Sunday, June 20, 2010

nitrat dan nitrit

Nitrat (NO3-) dan nitrit (NO2-) adalah ion-ion anorganik alami, yang merupakan bagian dari siklus nitrogen. Aktifitas mikroba di tanah atau air menguraikan sampah yang mengandung nitrogen organik pertama-pertama 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.1
Pada daerah dimana pupuk nitrogen secara luas digunakan, sumur-sumur perumahan yang ada disana hampir pasti tercemar oleh nitrat. Diperkirakan 14 juta rumah tangga di Amerika Serikat menggunakan sumur pribadi untuk memenuhi kebutuhan air minumnya (Badan Sensus Amerika Serikat 1993). 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 Envrironmental Protection Agency (EPA), yaitu 10 ppm. Sumber nitrat lainnya pada air sumur adalah pencemaran dari sampah organik hewan dan rembesan dari septic tank.1

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. 1,2

II. PERMASALAHAN
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. Penyalahgunaan nitrit volatile atau mudah menguap (amyl, butyl, dan isobutyl nitrit) sebagai perangsang sering terjadi. Terpapar nitrat atau nitrit juga dapat berasal dari obat-obatan tertentu. Bayi dan anak-anak rentan terpapar oleh nitrat melalui perak nitrat topikal yang digunakan pada terapi luka bakar. Obat-obatan lainnya yang diduga menyebabkan keracunan nitrat atau nitrit adalah derivate quinone (antimalaria), nitrogliserin, bismuth subnitrit (antidiare), ammonium nitrat (diuretik), amyl dan natrium nitrit (antidotum keracunan sianida dan hidrogen sulfida), dan isosorbid dinitrat/tetranitrat (vasodilator untuk terapi penyakit arteri koroner).1,2,3
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.2



Tabel 1. Agen-agen penyebab methemoglobinemia
Agen
Sumber
Nitrat/nitrit anorganik
Air sumur yang tercemar

Pengawet daging

Sayuran: bayam

Perak nitrat topikal untuk terapi luka bakar

Garam-garam nitrat-nitrit untuk industri
Organik nitrit

Butyl/isobutyl nitrit
Resorcinol
Amyl/sodium nitrit
Inhalan dalam antidotum sianida
Nitrogliserin
Oral, sublingual, atau obat transdermal untuk pengobatan angina
Lain-lain

Aniline/aminophenol
Larutan pencuci pakaian
Nitrobenzene
Cairan pelarut yang digunakan pada industri, produk pembersih senjata
Anestesi lokal
Benzokain, lidokain, propitokain, prilokain
Sulfonamid
Obat antibakteri
Phenazopyridine
pyridium
Antimalaria
Chloroquine, primaquine
Sulfones
Dapsone
p-Aminosalicylic acid
Bakterisid (tuberkulostatik)
Tembaga sulfat
Fungisida tanaman
Resorcinol
Antiseborrheik, antipruritis, antiseptik
Klorat
Pemantik api, peledak
Sumber: Thompson B, Nitrates And Nitrites Dietary Exposure and Risk Assessment. Institute of Environmental Science & Research Limited. Christchurch Science Centre. New Zealand. 2004. Available from: www.esr.cri.nz. Access on: November 22, 2006

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.2,3
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.3

III. SIFAT FISIK DAN STRUKTUR KIMIA
Nitrat dibentuk dari asam nitrit yang berasal dari ammonia melalui proses oksidasi katalitik. Nitrit juga merupakan hasil metabolisme dari siklus nitrogen. Bentuk pertengahan dari nitrifikasi dan denitrifikasi. Nitrat dan nitrit adalah komponen yang mengandung nitrogen berikatan dengan atom oksigen, nitrat mengikat tiga atom oksigen sedangkan nitrit mengikat dua atom oksigen. Di alam, nitrat sudah diubah menjadi bentuk nitrit atau bentuk lainnya.3,4

Struktur kimia dari nitrat

Berat molekul: 62.05
Struktur kimia dari nitrit

O == N -- O-

Berat molekul: 46.006

Pada kondisi yang normal, baik nitrit maupun nitrat adalah komponen yang stabil, tetapi dalam suhu yang tinggi akan tidak stabil dan dapat meledak pada suhu yang sangat tinggi dan tekanan yang sangat besar. Biasanya, adanya ion klorida, bahan metal tertentu dan bahan organik akan mengakibatkan nitrat dan nitrit menjadi tidak stabil. Jika terjadi kebakaran, maka tempat penyimpanan nitrit maupun nitrat sangat berbahaya untuk didekati karena dapat terbentuk gas beracun dan bila terbakar dapat menimbulkan ledakan. Bentuk garam dari nitrat dan nitrit tidak berwarna dan tidak berbau serta tidak berasa. Bersifat higroskopis.2,4

