ANALISA KADAR AMONIA (NH
3) PADA AIR LIMBAH DOMESTIK DI IPAL PDAM TIRTANADI CEMARA
LAPORAN TUGAS AKHIR
RIKARDO PANJAITAN 162401064
PROGRAM STUDI D3 KIMIA DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2019
ANALISA KADAR AMONIA (NH
3) PADA AIR LIMBAH DOMESTIK DI IPAL PDAM TIRTANADI CEMARA
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya
RIKARDO PANJAITAN 162401064
PROGRAM STUDI D3 KIMIA DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2019
PERNYATAAN
ANALISIS KADAR AMONIA(NH
3) PADA AIR LIMBAH DOMESTIK DI IPAL PDAM TIRTANADI CEMARA
TUGAS AKHIR
Saya megakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing masing disebutkan sumbernya
Medan, Juli2019
Rikardo Panjaitan
162401064
PENGHARGAAN
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada kehadirat allah SWT, yang tiada hentinya memberikan nikmat, insan dan ihsan, serta semangat dan kekuatan sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini sesuai dengan yang diharapkan dengan judul Analisis Kadar Amonia (NH3) Pada Air Limbah Di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara.
Tugas akhir ini disusun berdasarkan hasil praktek kerja lapangan yang dilaksanakan diPDAM Tirtanadi IPAL Cemara pada tanggal 26 januari sampai 25 februari 2019. Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi dan memenuhi syarat kelulusan dalam meraih gelar Ahli Madya di Program Studi D-3 Kimia, Departemen kimia, Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. Dalam penyusunan tuga akhir ini penulis banyak menemukan kendala.
Namun berkat bantuan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, akhirnya penulis dapat mengatasi berbagai kendala tersebut dengan baik.
maka pada kesempatan ini dengan segala ketulusan dan krendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Teristitimewa kedua orang tua tercinta penulis, Ayah tercinta (Alm) Marnala Panjaita yang semasa hidupnya dengan tulus mengasihi dan membimbing penulis dan ibu tersayang Rutmila Lumban batu, serta kedua abang penulis Roger Efendi Panjaitan Amd dan Robin Suheri Panjaitan, kedua kakak penulis Rinata Panjaitan dan Rona Panjaitan atas perhatian, cinta kasih, serta doa dan dorongan baik moral maupun material dan tanggung jawab yang telah diberikan hingga penulis dapat menyelesaikna Tugas Akhir ini.
2. Dr. Minto Supeno, Ms Selaku ketua program D3 kimia dan juga sebagai dosen pembimbing yang memberikan arahan dan motivasi kepada penulis tugas akhir ini.
3. Ibu Nurhaida pasaribu, M.Si selaku Sekretaris Program Studi D-3 Kimia.
4. Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si selaku ketua Departemen Kimia Falkultas Matematika Dan Ilmu pengetahuan alam Universitas Sumatera Utara.
5. Pemimpin, Staf, dan Karyawan PDAM Tirtanadi IPAL Cemara yang telah memberikan tempat untuk melaksanakan praktek kerja lapangan dan membantu penulis dalan menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D3 Kimia Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan alam Universitas Sumatera Utara yang telah mendidik penulis dalam perjuangan tugas akhir ini.
7. Rekan-rekan mahasiswa IMADIKA FMIPA USU Angkatan 2016 tersayang temen-teman seperjuangan saya, tidak lupa juga dengan adik-adik angkatan 2017 dan 2018 yang telah memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.
8. Seluruh teman PKL di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara; Nissa Monica Simanjuntak, Derwanti simamora, Sri R.A.M Silaban dan teman dari kelompok lain setempat PKL dengan Penulis: Abner Tarigan, Dhita Marantia, Isna Riyanti, Rahmi Tambunan yang telah memberika dukungan kepada Penulis.
9. Terkhusus Untuk Keluarga Besar PEMUDA PANCASILA (PP) yang Tercinta di Tanjung Morawa yang telah memberikan dukungan kepada penulis.
10. Teman-teman penulis yang tersayang dan tercinta: Agustinus Pasaribu, Dedi Reynaldi Ketaren, Juanda Tambunan, Abner Tarigan, Bryan Wesly Saragih, Rizaldy Lumban gaol, Gerhard Manurung, Widya Panjaitan, Christin Tarigan, Kristin Gloria Panjaitan, Novri Matondang, Irvan Pandiagan, Seven Sinambela.
Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna oleh karen itu penulis dengan segala kerendahan hati menerima kritikan dan saran yang bersifat membangun dari pembaca, sehingga tulisan ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Kiranya Tuhan yang maha Pengasih melimpahkan rahmat dan karunia-Nya.
