik:
Jumlah oksigen
(dalam mg/l atau ppm) yang digunakan mikroorganisme untuk menguraikan bahan
organik yang degradable (dapat terurai) biasanya menjadi tolok ukur
terjadinya pencemaran atau beban bahan organik di perairan. Kriteria ini
dikenal sebagai Biochemical Oxygen Demand (BOD). Sebuah indeks jumlah oksigen
yang digunakan organisme untuk metabolisme makanannya baik secara biologi
maupun melalui proses kimiawi. Walaupun ada yang menterjemahkan BOD sebagai
Biological Oxygen Demand akan tetapi sebenarnya proses yang terjadi bukan hanya
proses biologi tapi juga proses kimiawi. Jumlah BOD yang tinggi menunjukkan
banyaknya bahan organik. Bila air memiliki BOD rendah secara umum berarti
jumlah limbah bahan organiknya rendah sepanjang limbahnya adalah limbah yang
degradable .
Daur Bahan Organik
Daur bahan
organik atau disingkat daur organik di laut sama dengan daur organik di
lingkungan air tawar dan di darat. Karbon (C) bersama-sama dengan unsur hara
lainnya seperti posfor (P) dan nitrogen (N) melalui proses fotosintesis
menghasilkan jaringan tumbuh-tumbuhan yang menjadi makanan hewan. Keduanya akan
menghasilkan zat organik dan jika mereka mati dan membusuk maka akan dihasilkan
bahan mentah untuk memulai daur bahan organik lagi (Romimohtarto dan Juwana,
2001). Unsur hara nitrogen (N) tidak mempunyai hubungan tetap dengan
unsurk hara posfor (P), tetapi bersama-sama dengan karbon (C), N dan P,
merupakan unsur-unsur utama dalam produksi zat organik. Walaupun hara C
terdapat dalam jumlah yang banyak, tetapi kedua unsur hara N dan P menjadi
faktor pembatas dalam daur bahan organik di laut.
Ø Sumber Bahan organik
Aloton ( eksternal)
- Sungai
- Bahan organik terlarut dari daratan diangkut ke laut melalui angin dan sungai. Bahan organik terlarut yang berasal dari air sungai, bisa mencapai 20 mgC/l, terutama berasal dari pelepasan humic material dan hasil penguraian dari buah – buahan yang jatuh di tanah. Penambahan bahan organik secara perantara alami dalam bentuk sewage (kotoran) dan buangan industri. Sebagian besar sudah siap dioksidasi dan segera membusuk karena bakteri dalam air laut. Namun dalam batasan badan air, seperti estuarin, kebutuhan oksigen secara biologi terpenuhi dikarenakan kondisi anoksik tersedia.
- Berupa hasil dekomposisi tanaman, penggelontoran substansi humus, masukan antropogenik.
- Sekitar 40 -80% DOC (Substansi Humus, berupa Asam Fulvic)
- Bahan Organik Karbon Terlarut (DOC) Mencapai ~ 20 mg/l, Bahan Organik Karbon Partikulat Berkisar ~ 1 -~ 2,5 mg/l
2.
Atmosfer
Terdiri
POM (POC) & Vapourphase Organic Matter/VOM (VOC)
·
POC
:
Viable
: Bakteri, Pollen, Algae,yeast, Moulds, Mycoplasma, Virus, Protozoa, & Nematoda
Non Viable
: Kelompok Senyawa Lipid
·
VOM
Gas
Methane (Senyawa Hidrokarbon)
3.
Sedimen
·
Sangat
Beragam : Hidrokarbon, As Lemak, As-As Amino, Peptida, Karbohidrat, Polimer
Alami, Kerogen & Materi Humus
·
Bahan
Organik yang Terendapkan di Sedimen:
Terlarut :
Makromolekul biogenik (Protein, Karbohidrat & Lemak)
Tidak
Terlarut : Humic, Fulvic, Humin.
Autoton (Internal)
- Produktivitas Primer
- Fitoplankton sumber utama penghasil bahan organic melalui proses fotosintesis
- Menghasilkan karbon, karbohidrat yang dapat dikonversi menjadi protein, lipid, dan senyawa lainnya melalui proses metabolisme dan penambahan beberapa substansi lainnya
2. Aktivitas
Biologi Makro dan Mikro Organisme
- Ekresi ekstraseluler alga, Hasil metabolisme alga terutama fitoplankton. Hasil fotosintesis alga akan melepaskan sejumlah bahan ke dalam badan perairan. Produksi ini penting sebagai sumber energi untuk organisme laut lainnya dan juga berperan dalam kontrol ekologi. Asam amino dan karbohidrat merupakan bahan yang dikeluarkan secara dominan oleh spesies khusus seperti Olisthodiscus sp (Hellebust, 1965 dalam Riley dan Chester 1971).
