SIKLUS, PEUBAH, DAMPAK SERTA PENANGGULANGAN PENCEMARAN NITROGEN DALAM AIR

ANALISIS MENGENAI DAMPAK LINGKUNGAN

PENGARUH AKTIVITAS MANUSIA TERHADAP PEMANASAN GLOBAL DAN DAMPAKNYA TERHADAP HIDROSFER BUMI KITA

NAMA-NAMA KELOMPOK:

I DEWA M. KRESNA

YUDA PRATAMA

NOVEL N. POJOH

RIENDY SINGKOH

YARDI HARUN

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI MANADO

2012

PENDAHULUAN

                Nitrogen terdapat di semua lapisan/bagian dalam lingkungan. Atmosfer terdiri dari 78% volume unsur nitrogen, N₂, dan merupakan suatu reservoir yang tidak aka nada habis-habisnya untuk unsur penting ini. Oleh karena itu tidak sebanyak karbon dan oksigen dalam biomassa, tapi merupakan unsur penting dalam protein. Molekul N₂ sangat stabil oleh karena itu pemutusan menjadi atom-atomnya untuk bereaksi dengan bahan kimia membentuk senyawa organik atau anorganik nitrogen merupakan langkah yang terbatas dalam siklus. Ini dapat terjadi dengan proses berenergi tinggi dalam penyinaran cahaya yang menghasilkan nitrogen oksida.

SIKLUS NITRAT

1.       Air Tawar

Kotoran ikan mengandung banyak Amonia (NH₃). Respirasi, makanan berlebih, sisa-sisa tanaman bahkan setiap ikan mati juga menyumbang banyaknya jumlah amonia. Jika volume air di tempat ikan tersebut cukup banyak maka konsentrai amonia akan menurun. Selanjutnya amonia ini di oksidasi oleh bakteri Nirosomonas menjadi nitrit (NO₂^-). Selanjutnya nitrit di ubah menjadi nitrat dengan bantuan bakteri Nitrobacter. Nitrobacter membutuhkan waktu lebih lama untuk menyerap nitrit, lalu kadar nitrit berkurang dan nitrat (senyawa yang kurang beracun) yang tertinggal. Nitrat ini digunakan sebagai pupuk untuk tanaman air. 

 Gambar1. Siklus nitrogen di lingkungan air tawar

Amonia dalam air tawar akan mucul dalam dua bentuk yaitu amonia (NH₃) dan ion amonium (NH₄⁺). Konsentrasi keduanya dipengaruhi oleh pH air. Pada pH basa amonia lebih banyak akan hadir sebagai NH₃ sedangkan pada pH asam, ion amonium (NH₄⁺) yang akan hadir lebih banyak. NH₃ lebih bersifat racun (toksik) dibanding NH₄⁺. Keracunan amonia pada ikan biasanya lebih sering terjadi pada pH basa.

Dalam air tawar, amonia dioksidasi oleh bakteri untuk membentuk nitrit. Reaksi kimia yang terjadi adalah sebagai berikut:

                NH₄⁺   +   2 H₂O   →   NO₂^-   +   8 H⁺

Konsentrasi nitrit 0,1 ppm terbukti jika terjadi berkepanjangan. Keracunan nitrit dapat membuat ikan mati lemas karena nitrit mengikat komponen pembawa oksigen (hemoglobin) dalam darah. Dalam lingkungan air tawar nitrit dioksidasi oleh bakteri Nitrobacter  untuk membentuk nitrat. Reaksi kimia yang terjadi adalah sebagai berikut:

                NO₂^-   +   H₂O   →   NO₃^-   +   2 H⁺

Pada masa lalu, nitrat relatif tidak berbahaya untuk ikan, tentunya karena kurang beracun dari amonia atau nitrit. Telah ditunjukkan bahwa konsentrasi hingga 1000 ppm baru akan menyebabkan kematian, namun efek samping untuk konsentrasi rendah belum dipahami dengan baik.

1.       Air Laut

Siklus nitrogen merupakan salah satu siklus paling penting yang ditemukan di ekosistem darat. Nitrogen digunakan oleh organisme hidup untuk menghasilkan sejumlah kompleks organik molekul seperti asam amino , protein , dan asam nukleat . Nitrogen paling banyak ditemukan di atmosfer, di mana dalam bentuk gas (terutama N ₂)_, memainkan peran penting bagi kehidupan. Jumlahnya sekitar satu juta kali lebih besar dari total nitrogen yang terkandung dalam organisme hidup. Nitrogen lainnya termasuk bahan organik di dalam tanah dan lautan. Meskipun melimpah di atmosfer. Masalah ini terjadi karena tanaman hanya dapat mengambil nitrogen dalam dua bentuk : ion amonium (NH ₄ ⁺) dan ion nitrat (NO ₃ ^-). Kebanyakan tanaman mendapatkan nitrogen yang mereka butuhkan dalam bentuk anorganik yaitu nitrat dari air tanah. Amonium kurang digunakan oleh tanaman untuk penyerapan karena dalam konsentrasi yang besar sangat beracun. Hewan menerima nitrogen yang diperlukan mereka butuhkan untuk metabolisme, pertumbuhan, dan reproduksi.

