KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Tuhan YME karena berkat rahmat dan

hidayah-Nya kami selaku penulis dapat menyelesaikan makalah mata kuliah

Kimia Oceanografi ini dengan baik dan tepat waktu.

Tidak lupa kami juga mengucapkan terimakasih kepada Bapak dosen

mata kuliah Kimia Oceanografi ini, karena atas pemberian tugasnya inilah,

tercipta suatu kesibukan yang bermanfaat.

Dalam makalah ini dibahas sebuah materi yang mencakup tentang Trace

elemen di laut yang meliputi pengertian trace elemen, peranannya di laut,

sumber trace elemen serta factor-faktor yang mempengaruhi penyebarannya.

Kami selaku penulis menyadari dalam makalah ini masih terdapat

beberapa kekurangan sehingga kritik dan saran para pembaca kami harapkan

demi kesempurnaan makalah ini selanjutnya.Terima kasih.

Makassar, 19 Maret 2012

Penulis

BAB I

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.

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).

BAB III

PEMBAHASAN

Elemen adalah unsur, materi atau bahan dasar (fundamental kinds

of matter) yang menyusun seluruh benda di alam semesta. 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. 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.

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 M) (P, Si dan N)μ

3. Elemen trace atau kelumit (0,05 -50 nM) (Pb, Hg, Cd)

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.

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.

Elemen yang terkandung di air laut ada yang merupakan elemen tama

(mayor) , elemen tambahan (minor), dan elemen yang langka trace). Elemen

utama adalah zat kimia yang melekat langsung dengan salinitas.

Unsur-unsur kimia yang terdapat dilaut antara lain adalah garam-garam

inorganik, gas-gas yang terlarut dalam dan senyawa-senyawa organik. Garam-

garan inorganik tersebut berasal dari hasil erosi batu-batuan yang terjadi di

daratan yang kemudian oleh sungai diangkut ke laut. Proses ini berlangsung

sejak terjadinya laut dipermukaan bumi ini. Senyawa-senyawa lain terutama

gas-gas terlarut, berasal dari udara yang merembes masuk ke air laut.

Perembesan gas-gas ke air laut ini dikenal sebagai proses Difusi.

Komposisi air laut yang konstan tetap dipertahankan karena kebanyakan

unsur utama menunjukkan sifat konservatif, yaitu konsentrasi di air laut tidak

mengalami perubahan yang berarti akibat reaksi biologi dan kimia di laut.

Namun, secara umum di dalam air laut terdapat sejumlah unsur yang dominan

(bagian mayoritas) dan unsur pelengkap (bagian minoritas).

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. 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.

elemen Mayor 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:

Khlor (Cl) 89.500.000 ton/mil³ air laut

Natrium (Na) 49.500.000 ton/mil³ air laut

Magnesium (Mg) 6.400.000 ton/mil³ air laut

Belerang (S) 4.200.000 ton/mil³ air laut

Kalsium (Ca) 1.900.000 ton/mil³ air laut

Kalium (Br) 1.800.000 ton/mil³ air laut

Brom (Br) 306.000 ton/mil³ air laut

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 jumlah itu, konsentrasi

klorida dan natrium terdapat dalam jumlah yang sanga ttinggi. 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.

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). Nama-nama elemen Tambahan Utama Yaitu

Boron (B) 23.000 ton/mil³ air laut

Silikon (Si) 14.000 ton/mil³ air laut

Flour (F) 6.100 ton/mil³ air laut

Argon (Ar) 2.800 ton/mil³ air laut

Nitrogen (N) 2.400 ton/mil³ air laut

Liitium (Li) 800 ton/mil³ air laut

Rubidium (Rb) 570 ton/mil³ air laut

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. 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:

Yod (I) 280 ton/mil³ air laut

Barium (Ba) 140 ton/mil³ air laut

Besi (Fe) 47 ton/mil³ air laut

Molibden(Mo) 47 ton/mil³ air laut

Seng (Zn) 47 ton/mil³ air laut

Selen (Se) 29 ton/mil³ air laut

Argon (Ar) 14 ton/mil³ air laut

Tembaga (Cu) 14 ton/mil³ air laut

Timah (Sn) 14 ton/mil³ air laut

Uranium (U) 14 ton/mil³ air laut

Mangan (Mn) 9 ton/mil³ air laut

Nikel (Ni) 9 ton/mil³ air laut

Vanadium (V) 9 ton/mil³ air laut

a. Peranan trace elemen dalam suatu perairan:

1. Proses – prose metabolisme biologi oraganisme

2. Pelepasan mineral dilaut

3. Pengaturan pH perairan

4. Pengaturan potensial redox diperairan

b. Sumber trace elemen

Untuk sumber – sumber trace elemen disuatu perairan sendiri berasal

dari:

1. Melalui proses presipitasi dari udara

2. Masukan dari aliran air sungai

3. Pelepasan dari batuan atau kerak bumi

4. Pelepasan kembali oleh sediman dari dasar perairan

5. Prose volkanologi yang dapat mensuplai mineral Cobalt, Nikel,

Argentum, Barium.

6. Porses presipitasi secara alami dapat mensuplai mineral ferum, Mn, Cr,

Cu, Nr, dan Pb, proses dari geochemical dari atmosfer.

