PENETAPAN KADAR TOC PADA AIR LIMBAH OIL CATCHER
KARYA ILMIAH
OLEH :
DINI AMALIA
062401064
PROGRAM DIPLOMA-3 KIMIA ANALIS
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENETAPAN KADAR TOC PADA AIR LIMBAH OIL CATCHER
KARYA ILMIAH
Diajukan untuk melengkapi tugas dan syarat mencapai gelar ahlimadya
DINI AMALIA
062401064
PROGRAM DIPLOMA-3 KIMIA ANALIS
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PENETAPAN KADAR TOC PADA AIR LIMBAH OIL CATCHER
Kategori : KARYA ILMIAH Nama : DINI AMALIA Nomor Induk Mahasiswa : 062401064
Program Studi : DIPLOMA (D3) KIMIA ANALIS Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui Oleh :
Departemen Kimia FMIPA USU Pembimbing, Ketua,
PERNYATAAN
PENETAPAN KADAR TOC PADA AIR LIMBAH OIL CATCHER KARYA ILMIAH
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Mei 2009
PENGHARGAAN
Puji syukur pada Allah SWT atas rahmat dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini dengan baik.
Penulisan karya ilmiah ini merupakan hasil pelaksanaan dari praktek kerja lapangan (PKL) di BLHSU, yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan program Diploma-3 Kimia Analis FMIPA USU. Dan dalam karya ilmiah ini penulis mengambil judul : “ PENETAPAN KADAR TOC PADA AIR LIMBAH OIL CATCHER “.
Dalam penulisan karya ilmiah ini penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Dan dengan segala kerendahan hati penulis ingin mempersembahkan karya ilmiah ini kepada Ayahanda Zulkifli (Alm) dan Ibunda Nurasiah Rangkuti, abang, kakak, adik saya tercinta, karena kalian penyemangat terbesar dalam hidupku.
Terima kasih kepada Dr. Rumondang Bulan, MS selaku Ketua Departemen Kimia, terima kasih kepada bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc. M.Phil karena bersedia membimbing penulis dengan sabar dan bijaksana. Terima kasih kepada kakak-kakak dan abang-abang analis laboratorium BLHSU untuk semua bantuan dan bimbingannya. Dan tak lupa ku ucapkan terima kasih untuk Kakanda tercinta Fahmi Mahyuddin yang selalu memberi semangat dan bantuannya sehingga karya ilmiah ini dapat selesai dengan baik.
Keluarga besar kimia analis 06 terima kasih atas doa dan dukungannya. Akhir kata penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi pembaca.
INTI SARI
THE CONSTANTED STANDART OF TOC IN WASTE WATER OIL CATCHER
ABSTRACT
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan ii
Pernyataan iii
Penghargaan iv
Inti Sari v
Abstract vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel ix
Daftar Gambar x
BAB 1 PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Permasalahan 2
1.3 Tujuan 2
1.4 Manfaat 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4
2.1 Sumber Air 4
2.1.1 Air Hujan 4
2.1.2 Air Permukaan 5
2.1.3 Air Tanah 5
2.2 Pencemaran Air 6
2.3 Pencemaran Oleh Minyak Dan Lemak 8
2.4 Air Limbah 10
2.4.1 Sumber Air Limbah 11
2.4.1.1 Air Limbah Domestik 11
2.4.1.2 Air Limbah Non Domestik 13
2.5 Limbah Karbon Organik 13
2.6 ANATOC (Analyzer Total Organic Carbon) 16 2.6.1 Teori Analyzer Total Organic Carbon (ANATOC) 16
2.6.2 Fungsi Komponen ANATOC 18
BAB 3 METODOLOGI PERCOBAAN 22
3.1 Alat dan Bahan 22
3.1.1 Alat-Alat 22
3.1.2 Bahan-Bahan 22
3.2 Prosedur Percobaan 23
3.2.1 Pengoperasian Alat 23
3.2.2 Pembuatan Larutan 24
3.2.3 Cara Kerja 24
3.2.4 Analisa Sampel 25
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN 26
4.1 Data 26
4.2 Pembahasan 28
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 29
5.1 Kesimpulan 29
5.2 Saran 29
DAFTAR PUSTAKA 30
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1.1 26
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.5 14
INTI SARI
THE CONSTANTED STANDART OF TOC IN WASTE WATER OIL CATCHER
ABSTRACT
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Air merupakan pelarut universal, sehingga hampir semua senyawa dapat larut di
dalamnya, baik itu senyawa organik maupun senyawa anorganik. Senyawa organik yang
terlarut dalam air dapat mengganggu kehidupan makhluk hidup di air, karena mengurangi
jumlah oksigen terlarut dalam air. Oleh karena itu penetapan kadar bahan organik dalam
air sangat penting untuk diteliti.
Saat ini, masalah utama yang di hadapi oleh sumber daya air meliputi kuantitas air
yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan kualitas air
untuk keperluan domestik yang menurun. Kegiatan industri, domestik, dan kegiatan lain
berdampak negatif terhadap sumber daya air, antara lain menyebabkan penurunan
kualitas air. Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan, kerusakan, dan bahaya bagi semua
makhluk hidup yang bergantung pada sumber air. Oleh karena itu perlu pengolahan
Pengolahan yang dimaksudkan dapat dimulai dari pengolahan yang sangat
sederhana sampai pada pengolahan yang canggih atau lengkap, sesuai dengan tingkat
kekotoran dari sumber air tersebut. Semakin kotor sumber air yang digunakan semakin
rumit pengolahan yang dibutuhkan dan semakin banyak pula teknik-teknik yang
digunakan untuk mengolah air tersebut agar dapat dimanfaatkan kembali ataupun
bermanfaat bagi lingkungan, sehingga lingkungan tidak tercemar.
