HYDROSPEHRE

Muhammad Fahri. Brawijaya University Malang 2009

HYDROSPEHRE

Hydrosphere meliputi semua cairan dan kedudukan air beku dan mengalir di atas dan melalui geosphere. Butiran air didalam yang menyusun jumlah reservoir hydrosphere's adalah samudra, danau, sungai, gletser, aquifers (air tanah), dan tanah embun. Di atas 96 persen air di bumi adalah didalam samudra dengan sisanya air tawar ditemukan. Gletser menjaga 69 persen air tawar, 1 persen didalam danau dan sungai, dan 30 persen didalam air tanah (Dingman, 1994). Hydrosphere saling berhubungan dengan atmospir, geosphere, dan biosphere melalui kolam ini mengikuti siklis kompleks dan alur biasanya dikenal sebagai Siklus Hydrologik.

Gambar 15. Siklus Hydrologik sebagai bagian dari hydrosphers
Fluxes di antara butitran dan lapisan berlangsung melalui hujan, pembekuan, penahanan, penguapan, transpirasi, perembesan, percolasi, aliran air tanah, mata air atau arus rembesan, arus advective, arus melalui darat, dan arus saluran. Permukaan daratan menerima 60 persen lebih air melalui hujan dibanding langsung dan diuapkan dari itu. Sisa menghasilkan permukaan run-off dan air tanah menyetrum kembali. Daerah didalam kolam kontinental sangat variabel: biasanya rata-rata beberapa minggu didalam saluran sungai, bulan ke tahun didalam di danau, reservoir, dan wetlands; minggu ke tahun didalam embun tanah; dan hari - sepuluh millennia didalam pada air tanah.

Hydrosphere adalah pusat isu kualitas air dan permasalahan. Air bertindak sebagai agen utama dan medium utama untuk mengambil material dan mengangkutnya dari satu tempat ke tempat lain dalam jumlah besar. Hypoxia didalam di Teluk Mexico dipercaya menjadi contoh dari masalah itu di mana jumlah bahan nutrien yang besar dari daerah kaya nutrient diangkut oleh Sungai Mississippi ke Teluk menyebabkan kesuburan yang berlebihan (over-enrichment) dari perairan dan kemunduran pada mutu air (Goolsby et al., 1999).

Air bertindak sebagai bahan pelarut dan medium pengangkutan physical/chemical untuk banyak larutan dan material partikel. Komposisi air alami adalah hasil banyak reaksi kimia, mencakup pemutusan mineral, melarutkan material, diubah sebelumnya komponen dilarutkan, atau material menghapuskan larutan oleh hujan / atau proses lain (Hem, 1985). Reaksi ini dipengaruhi betul-betul oleh proses aktivitas biologic dan phisik, bahan kimia, dan photo-chemical.

Jenis N dominan didalam perairan inorganik N terlarut, ammonium (NH4+), nitrite (NO2-), nitrat (NO3-), organic-N terlarut, dan particulate organik dan inorganik N (Burt et al., 1993). Secara kumulatif, jenis N ini dilaporkan sebagai total N. Didalam permukaan perairan dan di tepi sungai wetlands, tumbuhan air dapat memindahkan dan menyimpan sejumlah besar dari N terlarut. Larutan dan partikel N didalam permukaan perairan diukur menggunakan metoda laboratorium dan sampling baku untuk analisa kualitas air. Biologi N tidak disimpan binatang dan tumbuhan non-planktonik secara khas diukur sebagai bagian dari pengukuran kualitas air. Sebagian dari tantangan didalam melaksanakan deposit N studi keseimbangan adalah menentukan pemindahan sejumlah N yang tidak terukur dari air dan yang disimpan organisme air dan sedimen, dan menambahkan N ke air dari resuspensi, erosi, dan proses dilusi.

