Siklus Fosfor: Pengertian, Peran, Sifat, Tahapan, Manfaat, dan Dampaknya
 |
| Siklus Fosfor |
Fosfor adalah unsur kimia yang ditemukan di Bumi dalam berbagai bentuk senyawa, seperti ion fosfat yang terletak di air, tanah, dan sedimen, namun tidak dapat ditemukan dalam kandungan udara. Fosfor memiliki kode (P) dan memiliki nomor atom 15. Fosfor merupakan senyawa non logam yang memiliki nilai valensi banyak dan masuk ke dalam golongan nitrogen.
Fosfat dan fosfat hidrogen merupakan ion yang dibentuk dari fosfor. Fosfor juga bagian penting dari molekul penyusun DNA dan sebagai molekul yang menyimpan energi seperti ATP dan ADP serta lemak pada membran sel. Fosfor juga merupakan bahan penyusun tulang dan gigi pada manusia dan hewan.
Dari buku Biologi Harmoni Alam Semesta yang disusun oleh Renni Diastuti, fosfor adalah elemen penting yang dibutuhkan seluruh makhluk hidup sebagai sumber energi untuk metabolisme sel dalam bentuk ATP (Adenosin Trifosfat).
Fosfor ditemukan oleh ilmuwan Jerman bernama Hannig Brand pada tahun 1669 ketika melakukan percobaan untuk menggali bebatuan di Hamburg, Jerman. Fosfor ditemukan dengan cara menyuling air urin dengan metode penguapan. Percobaan tersebut berhasil setelah melewati 50 kali percobaan, di mana senyawa yang ditemukan awalnya dinama phosphoros (bahasa latin).
Phosphoros memiliki arti “pembawa terang” atau “yang memiliki cahaya” sesuai dengan ciri fisik fosfor yang bercahaya ketika gelap (glow in the dark). Selain itu, phosphoros juga sebutan untuk planet venus.
Pengertian Siklus Fosfor
Siklus fosfor adalah salah satu bagian dari siklus biogeokimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke abiotik. Keberadaan daur ini sangat diperlukan untuk kelestarian makhluk hidup dalam ekosistem di Bumi.
Adapun siklus biogeokimia meliputi siklus air, siklus sulfur (belerang), siklus nitrogen, siklus karbon, dan siklus fosfor. Siklus biogeokimia berfungsi untuk mengembalikan unsur-unsur kimia yang telah dipakai oleh seluruh komponen di bumi baik itu biotik maupun abiotik. Dengan begitu, kelangsungan hidup di bumi akan terjaga.
Keberadaan Unsur Fosfor
Unsur fosfor sulit ditemukan bebas, biasanya ditemukan sebagai senyawa anorganik terlarut (polifosfat dan ortofosfat). Dalam senyawa organik ditemukan dalam bentuk partikulat. Karena fosfor memiliki sifat mudah mencair, maka tidak dapat ditemukan di udara bertekanan tinggi. Oleh karena itu, fosfor dapat ditemukan di air, tanah dan sedimen.
Bentuk fosfor paling sederhana di perairan dapat ditemukan dalam bentuk ortofosfat. Ortofosfat adalah hasil dari ionisasi asam ortofosfat. Ortofosfat merupakan bentuk lain dari fosfor dan bisa digunakan langsung oleh tumbuhan. Kadar fosfat cenderung konstan pada perairan laut dalam dan meningkat pada perairan laut dangkal.
Berdasarkan kadar fosfat total, keberadaan fosfat dibagi menjadi 3 jenis di antaranya,
1. Perairan dengan tingkat kesuburan rendah memiliki kadar fosfat sekitar (0-0.02 mg per liter)
2. Perairan dengan tingkat kesuburan sedang memiliki kadar fosfat sekitar (0.021-0.05 mg per liter)
3. Perairan dengan tingkat kesuburan tinggi memiliki kadar fosfat sekitar (0.05-0.1 mg per liter)
Ketersediaan Daur Fosfor
Sebagian besar fosfor terkunci dalam sedimen dan juga bebatuan, maka tidak tersedia buat tumbuhan untuk dipergunakan dan banyak sekali fosfor di dalam tanah yang juga tidak tersedia buat tanaman. Ketersediaan fosfor dalam tanah buat tanaman disesuaikan pada beberapa jalur yang bisa dipulihkan di antaranya,
1. Bakteri
Bakteri mengubah fosfat yang ada di tanaman jadi bentuk organik yang selanjutnya tidak tersedia lagi buat tumbuhan. Walaupun, bakteri lain membuat fosfat tersedia dengan mineralisasi, yang kontribusinya sangat kecil.
