Misteri Danau Hijau: Rantai Reaksi Oksigen
Akuarium Kotor dan Bakteri yang Rakus
Bayangkan kamu punya sebuah akuarium tertutup. Suatu hari, banyak sisa makanan ikan dan daun-daun mati yang menumpuk di dasarnya. Secara naluriah, kamu mungkin berpikir sampah organik ini cuma "benda mati" yang diam dan hancur perlahan.
Kenyataannya tidak begitu! Proses pembusukan (dekomposisi) bukanlah proses pasif. Itu adalah proses yang sangat aktif dan rakus energi.
Saat biomassa (sampah organik) menumpuk, miliaran bakteri pengurai yang butuh oksigen (bakteri aerob) mulai berpesta. Sama persis seperti ikan, bakteri-bakteri ini "bernapas". Mereka menyedot oksigen terlarut dari dalam air untuk bisa membakar dan mencerna sampah tersebut.
Semakin tinggi laju dekomposisi—artinya makin banyak sampah yang sedang diurai—makin banyak pula jumlah oksigen yang disedot habis oleh bakteri. Akibatnya, kadar oksigen terlarut di dalam air (terutama di bagian bawah dekat dasar sedimen) akan turun drastis.
Apa yang paling mungkin terjadi pada kadar oksigen di dasar danau jika tiba-tiba terjadi lonjakan jumlah biomassa yang mati dan membusuk?
- A. Kadar oksigen tidak akan berubah karena pembusukan adalah proses kimia mati.
- B. Kadar oksigen akan meningkat tajam karena bakteri menghasilkan oksigen.
- C. Kadar oksigen akan menurun drastis karena disedot oleh bakteri untuk mencerna sampah.
- D. Kadar oksigen hanya menurun jika ada ikan yang memakan sampah tersebut.
Jawaban: C. Kadar oksigen akan menurun drastis karena disedot oleh bakteri untuk mencerna sampah.
Bakteri pembusuk (aerob) butuh oksigen untuk mencerna biomassa. Makin banyak yang membusuk, makin banyak oksigen yang mereka hirup dari air, sehingga oksigen menipis.
Dekomposisi biomassa oleh bakteri aerob mengonsumsi oksigen terlarut dalam jumlah besar, menurunkan kadar oksigen di air.
Titik Kritis: Kondisi Anoksik
Lalu, apa jadinya kalau bakteri pembusuk tadi sudah telanjur menghabiskan nyaris seluruh oksigen di dasar danau?
Lingkungan air akan memasuki fase yang disebut kondisi anoksik (sangat miskin/tanpa oksigen). Di titik ini, bakteri aerob yang butuh oksigen tadi akan menyerah dan berhenti bekerja. Tapi proses pembusukan belum selesai!
Pekerjaan mereka diambil alih oleh bakteri anaerob—jenis bakteri yang hidup dan mencerna sampah tanpa bantuan oksigen.
Bedanya, cara makan bakteri anaerob ini menghasilkan sisa buangan (produk sampingan) yang berbeda. Kalau pernapasan biasa menghasilkan karbon dioksida dan air, pembusukan anaerobik ini banyak menghasilkan asam-asam organik dan gas tertentu.
Akibat tumpukan asam organik hasil buangan bakteri anaerob ini, lingkungan air di dasar sedimen lambat laun berubah menjadi lebih asam. Dengan kata lain, pH air di dasar tersebut menurun.
Mengapa kondisi dasar danau yang kehabisan oksigen (anoksik) seringkali diiringi dengan penurunan pH air (air menjadi lebih asam)?
- A. pH air meningkat menjadi basa karena oksigen digantikan oleh mineral dasar danau.
- B. pH air menurun (menjadi asam) akibat sisa buangan dari proses pembusukan oleh bakteri anaerob.
- C. pH air tetap stabil karena kondisi anoksik menghentikan seluruh aktivitas bakteri secara total.
- D. pH air menurun drastis hanya karena ikan-ikan besar mati dan membusuk di dasar.
Jawaban: B. pH air menurun (menjadi asam) akibat sisa buangan dari proses pembusukan oleh bakteri anaerob.
Tanpa oksigen, bakteri anaerob bekerja mencerna sampah dan menghasilkan produk sampingan berupa asam organik, yang menyebabkan nilai pH air turun.
Dalam kondisi anoksik (tanpa oksigen), pembusukan diambil alih oleh bakteri anaerob yang menghasilkan zat asam, sehingga pH air menurun.
Membuka Gembok Fosfor
Nah, sekarang kita masuk ke bagian yang paling krusial: kimia tanah di dasar danau.
Di dasar danau, terdapat banyak nutrisi yang terperangkap di dalam batuan sedimen dan lumpur, salah satunya adalah fosfor. Kenapa fosfor ini bisa diam saja di dasar danau dalam waktu yang lama?
Dalam kondisi normal (saat air kaya oksigen), fosfor terikat sangat kuat dengan mineral-mineral seperti besi (Fe) dan kalsium (Ca). Oksigen di dalam air itu bertindak layaknya gembok yang memastikan ikatan antara fosfor dan mineral ini tidak lepas. Fosfor pun "terkunci" menjadi benda padat di sedimen dan tidak bisa larut ke air.
Namun, ingat apa yang terjadi di halaman sebelumnya? Ketika oksigen habis (anoksik) dan air menjadi lebih asam (pH turun), aturan main kimianya berubah total.
Ketiadaan oksigen dan kondisi asam menyebabkan mineral besi (Fe) merubah sifat kimianya (mengalami reduksi). "Gembok" oksigen tadi hancur! Ikatan yang dulunya kuat akhirnya goyah dan putus. Fosfor yang selama ini terjebak di lumpur kini terlepas menjadi zat terlarut, lalu melayang naik ke seluruh kolom air.
Bagaimana tepatnya kondisi anoksik (tanpa oksigen) menyebabkan pelepasan jumlah fosfor yang sangat tinggi ke dalam danau?
- A. Kondisi anoksik menarik fosfor dari permukaan air dan menguncinya di sedimen.
- B. Bakteri anaerob secara langsung menciptakan fosfor dari gas dioksida.
- C. Oksigen yang habis mematikan semua organisme, dan fosfor berasal dari tubuh organisme tersebut.
- D. Hilangnya oksigen dan turunnya pH merusak ikatan kimia antara fosfor dan mineral di dasar danau, melepaskan fosfor ke air.
Jawaban: D. Hilangnya oksigen dan turunnya pH merusak ikatan kimia antara fosfor dan mineral di dasar danau, melepaskan fosfor ke air.
Oksigen adalah penstabil (gembok) ikatan antara fosfor dan mineral seperti besi. Tanpa oksigen, ikatan tersebut terurai dan fosfor larut ke dalam air.
Oksigen berfungsi menahan fosfor terikat pada mineral sedimen (seperti besi); ketiadaan oksigen dan turunnya pH merusak ikatan tersebut, sehingga fosfor terlepas ke air.