Farm fertiliser foto: pixabay.com
Nitrogen merupakan jenis pupuk anorganik yang banyak digunakan oleh petani dalam budidaya pertanian. Namun penggunaannya tanpa disadari dapat membahayakan kesehatan manusia bila mengalami pencucian (leaching) dan mengalir pada sumur yang dijadikan sebagai sumber air minum keluarga. Tidak saja menyebabkan pencemaran perairan namun mengakibatkan penyakit berbahaya bagi bayi.
Tujuan keenam Sustainable Development Goals (SDGs) 2030, yaitu memastikan ketersediaan air bersih dan sanitasi layak untuk semua. Namun sepertinya pada saat ini tujuan tersebut belum terwujud di Indonesia. Seperti yang dilansir dari Kompas (23/03/2021) data penyediaan air perpipaan di Indonesia tercatat hanya mampu melayani 21,8 persen dari total populasi masyarakat Indonesia sebanyak 270,2 juta jiwa. Dari data tersebut 78,2 persen penduduk bisa saja menggunakan air yang tidak sehat.
Masih minimnya layanan air bersih oleh pemerintah, sering kali terjadi pada masyarakat pedesaan yang dekat dengan lahan pertanian. Masyarakat masih menggunakan sumur gali ataupun sungai untuk memenuhi kebutuhan air bersih. Pembangunan sumur untuk pemenuhan kebutuhan air bersih yang tidak memenuhi persyaratan memungkinkan tercemar nitrat dari penggunaan pupuk nitrogen di sekitar lahan pertanian. nitrat yang berlebih akan masuk ke dalam air sumur melalui proses pencucian (leaching), aliran permukaan (run off), dan infiltrasi.
Badan sensus Amerika Serikat tahun 1993 melaporkan, pada daerah pertanian di mana pupuk nitrogen secara luas digunakan, sumur-sumur perumahan yang ada hampir pasti tercemar oleh nitrat. Diperkirakan 14 juta Rumah tangga di Amerika Serikat menggunakan sumur pribadi untuk memenuhi kebutuhan air minumnya. 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.
Apa Itu Nitrat
Nitrat (NO3-) dan nitrit (NO2-) dapat dihasilkan secara alami maupun dari adanya campur tangan manusia. Senyawa nitrogen (nitrit, nitrat dan amonia) di perairan secara alami berasal dari metabolisme organisme perairan dan penguraian (dekomposisi) bahan-bahan organik yang ada pada endapan (sedimen) oleh bakteri (Indrayani dkk., 2015). Sedangkan sumber dari aktivitas manusia berasal dari penggunaan pupuk nitrogen seperti urea dan ZA, limbah industri dan limbah organik manusia.
Menurut Seitzinger (1988), nitrat yang berada di dalam sedimen diproduksi dari biodegradasi bahan-bahan organik menjadi ammonia yang selanjutnya dioksidasi menjadi nitrat. Nitrit dapat dengan mudah dioksidasikan menjadi nitrat. Tingginya kadar nitrat dalam sumber air atau perairan dapat membahayakan kehidupan manusia, hewan dan ikan. Kandungan nitrat dalam air tidak boleh lebih dari 10 mg/L. Sumber air untuk perikanan akan turun kualitasnya apabila kadar nitrat lebih dari 0,5 mg/l (Adams et al., 1999).
Pembentukan nitrit dan nitrat pada siklus nitrogen terjadi melalui proses fiksasi nitrogen. Fiksasi tersebut dilakukan oleh bakteri Rhizobium untuk nitrifikasi dan bakteri Pseudomonas denitrifican untuk proses denitrifikasi. Nitritifikasi melibatkan dua proses yaitu nitritasi oleh bakteri Nitrosomonas dan nitratasi oleh bakteri Nitrobacter. Pada kondisi anaerob, nitrat adalah bentuk nitrogen yang cukup stabil tetapi dapat direduksi menjadi nitrit melalui proses nitratasi (Rosca dkk., 2009).
Kadar nitrat dalam air tanah dapat mencapai 100 mg/liter air. pada perairan yang menerima limpasan air dari daerah pertanian yang banyak mengandung pupuk, kadar nitrat dapat mencapai 1000 mg/liter. Kadar nitrat untuk keperluan air minum sebaiknya tidak melebihi 10 mg/liter air (Davis dan Cornwell, 1991 dalam Effendi 2003).
Di dalam perairan, kadar nitrit relatif kecil karena segera dioksidasi menjadi nitrat. Kadar amonia di perairan alami biasanya tidak lebih dari 0,1 mg/L. Amonia jarang ditemukan pada perairan yang mendapat cukup pasokan oksigen (McNeely et al., 1979 dalam Effendi, 2003). Kadar amonia yang tinggi merupakan indikasi adanya pencemaran bahan organik yang berasal dari limbah domestik, industri, dan limpahan pupuk (run off) pupuk pertanian (Effendi, 2003).