Medan, juli 2019 penulis,
Rikardo panjaitan
ANALISIS KADAR AMONIA(NH
3) PADA AIR LIMBAH DOMESTIK DI IPAL PDAM TIRTANADI CEMARA
ABSTRAK
Analisis Kadar Amonia (NH3) Pada Air Limbah Di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara. Dari hasil analisa yang telah dilakukan pada air limbah domestik dengan alat spektrofotometer DR 3900, diperoleh kadar Amoniak (NH3) pada sampel limbah domestik dengan nilai 6,6 mg/L Air Inffluent (A1), 8,4 mg/L UASB (A2), 9,7 mg/L Kolam Aerasi (A3), 7,0 mg/L Kolam Fakultatif (A4), 6,92 mg/L Effluent (A5). Hasil tersebut menujukkan bahwa kandungan amoniak dalam air limbah domestik di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara medan memenuhi syarat PerMenLHK No.68 Tahun 2016 (Standar baku mutu air limbah domestik). Dimana kadar maksimum untuk amoniak adalah sebesar 10 mg/L.
Kata kunci : amoniak, spektrofotometer, limbah
ANALYSIS OF AMONIA (NH
3) CONTENT IN DOMESTIC WASTE IN PDAM TIRTANADI INSTITUTION
ABSTRACT
Analysis of Ammonia (NH3) Levels on Wastewater In PDAM Tirtanadi IPAL Cemara. Ammonia (NH3) levels are obtained in domestic waste, with a value of 6,6 mg/L water inffluent (A1), 8,4 mg/L UASB (A2), 9,7 mg/L Aerated Pond (A3), 7,0 mg/L Facultative Pond (A4), 6,92 mg/L effluent (A5). These results indicate that the ammonia content in the domestic wastewater in Tirtanadi in the WWTP cemara Field PDAM fulfills the requirements of the ministry of Enviroment and Forestry Regulation No. 68 Of 2016 (quality standards for domestic wastewater). Where the maimum level for ammonia is 10 mg/L.
Keywords : Ammonia, Spetrophotometer, waste
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN i
PERNYATAAN ii
PENGHARGAAN iii
ABSTRAK v
ABSTRACT vi
DAFTAR ISI vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Permasalahan 2
1.3 Tujuan 2
1.4 Manfaat 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air 4
2.2 Sifat Umum Air 7
2.2.1 Sifat Fisik Air 7
2.2.2 Sifat Kimia Air 8
2.3 Parameter Kualitas Limbah cair 9
2.4 Sumber Air Limbah yang diolah PDAM 10
2.5 Sistem Pengolahan Air Limbah 11
2.6 Proses Pengolahan Air Limbah 12
2.7 Amonia 14
2.8 Spektrofotometer 17 10
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Alat-Alat 19
3.2 Bahan 19
3.3 Prosedur Penelitian 19
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Analisa 21
4.2 Pembahasan 21
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 23
5.2 Saran 23
DAFTAR PUSTAKA 24
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang banyak, bahkan oleh semua maklih hidup. Sumber daya air harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta makluh hidup yang lain, pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan harus dilakukan secara bijaksana.pengelolaan sumber daya air sangat penting, agar dapat dimanfaatkan secara berkelanjutan dengan tingkat mutu yang diinginkan. Salah satu langkah pengelolaan yang dilakukan adalah adanya pemantauan dan interpretasi data kualitas air, mencakup kualita fisik, kimia, biologi. Namun, sebelum melangkah pada tahap pengolaan, diperlukan pemahaman yang baik tentang terminologi, karakteristika, intropeksi parameter-parameter kualitas air (Effendi,2003).
Air merupakan suatu sarana utama untuk meningkatkan derajat kesahatan masyarakat, karena air merupakan salah satu media dari berbagai macam penularan penyakit. Melalui penydiaan air bersih baik dari segi kualitas dan kuantitasnya di suatu daerah, maka penyebab penyakit ini dapat ditekan seminima mungkin (Sutrisno, 2004).
Analisis kualitas yang sebenarnya harus melalui analisis laboratorium agar semua komponen yang terdapat didalam air dapat diketahui dengan jelas. Untuk mengetahui kualitas air dengan tepat maka analisis dapat dilakukan melalui analisis kimia dan analisis toksitas yang bertujuan untuk mengetahui tingkat kecemaran air.
Analisis kimia dilakukan untuk mengetahui zat kimia atau jenis zat kimia didalam air secara umum, serta untuk mengetahui kehadiran senyawa spesifik yang menyebabkan bahaya didalam air. Anlisis toksisitas dingunakan untuk mengukur respon organisme terhadap keadaan lingkungan air (Natalia, 2015).