IV. DOSIS DAN KADAR NORMAL
Dosis letal dari nitrat pada orang dewasa adalah sekitar 4 sampai 30 g (atau sekitar 40 sampai 300 mg NO3-kg). Dosis antara 2 sampai 9 gram NO3- dapat mengakibatkan methemoglobinemia. Nilai ini setara dengan 33 to 150 mg NO3-/kg.
Dosis letal dari nitrit pada orang dewasa bervariasi antara 0.7 dan 6 g NO2- (atau sekitar10 sampai 100 mg NO2-/kg).4
Dengan dosis yang lebih kecil akan dapat membahayakan neonatus karena belum lengkapnya pembentukan dan regenerasi hemoglobin didalam tubuh mereka.. Kebanyakan kasus membuktikan bahwa neonatus langsung mengalami methemoglobinemia setelah minum air formula yang tinggi nitrat atau nitrit.4

V. FARMAKOKINETIK
Nitrat dan nitrit yang diberikan secara oral akan diabsorbsi oleh traktus digestivus bagian atas dan dipindahkan ke dalam darah. Di dalam darah, nitrit mengubah hemoglobin menjadi methemoglobin yang kemudian teroksidasi menjadi nitrat. Normalnya methemoglobin akan langsung diubah menjadi hemoglobin kembali melalui proses enzimatik. Nitrat tidak diakumulasikan didalam tubuh. Nitrat kemudian didistribusikan ke cairan-cairan tubuh seperti urin, air liur, asam lambung, dan cairan usus. Sekitar 60% dari nitrat oral diekskresikan melalui urin. Sisanya belum diketahui, tetapi metabolisme bakteri endogen mengeliminasi sisanya.3,4
Apabila nitrat dan nitrit yang masuk bersamaan dengan makanan, maka banyaknya zat makanan akan menghambat absorbsi dari kedua zat ini dan baru akan diabsorbsi di traktus digestivus bagian bawah. Hal ini akan mengakibatkan mikroba usus mengubah nitrat menjadi nitrit sebagai senyawa yang lebih berbahaya. Karena itu, pembentukan nitrit pada intestinum mempunyai arti klinis yang penting terhadap keracunan. Nitrit dapat mengakibatkan vasodilatasi pada pembuluh darah, hal ini mungkin diakibatkan karena adanya perubahan nitrit menjadi nitrit oksida (NO) atau NO-yang mengandung molekul yang berperan dalam membuat relaksasi otot-otot polos.1,4
Selain itu, nitrit di dalam perut akan berikatan dengan protein membentuk N-nitroso, komponen ini juga dapat terbentuk bila daging yang mengandung nitrat atau nitrit dimasak dengan panas yang tinggi. Sementara itu, komponen ini sendiri diketahui menjadi salah satu bahan karsinogenik seperti timbulnya kanker perut pada manusia.2,3
VI.KLASIFIKASI
Klasifikasi yang dibuat adalah berdasarkan besar tidaknya kemungkinan paparan zat nitrat dan nitrit pada manusia.4
Paparan yang tidak disengaja: Kontak secara tidak sengaja dengan komponen nitrat maupun nitrit, baik secara inhalasi maupun tertelan.
Paparan yang terus-menerus. Pekerja yang sering berhubungan dengan nitrit, misalnya petugas yang selalu berada di dalam laboratorium. Pekerja yang bekerja ditempat pembuatan pupuk dan bahan peledak sangat mungkin terpapar nitrat secara inhalasi karena terhisap debu yang mengandung garam nitrat. Debu nitrat ini dapat dengan mudah bercampur dengan gula dan kulit. Hal ini juga terjadi pada para petani yang sering menggunakan pupuk yang mengandung nitrat.
Paparan medis, diakibatkan penggunaan sodium nitrit intravena secara berlebihan sebagai antidotum keracunan sianida.

