oskim buk ir
-
Upload
nndah-johnson -
Category
Documents
-
view
191 -
download
0
Transcript of oskim buk ir
1
I. PENDAHULUAN
Elemen adalah unsur, materi atau bahan dasar (fundamental kinds of matter) yang
menyusun 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 dan
inorganik. Miessler dan Tarr (2000) menyatakan bahwa elemen organik berkaitan dengan
senyawa hidrokarbon dan derivatnya yang sebagian besar menjadi elemen utama yang
menyusun makhluk hidup. Asam amino, protein dan lemak yang menyusun organism hidup
umumnya 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. Namun, menurut Manahan (2001),
elemen, bahan atau materi organik adalah semua senyawa yang mengandung karbon
termasuk substansi yang dihasilkan dari proses hidup (kayu, kapas, wol), minyak bumi, gas
alam (metan), cairan pelarut/pembersih, fiber sintetik dan plastik. Sedangkan elemen atau bahan
inorganik adalah semua substansi yang tidak mengandung Karbon seperti logam, batuan,
garam, air, pasir dan beton. Elemen inorganik ada yang bersifat terlarut (dissolved) dan ada
yang padat (solid atau insoluble).
2
II . ISI
Millero (2006) membagi elemen (organik dan inorganik) menjadi 3 kelompok
berdasarkan rata-rata konsentrasinya di alam, yaitu:
1. elemen makro (0,05 – 750 mM) (Na, Cl, Mg)
2. elemen mikro (0,05 – 50 μM) (P dan N)
3. elemen trace atau kelumit (0,05 -50 nM) (Pb, Hg, Cd)
1. Kelompok Elemen makro
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. Yang tergolong kedalam elemen makro antara lain yaitu : Khlor (Cl),
Natrium (Na), Magnesium (Mg), Belerang (S), Kalsium (Ca), Kalium (Br), Brom
(Br) dan Karbon (C1)
2. Kelompok elemen mikro
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. Kadarnya di laut mempunyai
nilai 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 lenyap
dari perairan laut oleh sebab itu prose absorbsi atau penyerapan oleh partikel-partikel
maupun organisme –organisme yang ada dan hidup dilaut. Berbeda dengan kelompok
elemen kimia utama , maka untuk menentukan kadar dari kelompok elemen kimia
tambahan yang ada dilaut diperlukan contoh yang banyak. Yang tergolong ke dalam
3
minor elemen antara lain : Boron (B), Silikon (Si), Flour (F), Argon (Ar), Nitrogen
(N), Liitium (Li), Rubidium (Rb), dan Fosfor (P)
3 . Kelompok Trace Element
Di laut terdapat pula kelompok elemen yang disebut kelompok elemen jarang
atau “Trace Element”. Elemen ini terdapat di laut dalam kadar yang sangat kecil
sekali dibandingkan dengan kadar-kadar dari elemen- elemen dari kelompok yang
lain. Kadar elemen yang terdapat di laut mempunyai nilai kisaran antara 67.18µg
sampai 0,024 µg dalam 1 liter air laut. Yang tergolong trace element yaitu:
Yod (I), Barium (Ba), Besi (Fe), Seng (Zn), Selen (Se), Argon (Ar), Tembaga (Cu),
Timah (Sn), Uranium (U), Mangan (Mn), Nikel (Ni), Titan (Ti), Kobal (Co), Perak
(Ag) Khrom (Cr), dan Timah (Pb)
Sedangkan berdasarkan sifatnya, elemen (inorganik) dibedakan menjadi :
1. Logam (metal) bersifat padat, memiliki kilap, dapat dibentuk menjadi lempengan
tanpa mengalami kerusakan (malleable) serta mampu menghantarkan listrik dengan
baik. Seluruh logam (metal) kecuali raksa (Hg) berbentuk padat pada suhu kamar.
2. Non logam memiliki sifat buram dan tidak semuanya dapat dibentuk dengan
mudah. Sedangkan elemen non logam ada yang bersifat cair dan gas. Oksigen, klorin,
cairan bromine coklat tergolong non metal.
Tumbuhan dan hewan yang hidup umumnya membutuhkan nutrien untuk tumbuh dan
berkembang. Organisme hidup memenuhi kebutuhannya akan nutrien dengan cara menyerap
unsur hara dari tanah, makan dan minum atau melalui proses absorbsi, dekomposisi dan
4
difusi elemen yang dibutuhkan dari lingkungan sekitarnya. Ada elemen atau senyawa yang
mampu diproduksi dan dihasilkan oleh tubuh seperti hormon, zat tepung, serbuk sari dan
madu pada bunga. Namun adapula elemen yang tidak dapat dihasilkan oleh tubuh. Elemen
ini umumnya diperlukan dalam jumlah sedikit oleh tubuh namun sangat penting bagi proses
metabolisme, fisiologi dan reaksi biokimiawi dalam tubuh. Kekurangan elemen ini akan
menyebabkan gangguan metabolisme dan penyakit akibat defisiensi. Elemen ini dikenal
sebagai elemen esensial. Vitamin dan mineral umumnya termasuk dalam senyawa yang
bersifat esensial.
