i. Nitrogen

8/3/2019 i. Nitrogen

1/27

NITROGEN


2/27

SIKLUS NITROGEN


3/27


4/27

Protein

Nitrat sangat berguna sebagai pupuk untuk tumbuhan dandikonversikan menjadi protein.

NO3-+CO2+tumbuhan hijau+sinar matahari protein

Nitrogen di atmosfer juga di konversi menjadi protein olehbakteri nitrogen.

N2+ Bakteri protein

Amonia dan senyawa ammonium bisa ditambahkan padatanah untuk dapat menghasilkan protein

NH3 + CO2 + Tanaman hijau + sinar matahari protein


5/27

SIFAT KIMIA

Nitrogen memiliki sifat kimia yang kompleks karenaadanya beberapa tingkatan oksidasi yang

dilakukan oleh mikroorganisme yang bisa memilikimuatan negatif maupun positif tergantung dari jenis

bakterinya (aerobik atau anaerobik)

- III 0 I II III IV V

NH3N2 N2O NO N2O3

NO2 N2O5

Amoniak NO2- Nitrit NO3

- Nitrat


6/27

Keberadaan BentukNitrogen

Semua senyawa nitrogen kecuali N2

(komponen utama atmosfer bumi) padasemua tingkatan oksidasnya dapatmenimbulkan masalah lingkungan.


7/27

BENTUK GAS

N2 N2O (Nitrous Oxide)

NO (Nitric Oxide)

NO2 (Nitrogen Dioksida)


8/27

Nitrogen netral (N2) : Hasil reaksi,

Llenyap dari larutan sebagai gelembung gas Diserap oleh ganggang dan bakteri untuk

pertumbuhannya

Amoniak (NH3) : Ada di air tanah dan air permukaan (130

mg/l) Kadar amoniak tinggi di air permukaan :

indikator pencemaran menjadi NH

4

+ (amonium) pada pH rendah Berasal dari air seni dan tinja, oksidasi zat

organis


9/27

KOMBINASI DENGAN AIR

AMONIUM NH3 + H2O NH4

+ + OH-

NITRIT N2O3+H2O 2H

+ + 2NO2-

NITRAT N2O5+H2O 2H

+ + 2NO3-


10/27

NITRAT

Senyawa stabil

Unsur penting untuk sintesa protein

jika terlalu banyak + fosfat : algablooming menurunkan DO

Berasal dari buangan industri, pupuk,cat, bahan peledak

Nitrat tinggi daerah pertanian :pupuk


11/27

NITRAT

Nitrat merupakan garam atau esterdari asam nitric (NO3

-) ataumerupakan hasil dari stabilisasiaerobik nitrogen organik

Sumber nitrat : mineral, tanah, air lautdan atmosfer.

Nitrat banyak digunakan sebagaipenyubur / pupuk, bahan pengawetmakanan, dan agen oksidasi padaindustri kimia.


12/27

NITRIT

Nitrit merupakan garam atau ester dari asam nitrous(NO2

-) yang terbentuk dari kegiatan bakteri padaamonia dan nitrogen organik.

Digunakan di industri sebagai bahan pengawetmakanan (sodium dan garan potassium), seringkalidigunakan pada daging dan keju.

Ketika nitrit ditemukan pada air baku, merupakansuatu indikator bahwa ada kontaminasi bakteri atauterjadi inefektifitas desinfeksi


13/27

NITRIT

Keadaan sementara proses oksidasiantara amoniak dan nitrat

Biasa terjadi di IPAL, air sungai dandrainase

Bisa berasal dari bahan inhibitorkorosi pipa (back flow)

BERBAHAYA : bereaksi dengan hemoglobin kematian

menghasilkan nitrosamin kanker


14/27

NITRIT - NITRAT

NH3 NO2- NO3

- : Nitrifikasi

NO3- NO2

- NH3 : Denitrifikasi

NO2- : Tidak stabil, mudah terurai

NH3 + N2O

NH4OH N Organik

Total N = NH3 + N Organik


15/27

AMONIA-NITRIT-NITRAT

Pada kondisi aerobik, terjadi oksidasi amonia menjadi nitrityang dibantu oleh bakteri nitrosomonas :

2NH3 + 3O2 2NO2- + 2H+ + 2H2O

2NH4

+ + 3O2

2NO2

- + 4H+ + 2H2

O+energi

Nitrit ini kemudian dioksidasi oleh bakteri nitrobakter menjadinitrat

2NO2- + O2 2NO3

- + energi

Pada kondisi anaerobik nitrat dan nitrit direduksi denganadanya proses denitrifikasi

