Nitrifikasi adalah landasan siklus nitrogen dan proses penting dalam memastikan kualitas sumber daya air kita. Ini adalah proses biologis yang dimediasi oleh jenis mikroorganisme tertentu yang mengubah amonia menjadi nitrat. Memahami sains di balik nitrifikasi adalah kunci untuk menghargai pentingnya agen mikroba dalam pengolahan air limbah dan perlindungan lingkungan.

Proses dimulai dengan amonia (NH3) atau bentuk ionnya, amonium (NH4+), yang terdapat di berbagai sumber air, termasuk air limbah, limpasan pertanian, dan pembuangan industri. Tahap pertama nitrifikasi adalah oksidasi amonia menjadi nitrit (NO2-). Ini terutama dilakukan oleh sekelompok bakteri yang dikenal sebagai bakteri pengoksidasi amonia (AOB) dan arkea pengoksidasi amonia (AOA). Mikroba ini menggunakan amonia sebagai sumber energi, mengubahnya melalui serangkaian reaksi enzimatik, yang paling terkenal melibatkan enzim amonia monooxygenase (AMO). Produk antara, hidroksilamin, selanjutnya dioksidasi menjadi nitrit.

Tahap kedua nitrifikasi melibatkan oksidasi nitrit menjadi nitrat (NO3-). Langkah ini dilakukan oleh kelompok bakteri yang berbeda yang disebut bakteri pengoksidasi nitrit (NOB), seperti yang termasuk dalam genus *Nitrobacter* dan *Nitrospira*. Bakteri ini menggunakan nitrit sebagai sumber energi mereka, mengoksidasinya menjadi nitrat. Seluruh proses dua langkah ini membutuhkan kondisi aerobik, yang berarti oksigen yang cukup harus ada agar bakteri berfungsi secara efektif.

Reaksi keseluruhan dapat diringkas sebagai:

2 NH4+ + 3 O2 → 2 NO2- + 4 H+ + 2 H2O (Amonia ke Nitrit)

2 NO2- + O2 → 2 NO3- (Nitrit ke Nitrat)

Signifikansi nitrifikasi dalam pengolahan air terletak pada kemampuannya untuk menghilangkan amonia, yang sangat beracun bagi kehidupan akuatik bahkan pada konsentrasi rendah. Meskipun nitrat umumnya kurang beracun daripada amonia, nitrat dapat berkontribusi pada eutrofikasi jika ada dalam jumlah yang berlebihan. Namun, dalam banyak skenario pengolahan air limbah, nitrat yang dihasilkan melalui nitrifikasi selanjutnya dihilangkan melalui denitrifikasi, sebuah proses yang mengubah nitrat kembali menjadi gas nitrogen.

Efektivitas nitrifikasi dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan, termasuk pH, suhu, tingkat oksigen terlarut, dan keberadaan zat penghambat. Agen nitrifikasi khusus, yang sering dipasok oleh perusahaan seperti NINGBO INNO PHARMCHEM CO.,LTD., meningkatkan proses ini dengan memperkenalkan kultur terkonsentrasi dari bakteri bermanfaat ini. Agen-agen ini membantu membangun dan memelihara populasi nitrifikasi yang kuat, sehingga meningkatkan efisiensi penghilangan amonia dan memastikan pembuangan air yang lebih bersih. Sains nitrifikasi menggarisbawahi kekuatan mikroba dalam remediasi lingkungan dan pentingnya mendukung proses alami ini dengan alat bioteknologi yang efektif.