VII. GEJALA DAN MANIFESTASI KLINIS
Nitrat yang masuk ke dalam saluran pencernaan melalui makanan atau air minum, tetapi yang terbanyak adalah melalui air minum. Nitrat yang berlebih dari sisa pemupukan akan mengalir bersama air menuju sungai atau meresap ke dalam air tanah. Nitrat yang berlebih akan terakumulasi di dalam tanah. Selain peroral, nitrat dan nitrit dapat masuk ke dalam tubuh dalam bentuk debu secara inhalasi. Nitrat dan nitrit sulit untuk diabsorbsi kulit. Belum ada penelitian yang menjelaskan apakah nitrat dan nitrit dapat masuk melalui kulit. Tetapi absorbsi dapat terjadi bila terjadi kerusakan kulit misalnya adanya luka bakar.1,4,5
Belum ada laporan yang jelas mengenai efek racun dari nitrat. Selama ini yang diketahui efek racunnya adalah konversi dari nitrit. Efek racun yang akut dari nitrit adalah methemoglobinemia, dimana lebih dari 10% hemoglobin diubah menjadi methemoglobin.Bila konversi ini melebihi 70% maka akan sangat fatal.4


Tabel 2. kadar methemoglobin
3%
3-10%
10-15%
15-20%
20-45%
45-55%
55-65%
> 65%
Normal level
No clinical symptoms
None or slate grey cutaneous coloration "chocolate brown" blood
Generalized blue-grey cyanosis, usually asymptomatic
Headache, fatigue, dizziness, exercise intolerance, syncope
Increasing CNS depression
Coma, seizures, cardiac failure, cardiac arrhythmias, metabolic asidosis
High incidence of mortality
Sumber: Ruse M, Nitrates and Nitrites. IPCS, Newcastle. United Kingdom. 1999. Available from: http://www.inchem.org/nitrates&nitrites.html. Access on: November 22, 2006.


Nitrit juga dapat mengakibatkan penurunan tekanan darah karena efek vasodilatasinya.Gejala klinis yang timbul dapat berupa nausea, vomitus, nyeri abdomen, nyeri kepala, pusing, penurunan tekananan darah dan takikardi, selain itu sianosis dapat muncul dalam jangka waktu beberapa menit sampai 45 menit. Pada kasus yang ringan, sianosis hanya tampak disekitar bibir dan membran mukosa. Adanya sianosis sangat tergantung dari jumlah total hemoglobin dalam darah, saturasi oksigen, pigmentasi kulit dan pencahayaan saat pemeriksaan. Bila mengalami keracunan yang berat, korban dapat tidak sadar seperti stupor, koma atau kejang sebagai akibat hipoksia berat. Prognosis sangat tergantung dari terapi yang diberikan.4,5,6
Mula-mula timbul gangguan gastrointestinal dan sianosis tanpa sebab akan sering dijumpai. Pada kasus yang berat, koma dan kematian dapat terjadi dalam satu jam pertama akibat timbulnya hipoksia dan kegagalan sirkulasi. Akibatnya, terjadi iskemia terutama organ-organ yang vital. Efek vasodilatasi ini tidak dapat di blok oleh atropin atau obat-obatan lain. Tubuh seharusnya mengkompensasinya dengan takikardi tetapi karena pada korban dapat terjadi vasovagal reflex yang mengakibatkan bradikardi. Pada sistem pernafasan mulai tampak takipneu dan hiperventilasi disertai dengan sianosis. Apabila dibiarkan maka akan timbul koma dan kejang sebagai akibat anoksia serebri.1,3,4

VIII. PEMERIKSAAN LABORATORIUM
Sampel darah
Sampel dari darah arteri yang berwarna coklat muda. Konsentrasi dari methemoglobin dapat dihitung melalui spektofotometri.
Analisa Biokimia
Hemoglobin total
Hitung jenis
Elektrolit terutama kalium
Keseimbangan asam basa
Tekanan gas darah
Analisa

IX. DIAGNOSIS
Diagnosis ditegakkan berdasarkan manifestasi klinis yang muncul.1,4,7
terlihat adanya sianosis tipe sentral yang bukan disebabkan oleh gangguan jantung atau paru
warna darah yang kecoklatan menunjukkan tingginya kadar methaemoglobinaemia.
Lamanya paparan. Dapat diperiksa kadar gas darah, keseimbangan asam basa, dan kadar nitrat di dalam urin.