Pada industri air memiliki banyak manfaat, oleh karena itu baik air yang akan
digunakan kembali kelingkungan haruslah dapat memenuhi standart mutu, khususnya
untuk air limbah diharapkan agar dapat memenuhi standart baku mutu yang telah
ditentukan agar lingkungan tidak tercemar.
Pengukuran kandungan senyawa organik dalam air secara langsung dapat melalui
analisis karbon organik total atau sering disebut dengan TOC (Total Organic Carbon).
Analisis ini mengukur semua bahan yang termasuk dalam kategori senyawa organik.
Karbon organik total diukur dengan konversi karbon organik dalam air yang dioksidasi
sempurna menjadi karbondioksida dan H2O. Pengukuran kandungan senyawa organik
Mengingat pentingnya penentuan kadar TOC dari air limbah maka penulis tertarik
untuk membahas masalah tersebut dalam karya ilmiah dengan mengambil judul ,”
PENENTUAN KADAR TOC PADA AIR LIMBAH OIL CATCHER”
1.2Permasalahan
Pada analisa yang dilakukan pada air limbah oil catcher dari perusahaan minyak di
laboratorium BLHSU (Badan Lingkungan Hidup Sumatera Utara) apakah telah
memenuhi nilai standart yang telah ditetapkan agar tidak dapat mencemari lingkungan.
1.3Tujuan
- Untuk mengetauhi kualitas air limbah oil catcher apakah sudah memenuhi nilai
yang telah ditetapkan
- Untuk mengetahui dampak yang terjadi apabila kadar TOC melebihi nilai standart
- Untuk menambah pengetahuan bagi penulis dalam analisa TOC khususnya pada
1.4Manfaat
Untuk mengetahui pentingnya analisa TOC, untuk mengetahui kadar total karbon
organik dari air limbah sehingga dampak-dampak negatif yang dapat ditimbulkan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sumber air
Pada produksi minyak bumi dari formasi mempunyai kandungan air yang sangat
besar bahkan bisa mencapai kadar lebih dari 90%. Air yang terproduksi ini merupakan air
tanah () merupakan air yang berada di permukaan tanah. Pada dasarnya dapat berasal dari
air hujan (prespitasi), baik melalui proses infiltrasi secara langsung ataupun secara tidak
langsung dari air sungai, danau, rawa dan genangan air lainnya. (Effendi, H. 2003)
Air yang diperlukan dunia industri dapat diambil dari setiap titik dalam siklus
hidrologis, tergantung teknologi yang dimiliki dan biaya yang tersedia untuk pengambilan
dan untuk memperbaiki kualitasnya sehingga sesuai untuk penggunaannya.
Sumber-sumber air ;
1. Air hujan
2. Air permukaan
3. Air tanah
2.1.1. Air Hujan
Dalam lintasan jatuhnya air hujan mengabsorpsi gas-gas dan uap-uap yang
terdapat di udara, terutama oksigen, nitrogen dan karbon dioksida, yang merupakan
komponen-komponen utama dari udara.
Air hujan mempunyai sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun
bak-bak penampungan air, sehingga hal ini dapat mempercepat terjadinya korosi, dan air
hujan juga bersifat lunak, sehingga boros terhadap pemakaian sabun. Maka untuk menjadi
air hujan sebagai sumber air minum hendaknya pada waktu mulai turun dibiarkan dan
diendapkan terlebih dahulu, karena masih banyak mengandung kotoran.
2.1.2. Air Permukaan
Air permukaan yang mencakup air sungai, air danau, air kolam dapat merupakan
kumpulan air hujan yang jatuh dan mengalir di atas permukaan tanah atau campuran
antara lain aliran permukaan dan air tanah ataupun air yang mengalir keluar pada musim
kemarau.
Secara alamiah sungai, danau, kolam dapat tercemar pada daerah permukaan air
saja. Pada sungai yang besar dan arus yang deras, sejumlah kecil bahaya pencemar akan
Indonesia air permukaan ini banyak digunakan sebagai sumber air minum tetapi harus
diolah terlebih dahulu agar sesuai dengan standart baku mutu.
2.1.3. Air Tanah
Air tanah umumnya mengandung garam-garam terlarut. Jenis dan kadar garam
terlarut yang terkandung dalam air tanah adalah tergantung pada kondisi tanah dalam
lintasan aliran air tanah.
Umumnya, kadar konstituen terlarut dalam air tanah adalah lebih tinggi jika dibandingkan
dengan kadarnya pada permukaan, disebabkan oleh lebih lamanya periode kontak antara
air dan zat-zat yang dapat larut yang berada dalam lapisan tanah. (Fardiaz, S. 1992).
Diantara sumber-sumber air yang ditinjau tersebut, air permukaan dan air tanah
merupakan sumber-sumber air yang paling luas penggunaannya sebagai sumber cair
untuk berbagai keperluan-keperluan konsumsi domestik. Mata air juga merupakan bagian
dari air tanah. Mata air adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya kepermukaan
tanah. Mata air ini hampir tidak terpengaruh oleh musim dan kualitasnya sama dengan
keadaan air pada bagian dalamnya. (Effendi, H. 2003)
Pencemaran air adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi
atau komponen lain ke dalam air atau berubahnya tatanan air oleh kegiatan manusia atau
oleh proses alam, sehingga kualitas air menurun sampai ke tingkat tertentu yang
menyebabkan air berkurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai kegunaannya.
