Soal :
- Jelaskan fate bahan organik C, N, P di sedimen (lengkapi dengan diagram/skema bila perlu)
- Bila ada data sbb, hitung nilai DTI dan kapasitas adsorpsi. Jelaskan maknanya
 |
Jawab :
1)
a.
Organik Carbon
Zat organik karbon sebelumnya terdiri dari dua
bentuk, yang pertama dalam bentuk particullate (partikel) misalnya fecal
pellets dan yang kedua organik karbon dalam bentuk dissolved (terlarut).
 |
Particullate organic carbon dapat larut dan
terremineralisasi menjadi nutrien inorganik, sedangkan sisanya akan mengendap
di sedimen. Di mana, besarnya particullate organic carbon yang masuk ke dalam
sedimen akan sebanding dengan particullate organic carbon yang
terremineralisasi dan terendapkan.
Pembentukan
komponen organik carbon ini terjadi pada fase diagenesis yaitu lapisan sedimen
teratas, sedangkan pada lapisan terjadinya catagenesis akan terbentuk minyak
dan terbentuk gas pada lapisan terjadinya metagenesis. Proses diagenesis material organik ini umumnya diakibatkan
oleh proses biologis yang lebih dominan terjadi dalam sedimen yang baru
terendapkan (recently deposited).
Proses pembentukan ini terjadi dalam lingkungan dengan kandungan sulfur yang
tinggi. Oleh karena itu, semakin dalam kedalam sedimen pada fase diagenesis
ini, maka akan semakin tinggi kandungan DOC (dissolved organic carbon). Hal ini
terjadi karena H2S yang tereduksi lebih tinggi, di mana reaksi H2S
(sulfate reduction) ini banyak menghasilkan karbon pada proses diagenesisnya.
Pada pore
water non bioturbation umumnya mengandalkan proses difusi yang cenderung lambat
sehingga tersimpan lebih lama sehingga cenderung statis. Sedangkan pada pore
water bioturbation, terjadi keluar-masuknya karbon akibat flux karbon masuk
sama dengan flux karbon yang keluar meninggalkan sedimen.
j
b) Organic Nitrogen
terdapat tiga proses yang umumnya
terjadi dalam siklus nitrogen ini, yaitu nitrifikasi, denitrifikasi dan
ammonifiaction. Nitrifikasi ialah pembentukan ammonia (NH4) menjadi
nitrat (NO3). Denitrifikasi merupakan pembentukan nitrat menjadi
ammonia.
NH4 NO2 NO3
..................................................... nitrifikasi
NO3 NO2 NH4
..................................................... denitrifikasi
Di mana nitrifikasi ini merupakan reaksi oksidasi
aerob dan denitrifikasi ialah reaksi reduksi anaerob.
1 2
 |
3 4
c) Organic Phosporus
Komponen
organik P ini baik di dalam air, maupun sedimen akan berubah menjadi HPO42-.
Kemudian HPO42- ini akan berikatan dengan Fe dan ikatan
yang terbentuk ini ada yang akan kembali lagi ke HPO42-
dan ada pula yang terendapkan.
Pada bagian ini, Fe
reduction mendominasi sehingga menghasilkan HPO42- karena
sifat Fe yang mudah bereaksi. Pada saat bioturbasi, yakni dalam keadaan
oksik lebih banyak menghasilkan Fe2+
dan lebih sedikit mengikat PO43-. Sedangkan pada fase
non- bioturbasi, yakni dalam keadaan anoksik akan menghasilkan Fe3+ dan
lebih banyak mengikat PO42-.  |
2) Untuk menghitung DTI (Dissolved Transport Index) dan
Kapasitas Adsorpsi, maka digunakan formula sebagai berikut :
 |
A) Silikat
1) Stasiun
1
17,874
DTI =
x 100 %
17,874 + 17,96
17,874
=
x 100 %
35,834
= 49,8 %
17,96
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
17,96 + 17,874
17,96
= x 100 %
35,834
=
50,1 %
2) Stasiun
2
15,417
DTI =
x 100 %
15,417 + 14,425
15,417
=
x 100 %
29,842
= 51,6 %
14,425
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
14,425+ 15,417
17,96
= x 100 %
29,842
= 48,4
%
3) Stasiun
3
7,098
DTI =
x 100 %
7,098 + 5,595
7,098
=
x 100 %
12,693
= 55,9 %
5,595
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
5,595 + 7,098
5,595
= x 100 %
12,693
= 44,1
%
4) Stasiun
4
5,888
DTI =
x 100 %
5,888 + 5,391
5,888
=
x 100 %
11,279
= 52,2 %
5,391
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
5,888 + 5,391
5,391
= x 100 %
11,279
= 47,8
%
|
|
Stasiun
1
|
Stasiun
2
|
Stasiun
3
|
Stasiun
4
|
|
DTI
|
49,8 %
|
51,6 %
|
55,9 %
|
52,2 %
|
|
Kapasitas
Adsorpsi
|
50,1 %
|
48,4 %
|
44,1 %
|
47,8 %
|
Maknanya :
Berdasarkan
nilai DTI nya diketahui bahwa komposisi elemen terlarutnya (silikat) sebesar
49,8 % pada stasiun 1, 51,6 % pada stasiun 2, 55,9 % pada stasiun 3 dan 52,2 %
pada stasiun 4. Dari perbandingan data tersebut, dapat dilihat bahwa stasiun 3
memiliki nilai DTI yang tertinggi, di mana hal ini menunjukkan bahwa stasiun 3
memiliki komposisi elemen silikat terlarut yang terbesar.
