analisis nitrat

Nitrogen atau zat lemas adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang N dan nomor atom 7. Biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa dan merupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, sangat sulit bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya. Nitrogen adalah 78,08 % dari atmosfer bumi dan terdapat dalam banyak jaringan hidup. Zat lemas ini membentuk banyak senyawa penting seperti asam amino, amoniak, asam nitrat, dan sianida.
Nitrat (NO3-) dan nitrit (NO2-) adalah ion-ion anorganik alami, yang merupakan bagian dari siklus nitrogen. Aktivitas mikroba di tanah atau air menguraikan sampah yang mengandung nitrogen organik pertama – tama menjadi ammonia, kemudian dioksidasikan menjadi nitrit dan nitrat. Oleh karena nitrit dapat dengan mudah dioksidasikan menjadi nitrat, maka nitrat adalah senyawa yang paling sering ditemukan di dalam air bawah tanah maupun air yang terdapat di permukaan. Pencemaran oleh pupuk nitrogen, termasuk ammonia anhidrat seperti juga sampah organik hewan maupun manusia, dapat meningkatkan kadar nitrat di dalam air. Senyawa yang mengandung nitrat di dalam tanah biasanya larut dan dengan mudah bermigrasi dengan air bawah tanah. (Harry Wahyudhy Utama, 2009)
Pada daerah dimana pupuk nitrogen secara luas digunakan, sumur-sumur perumahan yang ada di sana hampir pasti tercemar oleh nitrat. Diperkirakan 14 juta rumah tangga di Amerika Serikat menggunakan sumur pribadi untuk memenuhi kebutuhan air minumnya. Pada daerah pertanian, pupuk nitrogen merupakan sumber utama pencemaran terhadap air bawah tanah yang digunakan sebagai air minum. Sebuah penelitian oleh United States Geological Survey menunjukkan bahwa > 8200 sumur di seluruh AS terkontaminasi oleh nitrat melebihi standar air minum yang telah ditetapkan oleh Environmental Protection Agency (EPA), yaitu 10 ppm. Sumber nitrat lainnya pada air sumur adalah pencemaran dari sampah organik hewan dan rembesan dari septic tank.
Bahan makanan yang tercemar oleh nitrit ataupun bahan makanan yang diawetkan menggunakan nitrat dan nitrit dapat menyebabkan methemoglobinemia simptomatik pada anak-anak. Walaupun sayuran jarang menjadi sumber keracunan akut, mereka memberi kontribusi >70% nitrat dalam diet manusia tertentu. Kembang kol, bayam, brokoli, dan umbi-umbian memiliki kandungan nitrat alami lebih banyak dari sayuran lainnya. Sisanya berasal dari air minum (+ 21%) dan dari daging atau produk olahan daging (6%) yang sering memakai natrium nitrat (NaNO3) sebagai pengawet maupun pewarna makanan. Methemoglobinemia simptomatik telah terjadi pada anak-anak yang memakan sosis yang menggunakan nitrit dan nitrat secara berlebihan. (Harry Wahyudhy Utama, 2009)
Penyalahgunaan inhalan nitrit yang mudah menguap dapat menyebabkan methemoglobinemia berat dan kematian. Terpapar nitrit tak sengaja dalam laboratorium kimia dan penghirupan pada usaha bunuh diri pernah terjadi. Tingginya kadar nitrat pada air minum terutama yang berasal dari sungai atau sumur di dekat pertanian juga sering menjadi sumber keracunan nitrat terbesar. Hal ini sangat berbahaya bila kandungan nitrat ini dikonsumsi oleh anak bayi dan dapat menimbulkan keracunan akut. Bayi yang baru berumur beberapa bulan belum mempunyai keseimbangan yang baik antara usus dan bakteri usus. Sebagai akibatnya, nitrat yang masuk dalam saluran pencernaan akan langsung diubah menjadi nitrit yang kemudian berikatan dengan hemoglobin membentuk methemoglobin. Ketidak mampuan tubuh bayi untuk mentoleransi adanya methemoglobin yang terbentuk dalam tubuh mereka akan mengakibatkan timbulnya sianosis pada bayi. Pada bayi yang telah berumur enam bulan atau lebih, bakteri pengubah nitrat di dalam tetap ada walau dalam jumlah sedikit. Pada anak-anak dan orang dewasa, nitrat diabsorbsi dan di sekresikan sehingga resiko untuk keracunan nitrat jauh lebih kecil.
