Fosfor : Sejarah, Keberadaan, Macam, Proses Pembentukkan, Siklus, Dampak Lingkungan


A. Sejarah  

Fosfor ditemukan oleh Hannig Brand pada tahun 1669 di Hamburg,Jerman. Ia menemukan unsur ini dengan cara 'menyuling' air urin melalui proses penguapan dan setelah dia menguapkan 50 ember air urin, dia baru menemukan unsur yang dia inginkan. Namanya berasal dari bahasa Latin yaitu phosphoros yang berarti 'pembawa terang' karena keunikannya yaitu bercahaya dalam gelap (glow-in-the dark).

B. Keberadaan Unsur Fosfor

Di perairan unsur fosfor tidak ditemukan dalam bentuk bebas sebagai elemen, melainkan dalam bentuk senyawa anorganik yang terlarut (ortofosfat dan polifosfat) dan senyawa organik yang berupa partikulat. Senyawa fosfor membentuk kompleks ion besi dan kalsium pada kondisi aerob, bersifat tidak larut, dan mengendap pada sedimen sehingga tidak dapat dimanfaatkan oleh algae akuatik (Jeffries dan Mill dalam Effendi 2003).

Fosfor merupakan bahan makanan utama yang digunakan oleh semua organisme untuk pertumbuhan dan sumber energi. Fosfor di dalam air laut, berada dalam bentuk senyawa organik dan anorganik. Dalam bentuk senyawa organik, fosfor dapat berupa gula fosfat dan hasil oksidasinya, nukloeprotein dan fosfo protein. Sedangkan dalam bentuk senyawa anorganik meliputi ortofosfat dan polifosfat. Senyawa anorganik fosfat dalam air laut pada umumnya berada dalam bentuk ion (orto) asam fosfat (H3PO4), dimana 10% sebagai ion fosfat dan 90% dalam bentuk HPO42-. Fosfat merupakan unsur yang penting dalam pembentukan protein dan membantu proses metabolisme sel suatu organisme (Hutagalung et al, 1997).

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.
a. Keberadaan Fosfor dalam tanah
b. Keberadaan Fosfor dalam batuan
Berdasarkan pada komposisi mineralnya batuan sedimen fosfat dapat dibedakan atas fosfat-Ca, fosfat Ca-Al-Fe dan fosfat Fe-Al (McClellan dan Gremillon, 1980). Ketiga jenis fosfat tersebut dapat merupakan suatu sekuen pelapukan dengan fosfat Fe-Al adalah yang paling lapuk.
c. Keberadaan Fosfor dalam air

C. Macam-macam fosfor:

1. Fosfor Putih                  

Fosfor putih merupakan alotrop fosfor yang berwarna putih kekuningan, lunak, memiliki bau yang tajam seperti bawang putih serta lebih reaktif dan lebih beracun dibanding fosfor merah maupun fosfor hitam. Fosfor putih dikatakan lebih reaktif karena pada udara terbuka akan terbakar dengan sendirinya. Karena kereaktifan ini fosfor putih biasa disimpan dalam air atau alkohol ataupun larutan-larutan inert yang tidak melarutkan atau bereaksi dengan fosfor. Fosfor putih larut dalam benzena dan karbon disulfida.
konfigurasi elektron
[Ne] 3s2 3p3
Rumus molekul
P4
Massa jenis (g/mL)
1,823
Titik lebur (°C)
44,2
Tingkatan oksidasi
±3, 5, 4
Energi ionisasi (kJ/mol)
· Pertama
· Kedua
· Ketiga

1011,8
1907
2914,1

Fosfor putih adalah bentuk paling berbahaya dari fosfor. Fosfor putih sangat beracun dan dalam banyak kasus paparan akan berakibat fatal. Kebanyakan kasus orang yang meninggal karena paparan fosfor putih diakibatkan karena secara sengaja atau tidak sengaja menelan racun tikus. Sebelum meninggal karena paparan fosfor putih, korban sering mengalami mual, kram perut, dan kantuk. Fosfor putih juga dapat menyebabkan kulit terbakar dengan uapnya bisa menyebabkan kerusakan hati, jantung, atau ginjal.

2. Fosfor Merah

Fosfor merah bersifat tidak reaktif, kurang beracun. Fosfor merah digunakan sebagai bahan campuran pembuatan pasir halus dan bidang gesek korek api.Fosfor merah bervariasi dalam warna dari oranye ke ungu karena variasi kecil dalam struktur kimianya.

3. Fosfor Hitam

Fosfor hitam adalah alotrof unsure yang paling stabil dari unsure fosfor dan ada dalam tiga modifikasi kristal: orthorhombic, rhombohedral, dan kubus, seperti dalam bentuk amorf. Tidak seperti fosfor putih, fosfor hitam terpolimerisasi, tidak larut, dan praktis tidak mudah terbakar, dan memiliki tekanan uap yang relative lebih rendah. Berbagai bentuk fosfor hitam menunjukkan bahwa fosfor hitam adalah alotrof fosfor yang paling padat dan paling tidak reaktif.

Pada temperature tinggi, fosfor hitam orthorombik mengalami transisi reversible menghasilkan bentuk yang lebih padat, bentuk rhombohedral dan kubik. Dalam bentuk rhombohedral, lapisan heksagonal sederhana tidak terlipat seperti pada bentuk orthorombik, dan dalam bentuk kubus, tiap atom dikelilingi atom-atom lain membentuk heksagonal.