Ada perbedaan substansiil didalam sifat kimia diantara jenis N. Sebagai contoh, NH4+ kation (ion muatan positif) betul-betul diserap oleh beberapa permukaan mineral. Jenis Anionic (ion muatan negatif) seperti NO3- siap diangkut air. NO2- dan organic-N adalah air tidak stabil dan, pada tingkatan konsentrasi tertentu, dianggap sebagai indikator polusi melalui pembuangan limbah atau limbah organik. Kehadiran NO3- atau NH4+ boleh jadi bersifat menandakan polusi juga, tetapi polusi bisa sudah terjadi pada suatu lokasi atau waktu pada hakekatnya memindahkan dari titik sampling (Hem, 1985).
N dari hydrosphere saling berhubungan dengan atmospir, geosphere, dan biosphere melalui banyak cara. Sebagai contoh, NO3-N di permukaan perairan dapat menghamburkan ke dalam dasar atau lapisan air anoxic, sedimen anoxic. sehingga aktivitas biologi lingkungan berasimilasi sebagian dari NO3-N dan denitrifies sisanya ke dalam gas N. Sebagian dari gas N ini dapat berasimilasi kembali oleh reaksi dengan unsur humic dan material organik lain. Sebagian dari gas N2 mengambil bagian fiksasi N dan sisa dipancarkan ke lapisan batas di atmosfir sepanjang tegangan sebagian tinggal di atas nilai-nilai keseimbangan yang diberi oleh Hukum Henry.

Konsentrasi dan jenis N di permukaan dan air tanah ditentukan oleh kondisi-kondisi lingkungan di atmospir, batas air, air tanah dan geosphere, terutama sekali hujan, radiasi matahari, permukaan run-off, arus air tanah, pH, temperatur, ketersediaan oksigen, kondisi-kondisi biologi, dan kehadiran dan ketersediaan dari dinamika jenis kimia N penting yang lain, seperti fosfor (P). Kondisi-Kondisi ini dapat mempengaruhi tingkat proses N, seperti fiksasi, nitrifikasi, asimilasi, denitrifikasi, volatilisasi, mineralisasi, dan fluxes. Perubahan musim, peristiwa arus tinggi, dan siklus harian mempengaruhi temperatur dan pH yang dapat mengendalikan komposisi jenis N. Proses ditentukan oleh energi needs/losses reaksi ini, yang harus mempertimbangkan tingkat reaksi, ketersediaan bahan organik, reaksi parsial, sumber energi, dan Ketersediaan O2 (Burt et al., 1993). Proses ini terjadi dalam semua air tawar terbuka (danau, arus, sungai) dan air tanah, tetapi pada tingkat berbeda.

Sebab kebanyakan air tanah adalah anoxic, NH4+ secara khas paling umum jenis N di dalam air tanah. Sumber NH4+ didalam perairan dalam dan beberapa anoxic yang dangkal aquifers alami (yaitu., N berhubungan dengan tanah liat dan lain mineral), tetapi didalam yang anoxic aquifers dangkal lain, sumber utama N mungkin anthropogenic (seperti., landfills, limbah, dan systems). NO3 busuk- pada umumnya ditemukan hanya didalam air tanah yang dioxygenasi. Sebab banyak sumber N ke air tanah ada di atau dekat permukaan bumi dan NO3- siap direduksi air tanah anoxic, diangkat tingkat NO3- pada umumnya ditemukan hanya didalam bagian-bagian dangkal dari aquifers. Sebagai contoh, Kelly (1997) konsentrasi NO3-N ditemukan dari atas - 15 mg/L didalam permukaan 10 m dari suatu aquifer didalam Daerah Mason County, Illinois, tetapi tidak ada NO3 dapat ditemukan- pada kerendahan lebih besar. Penghilangan NO3- pada kedalaman dihubungkan dengan denitrifikasi. Sebab N siap digunakan oleh tumbuhan dan jasad renik didalam zone tanah, itu tidak biasa untuk " pristine/ murni" air tanah untuk lebih besar dari 1-2 mg NO3-N/L (Chappelle, 1993). Aktivitas Manusia pada umumnya sumber kelebihan NO3- didalam aquifers di mana konsentrasi NO3-N melebihi 1-2 mg/L. Ada area di mana konsentrasi NO3-N lebih tinggi didalam sistem murni terjadi secara alami, dalam kaitan dengan oksidasi dari reduksi N campuran didalam sedimen atau batu karang (Strathouse et al., 1980; Hendry et al., 1984). Sebagai contoh, beberapa sumur-sumur didalam Mahomet aquifer didalam pusat Illinois menghasilkan air dengan konsentrasi NO3-N antara 10 dan 20 mg/L (Holm, 1995).

