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 2^nd 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

Share :