Air merupakan substrak yang paling parah akibat pencemaran berbagai jenis
pencemaran baik yang berasal dari :
a. Sumber domestik (rumah tangga), perkampungan kota, pasar, jalan, dan
sebagainya.
b. Sumber non domestik (pabrik, industry, pertanian, peternakan, perikanan serta
sumber-sumber lainnya).
banyak memasuki badan air. Secara langsung ataupun tidak langsung pencemar tersebut
akan berpengaruh terhadap kualitas air, baik untuk keperluan air minum, air industri
ataupun keperluan lainnya. Berbagai cara dan usaha telah banyak dilakukan agar
kehadiran pencemar terhadap air di hindari, di kurangi atau minimal dapat dikendalikan,
(Fardiaz, S. 1992).
Masalah pencemaran serta efesiensi penggunaan sumber air, merupakan pokok
persoalan yang paling banyak di bahas. Hal ini mengingat keadaan peranan alami di
kuantitasnya. Sehingga tidak berlebihan pendapat peserta bahwa dikemudian hari dunia
akan dilanda krisis air seperti halnya krisis pangan, energi dan sebagainya. Bahkan untuk
beberapa Negara masalah kekurangan air sudah terjadi sejak lama.
Beberapa pokok-pokok yang ditekankan pada pengertian pencemaran air meliputi
dasar-dasar sebagai berikut :
1. Air pada suatu “badan air” di katakan mengalami pencemaran, bila
pembebasan akan bahan-bahan buangan (kontaminan) sampai pada suatu
tingkat/keadaan tertentu dapat membahayakan fungsi air dari badan air
tersebut.
2. Bahwa masing-masing fungsi air dalam badan-badan air memiliki suatu
“standar kualitas” yang perlu ditentukan terlebih dahulu sebagai batasan
sebelum dapat dilakukan suatu penilaian apakah suatu pencemaran pada suatu
badan air itu terjadi atau tidak. Jelasnya, masing-masing badan air sesuai
dengan fungsinya mempunyai standar kualitas sendiri-sendiri.
3. Masing-masing standar tersebut di atas masih perlu ditentukan pula secara
lokal, nasional, atau internasional. Dasar-dasar pertimbangan yang digunakan
untuk penentuan standart tersebut bermacam-macam, tergantung pada
Karena air memiliki jaringan aliran yang luas (hydrologicycle), maka air yang
berada di suatu tempat baik mengalir maupun menetap (relative) pada permukaan tanah
yang disebut “Badan air”. Yang termasuk dalam klasifikasi badan air adalah sungai,
waduk, saluran air, rawa-rawa dan lain-lain. (suriawiria, U. 1993).
2.3. Pencemaran oleh minyak dan lemak
Minyak dan lemak yang mencemari air sering dimasukkan ke dalam kelompok
padatan, yaitu padatan yang bisa mengapung di atas permukaan air. Minyak yang terdapat
dalam air dapat berasal dari berbagai sumber, diantaranya karena pembersihan dan
pencucian kapal-kapal di laut, adanya pengeboran minyak di dekat laut atau ditengah laut,
terjadinya kebocoran kapal pengangkut minyak, dan sumber-sumber lainnya misalnya
dari buangan pabrik.
Minyak tidak larut, oleh karena itu jika air tercemar oleh minyak maka minyak
tersebut akan tetap mengapung, kecuali jika terdampar ke pantai atau tanah di sekeliling
sungai. Tetapi ternyata tidak demikian halnya. Semua jenis minyak mengandung
senyawa-senyawa volatile yang segera dapat menguap. Ternyata selama beberapa hari
menguap akan mengalami emulsifikasi yang mengakibatkan air dan minyak dapat
bercampur.
Ada dua macam emulsi yang terbentuk antara minyak dengan air, yaitu emulsi
minyak dalam air dan emulsi air dalam minyak. Emulsi minyak dalam air terjadi jika
droplet-droplet minyak terdispersi di dalam air dan distabilkan dengan interaksi kimia
dimana air menutupi permukaan droplet-droplet tersebut. Hal ini terjadi terutama di
dalam air yang berombak, dan droplet minyak tersebut tidak terdispersi pada permukaan
air, melainkan menyebar di dalam air. Beberapa droplet minyak, terutama yang berikatan
dengan partikel mineral, menjadi lebih berat dan akan mengendap ke bawah.
Emulsi air dalam minyak terbentuk jika droplet-droplet air ditutupi oleh lapisan
minyak, dan emulsi ini distabilkan oleh interaksi di antara droplet-droplet air yang
tertutup. Emulsi macam ini terlihat sebagai lapisan yang mengapung pada permukaan air
dan lekat, dan kadang-kadang karena kandungan air di dalam droplet-droplet minyak
tersebut cukup tinggi maka total volumenya menjadi lebih besar dibandingkan dengan
minyak aslinya.
Sebagian besar emulsi minyak tersebut kemudian akan mengalami degradasi
melalui fotooksidasi spontan dan oksidasi oleh mikroorganisme. Mikroorganisme
kira-kira tiga bulan, hanya tinggal 15% dari volume minyak yang mencemari air masih
tetap terdapat di dalam air. Jika pencemaran minyak terjadi di pantai, penghilangan
minyak mungkin lebih cepat karena minyak akan melekat pada benda-benda padat seperti
batu dan pasir yang mengalami kontak dengan air yang tercemar tersebut.
Pencemaran air oleh minyak sangat merugikan karena dapat menimbulkan hal-hal
sebagai berikut :
1. Adanya minyak menyebabkan penetrasi sinar ke dalam air berkurang. Ternyata
intensitas sinar di dalam air sedalam 2 meter dari permukaan air yang
mengandung minyak adalah 90% lebih rendah daripada intensitas sinar pada
kedalaman yang sama di dalam air yang bening.