2. Adsorpsi
Fosfor anorganik bisa terikat secara kimia (teradsorpsi) ke partikel tanah yang membuatnya tidak tersedia lagi buat tanaman. Desorpsi merupakan pelepasan fosfor teradsorpsi dari kondisi terikat ke dalam larutan tanah.
3. pH
Senyawa fosfor anorganik dibutuhkan larut, supaya bisa diambil oleh tanaman dan ini tergantung pada tingkat keasaman (pH) suatu tanah. Kalau tanah kurang dari pH 4 atau lebih besar dari pH 8, maka fosfor mulai terikat dengan senyawa lain dan jadi kurang buat tanaman.
Banyak sekali tanaman yang memerlukan lebih banyak fosfor dari pada dilarutkan dalam tanah supaya tumbuh optimal. Selain itu, tanaman biasanya dipanen dan dihilangkan, tidak meninggalkan vegetasi yang membusuk buat menggantikan fosfor.
Makanya, petani mengisi kembali (kolam) fosfor dengan menambahkan pupuk atau limbah buat menggantikan fosfor yang diambil oleh tanaman.
Peran Siklus Fosfor dalam Kehidupan
Fosfor memiliki dua bentuk senyawa, di antaranya sebagai berikut.
1. Senyawa Fosfat Organik. Senyawa fosfat organik merupakan senyawa yang terkandung dalam kandungan makhluk hidup seperti hewan, tumbuhan, dan manusia.
2. Senyawa Fosfat Anorganik. Senyawa anorganik merupakan senyawa fosfat yang dapat ditemukan di suatu lingkungan seperti air, tanah, dan batu.
Alasan terjadi penambahan fosfor ke tanah karena degradasi serta dekomposisi bahan organik (tumbuhan dan hewan). Atau proses ketika fosfor bergerak melalui litosfer, biosfer, dan hidrosfer. Misalnya tanah di Australia secara alami memiliki persediaan fosfor yang rendah sehingga diperlukan nutrisi tambahan dalam sistem peternakan komersialnya.
Fosfor memegang peranan penting dalam kehidupan. Ia menjadi penunjang proses evolusi pada makhluk hidup. Tidak hanya itu, fosfor juga menjadi sumber energi, ia berperan sebagai pembentuk membran sel.
Pada hewan, fosfor digunakan untuk menyokong tulang dan gigi. Ia tidak hanya penting bagi makhluk hidup. Tetapi, juga dalam proses ekologis, yakni membentuk bakteri fotosintetik dan ganggang sehingga menghasilkan oksigen.
Sifat Unsur Fosfor
Fosfor memiliki sifat fisik maupun kimia yang dapat dijelaskan berikut:
1. Sifat Fisika
Pada umumnya fosfor merupakan unsur tidak berwarna, namun terkadang dapat ditemui dengan warna merah atau putih. Fosfor memiliki titik didih pada 277 derajat C (550 derajat K) dan titik leleh sebesar 44,2 derajat C (317,3 derajat K) dengan massa jenis yang terdiri dari fosfor merah (2,34 g/cm3), fosfor putih (1,823 g/cm3), dan fosfor hitam (2,609 g/cm3).
Fosfor murni tidak berwarna dan transparan, umumnya membentuk padatan putih bersifat lengket dan berbau tidak sedap. Fosfor putih lebih mudah menguap dan larut dalam pelarut nonpolar benzena, sedangkan fosfor merah lebih sulit larut dalam semua pelarut.
2. Sifat Kimia
Fosfor putih bersifat sangat reaktif, mudah terbakar di udara, beracun, dan memancarkan cahaya. Dalam dunia industri, fosfor putih dimanfaatkan sebagai bahan baku asam fosfat. Sedangkan fosfat merah memiliki sifat tidak reaktif dan tidak terlalu beracun. Fosfor merah dapat dimanfaatkan sebagai campuran korek api gesek.
