Siklus Fosfor : Sifat Kimia, Fisika, Penggunaan dalam Kehidupan, Dampak

Fosfor merupakan molekul penting yang ada di dalam DNA sebagai molekul penyusun sekaligus molekul penyimpan energi yang meliputi lemak pada membran sel, ADP, serta ATP. Sama seperti nitrogen dan oksigen, fosfor juga mengalami yang namanya siklus fosfor. Dibandingkan dengan siklus biogeokimia yang lainnya, siklus yang dialami fosfor merupakan siklus yang paling lambat.

Selain sebagai penyimpan energi, fosfor juga dikenal sebagai salah satu komponen penyusun tulang serta gigi. Sebagai penyusun tulang dan gigi, maka sudah barang tentu akan terjadi gangguan pada organ tersebut jika kekurangan fosfor. Dengan demikian keberadaan fosfor begitu penting dalam kehidupan manusia, karena manusia tentu membutuhkan gigi dan tulang untuk bisa bertahan hidup.

Daftar Isi

Unsur Fosfor dalam Kehidupan

Fosfor yang memiliki lambang P pertama kali ditemukan pada tahun 1669 oleh seorang ilmuwan yang bernama Hannig Brand dari Jerman. Fosfat ditemukan pada saat Brand melakukan proses percobaan penggalian bebatuan yang ada di kota Hamburg, Jerman. Penemuan fosfor dilakukan dengan metode penguapan pada proses penyulingan urine.

Percobaan tersebut akhirnya berhasil setelah mencoba selama 50 kali percobaan, berbuah penemuan senyawa yang pertama kali mendapat sebutan dari bahasa Latin, yakni phosphoros. Nama tersebut memiliki arti “pembawa terang” atau “yang memiliki cahaya”, karena memang fisik fosfor pada saat pertama kali ditemukan memiliki wujud yang dapat menyala atau bercahaya di dalam kegelapan.

Unsur fosfor sulit sekali ditemukan dalam kondisi bebas, melainkan sering dijumpai dalam bentuk senyawa berupa senyawa organik terlarut. Fosfor dalam senyawa organik dapat dijumpai dalam bentuk partikulat. Sangat sulit untuk menemukan fosfor dalam udara yang memiliki tekanan tinggi karena sifatnya yang mudah mencair.

Dengan adanya sifat tersebut, fosfor dapat dengan mudah ditemukan di tanah, air, serta sedimen atau endapan. Di perairan, bentuk ortofosfat merupakan bentuk yang paling sederhana, yang merupakan hasil dari ionisasi asam ortofosfat. Ortofosfat ini dapat digunakan secara langsung oleh tumbuhan sebagai bentuk lain dari fosfor.

Kadar fosfat memiliki kecenderungan peningkatan pada perairan laut yang dangkal, sedangkan kadarnya konstan pada perairan laut yang dalam. Keberadaan fosfat dibagi ke dalam tiga jenis yang diukur berdasarkan kadarnya secara total, yakni:

Kadar fosfat 0,05 – 0,1 mg/L ditemukan dalam perairan yang memiliki tingkat kesuburan tinggi.
Kadar fosfat 0,021 – 0,05 mg/L ditemukan dalam perairan yang memiliki tingkat kesuburan sedang.
Kadar fosfat 0 – 0,02 mg/L ditemukan dalam perairan yang memiliki tingkat kesuburan rendah.

Sifat-Sifat Unsur Fosfor

1. Sifat Fisika

Secara umum, fosfor dapat dijumpai dalam tiga warna berbeda, yakni warna putih, merah, hitam, dan tidak berwarna. Masing-masing warna fosfor tersebut juga memiliki massa jenis yang berbeda. Fosfor putih memiliki massa jenis 1,823 g/cm³, fosfor merah memiliki massa jenis sebesar 2,34 g/cm³, serta fosfor hitam memiliki massa jenis 2,609 g/cm³.

Titik leleh dan titik didih fosfor masing-masing berada di angka 44,2⁰C (317,3⁰K) dan 277⁰C (550⁰K). Fosfor murni memiliki sifat lengket serta baunya yang tidak sedap, tidak berwarna atau transparan, dan umumnya membentuk padatan yang berwarna putih. Fosfor merah sangat sukar larut dalam segala pelarut, berbeda dengan fosfor putih yang mudah menguap dan larut dalam pelarut non polar benzena.

