Fosfor Dalam Ekosistem Perairan

Arsip Cofa No. C 144

Sumber-Sumber Fosfor Bagi Perairan

Cole (1994) menyatakan bahwa fosfor ditemukan di dalam meteorit, batuan, tanah dan bahkan di atmosfer matahari; ia tidak termasuk unsur terjarang. Bagaimanapun, fosfor jauh lebih sedikit jumlahnya dibandingkan dengan atom-atom utama lain penyusun mahluk hidup (karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan sulfur). Kelimpahannya pada permukaan bumi adalah sekitar sepersepuluh dari 1 % berdasarkan berat. Ia diserap dengan cepat dan dipekatkan oleh mahluk hidup. Fosfor dioksidasi dengan sangat mudah dan terdapat di batuan bumi sebagai ortofosfat (PO₄^3-). Sumber utama ion ini adalah batu api (igneous rock) yang mengandung mineral fosfat, apatit, yaitu Ca₅(PO₄)₄⁺ yang bergabung dengan OH^-, Cl^- atau fluor. Fluoro apatit adalah sumber mineral utama dalam material ini, tetapi masih ada sedikitnya 205 jenis mineral lain yang mengandung fosfor, namun kebanyakan mineral tersebut sangat jarang. Gas fosfin (PH₃) tereduksi adalah bentuk fosfor yang bebas tetapi sangat mudah teroksidasi. Diduga bahwa kilatan cahaya yang kadang-kadang terlihat di rawa-rawa adalah fosfin dan mungkin gas-gas lain, yang diproduksi oleh penguraian anaerobik, ketika bersentuhan dengan udara. Ada sedikit fosfor lain dalam atmosfer bumi yang bergabung dengan debu.

Cole (1994) menambahkan bahwa batu api merupakan sumber asli fosfor di bumi. Proses-proses cuaca, yang mungkin dibantu asam karbonat, membebaskan sebagian besar fosfor yang kemudian diendapkan kembali atau dibawa ke laut. Aliran air dari benua ke laut merupakan pergerakan fosfor yang utama. Akumulasi fosfor dari mahluk hidup terbentuk di dekat samudra ketika fosfat yang ter-up welling diserap oleh plankton dan dikonsentrasikan oleh ikan laut yang merupakan makanan burung laut penghasil guano. Akumulasi guano raksasa terbentuk di pulau dan tebing karang kering, terutama di lepas pantai pesisir barat Amerika Selatan. Selain itu, fosfor dipekatkan di dalam tulang binatang vertebrata sebagai komponen utama rangka. Penimbunan fosfat merupakan peranan penting yang dimainkan oleh organisme dalam mengkonsentrasikan unsur esensial ini.

Sumber fosfat biotik lainnya adalah limbah manusia dan buangan deterjen laundry ke lingkungan. Kedua sumber ini bertanggung jawab atas 300 % peningkatan kadar fosfat di danau Zurich, Swiss, sejak Perang Dunia II. Dengan digunakannya bukit guano oleh industri dan pertanian maka terjadi arus balik dari laut ke benua. Karena fosfor dari batuan juga ditambang dan digunakan, maka fosfor tersebar luas di sebagian besar bola bumi. Fosfor ini kemudian tercuci ke laut, banyak di antaranya mencapai danau dalam rutenya itu. Pembusukan dan mineralisasi tumbuhan dan binatang merupakan sumber fosfor bagi komponen ekosistem yang hidup; bakteri mengubahnya dari molekul fosfor organik menjadi ortofosfat anorganik yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan (Cole, 1994).

Baca juga :
Nitrogen Dalam Ekosistem Perairan

Fosfor Anorganik dan Organik Dalam Air Kolam Ikan

Boyd (1982) menyatakan bahwa bentuk fosfor anorganik dalam perairan alami biasanya merupakan hasil ionisasi asam ortofosfat (H₃PO₄). Walaupun merupakan komponen yang relatif minor, fosfor sering menjadi zat hara paling penting relatif terhadap produktivitas ekosistem perairan. Pupuk berfosfor banyak digunakan dalam budidaya ikan, dan fosfor yang berasal dari limbah metabolik merupakan faktor penting dalam kolam yang ikan-ikannya diberi pakan buatan.

Baca juga :
Zat-Zat Hara Dalam Sedimen dan Air Danau

Boyd (1982) menambahkan bahwa selain ortofosfat, air kolam mengandung fosfor organik terlarut dan partikel fosfor. Fosfor organik terlarut dan fosfor yang terkandung dalam partikel bahan organik mati dimineralisasi oleh bakteri menjadi ortofosfat terlarut. Fosfor yang terkandung dalam partikel hidup mungkin memiliki laju turnover (pengembalian) yang tinggi karena singkatnya umur plankton. Kecuali segera setelah pemupukan, konsentrasi ortofosfat hanya merupakan sebagian kecil (biasanya kurang dari 10 %) dari konsentrasi fosfor total. Ikan dan organisme makroskopik lain mengandung fosfor dengan konsentrasi cukup tinggi, dan biomas gabungan mereka mengandung fosfor dengan jumlah agak tinggi.