Pada awalnya tujuan dari pengolahan air limbah adalah untuk menghilangkan bahan bahan tersuspensi dan terapung, pengolah bahan organik biodegradble serta mengurangi organisme patogen. Namun sejalan dengan aspek estetika dan lingkungan. Pengolahan air limbah dapat dilakukan secara alamiah maupun bantuan peralatan. Pengolahn air
limbah secara alamiah biasanya dilakukan dengan
bantuan kolam stabilitas. Pengolahan air limbah air limbah dengan
bantuan peralatan biasanya dilakukan pada Instalas pengolahan air
limbah / IPAL (Wastle Water Treaatment Plant/WWTP). Di dalam
IPAL, biasanya proses pengolahan dikelompokkan sebagai pengolahan pertama (primary treatment) pengolahan kedua (secondary treatment) dan pengolahan lanjutan (tertiary treatment). Pengolahan pertama (primary treatment) bertujuan untuk memisahkan padatan dari air. Pengolahan kedua (secondary treatment) bertujuan untuk mengkoagulasikan dan menghilangkan koloid serta untuk menstabilkan zat organik dalam air limbah. Pengolahan ketiga (tertiary treatment) yang merupakan kelanjutan dari pengolhan kedua (Mulia, 2005) .
Mengingat air banyak dingunakan manusia untuk bertujuan bermacam macam sehingga dengan mudah dapat tercemar. Pencemaran air merupakan permasalahan terhadap lingkungan terutama terhadap air. Salah satu unsur pencemaran air adalah adanya nitrogen yang berasal dari penggunaan pupuk nitrogen dalam bidang pertanian serta 78% dari atmosfer yang apabila hujan maka akan terbentuk ammonia dan ammonium yang terbawa air hujan ke permukaan tanah (Darmono, 2001).
Ammonia merupakan ion yang terdapat di perairan dalam jumlah sedikit (minor ion) dan garam-garamnya bersifat mudah larut dalam air (Effendi, 2003)
Ammoniak (NH3) merupakan gas yang tidak berwarna dengan titik didih - 33oc ammoniak lebih ringan dibandingkan udara, dengan densitas kira-kira 0,6 kali densitas udara pada suhu yang sama. Bau yang tajam dari ammoniak dapat dideteksi pada konsentrasi yang rendah 1-5 ppm (Benhard, 2017).
Ammonia dalam air akan diubah menjadi nitrat dan nitrit. Jika kandungan dari ammonia ini baik nitrat ataupun nitrit melebihi ambang batas maka akan berbahaya untuk diminum dan juga dapat mengakibatkan wajah membiru bahkan kematian (Kristanto, 2004).
Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik iuntuk mengetahui kadar ammoniak dalam air limbah limbah di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara dengan spektrofotometer DR 3900.
1.2. Permasalahan
Apakah kadar amoniak (NH3) yang terdapat dalam air limbah rumah tangga di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara telah memenuhi persyaratan dan standar yang ditetapkan menurut peraturan Menteri Lingkungan Hidup No.68 tahun 2016.
1.3. Tujuan
Untuk mengetahui kadar amoniak (NH3) yang terdapat dalam air limbah rumah tangga di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara telah memenuhi persyaratan dan standar yang ditetapkan menurut peraturan Menteri Lingkungan Hidup No.68 tahun 2016.
1.4.Manfaat
Dapat memberikan informasi kepada masyarakat kadar amoniak (NH3) yang terdapat dalam air limbah rumah tangga di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara telah memenuhi persyaratan dan standar yang ditetapkan menurut peraturan Menteri Lingkungan Hidup No.68 tahun 2016.
1.6. Lokasi Penelitian
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini Penulis memperoleh data yang dibutuhkan mengenai analisis kadar ammoniak (NH3) dalam air limbah dilakukan di Jalan. Flamboyan No.1 Medan Di PDAM Tirtanadi IPAL Cabang Cemara Medan.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
Air merupakan kebutuhan yang sangat poko bagi kehidupan. Semua makluh hidup memerlukan air. Tanpa Air tak akan ada kehidupan. Tubuh kita sebagian besar terdiri atas air. Proses kimia yang terjadi dalam tubuh kita, yaitu yang disebut metabolisme, berlangsung dalam medium air. Air merupakan alat untuk mengangkut zat dari bagian tubuh yang lain. Misalnya, darah yang sabgian besar terdiri atas air, mengalir keseluruh bagian tubuh dan membawa oksigen yang terikat pada sel darah merah ke semua sel dalam tubuh. Air juga diperluak untuk mengatur suhu tubuh (Natalia, 2015).