Proses Masuknya Nitrat ke Sumber air
Dari berbagai penelitian ahli, nitrat yang terdapat di dalam sumber air seperti air sumur, danau, dan sungai umumnya berasal dari pencemaran bahan-bahan kimia (pupuk urea, ZA) di bagian hulu. Pencemaran ini disebabkan oleh tingkat kehilangan pupuk N yang tinggi, di antaranya melalui proses pencucian (leaching) dan aliran permukaan (run off) (Ismunadji dan Roechan 1988). Agustiningsih (2012) menyatakan bahwa pupuk yang terlimpas ke sungai dan waduk mencapai 70% dan hanya 30% saja yang terserap akar tanaman.
Penyakit Yang Ditimbulkan
Kadar nitrat yang tinggi di dalam air minum dapat menyebabkan terganggunya sistem pencernaan manusia. Toksisitas atau keracunan nitrat pada manusia terutama disebabkan oleh reduksinya menjadi nitrit. Efek biologi utama dari nitrit pada manusia adalah keterlibatannya dalam oksidasi Hb normal menjadi metHb, yang tidak dapat mentransport oksigen kejaringan. Berkurangnya transport oksigen menjadi manifestasi klinis ketika konsentrasi metHb mencapai 10% dari konsentrasi Hb normal dan kondisi ini disebut methemoglobinemia (WHO 2014 dalam Safitri, et al, 2014).
Nitrat relatif bersifat non toksik, namun ketika dalam saluran pencernaan pada proses minum dan makan nitrat diubah menjadi nitrit. Nitrit dapat bereaksi dengan hemoglobin di dalam darah. mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe3+ dan terbentuk methemoglobin.
Methemoglobinemia adalah kelainan darah akibat kelebihan methemoglobin. Methemogloblin merupakan bentuk dari hemoglobin yang dapat membawa oksigen, namun tidak bisa menyalurkannya secara efektif ke sel-sel tubuh.
Bayi lebih sensitif dari orang dewasa terhadap nitrat dan pada dasarnya semua yang meninggal karena keracunan nitrat/ nitrit adalah bayi. Pada orang dewasa, dosis keracunan (toksik) berkisar dari 2-9 g. Dosis letal oral diperkirakan berkisar dari 33 – 250 mg nitrit per kg berat badan. Pada bayi dibawah 3 bulan, pada kasus methemoglobinemia yang dilaporkan, jumlah nitrat yang tertelan tinggi, berkisar 37,1 – 108,6 mg/kg berat badan. Dengan rata-rata 56,7 mg nitrat per berat badan (WHO 2014 dalam Safitri, et al, 2014)
Karena sangat berbahayanya nitrat bagi kesehatan manusia terkhusus bayi. sebaiknya tidak membangun sumur di sekitar lahan pertanian untuk menghindari bahan pencemar nitrat. Sumur sebaiknya dibangun ditempat yang jauh dari aktivitas pertanian dan terlindung. Atau menggunakan air yang sudah diproses misalnya air PDAM atau air dalam kemasan untuk dikonsumsi.
REFERENSI
Adams, M. W. 1999. The Biochemical Diversity of Life Near and Above 100 Degrees C in Marine Environments. Appl. Microbiol, 85: 108S-117S
Ismunadji, M., S. Roechan.1988. Hara Mineral Tanaman Padi. Dalam Padi Buku 1. Puslitbangtan. Bogor. 251 hlm.
Agustiningsih. 2012. Kajian Kualitas Air Sungai Blukar Kabupaten Kendal dalam Upaya Pengendalian Pencemaran Sungai (tesis). Available from URL: https://eprint.undip.ac.id(dikutip 18 Maret 2021).
Seitzinger, S.P. 1988. Denitrification in Freshwater and Marine Coastal Ecosystems : Ecological and geochemical significance. Limnol. Oceanogr. 33(4, Part 2): 702-724.
Indrayani, E., Nitimulya, K.H., Hadisusanto, S., dan Rustadi, 2015. Analisis Kandungan Nitrogen, Fosfor dan Karbon Organik di Danau Sentani Papua. Jurnal Manusia dan Lingkungan, 22(2):217-225.
Rosca, V., Duca, M., De Groot, M. T., dan Koper, M. T. M., 2009. Nitrogen Cycle Electrocatalysis. Chem. Rev, 109:2209-2244.
Safitri. W, Pujiati,R.S, Ningrum, P.T. 2014. Kandungan Nitrat Pada Air Tanah di Sekitar Lahan Pertanian Padi, Palawija, dan Tembakau (Studi di Desa Tanjungrejo Kecamatan Wuluhan Kabupaten Jember. Artikel Ilmiah Hasil Penelitian. Bagian Kesehatan Lingkungan dan Kesehatan Keselamatan Kerja Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Jember.
Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Kanisius, Yogyakarta. 187 hlm.
Comments0
Komentar dengan link tidak diperkenankan.