Menurut siklusnya, bakteri akan mengubah nitrogen menjadi nitrat yang kemudian digunakan oleh tumbuh-tumbuhan. Hewan yang memakan tumbuh-tumbuhan kemudian menggunakan nitrat untuk menghasilkan protein di dalam tubuh. Setelah itu, nitrat akan dikeluarkan kembali ke lingkungan dari kotoran hewan tersebut. Mikroba pengurai kemudian mengubah nitrat yang terdapat dalam bentuk amoniak menjadi nitrit. Selain itu, nitrat juga diubah menjadi nitrit pada traktus digestivus manusia dan hewan. Setelah itu bakteri dilingkungan akan mengubah nitrit menjadi nitrogen kembali. (Harry Wahyudhy Utama, 2009)
Tetapi apabila jumlah nitrit ataupun nitrat yang berada di suatu lingkungan melebihi kadar normal maka siklus ini tidak akan dapat berjalan sebagaimana metinya. Aktifitas pertanian yang dilakukan manusia telah banyak meningkatkan kadar nitrat dilingkungan karena penggunaan pupuk yang berlebihan. Nitrat dan nitrit sangat mudah bercampur dengan air dan terdapat bebas didalam lingkungan.
Nitrat adalah sumber utama nitrogen di perairan, namun amonium lebih disukai oleh tumbuhan. Kadar nitrat di perairan yang tidak tercemar biasanya lebih tinggi daripada kadar amonium. Kadar nitrat lebih dari 5 mg/liter menggambarkan terjadinya pencemaran antropogenik yang berasal dari aktivitas manusia dan tinja hewan. Kadar nitrogen yang lebih dari 0,2 mg/liter menggambarkan terjadinya eutrofikasi perairan. Nitrat adalah bentuk nitrogen sebagai nutrien utama bagi pertumbuhan tanaman dan alga. Nitrat nitrogen sangat mudah larut dalam air dan bersifat stabil. Senyawa ini dihasilkan dari proses oksidasi sempurna di perairan.
Secara umum siklus nitrogen dilaut dapat dilihat pada gambar di bawah :
(Irmawan, 2008)
Berdasarkan penelitian yang dilakukan, air sumur yang akan digunakan untuk air minum tercemar nitrat yang berasal dari resapan air atau limpasan dari persawahan yang menggunakan pupuk dengan kandungan nitrat. Di sisi lain, untuk menghentikan kegiatan pertanian yang ada di desa tersebut sangat tidak memungkinkan, karena mayoritas masyarakat mendapatkan penghasilan dari rangkaian kegiatan pertanian. Mengacu pada manajemen penyakit berbasis wilayah/kawasan, maka untuk mengendalikan dan mengelola pencemaran nitrat yang terdapat di wilayah pertanian, maka perlu dijabarkan dalam suatu rangkaian mata rantai pencemaran kemudian disusun dengan menggunakan pendekatan sistem. Untuk menghilangkan risiko teracuni nitrat yang akan mengganggu kesehatan masyarakat dalam satu wilayah, dalam hal ini wilayah pertanian, maka diperlukan serangkaian upaya yang terarah dan terintegrasi. Hal ini dapat dilakukan oleh semua lapisan komponen dalam wilayah, termasuk didalamnya tenaga sanitasi, unit pelayanan swasta, Puskesmas, Dinas Kimpraswil, Dinas Pertanian, Dinas Peternakan, Dinas Perairan dan dinas-dinas atau institusi terkait lainnya. (http://pengaruh-jarak-sumur-dan-pengolahan.hnitratml.html. 2009)
Analisis nitrat cukup sulit, karena rumit dan peka terhadap berbagai jenis gangguan. Namun ada beberapa cara analisis yang tersedia antara lain :
- Analisa spektrofotometris pada panjang gelombang 220 nm (sinar ultraviolet yang cocok sebagai analisis penduga bagi air tanpa zat organik dengan kadar NO¬3 – N antara 0,1 sampai 11mg/l.
- Analisa dengan elektroda khusus (dan pH meter) yang cocok sebagai analisis penduga baik untuk air bersih maupun air buangan dengan skala kadar NO3 – N antara 0,2 sampai 1400 mg/l.
- Analisis dengan Brusin untuk air dengan kadar air 0,1 sampai 5 mg NO3 – N/l.
- Analisis dengan asam kromotropik untuk air dengan kadar 0,1 sampai 5 mg NO3 – N/l.
- Analisis dengan reduksi menurut Devarda untuk air dengan kadar NO3 – N lebih dari 2 mg/l.
- Analisis kolorimetris khusus bagi nitrit, setelah semua zat direduksi oleh butir cadmium (Cd), metoda ini cocok untuk air dengan kadar NO3 – N antara 0,001 sampai 1 mg/l. (Metoda Penelitian Air, 1984)