Nitrogen

1. Informasi Dasar

• Nomor atom: 7
• Simbol: N
• Berat atom: 14.0067
• Golongan pada tabel periodik: Grup 15 (pniktogen)
• Periode pada tabel periodik: Periode 2

2. Sifat Fisika dan Kimia

• Unsur bukan logam yang pada suhu kamar dan tekanan atmosfer berbentuk gas diatomik
• Tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa
• Hanya sedikit larut dalam air
• Membentuk banyak senyawa penting, termasuk amonia, asam nitrat, dan senyawa organik seperti asam amino, protein, dan asam nukleat
• Titik didih: -195,8°C
• Titik lebur: -210°C

3. Keberadaan dalam Air & Efek Kesehatan

• Nitrogen ada dalam bentuk nitrat (NO3-) dan nitrit (NO2-) terlarut dalam air
• Sumber alami meliputi penguraian bahan organik dan badai petir
• Sumber antropogenik utama adalah pupuk dan limbah hewan/manusia
• Konsentrasi nitrat yang tinggi (>10 mg/L NO3-N) dalam air minum dapat menyebabkan methemoglobinemia pada bayi
• Nitrit dapat bereaksi dengan amina dan amida membentuk nitrosamin yang bersifat karsinogenik

4. Aplikasi & Metode Penghilangan dalam Pengolahan Air

• Pertukaran ion (ion exchange) menggunakan resin penukar anion dapat menghilangkan nitrat dan nitrit
  • Resin basa kuat tipe 1 seperti AmberSep™ 21K XLT efektif untuk air dengan rasio sulfat/nitrat rendah
  • Untuk rasio sulfat/nitrat tinggi, resin selektif nitrat seperti AmberLite™ PWA5 lebih sesuai
• Reverse osmosis dan nanofiltrasi juga dapat menyisihkan nitrat dan nitrit
• Denitrifikasi biologis menggunakan bakteri anaerob mengubah nitrat menjadi gas nitrogen

5. Pedoman & Standar Regulasi

• Batas maksimum konsentrasi nitrat dalam air minum menurut WHO adalah 50 mg/L sebagai NO3-
• Batas maksimum untuk nitrit menurut WHO adalah 3 mg/L sebagai NO2-
• US EPA menetapkan level kontaminan maksimum (MCL) gabungan untuk nitrat dan nitrit sebesar 10 mg/L sebagai nitrogen

6. Dampak Lingkungan & Pertimbangan Keberlanjutan

• Konsentrasi nitrogen yang berlebihan di perairan dapat menyebabkan eutrofikasi dan ledakan alga berbahaya
• Metode pengolahan air yang menghilangkan nitrogen harus mengelola residu/konsentrat dengan baik agar tidak mencemari lingkungan
• Teknologi hemat energi seperti denitrifikasi lebih disukai daripada metode padat energi seperti reverse osmosis jika memungkinkan

7. Tren & Penelitian Masa Depan

• Penghilangan nitrat dan nitrit secara biologis menjadi bidang penelitian yang berkembang
  • Penggunaan bioreaktor membran (MBR) dapat memadukan filtrasi dengan denitrifikasi
  • Pengkajian mikroba baru untuk denitrifikasi yang lebih efisien
• Elektrodialisis dan kapasitif deionisasi merupakan teknologi menjanjikan untuk menghilangkan berbagai ion, termasuk nitrat

8. Fakta Menarik

• Sekitar 78% atmosfer Bumi adalah nitrogen, tapi sebagian besar tidak dapat dimanfaatkan secara biologis secara langsung
• Di bidang pengolahan air, filamen biologis dari genus Thiothrix dapat menyebabkan masalah buih dan bau akibat konsentrasi nitrat tinggi dalam air limbah