Ad (klik gambar untuk informasi lebih detil) :

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Konsentrasi Fosfor dan Nitrogen di Sungai

Mulholland (1992) mempelajari selama 2 tahun peranan proses-proses di darat dan di sungai dalam mengendalikan konsentrasi nitrogen dan fosfor yang ada dalam air sungai. Penelitian di lakukan di sebuah sungai hutan berdaun-gugur di timur Tennessee. Lapisan tanah paling atas merupakan lokasi penimbunan yang sangat efektif untuk nitrogen dan fosfor anorganik selama gugur daun; dan aksi cuaca terhadap batuan dolomit induk merupakan sumber dominan fosfor anorganik bagi sungai. Zona tepi sungai merupakan sumber potensial NH₄⁺ dan fosfor bagi sungai ketika konsentrasi oksigen terlarut dalam air bawah-tanah tepi sungai adalah rendah, tetapi merupakan tempat penimbunan fosfor ketika konsentrasi oksigen terlarut tinggi. Pergerakan nitrogen dan fosfor anorganik dalam sungai yang sangat terhambat terlihat pada akhir musim gugur sampai musim semi, terutama sebagai akibat penyerapan oleh mikroba pada daun-daun yang membusuk dan juga akibat penyerapan oleh alga. Tidak bergeraknya nitrogen dan fosfor anorganik menyebabkan penurunan konsentrasi unsur-unsur ini sejalan dengan bertambahnya jarak ke arah hilir dari mata air bawah-tanah, dengan demikian meningkatkan arti penting bentuk organik kedua unsur tersebut dalam air sungai di daerah hilir.

Baca juga :
Upaya Mengatasi Eutrofikasi

Lumpur Sebagai Sumber Fosfor di Kolam Ikan dan Penyerapannya Oleh Tumbuhan Air

Menurut Boyd (1982) fosfor dari lumpur adalah penting dalam mengatur produktivitas fitoplankton di kolam yang tak dipupuk, dan kolam yang tak dipupuk dengan konsentrasi fosfor di dalam lumpur tinggi adalah lebih produktif daripada kolam dengan konsentrasi fosfor dalam lumpur rendah. Pada kolam yang dipupuk, lumpur bertindak sebagai endapan fosfor. Selama bertahun-tahun, fosfor tertimbun di dalam lumpur kolam yang dipupuk, sehingga menggeser keseimbangan fosfat dengan larut ke air. Namun demikian, bahkan setelah dipupuk bertahun-tahun, fosfor biasanya masih harus dimasukkan ke kolam tersebut untuk mempertahankan produktivitas primer yang tinggi.

Makrofita berakar sanggup menyerap fosfor dari sedimen. Makrofita terdapat di atas termoklin, sementara permukaan lumpur di bawah air epilimnetik adalah aerob. Pada kedalaman beberapa sentimeter, lumpur bersifat anaerob, dan konsentrasi fosfat di dalam air di sela-sela lumpur meningkat karena rendahnya potensial redoks membantu kelarutan besi dan aluminium fosfat. Dengan demikian akar-akar makrofita menyedot sangat banyak pasokan fosfor di dalam sedimen. Fosfor di dalam sedimen yang anaerob tidak masuk ke dalam air di atasnya di mana ia dapat diserap oleh fitoplankton atau daun-daun makrofita. Namun, fosfor mengendap pada bidang batas antara lapisan sedimen anaerob dan aerob (Boyd, 1982).

Baca juga :
Dinamika Zat Hara di Estuaria

Peranan Ikan Dalam Menyumbangkan Fosfor Bagi Perairan

Kraft (1992) menggunakan sebuah model yang berdasarkan bioenergitika untuk menduga peranan ikan perch (Perca flavescens) dalam daur ulang zat hara. Ekskresi fosfor dan nitrogen oleh ikan muda umur kurang-setahun serta ikan yang lebih tua diduga untuk ekosistem danau. Model ini berhasil menduga ekskresi fosfor dengan membandingkannya dengan dugaan terdahulu untuk ikan yellow perch. Dibandingkan ikan kelas umur yang lebih tua, ikan umur kurang-setahun menyumbangkan bagi danau lebih banyak zat hara yang bersiklus melalui ekskresi; dan ikan umur kurang-setahun juga berfungsi sebagai cadangan fosfor yang penting dibandingkan dengan cadangan fosfor yang tenggelam bersama alga mati. Volume ekskresi fosfor oleh ikan yellow perch umur kurang-setahun pernah mencapai maksimum sebesar 0,3 mikrogram fosfor per liter per hari; ekskresi nitrogen maksimum sebanyak 10 mikrogram per liter per hari. Rasio nitrogen : fosfor yang diekskresikan bervariasi empat kali lipat selama musim panas. Nilai dugaan ekskresi fosfor sangat dipengaruhi oleh perubahan kandungan fosfor dalam tubuh ikan.

REFERENSI :
ARTIKEL TERKAIT

loading...