1 DAMPAK FOSFAT (PO4) TERHADAP KEHIDUPAN MANUSIA
Pengertian Fosfat
Phospat atau fosfat adalah sebuah ion poliatomik atau radikal terdiri dari satu atom fosforus dan empat oksigen. Dalam bentuk ionik, fosfat membawa sebuah -3 muatan formal, dan dinotasikan PO43-.
Gambar 1. Struktur Fosfat
Fosfat merupakan satu-satunya bahan galian (diluar air) yang mempunyai siklus, unsur fosfor di alam diserap oleh mahluk hidup, senyawa fosfat pada jaringan mahluk hidup yang telah mati terurai, kemudian terakumulasi dan terendapkan di lautan. Proses terbentuknya endapan fosfat ada tiga:
1. 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.
2. Fosfat sedimenter (marin), merupakan endapan fosfat sedimen yang terendapkan di laut dalam, pada lingkungan alkali dan suasana tenang, mineral fosfat yang terbentuk terutama frankolit.
3. Fosfat guano, merupakan hasil akumulasi sekresi burung pemakan ikan dan kelelawar yang terlarut dan bereaksi dengan batugamping karena pengaruh air hujan dan air tanah. Berdasarkan tempatnya endapan fosfat guano terdiri dari endapan permukaan, bawah permukaan dan gua.
2 Unsur P dalam fosfat adalah (fosfor) sangat berguna bagi tumbuhan karena berfungsi untuk merangsang pertumbuhan akar terutama pada awal-awal pertumbuhan, mempercepat pembungaan, pemasakan biji dan buah. Pada tanaman jika terjadi kekurangan unsur ini, maka gejala yang tampak pada tanaman adalah daun berubah tua agak kemerahan, pada cabang, batang, dan tepi daun berwarna merah ungu yang lambat laun berubah menjadi kuning. pada buah tampak kecil dan cepat matang.
Fosfat merupakan sumber utama unsur kalium dan nitrogen yang tidak larut dalam air. Fosfat adalah unsur dalam suatu batuan beku (apatit) atau sedimen dengan kandungan fosfor ekonomis.Jumlah fosfat 10% berasal dari proses alamiah di lingkungan (background source), 7% dari industri, 11% dari detergen, 17% dari pupuk pertanian, 23% dari limbah manusia, dan yang terbesar, 32% dari limbah peternakan. Manusia memang berperan besar sebagai penyumbang limbah fosfat. Secara fisiologis, jumlah fosfat yang dikeluarkan manusia sebanding dengan jumlah yang dikonsumsinya. Tahun 1987 saja rata-rata orang di AS mengonsumsi dan mengekskresi sejumlah 1,4 lb (pounds) fosfat per tahun. Bersandar pada data ini, dengan sekitar 290 juta jiwa populasi penduduk AS saat ini, maka sekitar 406 juta pounds fosfor dikeluarkan manusia AS setiap tahunnya.
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.
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
3 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.
Fosfat di Indonesia
Fosfat di Indonesiabanyak ditemukan di Propinsi Aceh, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Sulawesi Utara, Sulawesi Tengah dan NTT, sedangkan tempat lainnya adalah Sumatera Utara, Kalimantan, dan Irian Jaya. Di Tuban (Jawa Timur) penambangan fosfat masih dilakukan secara tradisional. Data statistik menunjukkan jumlah cadangan yang telah diselidiki adalah 2,5 juta ton endapan guano (kadar P2O5 = 0,17-43 %). Di Indonesia,
eksplorasi fosfat dimulai sejak tahun 1919. Umumnya, kondisi endapan fosfat guano yang ada ber-bentuk lensa-lensa, sehingga untuk penentuan jumlah cadangan, dibuat sumur uji pada kedalaman 2 -5 meter. Selanjutnya, pengambilan conto untuk analisis kandungan fosfat. Eksplorasi rinci juga dapat dilakukan dengan pemboran apabila kondisi struktur geologi total diketahui.