2. Sifat Kimia

Berdasarkan warnanya, fosfor memiliki sifat yang juga berbeda. Fosfor putih memiliki sifat kimia berupa kereaktivan yang sangat tinggi. Selain itu, fosfor putih juga memancarkan cahaya, beracun, serta sangat mudah terbakar ketika di udara. Sifat kimia yang dimiliki fosfor putih ini menjadikannya sering digunakan untuk bahan baku asam fosfat dalam dunia industri.

Pada fosfat merah, memiliki sifat yang berkebalikan, di antaranya memiliki kereaktivan yang cukup rendah serta tidak terlalu beracun. Karena itu, fosfor merah sering dimanfaatkan sebagai campuran dalam pembuatan korek api gesek.

Kegunaan Unsur Fosfor dalam Kehidupan Sehari-hari

Seperti yang telah disinggung sebelumnya, fosfor memiliki peranan yang sangat penting di dalam kehidupan, beberapa di antaranya adalah sebagai berikut.

Dalam tubuh, fosfor berfungsi dalam proses metabolisme karbohidrat, asam nukleat, serta lemak.
Fosfat memiliki pengaruh secara biologis terhadap komponen nukleotida serta asam nukleat yang merupakan komponen pembentuk DNA dan RNA.
Dalam industri, fosfor digunakan sebagai bahan pembuatan kembang api, pasta gigi, pupuk, detergen, bahan peledak, pestisida, serta bahan korek api.
Fosfor memengaruhi DNA yang dimiliki setiap makhluk hidup, terutama hewan dan manusia.
Fosfor memiliki peranan kaitannya dengan sel-sel protoplasma, serta jaringan saraf dan jaringan tulang.
Fosfor berperan dalam menjaga homeostatis asam basa pada tubuh sebagai agen penyangga tubuh.
Dimanfaatkan sebagai pembersih, pelunak air, serta pencegah korosi pada pipa.
Berperan penting dalam proses pelepasan energi pada reaksi metabolisme tubuh makhluk hidup.
Fosfat menjadi salah satu komponen yang digunakan dalam industri cat dan pelapis berbasis air.
Ortofosfat dalam industri pembuat keramik digunakan untuk menguatkan ikatan kimia pada produksi keramik yang dihasilkan.
Amonium polifosfat digunakan sebagai pelindung komponen bangunan, pelapis, serta seal yang terdapat pada bangunan.
Amonium fosfat merupakan salah satu kandungan dalam alat pemadam api.
Fosfat berfungsi sebagai pencegah adanya warna merah sebagai akibat dari adanya oksidasi besi, serta pencegah adanya warna hitam karena adanya unsur mangan yang terdapat di air.
Fosfor berfungsi sebagai penyeimbang kadar asam dan basa yang ada di dalam tubuh.

Pengertian dan Proses Daur Fosfor

Yang dimaksud dengan siklus fosfor adalah proses pergerakan fosfor dalam ekosistem biosfer, litosfer, dan hidrosfer. Umumnya fosfor memiliki wujud padat pada suatu rentang suhu, sehingga dalam proses siklusnya tidak ada peranan penting dari udara. Dalam siklusnya, fosfor melibatkan komponen abiotik atau benda tak hidup serta makhluk hidup sebagai komponen biotik.

Siklus yang dialami fosfor berjalan sangat lambat di alam yang di dalamnya memiliki 5 tahapan perputaran. Berikut merupakan tahapan dalam proses siklus yang dialami oleh fosfor.

1. Pelapukan Batuan

Awal dari proses siklus yang dialami oleh fosfor adalah penemuan sumber utama fosfor yang terdapat dalam batuan yang telah mengalami pelapukan. Fosfor mengalami perpindahan menuju ke tanah akibat adanya faktor yang memengaruhinya, seperti faktor cuaca, hujan, serta erosi alami yang terjadi di alam.

Air hujan akan mengenai batuan yang di dalamnya terkandung fosfor dan mengakibatkan adanya pelepasan ion fosfat serta berbagai macam mineral yang lainnya.

2. Penyerapan oleh Tanaman dan Hewan

Ion fosfat yang terlepas pada proses pelapukan batuan tadi akan meresap ke dalam tanah. Tanah yang mengandung fosfat tersebut kemudian menjadi tempat tumbuhnya berbagai macam tumbuhan, jamur, serta banyak mikroorganisme lainnya.

Fosfor selanjutnya akan diserap oleh manusia dan hewan herbivora pada saat mengonsumsi tumbuhan tersebut. Sedangkan hewan karnivora yang tidak memakan tumbuhan akan menyerap fosfor ketika memangsa hewan herbivora.