D. Proses Pembentukan Fosfor

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.

E. Siklus fosfor

Siklus fosfor bersifat kritis karena fosfor secara umum merupakanhara yang terbatas dalam ekosistem. Tidak ada bentuk gas dari fosfor yang stabil oleh karena itu siklus fosfor adalah “endogenic”. Dalam geosfer, fosfor terdapat dalam jumlah besar dalam mineral-mineral yang sedikit sekali larut, seperti hidroksiapilit, garam kalsium.

Fosfor terlarut dari mineral-mineral fosfat dan sumber-sumber lainnya, seperti pupuk fosfat, diserap oleh tanaman dan tergabung dalam asam nukleat yang menyusun material genetik dalam organisme. Mineralisasi dari biomassa oleh pembusukan atau penguraian mikroba mengembalikan fosfor kepada larutan garamnya yang kemudian dapat mengendap sebagai bahan mineral.
Anthrosphere adalah reservoir fosfor yang penting dalam lingungn. Sejumlah besar dari mineral-mineral fosfat digunakan sebagai bahan pupuk, industri kimia, dan food additive. Fosfor merupakan salah satu komponen dari senyawa-senyawa sangat toksik, terutama insektisida organofosfat

F. Dampak Lingkungan Fosfor

1. Fosfat

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 (Hutagalung et al, 1997).
Pada siang hari pancaran sinar matahari kedalam air akan berkurang, sehingga prosesfotosintesis yang dapat menghasilkan oksigen juga berkurang. Makhluk hidup air seperti ikandan spesies lainnya tidak bisa tumbuh dengan baik sehingga akhirnya mati. Hilangnya ikandan hewan lainnya dalam mata rantai ekosistem air menyebabkan terganggunyakeseimbangan ekosistem air.Permasalahan lainnya, cyanobacteria (blue-green algae) diketahui mengandung toksin sehingga membawa risiko kesehatan bagi manusia dan hewan.

2. Fosfat Pada Deterjen

Disini yang akan dibahas adalah fosfat yang berasal dari deterjen. Komponen fosfat ini dipergunakan untuk membuat sabun sebagai pembentuk  buih. Dan adanya fosfat dalam air detergen dapat mempermudah absorbsi racun padaikan melalui insang dan bersifat persisten sehingga terjadi akumulasi. Tingkat keasaman (pH)detergen kurang lebih berkisar antara 10- 12, sementara pH yang dapat ditoleransi oleh kulitmanusia adalah 6-9. Keberadaan busa-busa detergen di permukaan air, menyebabkan kontak udara dan air terbatas sehingga menurunkan oksigen terlarut. Hal ini akan menyebabkankekurangan oksigen pada organisme air dan dapat menyebabkan kematian.

Fosfat tidak memiliki daya racun, bahkan sebaliknya merupakan salah satu nutrisi penting yang dibutuhkan mahluk hidup. Tapi, keberadaan fosfat yang berlebihan pada badanair 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 segalaaktivitas modernnya, secara tidak disadari dipercepat menjadi dalam hitungan beberapadekade 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, dankekeruhannya yang menjadi semakin meningkat.
Banyaknya eceng gondok yang bertebaran di rawa-rawa dan danau-danau jugadisebabkan fosfat yang sangat berlebihan ini.

3. Fosfor Putih

Fosfor putih memasuki lingkungan sebagai dampak dari aktivitas industri dan sebagai efek penggunaan berbagai amunisi militer.Saat dibuang, fosfor putih berakhir di permukaan air di dekat pabrik yang menggunakannya.Hanya saja, dalam kondisi tertentu, fosfor putih tidak bereaksi dengan cepat sehingga terakumulasi dalam tubuh organisme akuatik.Dalam tanah, fosfor akan bertahan selama beberapa hari sebelum diubah menjadi zat yang kurang berbahaya.Namun pada tanah yang dalam dan di bagian bawah sungai serta danau, fosfor dapat tetap bertahan selama seribu tahun atau lebih.
Penyalahgunan fosfor menjadi Bom yang sangat mengerikan. Fosfor bom  memiliki sifat utama membakar. Menurut Ang Swee Chai, seorang perempuan, dokter ortopedis kelahiran Malaysia yang juga seorang ahli medis. Dalam bukunya ”From Beirut to Jerusalem” (Kuala Lumpur, 2002), zat fosfornya biasanya akan menempel di kulit, paru-paru, dan usus para korban selama bertahun-tahun, terus membakar dan menghanguskan serta menyebabkan nyeri berkepanjangan. Para korban bom ini akan mengeluarkan gas fosfor hingga nafas terakhir.

Sumber :

Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air bagi Pengelolaan Sumber Daya dan. Lingkungan Perairan. Cetakan Kelima. Yogjakarta : Kanisius.

Hutagalung, Horas P, Deddy Setiapermana, dan Hadi Riyono. 1997. Metode Analisis Air Laut, Sedimen,    dan Biota. Jakarta : Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.

McClellan, GH. and Gremillion, L.R. 1980. Evaluation of Phosphatic Raw Materials, IN The Role of Phosphorus in Agriculture, American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America, Madison, W.I, U.S.A

Subscribe to receive free email updates:

0 Response to "Fosfor : Sejarah, Keberadaan, Macam, Proses Pembentukkan, Siklus, Dampak Lingkungan"

Posting Komentar