Gambar 3. Siklus Fosfat
Lebih dari 90% produksi fosfat di Indonesia, khususnya kalsiumfosfat Ca3(PO4)2, digunakan
4 oleh berbagai industri seperti kaca lembaran, karet, industri kimia, dan lain-lain.Deposit fosfat yang ditemukan di Indonesia mempunyai kadar rendah sampai sedang, meskipun pada lokasi tertentu dapat mencapai kadar 40% P2O5. Terdapat pada daerah yang terpencar, berupa
endapan fosfat gua atau batugamping fosfatan. Belum ditemukan deposit dalam jumlah yang cukup besar, kecuali untuk diusahakan dalam skala kecil.
Dampak Fosfat
Fosfat tidak memiliki daya racun, bahkan sebaliknya merupakan salah satu nutrisi penting yang dibutuhkan mahluk hidup. Tapi, keberadaan fosfat yang berlebihan pada badan air menyebabkan suatu fenomena yang disebut eutrofikasi(pengkayaan nutrien).Sejatinya, eutrofikasi merupakan sebuah proses alamiah di mana danau mengalami penuaan secara bertahap dan menjadi lebih produktif bagi tumbuhnya biomassa. Diperlukan proses ribuan tahun untuk sampai pada kondisi eutrofik. Proses alamiah ini, oleh manusia dengan segala aktivitas modernnya, secara tidak disadari dipercepat menjadi dalam hitungan beberapa dekade atau bahkan beberapa tahun saja. Air dikatakan eutrofik jika konsentrasi total phosphorus (TP) dalam air berada dalam rentang 35-100 µg/L. Kondisi eutrofik sangat memungkinkan alga, tumbuhan air berukuran mikro untuk tumbuh berkembang biak dengan pesat. Hal ini bisa dikenali dengan warna air yang menjadi kehijauan, berbau tak sedap, dan kekeruhannya yang menjadi semakin meningkat.
Banyaknya eceng gondok yang bertebaran di rawa-rawa dan danau-danau juga disebabkan fosfat yang sangat berlebihan ini. Tanaman dapat menghabiskan oksigen dalam sungai pada malam hari ini, bila tanaman tersebut mati dan dalam keadaan sedang mencerna (digest) pada siang hari pancaran sinar matahari kedalam air akan berkurang, sehingga proses fotosintesis yang dapat menghasilkan oksigen juga berkurang. Makhluk hidup air seperti ikan dan spesies lainnya tidak bisa tumbuh dengan baik sehingga akhirnya mati. Hilangnya ikan dan hewan lainnya dalam mata rantai ekosistem air menyebabkan terganggunya keseimbangan ekosistem air.
Permasalahan lainnya, cyanobacteria (blue-green algae) diketahui mengandung toksin sehingga membawa risiko kesehatan bagi manusia dan hewan. Alga bloom juga menyebabkan hilangnya nilai konservasi, estetika, rekreasional, dan pariwisata. Sehingga dibutuhkan biaya sosial dan ekonomi yang tidak sedikit untuk mengatasinya.
5 Gambar 4. Proses Terjadinya Eurofikasi
Problem eutrofikasi baru disadari pada dekade awal abad ke-20 saat alga banyak tumbuh di danau-danau dan ekosistem air lainnya. Problem ini disinyalir akibat langsung dari aliran limbah domestik. Melalui penelitian jangka panjang pada berbagai danau kecil dan besar, para peneliti akhirnya bisa menyimpulkan bahwa fosfor merupakan elemen kunci di antara nutrient utama tanaman yaitu karbon (C), nitrogen (N), dan fosfor (P) di dalam proses eutrofikasi.Sebuah percobaan berskala besar yang pernah dilakukan pada tahun 1968 terhadap Danau Erie (ELA Lake 226) di Amerika Serikat membuktikan bahwa bagian danau yang hanya ditambahkan karbon dan nitrogen tidak mengalami fenomena algal bloom selama delapan tahun pengamatan. Sebaliknya, bagian danau lainnya yang ditambahkan fosfor (dalam bentuk senyawa fosfat) di samping karbon dan nitrogen-terbukti nyata mengalami algal bloom. Sebagai implementasinya, lahirlah peraturan perundangan yang mengatur pembatasan penggunaan fosfat, pembuangan limbah fosfat dari rumah tangga dan permukiman. Upaya untuk menyubstitusi pemakaian fosfat dalam detergen juga menjadi bagian dari program tersebut.