- Ekresi hewan laut, Eksresi zooplanton dan binatang laut lainnya.Eksresi zooplankton dan binatang laut lainnya menjadi sumber penting bahan organik terlarut di laut. Bahan-Bahan yang dikenal secara prinsip adalah Nitrogenous seperti urea, purines (allantoin dan asam uric), trimethyl amine oxide dan asam amin, trimethyl amine oxide dan asam amino (glycine, taurine dan alanine).
Ø Pengelompokkan Bahan Organik di Laut
BAHAN ORGANIK TERLARUT DALAM AIR
LAUT.
- Bahan organik terlarut yang berukuran < 0.5 μm.
- Jumlah bahan organik terlarut dalam air laut biasanya melebihi rata-rata bahan organik tidak terlarut. Hanya berkisar 1/5 bahan organik tidak terlarut terdiri dari sel hidup. Semua bahan organik ini dihasilkan oleh organisme hidup melalui proses metabolisme dan hasil pembusukan
- Bahan organik karbon berukuran 0,3 – 3 mgC/ l pada perairan pantai, ditemukan sebagai hasil peningkatan aktivitas fitoplankton dan polusi dari daratan.
BAHAN ORGANIK TIDAK TERLARUT DALAM
AIR LAUT
- Bahan organik tidak terlarut dalam air laut berukuran lebih besar dari 0,5 μm. Pada lapisan permukaan air laut material organik tak terlarut ini berupa detritus dan fitoplankton. Pada zona eufotik konsentrasinya lebih tinggi dari lapoisan di bawahnya. Bahan organik tak terlarut ini berfungsi menyediakan makanan untuk organisme pada beberapa tingkatan tropik.
Ø
Sumber
Bahan Organik Tidak Terlarut dalam Air Laut
ü Di bawah air sungai (4,2 – 109 gC/
l) berukuran lebih kecil dari rata-rata produksi primer di laut ( 4 – 1016 gC/
l).
ü Sebagian besar particulate organic
matter dilaut dihasilkan oleh beberapa organisme penghasil utama seperti
fitoplankton, makroalga dan bakteri kemoautotrofik. Produksi utama ini
dihasilkan oleh fotoautotrofik nanoplankton (berdiameter 2,0 – 20 μm).
ü Sekitar 10 % dihasilkan dari tanaman
dalam bentuk senyawa, berat molekulnya ringan seperti asam amino, asam
trikarboksilik. Hasil ini dengan cepat dikonsumsi oleh bakteri.
ü Hasil agregasi dan pengendapan
dissolved organic matter dari laut.
ü Pada subsurface dalam waktu tertentu
butir-butir fecal zooplankton merupakan komponen yang terbesar dari bahan
organik tak terlarut.
Ø Perbedaan Secara Ekologi dan Sifat
Bahan Organik Partikulat.
ü Daerah eufotik.
Bahan organik partikulat di daerah eufotik terdiri dari
fitoplankton dan bakteri bersama dengan detritus. Pertumbuhan lebih baik
diperoleh dengan percampuran dari dua atau lebih spesies dibandingkan satu
spesies. Pada kondisi biasa, diatom mungkin dapat digunakan sebagai makanan
pokok kopepoda (Beklemistur, 1954 dalam Riley dan Chester, 1971), tetapi
cocolithophores dan dinoflagellata juga dapat digunakan (Marshall dan
Orr, 1952 dalam Riley dan Chester, 1975).
ü Daerah
Perairan Dalam.
Meskipun
banyak detritus di daerah eufotik berukuran relatif besar karena diuraikan oleh
bakteri sehingga sangat sedikit yang mencapai kedalaman 200 – 300 meter (Fox,
1950 dalam Riley dan Chester, 1971). Sebagian besar dikonsumsi oleh
filter feeder perairan dalam yang memiliki nilai gizi (Harvey, 1955 dalam Riley
dan Chester, 1971) dan tenggelam sampai dasar lautan bergabung menjadi sedimen
yang rata-rata mengandung Ca 0,3% organik karbon. Oleh sebab itu perlu mencari
alternatif sumber makanan bagi binatang laut tersebut. Sumber makanan
kemungkinan dipenuhi oleh marine aggregates yang kaya protein dan
nutrisi.
Ø Peranan Bahan Organik dalam Ekologi Laut
Adapun peranan bahan organik di dalam ekologi laut adalah sebagai berikut
:
- Sumber energi (makanan)
- Sumber bahan keperluan bakteri, tumbuhan maupun hewan
- Sumber vitamin
- memiliki peranan penting dalam mengatur kehidupan fitoplankton di laut.