Gambar 2. Siklus Nitrogen di lingkungan air laut

Dalam ekosistem, nitrogen terutama disimpan dalam jasad hidup dan mati yang mengandung bahan organik. Nitrogen organik ini diubah menjadi bentuk menjadi anorganik ketika kembali memasuki siklus biogeokimia melalui dekomposisi . Dekomposer, ditemukan di lapisan tanah atas, kimiawi mengubah nitrogen yang ditemukan dalam bahan organik dari amonia (NH ₃) menjadi garam amonium (NH ₄ ⁺) . Proses ini dikenal dengan nama mineralisasi  yang dilakukan oleh berbagai bakteri , actinomycetes , dan jamur .

Nitrogen dalam bentuk amonium dapat diserap ke permukaan partikel tanah liat di dalam tanah. Ion amonium memiliki muatan molekul positif biasanya dipegang oleh koloid tanah . Proses ini kadang-kadang disebut misel fiksasi. Ketika dilepaskan, sebagian besar ammonium sering diubah oleh  bakteri jenis tertentu yaitu  autotrophic (bakteri yang termasuk dalam genus Nitrosomonas) menjadi nitrit (NO ₂ ^-). Selanjutnya diolah oleh bakteri (termasuk dalam genus Nitrobacter) mengubah nitrit ke nitrat (NO ₃ ^-). Kedua proses kimia melibatkan oksidasi dan dikenal sebagai nitrifikasi . Namun, nitrat sangat larut dan itu mudah hilang dari sistem tanah dengan pencucian . Beberapa nitrat yang tercuci ini mengalir melalui sistem hidrologi sampai mencapai lautan di tempat dimana nitrogen dapat kembali ke atmosfer melalui denitrifikasi . Umumnya denitrifikasi juga terjadi di dalam tanah dan dilakukan oleh  bakteri heterotrofik. Proses denitrifikasi melibatkan metabolisme yang mengubah nitrat (NO ₃ ^-) menjadi nitrogen (N ₂) atau nitrous oksida (N₂O) gas. Kedua gas ini kemudian kembali ke atmosfer.

Hampir semua nitrogen ditemukan di ekosistem darat awalnya berasal dari atmosfer. Banyak senyawa nitrogen memasuki tanah dengan curah hujan atau melalui efek petir. Kebanyakan, reaksi biokimia terjadi dalam tanah dengan khusus mikro-organisme seperti bakteri , actinomycetes , dan cyanobacteria .

PEUBAH KONSENTRASI NITRAT

Salah satu bagian dari siklus nitrogen yang merupakan ion-ion anorganik alami adalah Nitrat (NO3-) dan nitrit (NO2-). Sampah yang mengandung dapat terurai akibat aktifitas mikroba di tanah atau air. Nitrogen organik mula-mula diurai menjadi ammonia, kemudian dioksidasikan menjadi nitrit dan nitrat. Dalam air bawah tanah dan air yang terdapat di permukaan, nitrat menjadi senyawa yang paling sering ditemukan. Hal ini terjadi Karena nitrit dapat dengan mudah dioksidasikan menjadi nitrat. Pencemaran oleh pupuk nitrogen, Nitrat dapat terjadi baik dari NO₂ atmosfer maupun dari pupuk-pupuk yang digunakan dan dari oksidasi NO₂ oleh bakteri dari kelompok Nitrobacter dan termasuk amonia anhidrat seperti juga sampah organik hewan maupun manusia, dapat meningkatkan kadar nitrat di dalam air.

Kegiatan manusia telah sangat mengubah siklus nitrogen. Beberapa proses utama yang terlibat dalam perubahan ini meliputi:

·         Aplikasi pupuk nitrogen untuk tanaman telah menyebabkan tingkat peningkatan denitrifikasi dan pencucian nitrat ke dalam air tanah .Nitrogen tambahan memasuki sistem air tanah akhirnya mengalir ke sungai, sungai, danau, dan muara. Dalam sistem ini, nitrogen ditambahkan dapat menyebabkan eutrofikasi .

·         Peningkatan deposisi nitrogen dari sumber atmosfer karena pembakaran bahan bakar fosil dan pembakaran hutan. Kedua proses melepaskan berbagai bentuk nitrogen melalui pembakaran.

