Monday, October 28, 2019

Nitrogen (N) (Oseanografi Atau Oceanografi)



SENYAWA N DALAM LAUT

         Laut mengandung sejumlah kecil senyawa N (organik anorganik) ± 1/10 N2 atmosfer

         gas nitrogen terlarut              2,2 x 1010 ton

         organik & anorganik terlarut 2,2 x 109 ton

         nitrat        (NO3– N)     1    – 600 µg / liter

         nitrit         (NO2– N)     0,1 –   50 µg / liter

         ammonia (NH3 – N)     5       50 µg / liter

         Sejumlah kecil ion nitrogen oksida, hydroksilamin dan hyponitrit

 

Tabel 1. Tingkat Oksidasi Nitrogen


 

         Kadar senyawa nitrogen dikendalikan oleh factor biologi

         Penyebaran vertical dipengaruhi tenggelamnya organisme mati dan arus vertical

         Daur nitrogen merupakan system terbuka, ada N-organik mengendap

          (9 x 106 ton N/tahun).

         ini diganti oleh N terikat (8 x 107 ton N/tahun), yang diangkut oleh air hujan dan sungai.

         N yang tidak diketahui jumlahnya diikat oleh alga hijau-biru.

 



TRANSFORMASI

Dipengaruhi oleh bakteri, tumbuhan, hewan

1.   Bakteri mendominasi proses regeneratif,

          N-organik à N-anorganik à nitrat.

          jika tidak ada N-organik bakteri memanfaatkan nitrat, nitrtit dan ammonia

2.  Fitoplankton mensintesis nitrat, nitrit dan ammonia à protein

3.      Hewan produsen ammonia atau senyawa organic (urea, asam amino, peptida), jika terurai menjadi ammonia.

 

1.   PENGIKATAN  NITROGEN

          bakteri Clostridium

         mampu mengikat N bebas terlarut

         merupakan proses endotermik yang butuh banyak bahan organic sebagai sumber energi

         tetapi N yang terikat jumlahnya kecil.

 

1. PENGIKATAN  NITROGEN

          alga hijau - biru Trichodesmium spp.

         mampu mengikat N bebas dalam jumlah besar dan diasimilasi menjadi senyawa organic

         pada proses ini N bebas mengganti peran C sebagai aseptor H (yang dibebaskan dari air lewat proses fotokimia)

 

aktifitas alga hijau-biru Trichodesmium spp

         terjadi jika cukup cahaya, dan terhambat jika ada senyawa      N anorganik, karena alga lebih menyukai            N - anorganik

 

aktifitas alga hijau-biru Trichodesmium spp

         secara tidak langsung menguntungkan organisme lain, karena beberapa spesies alga hijau-biru (misal Calothrix scopulorum) mengekskresi nitrogen ke air, yang dapat dimanfaatkan oleh alga, fungus dan baktreri.

 

2. ASIMILASI  NITROGEN  TERIKAT

Fitoplankton

         perlu N-anorganik untuk disintesis menjadi asam amino dan senyawa organic lainnya.

         jika nitrat, nitrit dan ammonia tersedia, fitoplankton lebih menyukai ammonia

 

2. ASIMILASI  NITROGEN  TERIKAT

          Cylindrotheca closterium

         dpt tumbuh dgn konsentrasi ammonia & urea yg tinggi. Dgn urutan preferensi ammonia – urea – nitrat.

         jika kadar urea > amonia, maka kedua senyawa ini dimanfaatkan scr simultan.

         jika kadar urea terlalu rendah, maka absorpsi fitoplankton kurang efektif.

 

2. ASIMILASI  NITROGEN  TERIKAT

           Fitoplankton yg dpt memanfaatkan urea adalah

         yg hidup di pesisir & estuary

         yg hidup di laut adalah Skeletonema

 

2. ASIMILASI  NITROGEN  TERIKAT

          Sebelum disintesis menjadi asam amino, nitrat harus dirubah dulu menjadi ammonia.

         proses ini membutuhkan donor H

         sumber energinya adenosine trifosfat (ATP)

         proses lewat fotosintesis dan berjalan dg cepat

         dpt juga terjadi tanpa cahaya

 

REDUKSI NITRAT MENJADI AMMONIA

         NO3 + 2 H+ + 2 e  à   NO2   +  H2O

                                          nitrit

         2 NO2 +  4 H+  +  4 e  à   N2O2=  +  2H2O

                                               hiponitrit       

         N2O2=  +  6 H+  +  4 e  à  2 NH2OH

                                              hidroksilamin

         NH2OH + 2 H+ +  2 e  à  NH3 +  H2O

                                             amonia

 

Ammonia bereaksi dgn as. ketoglutarat & adenine nikotenamit dinukleotid fosfat (NADPH) (dlm keadaan tereduksi) disintesis jadi as. Glutamate

          NH3 +  HOOC ▪ CO(CH2)2 ▪ COOH  +  2 NADPH

            as ketoglutarat

à  HOOC ▪ CH (NH2) CH2CH2 ▪ COOH  +  2 NADP + H2O

     as glutamate

         

          dr as glutamate melalui proses transaminasi dibentuk 20 as amino, yg selanjutnya disintesis menjadi protein

 

as.glutamate bereaksi dg as.piruvat membentuk asam ketoglutarat & as.amino alanine

          HOOC ▪ CH (NH2) CH2CH2 ▪ COOH   +   CH3 COCOOH

     as.glutamate                                                          as.piruvat

          HOOC ▪ CO (CH2)2 ▪ COOH    +   CH3CH (NH2) COOH

   as ketoglutarat                                          alanin

 

3. REGENERASI  NITRAT

         Dekomposisi nitrogen organic, menghasilkan ammonia

         Nitrifikasi yi oksidasi ammonia à nitrit à nitrat

NH4+ + OH + 1,5 O2 <=> H+ + NO2 + 2H2O

 

NO2  +  0,5 O2          <=>   NO3

*Reduksi nitrat manjadi nitrit.

*Denitrifikasi oleh Pseudomonas. nitrat atau nitrit direduksi menjadi nitrogen molekuler (NO2).

 

         Chemical Oceanography 2nd ed

         Frank J. Millero, 1996

         CRC Press New York

 

Penulis

Mulyanto

Dosen FPIK Universitas Brawijaya

 

Publisher

Gery Purnomo Aji Sutrisno

FPIK Universitas Brawijaya Angkatan 2015

No comments:

Post a Comment