X.PENATALAKSANAAN
1. Korban
Prinsip dari penanganannya adalah dengan menurunkan jumlah nitrit yang bersifat racun karena nitrat tidak begitu berbahaya.4,7
Rangsang muntah atau lakukan bilas lambung jika tertelan.
Monitor tanda vital, tekanan darah, pernafasan dan onset munculnya sianosis.
Berikan oksigen dosis tinggi perinhalasi jika mulai tampak adanya methemoglobinemia.
Metilen blue adalah antidotum spesifik bila terjadi methemoglobinemia.
Pasien dengan keracunan nitrat atau nitrit berat harus segera dibawa ke ICU.
Monitor juga kadar keseimbangan asam-basa dan analisa gas darah.

Antidotum
Metilen blue (tetramethyl thionine chloride) adalah antidotum spesifik bila terjadi methemoglonemia melebihi dari 30%. Sangat efektif tetapi juga mempunyai banyak efek samping. Dosis inisial adalah 1 sampai 2 mg/kg secara intravnea selama 5-10 menit. Pemulihan dari sianosis akan muncul dalam jangka waktu 1-2 jam. Tingkat dari methemoglobin harus dimonitor satu jam kemudian. Bila ternyata kadar nitrat dalam darah masih tinggi maka dapat diberikan dosis ulangan. Dosis dari metilen blue ini tidak boleh melebihi 7 mg/kgBB.3,4
Efek samping dari dari metilen blue adalah terjadinya nyeri dada, keletihan dan anemia hemolitik pada pasien dengan ganngguan defisiensi glukosa 6 fosfat dehidrogenase. Asam askorbat dapat menjadi antidotum alternatif walaupun efeknya sangat lambat.4,5,7





2.Sumber air
Nitrat sangat mudah bercampur dengan air dan sangat susah untuk dipisahkan. Ada tiga metode yang digunakan untuk mengurangi jumlah nitrat di dalam suatu lingkungan;5,6
1.Demineralisasi
2.Penukaran ion
3.Pencampuran

1.Demineralisasi
Demineralisasi akan mengurangi kadar nitrat dan mineral lain di dalam air. Dalam hal ini, penyulingan air adalah yang paling efektif. Pertama air dipanaskan, setelah itu uap air yang terbentuk dipindahkan ketempat lain yang lebih dingin sehingga terbentuk air kembali dan sisa mineral yang tertinggal akan mengendap di dasar pemanas. Proses ini memerlukan energi dan tenaga yang sangat besar.
2.Pertukaran ion
Cara ini adalah dengan menukar substansi lain yang serupa sehingga akan mengambil alih tempat yang seharusnya diikat oleh nitrat. Zat yang sering digunakan adalah klorida yang relatif kurang berbahaya.
3.Pencampuran
Cara ini adalah dengan mencampurkan air yang telah dicemari nitrat dengan air dari sumber yang berbeda dan mempunyai kadar nitrat yang rendah, sehingga dengan pencampuran kedua air ini diharapkan kadar nitrat dapat diturunkan.




DAFTAR PUSTAKA

1.Thompson B, Nitrates And Nitrites Dietary Exposure and Risk Assessment. Institute of Environmental Science & Research Limited. Christchurch Science Centre. New Zealand. 2004. Available from: www.esr.cri.nz. Access on: November 22, 2006.
2.Parrot K, Woodard J,Ross B. Household Water Quality. “Nitrates in Household Water”. Virginia polytechnic institute and state university. Virginia State University. Virginia. 2002. Available from: info.ag.uidaho.edu/pdf/CIS/CIS1099.pdf. Access on: December 1, 2006.
3.Argonne National Laboratory, EVS. Nitrate and Nitrite. Human Health Fact Sheet.. 2005. Available from: http://www.epa.gov/OGWDW/dwh/c-ioc/nitrates.html. Access on: November 22, 2006
4.Ruse M, Nitrates and Nitrites. IPCS, Newcastle. United Kingdom. 1999. Available from: http://www.inchem.org/nitrates&nitrites.html. Access on: November 22, 2006.
5.Mancl K, Nitrate in Drinking Water, University Outreach and Extension. University of Missouri. Missouri. 1998. Available from: www.p2pays.org/ref/17/16682.pdf. Access on ; December 1, 2006.
6.Morris D, Nitrate and Nitrite Poisoning. Vet Column. French Post. 1996. Available from: http://www/rmla.com/index.htm. Access on: November 22, 2006.
7.Allison CD. Nitrate Poisoning of Livestock. Cooperative Extension Service. College of Agriculture andHome Economics. New Mexico State University. 2003. Available from: cahe.nmsu.edu/pubs/_b/b-807.pdf. Access on: December 1, 2006.

No comments:

Post a Comment