Fosfat Pada Deterjen
Disini yang akan dibahas adalah fosfat yang berasal dari deterjen. Detergen adalah campuran berbagai bahan, yang digunakan untuk membantu pembersihan dan terbuat dari bahan-bahan turunan minyak bumi. Dibanding dengan sabun, detergen mempunyai
6 keunggulan antara lain mempunyai daya cuci yang lebih baik serta tidak terpengaruh oleh kesadahan air. Selain itu, detergen adalah bahan pembersih yang mengandung senyawa petrokimia atau surfaktan sintetik lainnya. Poyfosfat banyak digunakan dalam pembuatan detergen sintetis. Komponen fosfat dipergunakan untuk membuat sabun sebagai pembentuk buih. Dan adanya fosfat dalam air limbah dapat menghambat penguraian pada proses biologis. Sedangkan menurut Juli Sumirat, detergen dapat mempermudah absorbsi racun pada ikan melalui insang dan bersifat persisten sehingga terjadi akumulasi. Tingkat keasaman (pH) detergen kurang lebih berkisar antara 10- 12, sementara pH yang dapat ditoleransi oleh kulit manusia adalah 6-9. Keberadaan busa-busa detergen di permukaan air, menyebabkan kontak udara dan air terbatas sehingga menurunkan oksigen terlarut. Hal ini akan menyebabkan kekurangan oksigen pada organisme air dan dapat menyebabkan kematian. Fosfat memegang peranan penting dalam produk detergen sebagai softener air. Bahan ini mampu menurunkan kesadahan air dengan cara mengikat ion kalsium dan magnesium. Fosfat yang biasanya dijumpai, pada umumnya berbentuk Sodium Tri Poly Fosfat (STPP). Standar nilai ambang batas detergen adalah 1 mg/liter (1 ppm). Standar nilai ambang batas berarti jika polutan detergen berada di lingkungan perairan air tawar konsentrasinya lebih dari 1 mg/liter, maka detergen tersebut sudah bersifat polutan.
Jumlah fosfor (P) yang diperlukan oleh blue-green algae (makhluk hidup air penyebab algal bloom) untuk tumbuh ternyata hanya dengan konsentrasi 10 part per billion (ppb/sepersatu miliar bagian) fosfor saja blue-green algae sudah bisa tumbuh. Tidak heran kalau algal bloom terjadi di banyak ekosistem air. Dalam tempo 24 jam saja populasi alga bisa berkembang dua kali lipat dengan jumlah ketersediaan fosfor yang berlebihan akibat limbah fosfat di atas.
Penanganan Eutrofikasi Akibat Fosfat
Dewasa ini persoalan eutrofikasi tidak hanya dikaji secara lokal dan temporal, tetapi juga menjadi persoalan global yang rumit untuk diatasi sehingga menuntut perhatian serius banyak pihak secara terus-menerus. Eutrofikasi merupakan contoh kasus dari problem yang menuntut pendekatan lintas disiplin ilmu dan lintas sektoral.
Ada beberapa faktor yang menyebabkan penanggulangan terhadap problem ini sulit membuahkan hasil yang memuaskan. Faktor-faktor tersebut adalah aktivitas peternakan yang intensif dan hemat lahan, konsumsi bahan kimiawi yang mengandung unsur fosfat yang berlebihan, pertumbuhan penduduk Bumi yang semakin cepat, urbanisasi yang semakin
7 tinggi, dan lepasnya senyawa kimia fosfat yang telah lama terakumulasi dalam sedimen menuju badan air.