Air juga merupakan pelarut yang sangat baik untuk berbagai senyawa ionik dan untuk berbagai zat lain yang mampu membentuk ikatan hidrogen. Walaupun banyak senyawa yang mampu membentuk ikatan hidrogen antarmolekul, perbedaan antara H20 dan melekul polar yang lain seperti NH3 dan HF adalah bahwa setiap atom oksigen dapat membentuk dua ikatan hidrogen, sama dengan jumlah pasangan elektron bebas pada atom oksigen (Chang, 2003).
Air limbah terdiri dari 99,9% dan 0,1% bahan lain (bahan padat terambang, koloid dan terlarut). Di daerah kering dan setengah kering sumber daya air begitu langka, sehingga sering terjadi pertentengan yang keras antara kebutuhan air daerah perkotaan (rumah tangga dan industri) dan daerah pertanian. Laju penghasilan air limbah biasanya antara 80 dan 200 liter per orang per hari, atau sekitar 30-70 m3 per orang pertahun (umumnya berkisar antara 1,5-3 m per tahun), air limbah dari satu orang dapat dingunakan untuk mengairi lahan 15-35 m2. Dengan kata lain sebuah kota dengan satu juta penduduk akan menghasilkan air limbah cukup untuk mengairi sekitar 1.500-3.500 ha (Mara, 1994).
Sumber Utama air limbah yang diolah IPA Limbah Tirtanadi Adalah air limbah domestik/ rumah tangga. Ukuran utama (sering
disebut sebagai
parameter) yang dipakai untuk menunjukkan ciri bahan organik dalam air limbah meliputi BOD5 (kebutuhan oksigen biokimia 5 hari), COD (kebutuhan Oksigen Kimiawi), TOC (Karbon Organik Total) serta ThOD (kebutuhan oksigen teoretis) (Linsley, 1985).2.1.1 Pengertian Dasar Pencemaran Air
Air merupakan kebutuhan utama bagi proses kehidupan dibumi ini. Tidak akan ada kehidupan seandainya di bumi ini tidak air. Air yang relatif bersih sangat didambakan oleh manusia, baik untuk keperluan hidup sehari hari, untuk keperluan industri, untuk kebersihan sanitasi kota, maupun untuk keperluan pertanian dan lain sebagainya. Dewas ini air menjadi masalah yang perlu mendapat perhatian yang seksama dan cermat. Untuk mendapatkan air yang baik, sesuai standar tertentu, saait ini menjadi barang yang mahal karena air sudah banyak tercemar oleh bermacam- macam limbah dari hasil kegiatan manusia, baik limbah dari kegiatan rumah tangga, limbah dari kegiatan industri dan kegiatan-kegiatan lainnya.
Untuk menetapkan standart air yang bersih tidaklah mudah, karena tergantung pada banyak faktor penentu Faktor penentu tersebut antara lain adalah:
a. Kengunaan air.
1. Air untuk minum
2. Air untuk keperluan rumah tangga 3. Air untuk industri
4. Air untuk mengairi sawah 5. Air untuk kolam perikanan, dll b. Asal sumber air
1. Air dari mata air pegunungan 2. Air danau
3. Air sungai 4. Air sumur 5. Air hujan, dll
walaupun penetapan standar air yang bersih tidak mudah, namun ada kesepakatan bahwa air yang bersih tidak ditetapkan pada kemurnian air, akan tetapi didasarkan pada keadaan normalnya. Apabila terjadi penyimpangan dari keadaan normal maka hal itu berarti air tersebut telah mengalami pencemaran. Air yang mengandung bakteri atau mikroorganisme tidak dapat langsung dingunakan sebagai air minum tetapi harus direbus dulu agar bakteri mikroorganismenya mati
.
Berdasarkan uraian tersebut di atas dapat dipahami bahwa air tercemar apabila air tersebut telah menyimpang dari keadaan normalnya, keadaan normal air masih tergantung pada faktor penentu, yaitu kengunaa air itu sendiri dan asal sumber air. Ukuran air disebut bersih dan tidak tercemar tidak ditentukan oleh kemurnian air (Arya Wardhana,1995).