2. Konsentrasi oksigen terlarut menurun dengan adanya minyak karena lapisan film
minyak menghambat pengambilan oksigen oleh air.
3. Adanya lapisan minyak pada permukaan air akan mengganggu kehidupan burung
air karena burung-burung yang berenang dan menyelam bulu-bulunya akan
ditutupi oleh minyak sehingga menjadi lekat satu sama lain, akibatnya
kemampuannya untuk terbang juga menurun
4. Penetrasi sinar dan oksigen yang menurun dengan adanya minyak dapat
2.4. Air Limbah
Air limbah tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia, hal ini disebabkan
karena dalam kehidupan sehari-hari manusia selalu menggunakan air limbah untuk
berbagai kegiatan guna memenuhi kebutuhan hidupnya.
Limbah adalah sampah cair dari suatu lingkungan masyarakat dan terutama terdiri
dari air yang telah dipergunakan dengan hampir 0.1% dari padanya berupa benda-benda
padat yang terdira dari zat organik dan anorganik. (Sumarwoto, O. 1990).
Pencemaran terjadi pada saat senyawaan-senyawaan yang dihasilkan dari kegiatan
manusia di tambahkan ke lingkungan, menyebabkan perubahan yang buruk terhadap
kekhasan fisik, kimia, biologis dan estetis. Tentu saja, semua makhluk hidup bukan
manusia juga menghasilkan limbah yang dilepaskan ke lingkungan, namun umumnya
dianggap bagian dari system alamiah, apakah mereka memiliki pengaruh buruk atau
tidak. Pencemaran biasanya dianggap terjadi sebagai hasil tindakan manusia. Dengan
demikian, proses-proses alamiah dapat terjadi dalam lingkungan alamiah yang sangat
mirip dengan proses-proses yang terjadi karena pencemar. (Connel,D,W and Miller,G,J.
2.4.1. Sumber air limbah 2.4.1.1. Air limbah domestik
Berasal dari rumah tangga, perkantoran, pusat perdagangan, rumah sakit, dan
mengandung berbagai bahan antara lain: kotoran, urine dan air bekas cucian yang
mengandung ditergen, bakteri dan virus. Sifat-sifat yang memiliki oleh air buangan
adalah sifat fisik, kimia dan biologis:
1. Sifat fisik
Sebagian besar air buangan domestik tersusun atas bahan-bahan organik.
Pendregadasian bahan-bahan organik pada air buangan akan menyebabkan
kekeruhan. Selain itu kekeruhan terjadi akibat lumpur, tanah liat, zat koloid dan
benda-benda terapung yang tidak segera mengendap. Pendergradasian bahan-bahan
organic juga menimbulkan terbentuknya warna. Parameter ini dapat menunjukkan
kekuatan pencemaran.
Komponen bahan-bahan organik tersusun atas protein, lemak, minyak dan sabun.
Penyusunan bahan-bahan organik tersebut cenderung mempunyai sifat berubah-ubah
(tidak tetap) dan mudah menjadi busuk. Keadaan ini menyebabkan air buangan
domestik menjadi berbau.
Pengaruh kandungan bahan kimia yang ada di dalam air bungan domestik dapat
merugikan lingkungan melalui beberapa cara. Bahan-bahan terlarut dapat
menghasilkan DO atau oksigen terlarut dan dapat juga menyebabkan timbulnya bau
ini sebabnya, ialah struktur protein sangat kompleks dan tidak stabil serta mudah
terurai menjadi bahan kimia lain oleh proses dekomposisi.
Di dalam air buangan domestik dijumpai karbohidrat dalam jumlah yang cukup
banyak, baik dalam bentuk gula, kanji dan selulosa. Gula cenderung mudah terurai,
sedangkan kanji dan selulosa lebih bersifat stabil dan tahan terhadap pembusukan.
Lemak dan minyak merupakan komponen bahan makanan dan pembersih yang
banyak terdapat di dalam air buangan domestik. Kedua bahan tersebut berbahaya bagi
kehidupan biota air dan keberadaannya tidak diinginkan secara estetika selain dari itu
lemak merupakan sumber masalah utama dalam pemeliharaan saluran air buangan.
Dampak negative yang ditimbulkan oleh kedua bahan ini adalah terbentuknya lapisan
tipis yang menghalangi ikatan antara udara dan air, sehingga menyebabkan
kekurangan konsentrasi DO. Kedua senyawa juga menyebabkan meningkatnya
3. Sifat biologis
Keterangan tentang sifat biologis air buangan domestik diperlukan untuk
mengukur tingkat pencemaran sebelum di buang ke badan air penerima.
Mikroorganisme-mikroorganisme yang berperan dalam proses penguraian
bahan-bahan organik di dalam air buangan domestik adalah bakteri, jamur, protozoa dan
algae. Bakteri adalah mikroorganisme bersel satu yang menggunakan bahan organik
dan anorganik sebagai makanannya. Berdasarkan penggunaan makanannya, bakteri
dibedakan menjadi bakteri autotrof dan heterotrof. Bakteri autotrof menggunakan
karbondioksida sebagai sumber zat karbon, sedangkan bakteri heterotrof
menggunakan bahan organik sebagai sumber zat karbonnya. Bakteri yang
memerlukan oksigen untuk mengoksidasi bahan organic disebut bakteri aerob,
sedangkan yang tidak memerlukan oksigen disebut bakteri anaerob.
