10 alkalinitas. Nilai pH optimum bagi proses denitrifikasi berkisar antara 7,0-8,5.
Pertumbuhan bakteri denitrifikasi semakin cepat pada suhu tinggi. Denitrifikasi dapat terjadi pada kisaran suhu 5-30 °C.
Gambar 2. Proses denitrifikasi Boyd 1979
2.5.3. Pelepasan dari sedimen
Amonia di perairan juga bersumber dari pelepasan NH
4
-N dari sedimen. Laju difusi NH
4 +
menyebar di perairan dapat meningkat beberapa kali lipat oleh aktivitas avertebrata bentik seperti larva chironomida, cacing tubificida, dan moluska bivalvia
Henriksen et al. 1983; Fukuhara Sakamoto 1997; Fukuhara Yasuda 1989; Svensson 1997 in Wetzel 2001. Peningkatan amonium juga diakibatkan oleh
ekskresi dari empat spesies chironomida dan tubificida yang berkisar dari 0,33 hingga 2,87 µg N mg DWhari pada suhu 15 °C. Namun, jika cahaya mencapai
sedimen pada jumlah cukup untuk mendukung pertumbuhan algae bentik, Cyanobacteria dapat mengasimilasi NH
4
-N dan mencegah aliran NH
4
-N dari sedimen ke perairan Jansson 1980; Reuter et al. 1986; Risgaard-Petersen et al.
1994; Van Luijn et al. 1995 in Wetzel 2001.
2.6. Proses Penghilangan Amonia di Perairan
2.6.1. Volatilisasi penguapan dan pengendapan
Penghilangan amonia dapat terjadi secara fisika dan biologi. Secara fisika, amonia lepas dari sistem melalui proses volatilisasi penguapan. Hal ini terjadi
karena tekanan parsial gas amonia di perairan melebihi tekanan amonia di udara. Proses ini optimum pada pH 9 atau lebih. Amonia juga dapat lepas ke atmosfer
dengan meningkatnya kecepatan angin dan suhu Boyd 1998. Amonia NH
3
merupakan gas terbanyak yang menguap dari perairan Novotny Olem 1994.
NO
3 -
Nitrat NO
2 -
Nitrit NH
3
gas Amonia
N
2
O gas Nitrogen oksida
N
2
gas Nitrogen
11 Selain mengalami penguapan volatilisasi, amonia juga berkurang karena
sebagian hasil dekomposisi biota dan nitrogen organik dan anorganik mengendap permanen ke dalam sedimen Wetzel 2001. Ion amonia memiliki afinitas daya
tarik penyerapan pada partikel tanah utamanya tanah liat dan fraksi organik dan juga pada sedimen. Amonia yang terserap sedimen tidak termasuk sebagai nutrien
utama dalam proses poduksi bahan organik dan sifatnya tidak toksik Novotny Olem 1994.
2.6.2.
Nitrifikasi
Secara biologis amonia hilang akibat proses perubahan bentuk imobilisasi amonia ke dalam biomassa dan oksidasi amonia menjadi nitrat Subagiyo et al.