2.1.2 Kuantitas air limbah
Air limbah yang harus dibuang dari suatu daerah pemukiman terdiri dari, air limbah rumah tangga (yang juga disebut saniter), yaitu air limbah dari daerah perumahan serta sarana-sarana komersial, institusional, dan yang serupa dengan itu, air limbah industri yaitu bila bahan-bahan buangan industri merupakan bagian terbesar, air resapan/aliran masuk yaitu air dari luar yang masuk kedalam sistem pembuangan dengan berbagai cara, serta air hujan yang tercurah dari sumber-sumber seperti talang dan drainasi pondasi, dan air hujan hasil dari aliran curah hujan (Linsley, 1985)
2.1.3 Dampak buruk air limbah
Air limbah yang tidak dikelola dengan abaik akan menimbulkan dampak buruk bagi makluh hidup dan lingkungannya. Beberapa dampak tersebut sebagai berikut :
a. Ganguan kesehatan
Air limbah dapat mengandung bibit penyakit yang dapat menimbulkan penyakit bawaan air. Selain itu didalam air limbah mungkin juga terdapat zat-zat berbahaya dan beracun yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan bagi makluh hidup yang mengkonsumsinya. Adakalanya, air limbah yang tidak dikelola dengan baik juga dapat manjadi sarang vektor penyakit (misalnya nyamuk, lalat, kecoa, dan lain-lain).
b. Penurunan kualitas lingkungan
Air limbah yang dibuang langsung ke air permukaan (misalnya, sungai dan danau) dapat mengakibatkan pencemaran air permukaan tersebut. Sebagai contoh, bahan organik yang terdapat dalam air limbah bila dibuang langsung ke sungai dapat menyebabkan penurunan kadar oksigen yang yang terlarut (Dissolved Oxygen) didalam sungai tersebut. Dengan demikian akan menyebabkan kehidupan didalam air yang membutuhkan oksigen akan terganggu dalam hal ini akan mengurangi perkembangannya.
c. Gangguan terhadap kehindaaan
Adakalanya air limbah mengandung polutan yang tidak mengganggu kesehatan dan ekosistem, tetapi mengganggu keindahan. Contoh yang sederhana adalah air limbah yang menandung pigmen warna yang dapat dapat menimbulkan perubahan warna pada badan air penerima. Walaupun pigmen tersebut tidak menimbulkan gangguan terhadap kesehatan tetapi terjadi gangguan keindahan terhadap badan air penerima tersebut.
Kadang kadang air limbah dapat juga mengandung bahan-bahan yang bila terurai menghasilkan gas-gas yang berbau. Bila air limbah jenis ini mencemari badan air, maka dapat menimbulkan gangguan keindahan pada badan air tersebut.
d. Ganguan terhadap kerusakan benda
Adakalanya air limbah mengandung zat-zat yang dapat dikonversikan oleh bakteri anerobik menjadi gas yang agresif seperti H2S. Gas ini dapat mempercepat proses perkaratan pada benda yang terbuat dari besi (misalnya pipa saluran air limbah) dan bangunan air kotor lainnya. Dengan cepat rusaknya air tersebut maka biaya pemeliharaannya akan semakin besar juga, yang berarti akan menimbulkan kerugian material.
Untuk menghindari terjadinya gangguan-gangguan diatas, air limbah yang dialirkan ke linggkungan harus memenuhi ketentuan seperti yang disebutkan dalam Baku Mutu Air Limbah. Apabila air limbah tidak memenuhi ketentuan tersebut, maka perlu dilakukan pengolahan air limbah sebelum mengalirkannya ke lingkungan (Mulia, 2005).
2.2.Sifat Fisika dan Kimia Air 2.2.1. Sifat Fisika
Air memiliki titik beku 0oC, pada saat air membeku maka massa jenis es (0oC) 0,92 g/cm3, pada saat berbentuk cair massa jenis air (0oC) 1,00 g/cm3, panas Lebur 80 kal/g, titik didih 100oC, panas penguapan 540 kal/g, temperatur kritis 347oC, Tekanan kritis 217 Atm (Gabriel, 2001)
Pada kisaran suhu yang sesuai bagi kehidupa, yakni 0oC (32oF) – 100oC, air berwujud cair. Suhu 0oC merupakan titik beku (freezing point) dan suhu 100oC merupakan titik didih (boilding Point) air. Tanpa sifat tersebut, air yang terdapat di laut, sungai, danau, dan badan air yang lain akan berada dalam bentuk gas, sehingga tidak akan terdapat kehidupun dimuka bumi ini, karena sekitar 60% - 90% bagian sel makluh hidup adalah air (Benhard, 2017).
Menurut Benhard (2017), perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai penyimpanan panas yang sangat baik. Sifat ini memungkinkan air tidak menjadi panas ataupun dingin dalam seketika. Perubahan suhu air yang lambat mencengah terjadinya stress pada makluh hidup karena adanya perubahan suhu yang mendadak dan memelihara suhu bumi agar sesuai bagi makluh hidup. Sifat ini juga menyebabkan air sangat baik dan cocok dingunakan sebagai pendingin es.