2.4.1.2. Air limbah Non Domestik
Limbah non domestik adalah limbah yang berasal dari pabrik, industri, pertanian,
peternakan, perikanan, transportasi, dan sumber-sumber lain. Limbah ini sangat bervariasi
bekas tanaman yang bersifat organik, pestisida, bahan pupuk yang mengandung nitrogen,
dan sebagainya.
Perkembangan kota semakin pekat akan meningkatkan aktivitas sehingga
menyebabkan peningkatan kebutuhan akan air bersih yang besar, baik untuk keperluan
domestik maupun non domestik. Seiring dengan itu, maka jumlah air buangan semakin
meningkat sementara lahan semakin sempit. Hal ini menyebabkan masalah pembuangan
air, sehingga perlu ada usaha terpadu untuk mengelola air buangan agar tidak mencemari
lingkungan. (Sugiharto. 1987).
2.5 Limbah Karbon Organik
Jika zat-zat yang kaya organik ditambahkan ke dalam sistem, beberapa jalur yang
terlihat pada gambar 2.5 meningkat jaraknya dan juga beberapa sumber karbon organik
meningkat ukurannya. Ini mengakibatkan meningkatnya pernapasan, terutama melalui
pernapasan mikroorganisme, yang menyebabkan menigkatnya jumlah karbon dioksida
CO3 2
HCO3 CO2 CH4
Biomassa heterotrofik Detritus
SUMBER KARBON ORGANIK Biomassa autotrofik BAHAN ANORGANIK BAHAN ORGANIK SEGMEN GEOLOGI
[image:31.612.120.519.144.410.2]AIR DAN UNSUR YANG AKTIF SECARA BIOLOGIS Mobilisasi Karbonat Presipitasi Karbonat ATMOSFER
Gambar 2.5 Transformasi karbon dalam sistem perairan dengan proses yang
dipercepat atau ditingkatkan oleh penambahan bahan organic yang diperlihatkan dalam garis tebal
Limbah yang kaya akan karbon organik pada umunya dibuang kedalam jalan cair
dalam bentuk kotoran, limbah pengolahan makanan dari buah, daging, susu dan industry
gula, seperti halnya limbah dari pabrik kertas dan bermacam industri lainnya. Karbon
organic di dalam limbah ini selalu dalam bentuk karbohidrat, protein, lemak, zat humus,
surfaktan dan berbagai macam zat yang berhubungan dan berasal dari zat-zat tersebut.
buangannya ke dalam jalan air dapat menurunkan kandungan oksigen yang terlarut secara
besar-besaran di dalam badan tersebut.
Pencemaran organik dapat juga disebabkan dari aliran perkotaan yang
menyebabkan buangan tak terarah ke dalam jalan air. Juga, tempat penimbunan di lepas
pantai untuk limbah kotoran pada umumnya pada palung laut dan tempat lainnya. Dalam
beberapa keadaan daerah teduh air bukan perkotaan dapat memberikan masukan organik
yang tinggi dimana terdapat jenis-jenis kegiatan tertentu dilakukan, seperti penebangan
kayu. (Connel, D,W and Miller, G,J. 1995).
2.5.1. Kandungan Karbon Organik Total (TOC)
Selain karbon anorganik yang terdapat dalam komponen penyusun alkalinitas,
karbon di perairan juga terdapat dalam bentuk karbon organik yang berasal dari tumbuhan
atau biota akuatik, baik yang hidup atau mati dan menjadi detritus; maupun karbon yang
terdapat pada bahan organik yang berasal dari limbah industry dan domestic.
Penjumlahan karbon organik total dan karbon anorganik total (karbonat, bikarbonat, dan
asam karbonat) merupakan nilai karbon total (total carbon).
Karbon organik total atau Total Organic Carbon (TOC) terdiri atas bahan organic
Organic Carbon) dengan perbandingan 10 : 1. Bahan organik yang tercakup dalam TOC
misalnya asam amino dan karbohidrat (Jeffries dan Mills, 1996). DOC dan POC dapat
diukur secara terpisah dengan menyaring air sampel menggunakan filter berdiameter 0,7
µ m; sedangkan pengukuran TOC tidak memerlukan penyaringan. TOC juga dapat
menggambarkan tingkat pencemaran, terutama apabila nilai TOC antara bagian hulu dan
bagian hilir dari tempat pembuangan suatu limbah dapat dibandingkan.
Pada penentuan nilai TOC, bahan organik dioksidasi menjadi karbondioksida
yang diukur dengan non-dispersive infrared analyzer. Pengukuran TOC juga dapat
dilakukan dengan menggunakan flame ionization detector. Pada metode ini, karbon
dioksida di reduksi menjadi gas metana. Pengukurn TOC relatife lebih cepat daripada
pengukuran BOD dan COD.
Pada perairan alami yang relative jernih, nilai DOC biasanya lebih besar daripada
POC. Pada saat sungai mengalami banjir, nilai POC akan lebih besar daripada DOC. Pada
perairan alami, nilai TOC biasanya berkisar antara 1 – 30 mg/liter (McNeely et. al.,
1979); sedangkan pada air tanah nilai TOC biasanya lebih kecil, yaitu ± 2mg/liter. Nilai
TOC perairan yang telah menerima limbah, baik domestik maupun industri, atau perairan
2.6 ANATOC (Analyzer Total Organic Carbon).
2.6.1. Teori Analyzer Total Organic Carbon (ANATOC)
Gabungan organic photocatalytic oxidation decomposes pada jenis medium
memberikan carbon dioxide, air, dan acid, basa atau garam dari elemen aslinya. Hasil dari
gas CO2 secara akurat ditentukan melalui pengukuran konduktivitas. Oxidasi yang dibawa oleh illuminasi sample
pada ruangan bertemperatur dengan sinar U.V (300 – 400nm)
pada kehadirannya di sebuah katalis. Katalis ini adalah titanium
dioxide yang mewakili suspense dilute dalam air. ANATOC
berisikan sistem tertutup yang mengandung udara katalis.