- Mengontrol Proses-Proses Geokimia, Memberi Pengaruh Transpor & Degradasi Polutan, serta berperan dalam Reaksi-Reaksi Disolusi, Prespitasi Mineral
Jumlah
bahan organik terlarut dalam air laut biasanya melebihi rata-rata bahan organik
tidak terlarut. Semua bahan organik ini dihasilkan oleh organisme hidup melalui
proses metabolisme dan hasil pembusukan.
Ekresi
dari mikroorganisme seperti protozoa merupakan sumber yang penting dari bahan
organik karbon. Proses pelepasan nitrogen dan fospor dari organisme mati dalam
air laut terjadi dengan cepat.
Hampir
seluruh organik karbon terlarut dalam air laut berasal dari karbondioksida yang
dihasilkan oleh fitoplankton. Konsentrasinya tergantung pada keseimbangan
antara rata-rata organik karbon terlarut yang dibentuk oleh hasil pembusukan,
eksresi dan rata-rata hasil penguraian atau pemanfaatannya.
1. Sumber
Berdasarkan
asalnya, sumber elemen mikro yang masuk ke laut secara
garisbesar dapat dibagi menjadi 2 :
b. Allotochnous (external
sources) :
ü Aktifitas gunung berapi (erupsi)
ü Pelapukan batuan
ü Gurun Pasir
ü Aktifitas Manusia (antropogenik)
c. Autotochnous (internal
sources) :
ü Aktifitas gunung berapi bawah laut
(Submarine Eruption)
ü Pergeseran kerak bumi
d. Aktifitas BiologiMekanisme transport
elemen yang bersumber dari daratan dapat dibagi 3
ü Melalui sungai (fluvial transport)
ü Melalui udara (atmospheric
transport) dan angin (Aeolian transport)
ü Melalui pencairan es (glacial
transport)Elemen yang masuk ke laut akan mengalami proses-proses :
ü Fisika : advection, mixing,
adsorption, deposition
ü Kimia : redox, hydrolysis,
complexation, solidification, dissolution
ü Biologi : absorption, decomposition
2.
Distribusi
Chester
(1990) menyatakan bahwa ada tiga proses
yang berperan dalamdistribusi elemen di laut :
ü Saturasi dan presipitasi (Ca, Sr,
Ba)
ü Adsorbdi oleh partikel tersuspensi
(Mn, Zn, Cd, Pb)
ü Absorbsi oleh biologi (Co, Mo, Ni,
Zn).
Selain
proses diatas, proses-proses biogeokimia seperti reaksi redoks,kompleksasi ±
solidifikasi, mineralisasi-remineralisasi dan faktor
lingkungan sepertipH, suhu, salinitas, arus dan
aktifitas hidrothermal juga berperan penting
terhadapdistribusi mikro elemen di laut.
3. Tipe
Distribusi Elemen.
Elemen mikro memiliki konsentrasi yang
sangat rendah di laut karenaelemen mikro memiliki
sifat yang sangat reaktif sehingga dengan
cepat akansegera berikatan dengan senyawa kimia
yang lain saat mencapai laut danmengendap
di dasar perairan dalam bentuk sedimen. Selain
itu, ada pula elemenmikro yang memang
memiliki konsentrasi sangat kecil dari sumbernya.
Misalnya:batuan kristal dan gas yang berasal dari dalam
perut bumi.
Profil
distribusi elemen mikro dapat dibagi menjadi beberapa kategori, yaitu:
1.
Conservative
Profile: rasio konsentrasi elemen yang konstan terhadapelemen yang berkaitan
dengan khlorinitas atau salinitas ditemukan pada beberapaelemen karena tingkat
reaktifitasnya yang rendah.
2.
Nutrient
Type Profile: penurunan konsentrasi elemen di
permukaanperairan dan pengayaan di kedalaman perairan. Senyawa
dipindahkan dari bagian ataspermukaan oleh plankton atau senyawa partikulat
yang dihasilkan oleh produsen melaluiaktifitas biologi. Di perairan
yang dalam senyawa partikulat akan
mengalamiregenerasi melalui proses oksidasi oleh bakteri.
3.
Surface
enrichment and depletion at depth:
Elemen yang termasuk kelompok ini mudah
bereaksi dan secara cepat berpindah dari
air laut karenaberikatan dengan partikulat yang
berada di kolom air untuk selanjutnya
mengendapdalam sedimen. Waktu tinggal (residence times) dari
elemen kelompok ini tergolongsangat pendek. Logam timbal
(Pb) merupakan elemen yang inputnya berasal dariatmosfir
(berasal dari asap kendaraan dan
industri di darat yang menggunakanbahan bakar
fosil). Mn2+ merupakan contoh yang baik
untuk elemen yang memasuki permukaan air melalui
sungai atau berasal dari endapan sedimen di perairanyang dangkal.