Air memerlukan panas yang tinggi dalam proses penguapan. Penguapan (evaporasi) adalah proses perubahan air menjadi uap air. Proses ini memerlukan
energi panas dalam jumlah yang besar. Sebaliknya, proses perubahan uap air ini menjadi cairan (kondensasi) melepaskan energi yang besar. Pelepasan energi ini merupakan salah satu penyebab mengapa kita merasa sejuk pada saat berkeringat.
Sifat ini juga merupakan salah satu faktor utama yang menyebabkan terjadinya penyebaran panas secara baik di bumi (Benhard, 2017).
Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi. Tegangan permukaan yang tinggi menyebabkan air memiliki sifat membasahi suatu bahan secar baik. Tegangan permukaan yang tinggi dalam pipa kapiler (pipa dengan lubang yang kecil). Dengan adanya sistem kapiler dan sifat sebagai pelarut yang baik, air dapat membawa ntrien dari dalam tanah ke jaringan tumbuhan. Adanya tegangan permukaan memungkinkan beberapa organisme, misalnya jenis-jenis insekta, dapat menyerap di permukaan air (Benhard, 2017).
Air merupakan satu-satunya senyawa yang merenggang ketika membeku pada saat membeku, air merenggang sehingga es memiliki nilai densitas (massa/volume) yang lebih rendah dari pada air. Sifat ini mengakibatkan danau- danau didaerah beriklim dingin hanya membeku pada bagian permukaan sehingga kehidupan organisme tetap berlangsung. Sifat ini juga dapat mengakibatkan pecahnya pipa air pada saat di dalam pipa membeku. Densita (berat jenis) air maksimum sebesar 1g/cm3 terjadinya pada suhu 3,95oC. Pada suhu lebih besar maupun lebih kecil dari 3,95oC, densitas air juga lebih kecil dari satu (Benhard, 2017).
2.2.2. Sifat Kimia
Sifat kimia baik air laut, air hujan, maupun air tanah/air tawar mengandung mineral (Gabriel, 2001). Sifat-sifat kimia yang lain yait :
Air juga dapat larut dalam semua garam sodium, potasium, dan amonium (Lagowski, 2012).
Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar (Underwood, 2002).
Air dapat bereaksi dengan basa kuat dan asam kuat (Lagowski, 2012).
Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan banyak jenis zat kimia. Zat-zat yang tidak mudah bercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak) disebut sebagai zat hidrofobik sedangkan zat-zat yang mudah bercampur dengan air (suka air) disebut sebagai zat hidrofilik (Underwood, 2002).
Ikatan Hidrogen juga mempegaruhi Struktur dari air, struktur ikatan hidogen sebesar 2,05Å (Miessler, 1991).
2.3 Parameter Kualitas Limbah Cair
Berbagai parameter kualitas limbah cair yang penting untuk diketahui adalah : a. Nilai Keasaman (pH)
Umumnya air yang normal memiliki pH netral, berkisar antara 6 sampai 8. Air limbah atau air yang tercemar memiliki pH yang sangat asam atau pH cenderung basa.
b. BOD/COD
BOD (Biological oxygen demand), menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh organisme hidup dalam air untuk mengoksidasi bahan-bahan pencemar didalam air.
COD (Chemical oxygen demand), merupakan uji yang paling cepat dari pada uji BOD, yaitu suatu uji berdasarkan reaksi kimia tertentu untuk menentukan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bahan oksigen untuk mengoksidasi bahan bahan organik yang ada didalam air.
c. Warna, Rasa dan Bau
Air normal tampak jernih, tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Air yang tidak jernih sering kali merupakan petunjuk awal terjadinya polusi disuatu perairan.
d. Suhu
Kenaikan suhu didalam air tersebut akan mengakibatkan menurunnya oksigen terlarut didalam air, meningkatkan kecepatan reaksi kimia, terganggunya kehidupan ikan dan hewan lainnya ada didalam air.
e. Jumlah Padatan
Padatan yang dapat mencemari air, berdasarkan ukuran partikel dan sifat-sifat lainnya dapat dikelompokkan menjadi padatan terhadap, padatan tersuspensi, dan padatan terlarut
f. Kehadiran Mikroba Pencemar
Air merupakan habitat berjenis-jenis mikroba, seperti alga, protozoa, dan bakteri.