Tahapan Siklus Fosfor
Fosfor yang ditemukan di alam terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Berikut langkah-langkah penting dari siklus fosfor, dikutip dari laman Science Learn di antaranya,
1. Fosfor berasal dari batuan litosfer yang mencakup gumpalan mineral lainnya.
2. Hujan dan pelapukan menyebabkan batuan mengalami erosi dan melepaskan ion fosfat dan mineral lainnya. Fosfat anorganik ini kemudian terdistribusi di tanah dan air.
3. Tanaman mengambil fosfat anorganik dari tanah. Tanaman kemudian dapat dikonsumsi oleh hewan. Proses ini disebut tahap asimilasi.
4. Begitu berada di tumbuhan, hewan, atau organisme lainnya fosfat dimasukkan ke dalam molekul organik seperti DNA.
5. Lalu, terjadi proses dekomposisi yaitu ketika tanaman atau hewan mati, itu membusuk, dan fosfat organik dikembalikan ke tanah.
6. Di dalam tanah, bentuk organik fosfat dapat tersedia bagi tanaman oleh bakteri yang memecah bahan organik menjadi bentuk anorganik fosfor. Proses ini dikenal sebagai mineralisasi.
7. Fosfor dalam tanah dapat berakhir di saluran air dan akhirnya lautan dan terjadilah proses sedimentasi dari waktu ke waktu.
8. Tanah dan air akan berakhir di sedimen dan batuan, yang kembali akan melepaskan fosfor melalui pelapukan. Dengan demikian, siklus fosfor dimulai lagi.
Manfaat Fosfor
Unsur fosfor memiliki manfaat bagi kehidupan di antaranya,
1. Fosfor bermanfaat untuk proses dalam tubuh, seperti metabolisme karbohidrat, lemak, dan asam nukleat
2. Fosfor bermanfaat untuk pembuatan pupuk, bahan peledak, kembang api, pasta gigi, deterjen, korek api, dan pestisida
3. Fosfat berpengaruh secara biologis pada komponen nukleotida dan asam nukleat pembentuk DNA dan RNA tubuh
4. Fosfor bermanfaat sebagai agen penyangga tubuh dalam menjaga homeostasis asam basa tubuh
5. Fosfor bermanfaat dalam reaksi metabolisme pelepasan energi dari tubuh makhluk hidup
6. DNA makhluk hidup juga dipengaruhi oleh fosfor
7. Fosfor bermanfaat untuk membersihkan, melunakkan air, dan menjaga korosi pipa
8. Fosfor bermanfaat untuk sel-sel protoplasma dan jaringan tulang dan saraf
Dampak Aktivitas Manusia pada Siklus Fosfor
Sejumlah aktivitas manusia seperti penggunaan pupuk, eutrofikasi buatan, dan lainnya memiliki dampak besar pada siklus fosfor. Misalnya penggunaan pupuk fosfor untuk meningkatkan tingkat fosfor dalam tanah.
Terlalu sering menggunakan pupuk akan mengurangi kesuburan tanah dan juga berbahaya bagi mikroorganisme yang ada di dalam tanah. Ketika ini hanyut ke aliran air terdekat, mereka berbahaya bagi kehidupan akuatik.
Siklus fosfor terdiri dari berbagai proses kimia, biologi dan mikrobiologi, yang semuanya terjadi dalam jangka waktu yang lama. Proses seperti pelapukan pada siklus ini bahkan membutuhkan waktu ratusan tahun untuk diselesaikan. Hal ini membuat siklus fosfor dianggap sebagai salah satu siklus biogeokimia paling lambat.
Dampak Buruk Fosfor
Selain memiliki manfaat yang berguna, ternyata fosfor juga menyebabkan dampak buruk serta kerugian di antaranya,
1. Fosfor bermanfaat sebagai bahan pembuat peledak, apabila tidak digunakan dengan bijak maka akan menimbulkan ancaman bahaya. Gas fosfor memiliki kemampuan menempel di usus, paru, paru dan kulit selama bertahun-tahun. Gas tersebut akan membakar dan menyebabkan nyeri berkepanjangan, bahkan jika korban yang terkena gas fosfor akan terus mengeluarkan gas fosfor hingga meninggal.
2. Pencemaran atau polusi air dapat diakibatkan oleh kandungan fosfat dalam air yang berlebihan.
3. Fosfat dapat menyebabkan eutrofikasi perairan laut dan pantai.
Dari berbagai sumber
Post a Comment for "Siklus Fosfor: Pengertian, Peran, Sifat, Tahapan, Manfaat, dan Dampaknya"