Elemen esensial yang ada di laut umumnya memiliki konsentrasi yang rendah.
Konsentrasi elemen esensial yang berlebihan di dalam air laut (akibat run off dari daratan dan
antropogenik) dapat memberikan dampak yang merugikan bagi makhluk hidup. Elemen
yang tidak dibutuhkan oleh tubuh atau jika kekurangan tidak menimbulkan gangguan
pada proses metabolisme dalam tubuh tergolong elemen non esensial.
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
5
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.
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 (> 2,0
µm) dan materi tersuspensi (0,45 – 2,0 µm)
1. Sumber
Berdasarkan asalnya, sumber elemen mikro yang masuk ke laut secara garis
besar dapat dibagi menjadi 2 :
a. Allotochnous (external sources) :
Aktifitas gunung berapi (erupsi)
Pelapukan batuan
Gurun Pasir
Aktifitas Manusia (antropogenik)
6
b. Autotochnous (internal sources) :
Aktifitas gunung berapi bawah laut (Submarine Eruption)
Pergeseran kerak bumi
Aktifitas Biologi
Mekanisme transport elemen yang bersumber dari daratan dapat dibagi 3 :
Melalui sungai (fluvial transport)
Melalui udara (atmospheric transport) dan angin (Aeolian transport)
Melalui pencairan es (glacial transport)
Elemen yang masuk ke laut akan mengalami proses-proses :
Fisika : advection, mixing, adsorption, deposition
Kimia : redox, hydrolysis, complexation, solidification, dissolution
Biologi : absorption, decomposition
2. Distribusi
Chester (1990) menyatakan bahwa ada tiga proses yang berperan dalam
distribusi elemen di laut :
Saturasi dan presipitasi (Ca, Sr, Ba)
Adsorbdi oleh partikel tersuspensi (Mn, Zn, Cd, Pb)
Absorbsi oleh biologi (Co, Mo, Ni, Zn).
Selain proses diatas, 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.
7
3. Tipe Distribusi Elemen.
Elemen mikro memiliki konsentrasi yang sangat rendah di laut karena
elemen mikro memiliki sifat yang sangat reaktif sehingga dengan cepat akan
segera berikatan dengan senyawa kimia yang lain saat mencapai laut dan
mengendap di dasar perairan dalam bentuk sedimen. Selain itu, ada pula elemen
mikro 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:
a. Conservative Profile: rasio konsentrasi elemen yang konstan terhadap
elemen yang berkaitan dengan khlorinitas atau salinitas ditemukan pada beberapa
elemen karena tingkat reaktifitasnya yang rendah.
b. Nutrient Type Profile: penurunan konsentrasi elemen di permukaan
perairan dan pengayaan di kedalaman perairan. Senyawa dipindahkan dari bagian atas
permukaan oleh plankton atau senyawa partikulat yang dihasilkan oleh produsen melalui
aktifitas biologi. Di perairan yang dalam senyawa partikulat akan mengalami
regenerasi melalui proses oksidasi oleh bakteri.
c. Surface enrichment and depletion at depth: Elemen yang termasuk
kelompok ini mudah bereaksi dan secara cepat berpindah dari air laut karena
berikatan dengan partikulat yang berada di kolom air untuk selanjutnya mengendap
dalam sedimen. Waktu tinggal (residence times) dari elemen kelompok ini tergolong
sangat pendek. Logam timbal (Pb) merupakan elemen yang inputnya berasal dari
atmosfir (berasal dari asap kendaraan dan industri di darat yang menggunakan
bahan bakar fosil). Mn2+ merupakan contoh yang baik untuk elemen yang
8
memasuki permukaan air melalui sungai atau berasal dari endapan sedimen di perairan
yang dangkal.
d. Mid-depth minima: Kondisi mid-depth minimum dapat terjadi jika terdapat
input dari permukaan yang kemudian mengalami regenerasi di dekat dasar atau
mengalami scavenging di keseluruhan kolom air. Logam seperti Cu2+, Sn dan Al3+
tergolong dalam kelompok ini. Input dari permukaan laut berasal dari daratan yang
terbang ke udara membentuk debu atmosfer yang kemudian jatuh ke permukaan laut. Al
dengan cepat akan mengalami penyerapan oleh partikel tersuspensi dari permukaan
air melalui proses adsorbs atau mengalami penyerapan oleh plankton. Partikel yang
terserap kemudian jatuh dan mengendap di laut dalam membentuk sedimen. Resustensi
dan flux Al dalam sedimen akan semakin meningkat saat mendekati dasar perairan.
e. Mid-depth maxima: profil dari tipe ini terbentuk dari input hidrotermal
yang dikeluarkan oleh sistem mid-ocean ridge. Elemen Mn2+ ,3He adalah contoh yang
baik dari Mid-depth maxima ini.
