Daftar Isi
TAHAPAN SIKLUS NITROGEN
Keberadaan senyawa nitrogen dalam air laut dapat berasal dari hasil buangan yang mengalir ke dalam laut dalam variasi bentuk dan konsentrasi senyawa nitrogen yang berbeda tergantung sumbernya. Beberapa sumber nitrogen tersebut di antaranya adalah industri-industri pertanian, kimia, tekstil, kulit, makanan dan kehutanan. Sarka et al. telah melakukan penelitian di Finlandia dan Swedia dan mendapatkan bahwa dari sejumlah industri tersebut, industri kehutanan dan kimia berperan lebih besar dibandingkan dengan industri lainnya.
Sebenarnya, bentuk buangan senyawa nitrogen dari masing-masing industri tersebut pada awalnya tidaklah berbahaya. Namun setelah bergabung dengan buangan senyawa kimia tertentu dalam air laut (yang juga berasal dari industri lainnya), senyawa nitrogen tersebut akan bereaksi. Hasil reaksi tersebut akan membentuk senyawa kimia baru yang berbahaya bagi kehidupan organisme di dalamnya.
Semua mikroorganisme mampu melakukan fiksasi nitrogen dan berasosiasi dengan N-bebas yang berasal dari tumbuhan. Alga bentos dan fitoplankton merupakan konsumen senyawa nitrogen dalam air laut. Kedua konsumen tersebut mengambil senyawa nitrogen secara bertahap dengan urutan pertama yaitu nitrogennitrat (NO3-N), kemudian nitrogennitrit (NO2-N) dan yang terakhir adalah nitrogen-ammonia (NH3-N).
Proses yang terjadi dalam tahapan siklus nitrogen terdiri atas fiksasi nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi dan denitrifikasi. Keempat proses tersebut akan diuraikan sebagai berikut.
- Fiksasi nitrogen. Nitrogen masuk ke dalam laut melalui aliran sungai, curah hujan, difusi dari sedimen, dan fiksasi N2. Dalam fiksasi N2, ikatan rangkap tiga dalam N2 harus dipecahkan. Atom yang dibebaskan menjadi bagian dari senyawa tereduksi yang biasanya berupa senyawa organik. Karena pemecahan ikatan N2 merupakan reaksi yang memerlukan banyak energi, hanya ada beberapa organisme yang mampu memfiksasi nitrogen. Organisme yang memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen, adalah bakteri heterotrofik maupun ototrofik, namun terbatas hanya pada beberapa jenis bakteri saja. Organisme pengikat nitrogen lainnya adalah meliputi organisme bentos dan/atau organisme yang hidup bersimbiosis. Kebanyakan organisme ini adalah heterotrof yang membutuhkan bahan organik labil dalam jumlah besar, sehingga keberadaanya terbatas di rawa-rawa estuaria dan mangrove, serta terumbu karang. Sebagai contoh adalah bakteri pengikat nitrogen simbiotik pada akar Spartina, sejenis tumbuhan rawa air asin. Nitrogen yang diikat oleh organisme pengikat nitrogen ini diekskresikan kedalam air porous dan segera diasimilasi oleh akar tumbuhan inangnya. Senyawa N-amonium dan N-nitrat yang dimanfaatkan oleh tumbuhan akan diteruskan ke hewan dan manusia dan kembali memasuki sistem lingkungan melalui sisa-sisa jasad renik. Proses fiksasi memerlukan energi yang besar, dan enzim (nitrogenase) bekerja dan didukung oleh oksigen yang cukup. Kedua faktor ini sangat penting dalam memindahkan N-bebas oleh organisme.
- Mineralisasi. Pemecahan dari ikatan nitrogen-karbon akan melepaskan senyawa berupa amonia (NH3) yang cenderung bereaksi dengan H+ atau H2O dan membentuk amonium (NH4).
- Nitrifikasi. Dalam air dengan kandungan oksigen yang cukup, bakteri Nitrosomonas akan mengoksidasi amonium menjadi nitrit, sehingga kadar amonium menurun dan kadar nitrit meningkat. Peningkatan kadar nitrit tersebut akan merangsang pertumbuhan Nitrobacter yang akan mengoksidasi nitrit menjadi nitrat. Nitrit (NO2) di perairan merupakan bentuk nitrogen yang teroksidasi dan merupakan senyawa toksik yang dapat mematikan organisma air. Senyawa nitrit biasanya tidak bertahan lama dalam perairan dan merupakan keadaan sementara proses oksidasi antara amonia dan nitrat. Adapun nitrat merupakan bentuk utama senyawa nitrogen di perairan alami dan merupakan nutrien utama bagi pertumbuhan tanaman air dan algae. Nitrat-nitrogen mudah larut dalam air dan bersifat stabil.