3. Dekomposisi

Setelah manusia, hewan, dan tumbuhan mati, fosfor akan dilepaskan kembali ke alam pada saat proses penguraian atau dekomposisi oleh mikroorganisme pengurai. Tak hanya dilepaskan ke tanah, fosfor organik hasil dekomposisi juga akan dilepaskan ke air.

4. Mineralisasi

Mineralisasi merupakan proses pemecahan bahan organik oleh bakteri di dalam tanah menjadi fosfat yang mampu diserap oleh tanaman.

5. Perjalanan Siklus

Fosfor yang terdapat di dalam air akan mengalami siklus yang berjalan terus menerus hingga mencapai bentuk sedimen dan akhirnya berakhir di laut.

Dampak Buruk Adanya Fosfor

Selain memiliki manfaat yang besar dalam kehidupan, ternyata fosfor juga bisa menyebabkan gangguan dan dampak buruk. Dampak buruk yang dihasilkan dapat merugikan manusia serta mengganggu ekosistem. Adanya gangguan akibat kadar fosfor tersebut merupakan dampak dari ketidakseimbangan fosfor atau fosfat di alam akibat aktivitas manusia.

Beberapa aktivitas manusia yang bisa membahayakan karena kadar fosfor di alam yang berubah di antaranya adalah penggunaan pupuk pada tanaman serta penggunaan detergen yang terlalu berlebihan. Jika sudah begitu, alam menjadi kian rusak akibat ulah manusia yang terlalu berlebihan dalam menggunakan fosfor.

Beberapa dampak buruk dari adanya fosfor adalah sebagai berikut.

1. Eutrofikasi

Fosfor dalam air laut yang terlalu berlebih bisa menyebabkan eutrofikasi pada perairan laut dan juga pantai. Lingkungan air yang mengalami eutrofikasi dapat menyebabkan pertumbuhan alga semakin meningkat, menyebabkan adanya polusi atau pencemaran air.

Eutrofikasi pada air laut dapat ditandai dengan warna air yang semakin keruh dengan warna hijau yang terlalu dominan. Selain itu, air laut yang mengalami eutrofikasi juga memiliki bau yang sangat menyengat dan tidak sedap.

Pada danau dan rawa-rawa, eutrofikasi dapat menyebabkan pertumbuhan eceng gondok menjadi tidak terkendali. Populasi eceng gondok yang tidak terkendali dapat menurunkan kualitas ekosistem danau dan rawa tersebut. Akibatnya, kadar oksigen dalam air mengalami penurunan drastis, bahkan bisa mencapai angka 0.

Jika hal tersebut terjadi, makhluk air lain seperti ikan-ikan tidak bisa bertahan hidup di air tersebut. Matinya ikan-ikan tersebut akan menyebabkan adanya ketidakseimbangan ekosistem air. Tentu hal ini akan sangat mengganggu bahkan merusak keseimbangan alam.

2. Penyalahgunaan Bahan Peledak

Fosfor merupakan salah satu bahan yang digunakan untuk membuat peledak, jika digunakan oleh orang yang tidak bertanggung jawab dapat menjadi musibah dan bencana bagi manusia maupun alam. Selain bisa memorak-porandakan lingkungan, gas fosfor dari bahan peledak bisa menempel pada usus, paru-paru, dan kulit manusia dalam waktu yang cukup lama.

Jika dalam tubuh terdapat gas fosfor tersebut, dapat menyebabkan membakar tubuh serta dapat menyebabkan nyeri dalam jangka waktu yang cukup panjang, bahkan bisa menyebabkan kematian.

3. Kerusakan Organ Tubuh

Penambahan bahan makanan atau hal lain yang mengakibatkan kadar fosfor dalam tubuh terlalu banyak dapat mengakibatkan kerusakan organ tubuh, seperti ginjal. Selain itu, fosfor yang tidak sengaja tertelan atau tubuh yang mengalami paparan fosfor putih dapat mengalami mual, terlalu mengantuk, kram perut, hingga yang paling fatal adalah kematian.

Selain dampak kelebihan fosfor, kadar fosfor yang kurang di dalam tubuh juga bisa menyebabkan gangguan. Seperti yang sudah banyak diketahui, kekurangan fosfor dapat menyebabkan pengeroposan tulang (osteoporosis), napas tidak teratur, kekurangan nafsu makan, nyeri sendi, kecemasan, serta gangguan pertumbuhan tulang pada anak-anak.

Agar siklus fosfor dan kadar fosfor di alam tetap seimbang, alangkah lebih bijaknya agar manusia bisa mengurangi bahan dari fosfor yang bisa merusak alam. Karena, tindakan kita sekarang adalah cerminan masa depan anak dan cucu kita kelak.