·         Ternak melepaskan sejumlah besar amonia ke lingkungan dari kotoran mereka. Nitrogen ini memasuki sistem tanah dan kemudian memasuki sistem hidrologi melalui pencucian serta aliran air tanah.

·         Limbah limbah dan pencucian tempat kotoran.

DAMPAK NITRAT TERHADAP LINGKUNGAN

Dampak dari konsentrasi nitrat yang tinggi dalam air itu tidak hanya membahayakan kesehatan manusia atau ternak, tapi juga bisa merusak ekosistem karena kelebihan nitrat dan juga bisa merugikan kalangan industri. Nitrat dalam perairan mempengaruhi pertumbuhan fitoplankton dan tanaman. Jika kadarnya terlalu tinggi, maka akan menyebabkan bloming fitoplankton. Nitrat dan unsure- unsure lainnya seperti fosfor hingga batas tertentu tampaknya terbatas jumlahnya hampir pada semua ekosistem air tawar. Dalam air danau, dan aliran air dengan kesadahan rendah, kalsium dan garam- garam juga tampaknyan terbatas, kecuali pada beberapa mata air mineral bahkan pada air dengan kesadahan tertinggi hanya mempunyai kadar garam dengan salinitas kurang dari 0,5% dibandingkan dengan 30- 37% dalam air laut. Air baku yang mengandung kadar nitrat yang tinggi lebih dari 14 ppm telah terbukti menghambat terbentuknya lapisan pelindung pada industri galvanisasi material besi. Air minum yang mengandung nitrat melebihi standar sangat berbahaya bagi manusia, terutama bagi bayi dan orang-orang dengan kelainan genetika, karena dapat menimbulkan penyakit sindroma bayi biru (methemoglobinemia) yang bisa menyebabkan kematian. Selain itu, keracunan nitrat juga dicurigai sebagai penyebab penyakit kanker perut.

PENANGGULANGAN PENCEMARAN NITRAT DI WILAYAH PERAIRAN

Fasilitas pembuangan di tempat seperti tangki septik dan tangki memegang melepaskan sejumlah besar nitrogen ke lingkungan dengan pemakaian melalui drainfield ke dalam tanah. Aktivitas mikroba mengkonsumsi nitrogen dan kontaminan lainnya dalam limbah cair.

Namun, di daerah tertentu, tanah tidak cocok dan beberapa atau semua air limbah , dengan kontaminan, memasuki akuifer . Kontaminan ini menumpuk dan akhirnya berakhir di air minum. Salah satu kontaminan yang paling khawatirkan adalah tentang nitrogen dalam bentuk nitrat . Konsentrasi nitrat 10 ppm (bagian per juta) atau 10 miligram per liter adalah arus batas EPA untuk air minum dan air limbah rumah tangga khas dapat menghasilkan berbagai 20-85 ppm.

Salah satu risiko kesehatan yang terkait dengan air minum (dengan> 10 ppm nitrat) adalah pengembangan methemoglobinemia dan telah ditemukan menyebabkan sindrom bayi biru . Beberapa negara bagian Amerika sekarang mulai program untuk memperkenalkan maju sistem pengolahan air limbah ke fasilitas pembuangan kotoran di tempat yang khas. Hasil dari sistem ini adalah pengurangan keseluruhan nitrogen, serta kontaminan lainnya dalam limbah cair.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, Rukaesih. 2004. Kimia Lingkungan. Yogyakarta: ANDI

http://dampak%20nitrat/Aufklarung%20%20Efek%20Nitrat%20Untuk%20Kesehatan.htm (Minggu, 26 Februari 2012, Pukul: 15.00 – 16.00 WITA)

http://dampak%20nitrat/DigiLib%20%20%20AMPL%20-%20Air%20Tercemar%20Nitrat%20Berbahaya.htm (Minggu, 26 Februari 2012, Pukul: 15.00 – 16.00 WITA)

http://dampak%20nitrat/Sentra%20Informasi%20Ilmu%20Pengetahuan%20dan%20Teknologi%20(IPTEK).htm (Minggu, 26 Februari 2012, Pukul: 15.00 – 16.00 WITA)

http://sebab%20nitrat/iLLoNk_JiE'%20%20Kandungan%20Nitrat%20%20NO3%20dan%20Nitrit%20NO2%20Pada%20Perairan%20Tawar.htm (Minggu, 26 Februari 2012, Pukul: 15.00 – 16.00 WITA)

http://sebab%20nitrat/230866747.htm (Minggu, 26 Februari 2012, Pukul: 15.00 – 16.00 WITA)

http://sebab%20nitrat/Pancaroba%20Datang,%20Penyakit%20pun%20Mulai%20Berulah.htm (Minggu, 26 Februari 2012, Pukul: 15.00 – 16.00 WITA)