4.
Mid-depth
minima: Kondisi mid-depth minimum dapat terjadi jika
terdapatinput dari permukaan yang kemudian mengalami regenerasi di dekat
dasar ataumengalami scavenging di keseluruhan kolom air. Logam seperti Cu2+, Sn
dan Al3+tergolong dalam kelompok ini. Input dari permukaan laut
berasal dari daratan yangterbang ke udara membentuk debu atmosfer yang
kemudian jatuh ke permukaan laut. Al dengan cepat akan mengalami
penyerapan oleh partikel tersuspensi dari
permukaanair melalui proses adsorbs atau mengalami
penyerapan oleh plankton. Partikel yangterserap
kemudian jatuh dan mengendap di laut dalam membentuk sedimen.
Resustensidan flux Al dalam sedimen akan semakin meningkat saat mendekati dasar
perairan.
5.
Mid-depth
maxima: profil dari tipe ini terbentuk
dari input hidrotermalyang dikeluarkan oleh sistem mid-ocean
ridge. Elemen Mn2+ ,3He adalah contoh yangbaik dari Mid-depth maxima ini.
6.
Mid-depth
maxima or minima in the sub-oxic layer: sebuah lapisan sub-oxicyang besar dapat
ditemukan di beberapa wilayah di Samudera Pasifik dan Samudera Hindia. Proses
reduksi dan oksidasi dalam kolom air
atau di sekitar slope
sedimenmenghasilkan Fe2+ dan Mn2+(maxima) yang
tereduksi dan Cr3+ (minima) dalambentuk tereduksi
yang bersifat insoluble atau mengendap di
dasar perairan dalambentuk solid.
7.
Maxima
and minima in Anoxic Waters: pada
suatu daerah dengansirkulasi terbatas seperti di Laut Hitam,
Trench Cariaco dan fjords, air dapat menjadianoxic (tidak
memiliki kandungan Oksigen) dan memproduksi H2S. Di batas antara 2 perairan
dapat terjadi proses reduksi oksidasi yang menyebabkan maxima
atauminima dari perubahan solubilitas dari species
yang berbeda. Fe2+ dan Mn2+tergolong maxima karena
memiliki solubilitas yang meningkat dalam bentuk tereduksi.Kondisi maxima ini
terjadi akibat proses reduksi oksidasi Besi dan Mangan dekat bataslapisan
antara dari oksik-anoksik.
PENUTUP
Elemen
adalah unsur, materi atau bahan dasar
(fundamental kinds of matter) yangmenyusun
seluruh benda di alam semesta. Secara garis besar
elemen terbagi atas elemenorganik yang berkaitan dengan senyawa hidrokarbon dan
derivatnya yang menyusun makhluk hidup dan elemen inorganik yang
mencakup keseluruhan elemen yang terdapat dalam tabelperiodik unsur
termasuk Hidrogen
dan Karbon. Berdasarkan
rata-rata konsentrasinya di alam, elemen terbagi atas
elemen makro yaituelemen kimia yang terdapat dilaut dalam kadar yang besar,
elemen mikro atau minor elemenyaitu kadarnya yang lebih kecil dibandingkan
dengan kelompok elemen kimia utama, dan traceelemen dalam kadar yang sangat
kecil sekali dibandingkan dengan kadar-kadar dari elemen-elemen dari kelompok
yang lain.
DAFTAR PUSTAKA
Manahan, S,E. 2001. Fundamental of
Environmental Chemistry. 2nd edition. CRS Press. BocaRaton. 978
hal.
Miessler G, L dan Donald A, Tarr. Inorganic
Chemistry. 3rd edition. Pearson Prentice Hall. 706hal.
Millero, F. J. 2006. Chemical
Oceanografi. 3rd edition, C R C Taylor and Francise. Boca
Raton.London. 496 hal.
Millero, F. J dan M, L, Sohn. 1992.
Chemical Oceanografi. 3rd edition, C R C Taylor and Francise. Boca Raton. London.
Riley, J, P dan R , Chester. 1971.
Introducing to Marine Chemistry. Academic Press Londonand New York. 465 hal
Sanusi,
H. S. 2006. Kimia Laut. Proses Fisik Kimia dan Interaksinya dengan Lingkungan.
Departemen
Ilmu dan Teknologi Kelautan. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan.
Institut Pertanian Bogor. 188 + xi halaman.
bagus blognya mas..
BalasHapusmas dari universitas mana?
saya anak ilmu kelautan universitas brawijaya.. salam kenal yah..
terima kasih mas..
BalasHapussaya dari Ilmu kelautan universitas diponegoro..
salam kenal kembali...
Terima kasih bang, blognya sangat membantu saya
BalasHapussalam kenal saya dari Ilmu Kelautan Universitas Riau