Dari sekian banyak mikroba yang bersifat pathogen atau merugikan manusia ada beberapa mikroba yang kehadirannya tidak dikehendaki oleh manusia, mikroba tersebut berasal dari kotoran manusia dan hewan berdarah panas lainnya.
g. Kandungan Minyak dan Lemak
Meskipun minyak mengandung senyawa folatil, yang mudah menguap, namun masih ada sisa minyak yang tidak dapat menguap, karena minyak tidak dapat larut dalam air, maka sisa minyak akan tetap mengapung di air, kecuali minyak tersebut terdampar kepantai atau tanah pinggiran sungai.
h. Kandungan Radio Aktif
Meskipun jarang terjadi, namun pada perairan yang dekat dengan indutry peleburan dan pengolahan logam sering kali ditemukan bahan-bahan radio aktif seperti uranum, thorium-230, dan radium-226. Komponen tersebut dapat terlarut dalam air hujan dan masuk ke sumber-sumber air yang ada
i. Kandugan Logam Berat
Logam berat (heavy metals) atau logam toksi (toxic metals) adalah termonologi yang umumnya dingunakan untuk menjelaskan sekelompok elemen-elemen logam yang kebanyakan tergolong bahaya apabila masuk kedalam tubuh makluh hidup. Logam berat yang terdapat di lingkungan maupun di dalam tubuh maka akan merusak organ yang ada di dalam tubuh manusia (Astri, 2006).
2.4 Sumber Air Limbah yang diolah di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara
Pengolahan air limbah kota Medan dimulai pada tahun 1995 ditandai dengan selesainya proyek MMUDP II sektor air limbah dengan jumlah pelanggan 16.225 NPAL sampai bulan Mei 2015.
Lokasi pengolahan air limbah terletak di jalan Perkebunan kelurahan Pulo Brayan Bengkel, Luas area pengolahan air limbah yaitu ±11Ha.
Sumber utama air limbah yang diolah IPA Limbah PDAM Tirtandi Cemara adalah air limbah domestik/rumah tangga. Penyaluran air limbah domestik melalui jaringan perpipaan menuju unit instalasi pengolahan air limbah domestik melaui jaringan perpipaan menuju unit instalasi pengolahan air limbah domestik PDAM Tirtanadi Cemara.
Jalur sarana dan prasarana air limbah saat ini dibangun pada kawasan inti kota dengan luas 520Ha dalam 8 zona yaitu :
Zona 1 : Luas area pelayanan 95 Ha, terletak di lokasi Kelurahan Masjid Kota Matsum III, dan Kota Matsum IV.
Zona 2 : Luas area pelayanan 85 Ha, terletak di lokasi Kelurahan Pusat pasat, Kelurahan Rengas I, Kelurahan Rengas Permata.
Zona 3: Luas area pelayanan 85 Ha, terletak di lokasi kelurahan Sidodali, Kelurahan Pandan Hulu I, Kelurahan Pusat Pasar, Kelurahan Rengas I, dan Kelurahan Rengas Permata.
Zona 4 : Luas area pelayanan 77 Ha, terletak dilokasi Kelurahan Pandau Hilir, dan Pandau Hulu I.
Zona 5 : Luas area pelayanan 26 Ha, terletar dilokasi Kelurahan Pandau Hilir, dan Pandau Hulu I.
Zona 6 : Luas area pelayanan 28 Ha, terletar dilokasi Kelurahan Pandau Hilir.
Zona 7 : Luas area pelayanan 97 Ha, terletar dilokasi Kelurahan Rengas II, Kelurahan Permata, dan Kelurahan sukaramai.
Zona 8 : Luas area pelayanan 97 Ha, terletak di lokasi Kelurahan Kota Matsum I, Kelurahan Kota Matsum II, dan kelurahan Sukaramai I.
2.5 Sistem Pengolahan Air Limbah PDAM Tirtanadi IPAL Cemara 1. Jaringan Pengolahan Air Limbah Domestik PDAM Tirtanadi IPAL Cemara
Sumber utama air limbah domestik adalah air limbah yang berasal dari rumah tangga. Secara khusus berasal dari kamar mandi, WC (berupa Feses rumah tangga, dan urin) atau black water dan air bekas cucian dapur atay grey water. Penyaluran air limbah domestik untuk menuju pusat pengolahan melalui jalur tertentu.
Limbah rumah tangga langsung disalurkan melalui pipa yang disebut House Connection (HC) selanjutnya disalurkan ke Inspection Box (IB) yang terdiri dari beberapa buah pipa yang banyaknya tergantung jumlah pelanggan. IB ini berukuran 40x40 cm, kemudian disalurkan ke Inspection Chamber (IC) yang juga lebih dari satu box yang terdapat pada belokan. Pada akhir saluran ini ada box yang disebut Dead End (DE), yang merupakan cadangan untuk sambungan untuk pelanggan baru.