f. Mid-depth maxima or minima in the sub-oxic layer: sebuah lapisan sub-oxic
yang besar dapat ditemukan di beberapa wilayah di Samudera Pasifik dan Samudera
India. Proses reduksi dan oksidasi dalam kolom air atau di sekitar slope sedimen
menghasilkan Fe2+ dan Mn2+(maxima) yang tereduksi dan Cr3+ (minima) dalam
bentuk tereduksi yang bersifat insoluble atau mengendap di dasar perairan dalam
bentuk solid.
g. Maxima and minima in Anoxic Waters: pada suatu daerah dengan
sirkulasi terbatas seperti di Laut Hitam, Trench Cariaco dan fjords, air dapat menjadi
anoxic (tidak memiliki kandungan Oksigen) dan memproduksi H2S. Di batas antara 2
9
perairan dapat terjadi proses reduksi oksidasi yang menyebabkan maxima atau
minima 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 batas
lapisan antara dari oksik-anoksik.
4. Manfaat mikro elemen di laut
a. Nitrogen
Nitrogen dalam air laut umumnya terlarut dalam bentuk nitrat (NO3), nitrit
(NO2) dan Amoniak (NH4). Bentuk-bentuk senyawa dari nitrogen tersebut
diabsorbsi oleh organisme laut untuk memenuhi kebutuhan akan nitrogen
sebagai salah satu komponen utama pembentukan asam amino yang menjadi cikal
bakal terbentuknya protein.
b. Fosfor
Senyawa Fosfor seperti ATP (adenosine tri-fosfat) dan ko-enzim nukleotida,
memiliki peran yang penting dalam fotosintesis dan proses lainnya dalam
tumbuhan. Fitoplankton umumnya memenuhi kebutuhan fosfor melalui asimilasi
secara langsung dalam bentuk ortho-fosfat. Absorbsi dan konversi menjadi senyawa
fosfor organik terjadi saat kondisi gelap.
c. Silikon
Sebagian besar tumbuhan dan hewan laut yang memanfaatkan silikon
terdiri dari kelompok diatom, radiolaria, pteropoda dan sponges. Umumnya,
kelompok organisme tersebut memiliki struktur kerangka yang mengandung silika
10
dalam jumlah tinggi. Sisa-sisa tubuh yang telah mati terutama dari kelompok
diatom akan tenggelam ke dasar perairan membentuk deposit endapan silikat
yang spesifik. Hingga saat ini belum diketahui secara pasti bagaimana silika terlarut
diabsorbsi oleh diatom, kemudian diubah menjadi hidrat silikat dan digunakan
untuk membentuk cangkang dengan pola yang indah.
11
III. PENUTUP
Elemen adalah unsur, materi atau bahan dasar (fundamental kinds of matter) yang
menyusun seluruh benda di alam semesta. Secara garis besar elemen terbagi atas elemen
organik yang berkaitan dengan senyawa hidrokarbon dan derivatnya yang menyusun makhluk
hidup dan elemen inorganik yang mencakup keseluruhan elemen yang terdapat dalam tabel
periodik unsur termasuk Hidrogen dan Karbon.
Berdasarkan rata-rata konsentrasinya di alam, elemen terbagi atas elemen makro yaitu
elemen kimia yang terdapat dilaut dalam kadar yang besar, elemen mikro atau minor elemen
yaitu kadarnya yang lebih kecil dibandingkan dengan kelompok elemen kimia utama, dan trace
elemen dalam kadar yang sangat kecil sekali dibandingkan dengan kadar-kadar dari elemen-
elemen dari kelompok yang lain.
Elemen esensial yang ada di laut umumnya memiliki konsentrasi yang rendah.
Konsentrasi elemen esensial yang berlebihan di dalam air laut dapat memberikan dampak
yang merugikan bagi makhluk hidup. Elemen yang tidak dibutuhkan oleh tubuh atau jika
kekurangan tidak menimbulkan gangguan pada proses metabolisme dalam tubuh tergolong
elemen non esensial. 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.
12
DAFTAR ISI
Halaman
Kata Pengantar
Daftar isi............................................................................................................
I PENDAHULUAN........................................................................................... 1
II. ISI.................................................................................................................. 2
III. PENUTUP................................................................................................... 11
DAFTAR PUSTAKA
13
DAFTAR PUSTAKA
Manahan, S,E. 2001. Fundamental of Environmental Chemistry. 2nd edition. CRS Press. Boca Raton. 978 hal.
Miessler G, L dan Donald A, Tarr. Inorganic Chemistry. 3 rd edition. Pearson Prentice Hall. 706 hal.
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. 3 rd edition, C R C Taylor and Francise. Boca Raton. London.
Riley, J, P dan R , Chester. 1971. Introducing to Marine Chemistry. Academic Press London and New York. 465 hal.
http://localhost/D:/Minor%20Elemen%20di%20Laut.htm
14
Tugas Individu
PAPER OSEANOGRAFI KIMIA
MINOR DAN TRACE ELEMEN
DI PERAIRAN LAUT
OLEH :
ENDAH DWI PUTRI
0804113774
JURUSAN ILMU KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS RIAU
PEKANBARU
2010