Berdasarkan
nilai Kapasitas adsorpsinya (banyaknya zat terlarut yang teradsorpsi / berupa
partikel), maka diketahui bahwa stasiun 1 memiliki nilai kapasitas adsorpsi
tertinggi yaitu 50,1%, di mana artinya bahwa stasiun 1 memiliki sekitar 50,1 %
silikat yang terlarut dalam bentuk partikel di dalamnya.
Pada
stasiun 1, kandungan silikat terlarutnya lebih kecil jika dibandingkan dengan
kandungan silikat yang teradsorpsi dalam bentuk partikel. Sedangkan pada stasiun
2, 3 dan 4 kandungan silikat dalam bentuk adsorpsi partikel lah yang lebih
besar daripada kandungan silikat terlarutnya.
B) PO4
1) Stasiun
1
0,02
DTI =
x 100 %
0,02 + 0,157
0,02
=
x 100 %
0,177
= 11,3 %
0,157
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
0,157 + 0,02
0,157
= x 100 %
0,177
= 88,7
%
2) Stasiun
2
0,853
DTI =
x 100 %
0,853 + 0,188
0,853
=
x 100 %
1,041
= 81,9 %
0,188
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
0,188 + 0,853
0,188
= x 100 %
1,041
= 18,1
%
3) Stasiun
3
0,109
DTI =
x 100 %
0,109 + 0,097
0,109
=
x 100 %
0,206
= 52,9 %
0,097
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
0,097 +
0,109
0,097
= x 100 %
0,206
= 47,1
%
4) Stasiun
4
0,026
DTI =
x
100 %
0,026 + 0,081
0,026
=
x 100 %
0,107
= 24,3 %
0,081
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
0,081 + 0,026
0,081
= x 100 %
0,107
= 75,7
%
|
|
Stasiun
1
|
Stasiun
2
|
Stasiun
3
|
Stasiun
4
|
|
DTI
|
11,3 %
|
81,9 %
|
52,9 %
|
24,3 %
|
|
Kapasitas
Adsorpsi
|
88,7 %
|
18,1 %
|
47,1 %
|
75,7
|
Apabila dilihat dari
nilai DTI nya diketahui bahwa komposisi elemen terlarutnya PO4 tertinggi itu
berada pada stasiun 2, yaitu 81,9 %, dimana hal ini menunjukkan bahwa makin
besar nilai DTI nya, maka akan semakin besar pula komposisi elemen terlarutnya.
Sedangkan, nilai Kapasitas adsorpsi PO4 tertinggi (banyaknya zat terlarut yang
teradsorpsi / berupa partikel) terletak pada stasiun 1, yaitu 88,7 %. Pada
stasiun 1 dan 4 , kandungan PO4 terlarutnya lebih kecil jika dibandingkan
dengan kandungan PO4 yang teradsorpsi dalam bentuk partikel. Sedangkan pada
stasiun 2, 3 dan 4 kandungan PO4 dalam bentuk adsorpsi partikel lah yang lebih
besar daripada kandungan PO4 terlarutnya.