Solusi yang utama adalah dibutuhkan kebijakan yang kuat untuk mengontrol pertumbuhan penduduk (birth control). Karena sejalan dengan populasi warga Bumi yang terus meningkat, berarti akan meningkat pula kontribusi bagi lepasnya fosfat ke lingkungan air dari sumber-sumber yang disebutkan di atas. Pemerintah juga harus mendorong para pengusaha agar produk detergen tidak lagi mengandung fosfat. Begitu pula produk makanan dan minuman diusahakan juga tidak mengandung bahan aditif fosfat. Di samping itu, dituntut pula peran pemerintah di sektor pertanian agar penggunaan pupuk fosfat tidak berlebihan, serta perannya dalam pengelolaan sektor peternakan yang bisa mencegah lebih banyaknya lagi fosfat lepas ke lingkungan air. Bagi masyarakat dianjurkan untuk tidak berlebihan mengonsumsi makanan dan minuman yang mengandung aditif fosfat.Di negara-negara maju masyarakat yang sudah memiliki kesadaran lingkungan (green consumers) hanya membeli produk kebutuhan rumah sehari-hari yang mencantumkan label phosphate free atau environmentally friendly.
Negara-negara maju telah menjadikan problem eutrofikasi sebagai agenda lingkungan hidup yang harus ditangani secara serius. Sebagai contoh, Australia sudah mempunyai program yang disebut The National Eutrophication Management Program, yang didirikan untuk mengoordinasi, mendanai, dan menyosialisasi aktivitas riset mengenai masalah ini. AS memiliki organisasi seperti North American Lake Management Society yang menaruh perhatian besar terhadap kelestarian danau melalui aktivitas sains, manajemen, edukasi, dan advokasi.
Selain itu, mereka masih mempunyai American Society of Limnology and Oceanography yang menaruh bidang kajian pada aquatic sciences dengan tujuan menerapkan hasil pengetahuan di bidang ini untuk mengidentifikasi dan mencari solusi permasalahan yang diakibatkan oleh hubungan antara manusia dengan lingkungan.
Negara-negara di kawasan Eropa juga memiliki komite khusus dengan nama Scientific Committee on Phosphates in Europe yang memberlakukan The Urban Waste Water Treatment Directive 91/271 yang berfungsi untuk menangani problem fosfat dari limbah cair dan cara penanggulangannya. Mereka juga memiliki jurnal ilmiah European Water Pollution Control, di samping Environmental Protection Agency (EPA) yang memberlakukan peraturan dan pengawasan ketat terhadap pencemaran lingkungan.
8 KESIMPULAN:
1. Jumlah fosfat 10% berasal dari proses alamiah di lingkungan (background source), 7% dari industri, 11% dari detergen, 17% dari pupuk pertanian, 23% dari limbah manusia, dan yang terbesar, 32% dari limbah peternakan.
2. Keberadaan fosfat yang berlebihan pada badan air menyebabkan suatu fenomena yang disebut eutrofikasi(pengkayaan nutrien),
3. Akibat eutrifikasi adalah blooming alga, tingginya BOD, dan menurunya DO, serta matinya organism air seperti ikan, udang, dan zooplankton.
4. Blooming alga menyebabkan hilangnya nilai konservasi, estetika, rekreasional, dan pariwisata. Sehingga dibutuhkan biaya sosial dan ekonomi yang tidak sedikit untuk mengatasinya.
5. Cyanobacteria (blue-green algae) diketahui mengandung toksin sehingga membawa risiko kesehatan bagi manusia dan hewan.
6. Solusinya adalah pemerintah harus mendorong para pengusaha agar produk detergen tidak lagi mengandung fosfat (phosphate free). Begitu pula produk makanan dan minuman diusahakan juga tidak mengandung bahan aditif fosfat.
9 DAFTAR PUSTAKA
Anonim1. 2010. “Phospat”. http://wartapedia.com/edukasi/ensiklopedia/143-phospat-atau-fosfat.html (akses 27 Maret 2013).
Anonim2. 2012. “Deskripsi Mineral dari Sumber Fosfat dan Kalium”.
http://imansyahprescription.blogspot.com/2012/01/1.html (akses 27 Maret 2013).
Karmana, Oman. 2006. Biologi (untuk Kelas X Semester 1, SMA). Grafindo Media Utama: Bandung.
Prasetyo, J. 2009. “Eutrofikasi”. www.scribd.com/doc/15254399/EUTROFIKASI (akses 27 Maret 2013).
Widyastutu, Palupi dan Monica Ester. 2005. Bahaya Bahan Kimia Pada Kesehatan Manusia dan Lingkungan. EGC: Jakarta.