- Denitrifikasi. Dalam proses ini, sebagian nitrat akan direduksi berturut-turut menjadi nitrit dan kemudian N2 sehingga tidak menjadi bagian dari biomasa bakteri. Di samping kondisi sub-oksik dan anoksik sebagai prasyarat terjadinya proses denitrifikasi, sejumlah besar bahan organik diperlukan untuk proses denitrifikasi. Denitrifikasi juga terjadi pada sedimen pesisir dan perairan estuari yang tercemar sebagai akibat keberadaan bahan organik dalam jumlah besar.
Dari uraian di atas, maka berikut ini merupakan skema siklus nitrogen:
 |
| Siklus Nitrogen (sumber gambar: Efendi, 2013) |
PERAN NITROGEN DALAM PERAIRAN
Nitrogen dalam perairan memegang peran penting sebagai pengontrol produktivitas biologis. Siklus biogeokimiawi nitrogen di laut turut berperan dalam mengatur iklim, pembentukan sedimen biogenik dan kadar beberapa bahan kimia dalam air laut. Karena keberadaan nitrogen secara alamiah dalam tingkat oksidasi yang beragam, nitrogen cenderung mengalami reaksi redoks sehingga nitrogen memiliki siklus biogeokimiawi yang kompleks.
Secara alami konsentrasi nitrogennitrat dalam air laut hanya beberapa mg/1. Senyawa ini merupakan salah satu senyawa sel nutrisi yang berfungsi dalam merangsang pertumbuhan biomassa laut, sehingga secara langsung dapat mengontrol perkembangan produksi primer. Oleh sebab itu, konsentrasi nitrat yang berlimpah dalam air laut berhubungan erat dengan kesuburan suatu perairan.
DAMPAK PENINGKATAN SENYAWA NITROGEN BAGI KEHIDUPAN DI LAUT
Senyawa nitrogen anorganik terlarut (Dissolved Inorganic Nitrogen/DIN) di perairan merupakan salah satu senyawa polutan yang berpotensi menimbulkan penyuburan pada perairan yang dapat menimbulkan gangguan sistem perairan. Peningkatan senyawa nitrogen yang berasal dari antropogenik yang masuk ke dalam sistem perairan pesisir dan laut di daerah tropis terus berlangsung. Menurut Wilkinson & Salvat (2012) untuk nitrogen yang berasal dari penguraian bahan organik yang dilepaskan dari sungai sebesar 65% masuk ke sekitar perairan pesisir. Pembuangan beban nitrogen ke lingkungan perairan pesisir menyebabkan terjadinya eutrofikasi, sehingga mengakibatkan terganggunya keseimbangan sistem perairan pesisir yang pada akhirnya berdampak buruk terhadap ekosistem perairan pesisir. Dampak negatif penurunan kualitas lingkungan perairan akibat eutrofikasi dapat menurunkan produktivitas hayati perairan, kerusakan ekosistem perairan dan penurunan nilai estetika (Duda, dalam Lestari, 2013).
Terganggunya keseimbangan sistem perairan akibat pencemaran, diduga dapat menyebabkan komponen biologis di dalamnya akan mengalami perubahan bahkan terganggu dan dapat mengancam fungsi ekologi ekosistem perairan pesisir lainnya. Masalah tersebut akan semakin kompleks bila ditemukan di perairan pesisir pulau kecil. Hal ini disebabkan oleh keterbatasan pulau kecil yang sangat rendah dalam menerima beban limbah (Lestari, 2013).
REFERENSI ARTIKEL
Darjamuni. 2003. Siklus Nitrogen di Laut. Tesis. Pascasarjana
Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Lestari, F.. 2013. Sebaran Nitrogen Anorganik Terlarut di Perairan
Pesisir Kota Tanjungpinang, Kepulauan Riau. Jurnal Dinamika Maritim. Vol. 4(2):
88-96.
Setiapermana, D.. 2006. Siklus Nitrogen di Laut. Jurnal Oseana.
Vol. 31(2):19-31.
Susana, T.. 2004. Sumber Polutan Nitrogen dalam Air Laut. Jurnal
Oseana. Vol. 29(3): 25-33.
Effendi, H.. 2003. Telaah Kualitas Air. Jakarta: Penerbit
Kanisius.
0 Comment:
Post a Comment