Apa yang dimaksud dengan Denitrifikasi?

image

Denitrifikasi adalah proses pelepasan nitrogen kembali ke udara. Proses ini terjadi di dalam tanah dengan bantuan bakteri denitrifikasi seperti Pseudomonas, Thibacillus, dan Micrococcus. Selain melalui proses denitrifikasi, proses pelepasan nitrogen kembali keudara juga dapat berlangsung melalui proses oksidasi amonia anaerobik.

Denitirifikasi ialah proses reduksi nitrat tanah di bawah kondisi anaerob secara biologi. Bila tanah dalam keadaan anaerob (tergenang), nitrat diubah menjadi N2 atau N2O (gas). Gas N2 dan N2O hilang ke atmosfir.

Untuk menghindari kehilangan N melalui denitrifikasi dapat dilakukan dengan cara mengkondisikan tanah aerob, mengurangi tanah tergenang, dan mempertahankan pH antara 5,5 s.d 7

Denitrifikasi merupakan proses utama pendegradasi senyawa nitrogen dalam kondisi tidak ada oksigen atau anaerob.

Proses denitrifikasi mampu menghasilkan produk samping berupa N2O yang termasuk
dalam gas rumah kaca. Gas ini mampu memberikan kondisi pemanasan bumi dan
kerusakan lapisan ozon di atmosfir (Cicerone, 1989).

Denitrifikasi merupakan konversi biologis senyawa nitrat (NO3-) menjadi nitrit (NO2-), nitrous oksida (N2O) dan molekul nitrogen (N2). Proses denitrifikasi dijalankan secara teratur dan bertahap oleh beberapa bakteri fakultatif anaerob (Pinar et al, 1997). Namun demikian dengan pemanfaatan bakteri tertentu dalam proses denitrifikasi dapat mengurangi produksi gas N2O yang terdapat di wilayah estuari, contohnya wilayah tambak.


Gambar 1. Proses Kimia Denitrifikasi

Bakteri denitrifikasi

Bakteri denitrifikasi mampu memanfaatkan nitrat sebagai penerima elektron terakhir untuk memperoleh energi pada kondisi oksigen terbatas atau anaerob.

Secara taksonomi dan ekologi, bakteri denitrifikasi tersebar dalam kelompok bakteri
anaerob fakultatif dan anaerob obligat. Bakteri yang berperan dalam proses denitrifikasi termasuk dalam bakteri yang heterotrofik. Bakteri yang hidup dalam
lingkungan estuari antara lain Alteromonas, Pseudomonas, Eryhrobacter, Alcaligenes,
dan Aquaspirillum (Zumft, 1992).

Bakteri denitrifikasi lebih kompetitif apabila hidup dalam lingkungan dengan kadar oksigen yang rendah, tetapi terdapat juga beberapa proses denitrifikasi yang berlangsung secara aerobik (Zumft, 1992). Hal ini berkaitan dengan adanya sistem regulator sensor mikroorganisme anaerob fakultatif. Bakteri memiliki kemampuan beradaptasi dari aerob ke kondisi anaerob, demikian pula sebaliknya. Serratia liquifaciens merupakan salah satu bakteri sedimen estuari yang termasuk dalam bakteri denitrifikasi fakultatif, bersifat kompetitif pada suhu rendah (5-10)oC, dan produksi gas N2O lebih rendah dari suhu 20oC (Rusmana, 2003).

Berdasarkan sumber karbonnya, bakteri denitrifikasi bersifat heterotrof yang memerlukan karbon organik seperti asam asetat, gliserol, dan glukosa untuk pertumbuhannya (Teixera dan Olivera, 2002).

Karbon dibutuhkan sebagai donor elektron dalam kondisi yang rendah oksigen atau anaerob. Perbandingan antara sumber karbon sebagai donor elektron dan nitrat sebagai aseptor elektron sangat penting. Keberadaan sumber karbon sangat mempengaruhi bakteri-bakteri dalam melakukan proses nitrifikasi dan denitrifikasi.

Ketika kondisi perairan atau sedimen tambak kaya nitrat, namun miskin sumber karbon, maka dominasi aktivitas kelompok bakteri denitrifikasi akan terlihat. Sebaliknya, jika pada perairan dan sedimen sumber karbon tinggi maka bakteri fermentatif akan lebih dominan. Kemampuan bakteri dalam memanfaatkan berbagai sumber karbon yang tersedia sangat berpengaruh terhadap kemampuan bakteri tersebut bertahan hidup dalam lingkungannya. Zumft (1997) menyatakan bahwa senyawa nitrit dapat terakumulasi sebagai hasil proses denitrifikasi sebagai akibat reduksi nitrat menjadi nitrit.

Referensi :

  • Cicerone, R., 1989. Analysis of sources and sink of atmosferic nitrous oxide (N2O). J. Geophysical Res. 94, 18265–18271.
  • Rusmana, I. 2003. Physiology of Nitrous Oxide Production in Estuarine Dissimilative Nitrate Reducing Bacteria [Thesis]. Departement of Biology University of Essex Colchester.
  • Texeira, P., Oliveira, R. 2002. Metabolism of alcaligenes denitrificans in biofilm vs planctonic cells. Journal of Applied Microbiology 92, 256–260.
  • Zumft, W.G., 1992. The Denitrifying Prokaryotes, P. 554-582. In A. Balows, Truper H.G., Dworking M., Harder W., and Schleifer K.H. (ed.), The Prokaryotes. Springer Verlag, New York
  • Zumft, W.G., 1997. Cell biology and molecular basic of denitrification. Microbiol and Mol Biol Rev. 61, 533–616.