Dua pompa peristaltic memutar solusi dan dicampur dengan udara disekitar loop
carian. Bagian dari cairan masuk dua gelas coil disekitar sinar UV dimana photocatalysis
terjadi. Masuknya udara memastikan agitasi dari sample dan suspense katalistik dan
menyediakan ekses oxygen untuk mendukung proses oxidasi.
Tidak adanya sample, setiap gabungan organik yang ada pada level latar belakang
sistem teroksidasi sampai suatu level keseimbangan gas carbon dioxida terbentuk
Pada separator gas cair komponen gas (udara dengan CO2 pada keseimbangan dengan campuran gas) merupakan bagian dari cairan dan sirkulasi pada loop gas. Pada
loop ini udara dicapai dengan CO2 dan merupakan gelembung melalui air murni dimana konduktivitas probe mendeteksi kenaikan pada konsentrasi ion karena formasi carbonic
acid.
Setelah beberapa menit bersirkulasi dan photocatalic oxidation, maka loop yang
tertutup mencapai keseimbangan:
a. Semua carbon organic telah dioxsidasi
b. Keseimbangan telah terbentuk antara dissolved dan gas pada phase CO2 dan c. Transfer fisik CO2 dicapai udara antara cairan dan loop gas telah selesai. Sample (dari 50µ l sampai 100ml) diinjeksi kedalam cairan loop melalui sebuah septum
dalam separator gas cair.
Campuran sample dengan catalis pada suspensi seperti disirkulasi kembali untuk
beberapa saat melalui cairan loop dengan cara mengaktifkan pompa peristaltic. Pompa
angin mengambil udara dari loop gas dan menciptakan gelembung pada cairan untuk
mendapatkan ekses oxygen sebagai pendukung proses oxidasi.
Oxidasi terjadi melalui photocatalysis selama dilalui oleh cairan melalui coil kaca
disekitar sumber lamu UV. Karbon dioxide bercampur dengan udara dan ditransfer ke
Pada loop gas, carbon dioxide mencapai gas melalui sel kondukt ivitas, dimana ia
bercampur dengan carbonic acid. Campuran ini memberikan spesis kondukting.
Selanjutnya, kenaikan pada konduktivitas air dengan kemurnian tinggi pada sel dicatat.
Dalam beberapa menit, konduktivitas stabil, menandakan oxidasi selesai dan
keseimbangan sistem tertutup pada level carbon dioxide yang baru. Dengan cara
menghubungkan carbon yang sama dengan konduktivitas garis batas, carbon organic
yang mengandung sample dapat ditentukan.
2.6.2. Fungsi komponen ANATOC
ANATOC mengandung beberapa komponen yang sederhana, dan unik bagi
instrument ini. Pada saat ia perlu untuk diketahui mengenai prinsip pengoperasiannya, ia
bisa digunakan dengan fungsi dari setiap komponen agar dan siap mendeteksi sumber dari
segala kekeliruan.
- Titanium Dioxide Catalyst
Katalis yang digunakan untuk mempersiapkan 0.2% suspensi adalah photoactive
berkekuatan tinggi dari TiO2 yang dapat memastikan secara cepat konversi dari
- Separator Gas Cair
Jaringan separator gas cair bereaksi atau loop cairan dengan deteksi atau loop gas
instrument dengan memudahkan separasi carbon dioxide mencapai udara dari
kandungan reaksi coil. Udara ini kemudian melewati sel konduktivitas untuk
mendeteksi carbon dioxide sebagai carbonate yang merupakan sepsis kondukting.
Separator gas cair juga merupakan point dari pengenalan sample. Sample (atau
standart) diperkenalkan melalui injeksi port septum menggunakan jarim analytical
yang baik.
- Spray Trap
Spray trap ini terdapat di loop gas. Berfungsi untuk membuat trap pada ion
inorganic yang bisa dibawa melewati semportan dan reaksi loop. Ion-ionnya akan
mencapai sel, dan menghasilkan suatu kenaikan pada koduktivitas dan kesalahan
dalam hasil. Trap tersebut harus dimonitor secara teratur sesuai dengan jangka
waktu yang telah ditetapkan dan dikosongkan sebelum level cairan mencapai gas
dibagian dalam tabung.
Sel konduktivitas ini lengkap dengan probe-nya merupakan alat detector. Aliran
gas dari loop cairan berpindah ke carbon dioxide, dan diatur oleh oxidasi
campuran organik, untuk memurnikan air dalam sel, dimana campuran tersebut
mengandung carbonate dan ion hydronium.
Kenaikan resultant pada konduktivitas merupakan kesamaan pada kandungan
organic dari loop cairan sample melalui kalibrasi dengan standart yang diketahui.
Seperti sel konduktivitas bukanlah merupakan detector non-spesifik, ia sangat
penting untuk menjaga unit tetap bersih dan bebas dari kontaminasi. Selanjutnya,
hanya air dengan kemurnian tinggi yang harus digunakan untuk membersihkan
dan mengisi sel.
- Menswit Katup
Terdapat tujuh titik control aliran yang dioperasikan oleh swit katup yang
terpasang. Tiga dari titik-titik tersebut merupakan loop cair instrument dan
dioperasikan untuk mengosongkan loop dari kandungan limbah serta
memperkenalkan suspense katalis segar.