Interaksi trace elemen dengan organism bahari

Perbandingan konsentrasi trace elemen diperairan lebih besar dari

kandungan didalam jaringan tubuh suatu organism bahari. Trace elemen dalam

kondisi stabil, susunan dari jasad hidup seluruh suatu oraganisme. Senyawa

ferredoxin yang terdiri dari Fe berperan dalam proses asimilasi.Mn merupakan

salah satu elemen penting dari ko-faktor enzim yang berperan dalam reaksi

fotositesis N ,Mo dan Cu membentuk kofaktor enzim yang berperan dalam

siklus reduksi oksidasi. Si dan P digunakan sebagai bahan untuk membuat

cangkang dan rangka eksternal.

Keberadaan ion Cl- , factor yang sangat menentukan dalam perkataan

elemen- elemen kalium (K) magnesium(Mg), Bromida(Br) dan Flour(F) yang

terdapat dalam senyawa proses osmoregulasi.

Trace elemen terlarut juga terkait denga gas dalam senyawa didalam

jaringan tubuh suatu organism bahari, yang mempunyai konsentarasi yang

sangat tinggi9(berikatan dengan ion oksigen dan hydrogen).

Tingkat kelarutan ion Trace Elemen dalam jaringan tubuh suatu

organism laut(berdasarkan tingkat reaktifitas dan golongan yang ada pada SPU:

1. Pada jaringan tubuh plankton:

           - Fe > Al > Lr > Cr

           - Si > Ga

           - Zn > Pb > Cu > Cn > Co

2. Pada jaringan hidup alga coklat:

           - Fe > Cr > Ga > Tr > Al > Sr

           - Pb > Mn > Zn

           - Ca > Co > Ni

3. Pada oraganisme bentik seperti moluska, arthopoda dan echinodermata

           - Cu > Zn > Cd

Elemen tersebut memiliki sifat yang sangat reaktif sehingga cepat akan

mengalami remove dan mengendap di dalam sedimen Konsentrasi elemen

tersebut di daerah sumbernya memang sudah rendah  

Interaksi Presipitasi dari dasar perairan

Interaksi presipitasi erat hubungan dengan prose penyerapan dan

pengendapan trace elemen diperairan oleh partikel terlarut dan akhirnya

diendapkan didasar perairan sebagai sedimen.pada waktu perairan Ph

rendah( asam), elemen – elemen terlepas dari senyawa kompleks, yang akan

membentuk ion bebas diperairan, yang akhirnya akan membentuk ikatan

dengan materi padatan yang tersuspensi dan terendap dai dasar perairan.

Reaksi Oksidasi: diperairan akan mengakibatkan ion mangan(Mn) dan

besi(Fe) berikatan dengan fraksi tanah liat membentuk senyawa dalam mangan

nadule dan diendapkan dilingkungan laut dalam.

Pada Kondisi Reduksi : trace elemen berikjtan dengan oksigen yang

terpakai dalam proses fotosintesis, turut menentukan nilai dari produktifitas

suatu perairan yang tinggi.

Interaksi Trace Elemen pada Lingkungan Tanpa Oksigen( estuaria)

Disuatu palung laut atau suatu dasar perairan yang paling dalam

merupakan kondisi yang miskin akan oksigen, sehingga oraganisme yang hidup

dalam kedalaman tersebut seperti: bakteri pereduksi sulfida yang dapat

memanfaatkan keberadaan sulfida disuatu perairan dalam dan akan

membentuk senyawa sulfat bersama trace elemen yang ada diperairan, dengan

melalui proses diagenesis metabolism anaerob.

Sebagaian besar trace elemen berupa logam berat yaitu, yang pada

kelarutan yang sangat kecil sangat dibutuhkan dalam pengaturan keseimbangan

proses metabolism organism bahari, namun apabila kelarutan di perairan sudah

melalui atau melampaui batas ambang yang ditentukan merupakan bahan

pencemar yang berbahaya dalam perairan.

c. Factor – factor yang mempengaruhi atau mengurangi kelarutan trace

elemen dari suatu perairan:

Melalui proses pengendapan sedimen, mengikat senyawa – senyawa

terlarut disuatu perairan.

Diserap atau dimanfaatkan oleh oraganisme bahari terlepas ke atmosfir

melalui permukaan perairan.

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).

BAB III

PENUTUP

1. Kesimpulan

Elemen adalah unsur, materi atau bahan dasar (fundamental kinds

of matter) yang menyusun seluruh benda di alam semesta. 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 M) (P, Si dan N)μ

3. Elemen trace atau kelumit (0,05 -50 nM) (Pb, Hg, Cd)

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.

Untuk sumber – sumber trace elemen disuatu perairan sendiri berasal

dari:

Interaksi trace elemen dengan organism bahari

Interaksi Presipitasi dari dasar perairan

Interaksi Trace Elemen pada Lingkungan Tanpa Oksigen (estuaria).

http://analiskesehatan18.blogspot.com/2012/04/pemeriksaan-oksigen-o2-

dan-kebutuhan.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Oksigen_terlarut

http://zaifbio.wordpress.com/2012/04/16/oksigen-terlarut-do-analisis-

oksigen-terlarut-do-dan-kebutuhan-oksigen-biologi-bod/

http://nonasandha.blogspot.com/2012/05/do-oksigen-terlarut.html

adesuherman09.student.ipb.ac.id/files/.../Jurnal-BOD-indonesia.pdf

http://eprints.undip.ac.id/6195/1/

Munifatul_Izzati,_Perubahan_Konsentrasi_Oksigen.pdf

eprints.undip.ac.id/2024/1/JUNI_06_TIMIIN.pdf

http://jpsmipaunsri.files.wordpress.com/2010/04/jpsmipaunsri-v13-no1-

09-d-zia.pdf

http://aquaplant.tamu.edu/faq/dissolved-oxygen/

http://www.chesapeakebay.net/discover/bayecosystem/dissolvedoxygen