2002. Dalam kondisi aerob oksigen tersedia, proses amonifikasi akan dilanjutkan dengan proses nitrifikasi. Nitrifikasi merupakan oksidasi amonia menjadi nitrit dan
nitrat Novotny Olem 1994. Proses nitrifikasi ditunjukkan dalam persamaan reaksi:
NH
4 +
+ 3
2 O
2
NO
2 −
+ 2H
+
+ H
2
O NO
2 −
+ 1
2 O
2
NO
3 −
Nitrifikasi merupakan proses penting dalam penghilangan amonia di perairan dan ini sangat menguntungkan bagi perikanan budidaya karena amonia berpotensi
beracun. Proses ini tidak dapat dilepaskan dari peran mikroorganisme. Oksidasi amonia menjadi nitrit dilakukan oleh bakteri dari genus Nitrosomonas, sedangkan
oksidasi nitrit menjadi nitrat dilakukan oleh bakteri dari genus Nitrobacter. Laju oksidasi amonia menjadi nitrit lebih cepat dibanding laju oksidasi nitrit menjadi
nitrat, sehingga nitrit berada dalam jumlah sedikit Novotny Olem 1994. Beberapa faktor dapat mempengaruhi laju reaksi nitrifikasi Krenkel
Novotny 1980 in Novotny Olem 1994. Faktor tersebut adalah sebagai berikut. -
Reaksi berlangsung secara aerob. Jika konsentrasi oksigen lebih rendah dari 2 mgl, laju reaksi akan menurun dengan cepat. Menurut Ravera 1990 in
Sudaryanti 1990, peningkatan oksigen terlarut menyebabkan penurunan amonia dan peningkatan nitrat. Untuk oksidasi amonia menjadi nitrit batas
minimum bakteri hidup pada konsentrasi oksigen 0,08 mgl, sedangkan untuk
12 oksidasi nitrit menjadi nitrat batas minimum bakteri dapat hidup pada
konsentrasi oksigen 2 mgl Rheinhamer 1985 in Sudaryanti 1990. -
pH optimum berkisar antara 8-9, sedangkan jika pH di bawah 6 reaksi akan seketika terhenti. Pada pH 7 oksidasi amonia menjadi nitrit meningkat,
sedangkan oksidasi nitrit menjadi nitrat lebih cepat pada pH asam Moll 1983 in Sudaryanti 1990.
- Bakteri nitrifikasi cenderung menempel ke sedimen atau permukaan keras.
- Laju pertumbuhan bakteri nitrifikasi lebih rendah dibanding laju pertumbuhan
dekomposer heterotrof. Jika konsentrasi bahan organik mudah urai tinggi, bakteri heterotrof akan membatasi pertumbuhan bakteri nitrifikasi, sehingga
nitrifikasi akan terhambat. -
Suhu optimum berkisar antara 20-25 °C. Laju pertumbuhan menurun jika suhu kurang atau lebih dari suhu optimum.
Faktor yang paling penting bagi proses nitrifikasi adalah keberadaan bahan organik dan amonia itu sendiri. Ketika pada suatu perairan rasio C : N besar, maka
akan mengakibatkan persaingan antara bakteri heterotrof dengan bakteri nitrifikasi dalam merebutkan amonia. Hal ini dapat menurunkan laju nitrifikasi Strauss 2000.
Peristiwa nitrifikasi dicirikan dengan penghilangan secara simultan amonia dan meningkatnya konsentrasi nitrat. Namun, penurunan konsentrasi amonia saja
tidak cukup menggambarkan proses nitrifikasi karena tidak semua amonia yang lepas oleh proses dekomposisi di sedimen akan dikembalikan ke badan air.
Sebagian amonia akan terserap ke sedimen dan sebagian lagi akan dimanfaatkan kembali untuk pertumbuhan makrofita di perairan dangkal cahaya melimpah di
lokasi yang sesuai bagi pertumbuhannya. Proses simultan nitrifikasi-denitrifikasi hanya dapat terjadi di permukaan sedimen air. Nitrifikasi pada air mengalir jarang
sekali terjadi Tuffey, Hunter, Matulewich 1974 in Novotny Olem 1994. Bakteri nitrifikasi banyak ditemukan di lokasi yang tersedia konsentrasi
oksigennya. Jumlah bakteri terbatas, tergantung dari laju pertumbuhan sel dan juga rasio BOD
5
N. Jika rasio BOD
5
N sebesar 3 maka persentase organisme berkisar kurang dari 0,083 sedangkan jika rasio BOD
5
N sebesar 5-9 maka persentase organisme sebesar 0,029-0,054 Metcalf Eddy 1991 in Sotirakou 1998. Waktu
yang dibutuhkan untuk generasi bakteri Nitrosomonas sekitar 7-24 jam, sedangkan
13 bakteri Nitrobacter membutuhkan waktu lebih lama, yaitu 10-140 jam Bock et al.
1991 in Strauss 2000. Amonia lepas pada kondisi anoksik karena kemampuan nitrifikasi di sedimen berkurang, sehingga asimilasi amonia oleh mikroorganisme
anaerob berkurang Beutel 2006.
2.7. Aerasi Hipolimnion