Sedangkan titik-titik lainnya terdapat pada loop gas, digunakan untuk
memaksakan instrument dengan udara atmosfir setelah analisis dan selamka
dengan aliran udara yang keluar dari reaksi coil (dalam hal ini temperature dan
kandungan carbon dioxida) katup expel memutar udara pada atmosfir dan
memperkenalkan udara segar kedalam loop reaksi. Ini di perlukan untuk
memastikan bahwa instrument merupakan garis batas untuk sampel yang
diperkenalkan.
- Reaksi Coil
Reaksi coil kaca digunakan untuk menyediakan eksposur maksimum dari sampel
dalam loop gas pada sumber cahaya yang dihitung dalam pusat setiap reaksi coil.
Coil-coil ini disambungkan secara pararel dan ditambahkan pada salah satu ujung
pompa dan yang lainnya pada separator gas cair.
- Sumber Cahaya UV
Lampu-lampu yang digunakan adalah 8 watt berbentuk tabung blacklight
fluorescent. Lampu-lampu ini dapat menyediakan sumber panas dari sinar UV nya
yang dikombinasikan dengan titanium dioxide sehingga sinar UV nya sangat kuat
pada kondisi oxidasi. Lampu-lampu tersebut diletakkan secara horizontal pada
pusat dari reaksi coil untuk mendapatkan efisiensi maksimum.
Reaksi coil dan lampu-lampu merupakan gabungan integral dan harus dipasang
- Kipas pendingin
Kekuatan kipas untuk menghantarkan udara melewati reeaksi coil melalui pipa
yang disambungkan. Kipas pendingin ini diperlukan untuk mempersiapkan suatu
kondisi konstan (dan mendekati ambient) temperature diantara reaksi loop untuk
memastikan bahwa setiap temperature/carbon dioxide mempunyai distribusi effek
minimal. Penyerapan udara untuk loop reaksi juga berasal dari area ini. Hal ini
untuk memastikan bahwa sampel udara adalah homogeny dan mewakili
lingkungan kerja.
- Pompa Peristaltic
Pompa peristaltic memiliki dua saluran yang dapat mensirkulasikan cairan dari
loop reaksi dan gas dari loop deteksi melalui sistem. Bagian dalam pompa cairan
adalah dari dasar separator gas cair dan bagian dalam pompa gas adalah dari dekat
injector port, pada saat hasil pemompaan disedot melalui T-piece untuk reaksi
spiral. Tabung pompa dan garis-garis flexible secara khusus dijaga dari Viton.
Ketinggian relative dari Viton, dibandingkan dengan material tabung pompa lain,
sudah pasti berkurang kontaminasinya dari campuran organic dalam tabung.
BAB 3
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1. Alat dan Bahan 3.1.1. Alat - alat
- PH meter
- Gelas piala 100 dan 200 ml
- Gelas ukur 25 ml
- Timbangan analitis
- Labu ukur 100 dan 250 ml
- Pipet ukur 5 ml
3.1.2. Bahan – Bahan
- Aquadest yang telah dikocok bersama resin
- Larutan standart Asam Benzoat 200 ppm (200mg C/L)
- Larutan asam perkhlorit 0,1M
- Larutan NaOH 0,1 M
- Suspensi katalis titanium dioksida (TiO2) 0,2%
3.2. Prosedur Percobaan 3.2.1. Pengoperasian Alat
- Tekan bagian ON di bagian belakang alat
- Kosongkan wadah tempat buangan
- Isi botol 250 ml dan katalis TiO2 – 150 ml
- Isi ulang sel konduktivitas dengan air berkemurnian tinggi
- Tekan start
- Tunggu 30 menit
- Bila base line stabil maka lampu merah akan berganti kuning dan tampilan
konduktivitas harus mendekati 1,4 Ms/cm
- Set program
- Konsentrasi standart 100 ppm
- Dari menu utama lakukan langkah sebagai berikut :
1. Tekan 2 calibration
2. Tekan 1 recalibrate
4. Ketik stand yang diinginkan (100)
5. Tekan enter
6. Ketik V stand yang akan di injeck (misalnya 200)
- Tekan enter
- Tunggu lampu berwarna kuning
- Lakukan injeksi melalui septum
- Bila ada pertanyaan di display tekan tombol yes
- Lakukan injeksi melalui septum (replicate 2)
- Bila ada pertanyaan di display tekan yes
- Venting akan bekerja secara otomatis
- Mencetak hasil kalibrasi dengan langkah sebagai berikut
1. Tekan 2 calibrator
2. Tekan 3 Print
3.2.2. Pembuatan larutan
- Larutan standart asam benzoat 200 mg C/L (200 ppm) dengan cara melarutkan
- Larutan standart Benzioc Acid 100 mg C/L (100 ppm) dengan cara mengencerkan
12,5 ml larutan standart Benzoik Acid 200 ppm dengan 25 ml destilasi
berkemurnian tinggi
- Larutan asam perkhlorik 0,1 M dengan cara mengencerkan 9 ml asam perkhlorik
70% dalam 1000 ml air suling
- Larutan NaOH 0,1 M dengan cara melarutkan 4 gr NaOH dengan 1000 ml air suling
- Larutan Buffer phospat pH 4,5 dengan cara melarutkan 13,61 gr potassium
dihidrogen ortopospate dengan 1000 ml air suling
- Suspensi katalis Titanium dioksida 0,2% dengan cara melarutkan 1gr TiO2 dengan 100 ml air destilasi berkemurnian tinggi dalam gelas piala 200 ml lalu atur pH 3,5
dengan asam perkhlotik 0,1 M, masukkan dalam lalu ukur 500 ml, lalu tambahkan
air destilasi berkemurnian tinggi sampai tanda batas.