Nitrat Nitrit Amonia Gas Nitrogen


16/27

Berasal dari proses penguraianmikrobiologi secara alami maupun

secara buatan (IPAL) Melepaskan nitrogen sebagai

Amoniak atau senyawa komplekssejenis lainnya

NITROGEN ORGANIS


17/27

Skema Senyawa Nitrogen

NITROGEN

Nitrat

Nitrit

Gas N2

Nitrogen

Organis

AmoniakpH asam NH4+

pH basa NH3NitrogenKjedahl


18/27

Kadar Nitrogen secara Umum

Jenis Air NH3 Kjedahl NO3- NO2

-

Air sungai bersih (umandi)

< 0.5 1 - 10 1050 0 - 1

Air sumur, air PAM 0 1 0 - 5 10-50 0

Air buangan penduduk

40-65

70 -120 0 - 2

- Setelah pengendapan 1jam

50 - 90 0 - 2

- Setelah pengolahanbiologis tahap 2 (daerah

tropis)

< 10 < 20 20-100 0 - 10


19/27

STANDART

WHO : 10 mg/l nitrat / nitrogen USEPA : 10 mg/l untuk total Nitrat+Nitrit

Air sungai NH3 = 0,5 mg/l

Air minum : NH3 = 0 mg/l

NO2- = 0 mg/l

NO3-

= 20 mg/l PP dan PerMenKes : 10 mg/l (nitrat)

PP dan PerMenKes : 1.0 mg/l (nitrit)


20/27

METODE PENGUKURANAMONIA NITROGEN

NH4+ NH3 + H

+

1. Colorimetria. Menggunakan reagen Nessler

b. Penambahan larutan fenol alkali dan hypochlorite dan

garam manganc. Destilasi : memisahkan amonia dengan materi-materi lain

yang mengganggu.

2. Volumetriuntuk sample yang mengandung amonia > 2 mg/l (air

buangan domestik dan industri). Dilakukan dengan titrasimenggunakan larutan asam sulfur standart setelahdestilasi.

3. Amonia selektif membran


21/27

Metode PengukuranNitrogen Organik

Sebagian besar dari nitrogen organikyang terdapat dalam buangan domestikada dalam bentuk protein atau hasil

degradasinya yaitu polypeptida dan asamamino.

Metode yang digunakan :1. Destruksi

2. Metode Kjedahl

3. Destilasi


22/27


23/27

Metode Pengukuran Nitrat

1. Ultraviolet SpectrophotometryNitrat mengabsorb radiasi ultraviolet pada panjanggelombang 220 nm.

2. Ion ChromatographyBaik digunakan untuk kandungan nitrat > 0.2 mg/l.Kerugian : mahal

3. Metode Nitrat ElektrodaDigunakan untuk kandungan nitrat < 1 mg/l

4. Metode Reduksi CadmiumBaik digunakan untuk mengukur kandungan nitrat < 0.01mg/l


24/27

Aplikasi data Nitrogen Indikator kualitas sanitasi lingkungan

- Air yang mengandung nitrogen organik dan amonia : sangat tercemardan berbahaya- Air dengan kadar nitrat yang tinggi : tercemar dan bisa menyebabkanmethemoglobinemia pada bayi.- Standart : 10 mg/l

Nitrit menjadi racun dalam dosis tinggi yaitu menyebabkan efek padacardiovascular dan methahemoglobinemia pada dosis rendah.

Indikator kebutuhan nutrient nitrogen pada instalasi pengolahan biologi

Indikator pertumbuhan algae / Indikator program kontrol polusi airpermukaan


25/27

Indikator kebutuhan oksigen terlarut padaair sungai dan estuaria, dimana perubahanamonia menjadi nitrit dan nitratmembutuhkan oksigen sehingga bisamenyebabkan penurunan kadar DO yangada di dalam air.

Kontrol untuk proses pengolahan biologi,

yaitu pada proses pemurnian yang terjadi.

Desain dan operasi pada IPAL

Aplikasi data Nitrogen


26/27

Digunakan secara luas berhubungandengan proses desinfeksi

Sangat penting dalam pengolahanaerobik untuk menekan biaya, yaitudengan mengontrol nitrifikasi.

Aplikasi data Nitrogen


27/27

PENGOLAHAN

Anion Exchange Chemical Coagulation Lime Softening

Chemical Reduction Reverse Osmosis Ion Exchange

Untuk NH3:

Aerasi atau reaksi dengan asam Hipocloritatau Kaporit menjadi N2

Pada air buangan : menggunakanmikrobiologi proses nitrifikasi

Documents

i. Nitrogen