Short (1999) menganalisa dan meringkas buat pengukuran N pada 209 arus setasiun monitoring di Illinois selama 1980-1996 sebagai bagian dari Illinois Environmental Protection Agency's (IEPA). Mutu Air Berkenaan dengan lingkungan program monitoring. Pengukuran menunjukan ini berarti (NO3+NO2)-N. Ada banyak sumber N potensial ke permukaan dan air tanah. Menentukan sumber N didalam badan air adalah kompleks dan penting. N didalam air bersih datang dari tepi permukaan air, tanah dan sedimen menerima badan air, dari deposisi langsung N dari atmospir, dan dari fiksasi N didalam badan air itu sendiri. Pengukuran sementara dan mengenai ruang tersedia N didalam tanah, arus, dan sungai pada umumnya jarang. Data yang tersedia menunjukkan variabilitas [penting konsentrasi N didalam ruang dan waktu.

Pengukuran menunjukan konsentrasi (NO3+NO2)-N variasi dari kurang dari 2 mg/L didalam kebanyakan dari selatan Illinois sampai 9.9 mg/L didalam kebanyakan dari pusat Illinois dan beberapa bagian dari utara Illinois. Nilai lebih tinggi di musim semi dan awal bulan musim panas dan menurunkan pada musim gugur. Rata tahunan hampir konsisten sepanjang periode monitoring kecuali pada awal sembilanpuluh ketika nilai lebih tinggi. Arti konsentrasi total amoniak (NH4-N+ NH3-N) ditemukan kurang dari 0.2 mg/L didalam kebanyakan dari Illinois kecuali dalam beberapa area north-eastern, mid-central, dan selatan Illinois yang memiliki sifat 4.15 mg/L, kebanyakan dihubungkan dengan air limbah pabrik penanganan yang dibuang. Total Kjeldahl-N (TKN), adalah ukuran NH4-N+ NH3-N organic-N lebih, dikumpulkan 82 setasiun dan statewide berarti 1.39 mg/L. Setasiun TKN individu bergerak dari 0.27 mg/L pada Teluk Lusk sampai 5.77 mg/L pada Saluran Calumet-Sag.

Pengukuran N yang lain didalam streams/rivers Illinois, saluran tile, dan tanah sebagai bagian dari studi spesifik juga tersedia literatur (sepert, Goolsby et al., 1999; David et al., 1997; Demissie et al., 1996; Borah et al., 1999; Mitchell et al., 2000; Roseboom et al., 1982,1983). Sebagian dari studi ini menunjukan konsentrasi NO3-N didalam arus dan tile mengalirkan setinggi 18.8 mg/L (Borah et al., 1999) dan 49 mg/L (David et al., 1997), berturut-turut. NH4-N dan Kjeldahl-N didalam lahan pada lokasi streambank erosi memiliki sifat dikehendaki 74 mg/kg dan 795 mg/kg, berturut-turut (Roseboom et al., 1983).

Air tanah di Illinois pada umumnya mempunyai konsentrasi N rendah. Warner (2000) data yang diringkas dari 1984 sampai 1991 untuk sekitar 2,500 sumur-sumur persediaan air masyarakat di Illinois, dengan suatu penekanan khusus pada lebih rendah Lembah Sungai (LIRB) Illinois. Angka median konsentrasi NH4-N di LIRB adalah 0.74 mg/L untuk semua sumur-sumur, dan 0.08 mg/L secara baik kurang dari 50 ft kedalaman. Konsentrasi di Illinois sisa adalah serupa LIRB. Kurang dari 2% dari LIRB konsentrasi (NO3+NO2)-N melebihi tingkatan konsentrasi maksimum atau MCL (10 mg N/L), dan semua ini sumur-sumur dangkal (<150 ft dalam). Pencemaran NO3-, menjadi lebih umum sumur-sumur sendiri dibanding sumur-sumur publik. Sumur-Sumur pribadi biasanya lebih dangkal dibanding sumur-sumur publik, sebagian besar ditemukan area pertanian pedesaan, dan kadang-kadang tidak melindungi dari pencemaran permukaan. Sumur-sumur jenuh dan digali, umum pedesaan Illinois, terutama peka pada pencemaran permukaan. Sebagai contoh, Schock et l. (1992) ditemukan 40% dari sumur-sumur jenuh dan sample digali di Daerah Effingham, Illinois, mempunyai konsentrasi (NO3+NO2)-N melebihi MCL.

24 January, 2009
Fahry Bima