3.2.3. Cara Kerja
- Di pipet 25 ml aquadest
- Di pipet 12,5 ml larutan standart asam benzoate 200 ppm
- Dimasukkan bersamaan ke dalam Erlenmeyer 50 ml
- Dipakai alat ANATOC (analisa TOC)
- Untuk menstabilkan alat digunakan larutan titanium dioksida
- Ditunggu selama 30 menit sampai di peroleh konduktivitas 1,4 Ms/cm dan lampu
berwarna kuning
3.2.4. Analisa Sampel
- Tekan 1. Run mode
- Ketik nomor sampel
- Tekan enter
- Ketik volume sampel
- Tekan enter
- Ketik DIL (rasio pengenceran)
- Tekan enter
- Tunggu lampu berwarna kuning
- Lakukan injeksi
- Tunggu sampai nilai TOC tercetak di kertas printer
- Tekan enter
BAB 4
DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Data
Pada penetapan analisa kadar TOC yang dilakukan selama Praktek Kerja di
BLHSU (Badan Lingkungan Hidup Sumatera Utara) di peroleh data-data sebagai Berikut
Kode Nomor Sampel
Konsentrasi
31/LC/02/09
32/LC/02/09
33/LC/02/09
34/LC/02/09
35/LC/02/09
36/LC/02/09
37/LC/02/09
77/LC/02/09
78/LC/02/09
79/LC/02/09
80/LC/02/09
00065,064
00029,631
00033,547
00023,478
00031,558
00032,680
00032,424
00048,838
00011,315
000129,9
00023,94
Setelah dilakukan pengukuran konsentrasi, dilakukan pengukuran pH kemudian di hitung
[image:48.612.190.447.139.365.2]rasio pengenceran yang dinyatakan sebagai DIL (Dilution).
Sampel (kode)
31/LC/02/09
32/LC/02/09
33/LC/02/09
34/LC/02/09
35/LC/02/09
36/LC/02/09
37/LC/02/09
77/LC/02/09
78/LC/02/09
79/LC/02/09
80/LC/02/09
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
pH
7,31
7,56
7,93
7,34
7,25
7,82
7,84
7,59
7,66
7,72
7,24
(+) As perklorat
0,6 ml
0,3 ml
0,3 ml
0,3 ml
0,5 ml
0,5 ml
0,3 ml
1 ml
0,6 ml
1,6 ml
0,8 ml
Hasil Anatoc (ppm)
1,024
1,012
1,012
1,012
1,02
1,02
1,012
1,04
1,024
1,064
1,032
dimana :DIL = dilution (rasio Pengenceran)
Contoh
Untuk sampel
Sampel
32/LC/02/09
4.2. Pembahasan
Dari hasil analisa yang dilakukan selama praktek lapangan di Badan Lingkungan
Hidup Sumatera Utara dapat dilihat kadar TOC dari beberapa kode sampel yang telah
dianalisa, yaitu :
a. Sampel 31/LC/02/09 Kadar TOCnya adalah 1,024 ppm
b. Sampel 32/LC/02/09 Kadar TOCnya adalah 1,012 ppm
c. Sampel 33/LC/02/09 Kadar TOCnya adalah 1,012 ppm
d. Sampel 34/LC/02/09 Kadar TOCnya adalah 1,012 ppm
f. Sampel 36/LC/02/09 Kadar TOCnya adalah 1,02 ppm
g. Sampel 37/LC/02/09 Kadar TOCnya adalah 1,012 ppm
h. Sampel 77/LC/02/09 Kadar TOCnya adalah 1,04 ppm
i. Sampel 78/LC/02/09 Kadar TOCnya adalah 1,024 ppm
j. Sampel 79/LC/02/09 Kadar TOCnya adalah 1,064 ppm
k. Sampel 80/LC/02/09 Kadar TOCnya adalah 1,032 ppm
Menurut Effendi, H. 2003 pada perairan alami nilai TOC biasanya berkisar 1-30
mg/liter, pada air tanah nilai TOC biasanya lebih kecil, yaitu ± 2 mg/liter dan nilai TOC
perairan yang telah menerima limbah, baik domestic maupun industri, atau perairan pada
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil percobaan di peroleh kesimpulan yaitu :
- Kadar TOC yang diperoleh dari hasil percobaan yang dilakukan dari 11 sampel
- Kadar TOC pada air limbah yang diterima di lingkungan agar tidak tercemar
adalah sekitar 10-100 mg/liter sehingga tingkat karbon dioksida dan metana
rendah.
5.2 Saran
- Sebaiknya mahasiswa dalam melakukan pengujian TOC haruslah mengetahui cara
kerja alat ANATOC dengan baik.
- Sebaiknya mahasiswa lebih teliti dalam melakukan praktek kerja lapangan untuk
mendapatkan data dan pembahasan yang lebih lengkap.
DAFTAR PUSTAKA
BLHSU. 1994. Total Organic Carbon Analyser Operation and Service Manual. Australia
: SGE International Pty, Ltd.
Connel, D.W and Miller, G.J. 1995. Kimia dan Ekotoksikologi Pencemaran. Cetakan
pertama. Jakarta : UI Press.
Fardiaz , S. 1992. Polusi Air dan Udara. Yogyakarta : Penerbit Kanisius.
Sugiharto. 1987. Dasar-Dasar Pengolahan Air Limbah. Jakarta : Universitas Indonesia
Sumarwoto, O. 1990. Mikrobiologi Dasar. Jakarta : Bina rupa aksara
Suriawiria, U. 1993. Mikrobiologi Air. Cetakan Pertama. Edisi Kedua. Bandung :