C) N
1) Stasiun
1
2,033
DTI =
x 100 %
2,033 + 1,024
2,033
=
x 100 %
3,057
= 66,5 %
1,024
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
1,024 + 2,033
1,024
= x 100 %
3,057
= 33,5
%
2) Stasiun
2
1,343
DTI =
x 100 %
1,343 + 1,118
1,343
=
x 100 %
2,461
= 54,6 %
1,118
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
1,118 + 1,343
1,118
= x 100 %
2,461
= 45,4
%
3) Stasiun
3
0,775
DTI =
x 100 %
0,775 + 0,605
0,775
=
x 100 %
1,38
= 56,2 %
0,605
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
0,605 + 0,775
0,605
= x 100 %
1,38
= 43,8
%
4) Stasiun
4
0,541
DTI =
x 100 %
0,541 + 0,733
0,541
=
x 100 %
1,274
= 42,5 %
0,733
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
0,733 + 0,541
0,733
= x 100 %
1,274
= 57,5
%
|
|
Stasiun
1
|
Stasiun
2
|
Stasiun
3
|
Stasiun
4
|
|
DTI
|
66,5 %
|
54,6 %
|
56,2 %
|
42,5 %
|
|
Kapasitas
Adsorpsi
|
33, 5 %
|
45,4 %
|
43,8 %
|
57,5 %
|
Jika dilihat dari nilai
DTI nya diketahui bahwa komposisi elemen terlarut N tertinggi itu terdapat di
stasiun 1, yaitu 66,5 %, dimana hal ini menunjukkan bahwa makin besar nilai DTI
nya, maka akan semakin besar pula komposisi elemen N terlarutnya. Untuk nilai
Kapasitas adsorpsi N tertinggi (banyaknya zat terlarut yang teradsorpsi /
berupa partikel) terdapat pada stasiun 4, yaitu 42,5 %. Pada stasiun 4 ,
kandungan N terlarutnya lebih kecil jika dibandingkan dengan kandungan N yang
teradsorpsi dalam bentuk partikel. Sedangkan pada stasiun 1, 2 dan 3, kandungan
N dalam bentuk adsorpsi partikel lah yang lebih besar daripada kandungan N
terlarutnya.
D) Total
P
1) Stasiun
1
0,134
DTI =
x 100 %
0,134 + 0,42
0,134
=
x 100 %
0,554
= 24,2 %
0,42
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
0,42 + 0,42
0,42
= x 100 %
0,554
= 75,8
%
2) Stasiun
2
0,108
DTI =
x 100 %
0,108 + 0,188
0,108
=
x 100 %
0,296
= 36,5 %
0,188
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
0,188 + 0,108
0,188
= x 100 %
0,296
= 63,5
%
3) Stasiun
3
0,167
DTI =
x
100 %
0,167 + 0,446
0,167
=
x 100 %
0,613
= 27,2 %
0,446
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
0,446 + 0,167
0,446
= x 100 %
0,613
= 72,8
%
4) Stasiun
4
0,19
DTI =
x 100 %
0,19 + 0,171
0,19
=
x 100 %
0,361
= 52,6 %
0,171
Kapasitas Adsorpsi =
x 100 %
0,171 + 0,19
0,171
= x 100 %
0,361
= 47,4
%
|
|
Stasiun
1
|
Stasiun
2
|
Stasiun
3
|
Stasiun
4
|
|
DTI
|
24,2 %
|
36,5 %
|
27,2 %
|
52,6 %
|
|
Kapasitas
Adsorpsi
|
75,8 %
|
63,5 %
|
72,8 %
|
47,4 %
|
Berdasarkan nilai DTI
nya diketahui bahwa komposisi elemen terlarut P tertinggi itu terdapat di
stasiun 4, yaitu 52,6 %, dimana hal ini menunjukkan bahwa makin besar nilai DTI
nya, maka akan semakin besar pula komposisi elemen P terlarutnya. Sedangkan
Kapasitas adsorpsi P tertinggi (banyaknya zat terlarut yang teradsorpsi /
berupa partikel) terdapat pada stasiun 1, yaitu 75,8 %. Pada stasiun 1, 2 dan 3
, kandungan P terlarutnya lebih kecil jika dibandingkan dengan kandungan P yang
teradsorpsi dalam bentuk partikel. Sedangkan pada stasiun 4, kandungan N dalam
bentuk adsorpsi partikel lah yang lebih besar daripada kandungan N terlarutnya.
Kesimpulan
berdasarkan seluruh stasiun :
Seperti
yang telah diketahui, DTI merupakan perbandingan antara konsentrasi materi
terlarut dengan transport totalnya. Di mana jika makin tinggi nilai DTI, maka
makin besar pula komposisi elemen terlarutnya (misalnya Silikat, PO4, N dan P).
Sedangkan Kapasitas Adsorpsi menyatakan banyaknya zat terlarut yang teradsorpsi
oleh setiap gram adsorben pada keadaan jenuh.
Berdasarkan
hasil yang didapatkan dari perhitungan
di atas, maka dapat diketahui bahwa DTI akan mempengaruhi nilai Kapasitas
Adsropsi dan sebaliknya. Jika di dalam suatu lingkungan sedimen, kandungan atau
komposisi elemen terlarutnya (DTI) tinggi, maka akan menurunkan nilai Kapasitas
Adsorpsinya. Artinya, semakin banyak komponen terlarut pada suatu sedimen, maka
akan semakin kecil kandungan/komponen terlarut yang teradsorpsinya (berhubungan
terbalik). Misalnya, komponen Silikat pada suatu sedimen yang terlarut lebih
banyak, maka kandungan silikat yang teradsorpsi pada sedimen tersebut akan
lebih kecil untuk mengimbangi nilai Silikat terlarutnya, begitu juga
sebaliknya, nilai Kapasitas Adsorpsi yang semakin besar akan menurunkan nilai
DTI komponen tersebut.