2. Lubang Pemeriksaan (Manhole)
Lubang ini dibuat untuk melakukan pemeriksaan pada saat diperlukan pada saat diperlukan atau pada saat ada laporan dari masyarakat tentang adanya gangguan pada pipa. Penempatan Manhole ini berdasarkan atas pertimbangan, antara lain : a. Di tempat-tempat dimana terdapat perubahan arah saluran limbah atau
pembelokan.
b. Tempat dimana saluran mendapatkan tambahan aliran dari pipa lain atau pada sambungan.
Bentuk Manhole yang dingunakan adalah bentuk bulat dan menggunakan konstruksi dengan beberapa persyaratan, antara lain :
a. Bagian bawah dari saluran cukup luas untuk keperluan melakukan pekerjaan membungkuk dan jongkok bagi pekerja jika diharuskan turun dan ada sebagian yang memiliki tangga.
b. Bagian atas lubang atau ring cukup luas untuk masuknya pekerja (minimal berukuran 60cm).
3. Pusat Pemompaan (Lift Pump Station)
Untuk mengalirkan air limbah dari suatu sumber asal air limbah ke tempat pengolahan diperluakn perbedaan tinggi dan kemiringan pipa
tertentu agar limbah dapat mengalir dengan lancar tanpa menimbulkan gangguan
pada pipa. Mengigat jarak yang cukup jauh ke tempat pengolahan, maka akan memerlukan perbedaan tinggi yang cukup besar. Untuk memperoleh tinggi seperti yang diharapkan, maka salah satu cara adalah dengan jalan menanam pipa saluran lebih dalam dari penanaman sebelumnya.
4. Peralatan Pemeliharaan
Salah satu usaha untuk menanggulangi penyumbatan pada pipa adalah dengan menggunakan kendaraan pembersih keliling yang disebut mobil Flushing.
Mobil ini dilengkapi dengan tangki air, alat penyemprotan dengan kekuatan cuku tinggi sampai 2000 psi. Air semprotan ini disalurakn dengan selang yang diujungnya dipasang nozzle dengan berbagai ukuran sesuai dengan bahan yang menyumbat saluran. Nozzle ini mempunyai lubang air yang menghadap ke depan dan ke samping.
Apabila air disemprotkan maka nozzle akan terdorong kedepan dan selang akan bergerak maju sambil menyemprotkan air keluar. Pancaran air kesamping akan membersihkan saluran, sedangkan pancaran kedepan akan menghancurakan sumbatan yang berada di depannya.
2.6 Proses Pengolahan Air Limbah Domestik Di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara
Proses Pengolahan Air Limbah Domestik di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara sebagai berikut
:
1. Intlet
Merupakan bak pengumpul utama air limbah yang masuk secara gravitasi melalui trunk server dari bahan Reinfoeced Pipe (RCP) 1300 mm dari pumping station di JL.HM Yamin dengan debit maksimum 20,137m3/hari dan dari kompleks perumahan Cemara Asri dengan debit maksimum 2,945m3/hari
2. Screw Pumps
Berfungsi Untuk memompakan Air limbah dari intlet pada elevasi +8,87 sampai pada ketinggian +16,59 yang cukup untuk dapat mengalirkan air limbah secara gravitasi ke unit instalasi pengolahan air limbah selanjutnya.
Pompa yang dingunakan adalah sejenis Ardrimedia Screw. Tipe pompa air merupakan jenis yang dingunakan untuk mengangkat air terutama bila air limbah mengandung partikel atau benda yang keras dan besar. Pada kondisi saat ini (tahap 1) dibutuhkan 2 unit pompa dengan kapasitas masing-masing 1.310m3/jam, 1 pompa untuk kondisi normal dan 1 unit lagi untuk kapsitas maksimum. Unit ini dilengkapi pula dengan pipa by pass ke sungai kera (overlow)
3. Screen
Screen (saringan) berfungsi untuk menyisihkan benda-benda yang terbawa dalam aliran. Dengan demikian tidak mengganggu aliran dan dapat melindungi instalsi
pengolahan dari kemungkinan penyumbatan atau rusaknya peralatan pada unit-uit selanjutnya.
Screee terdiri dari 2 jenis, yaitu :
a. Screen kasar dengan jarak antara kisi adalah 50mm, bekerja secara normal b. Screen halus dengan jarak antara kisi adalah 6mm, bekerja secara otomatis.
Kotoran yang terkumpul pada screen dibuang kedalam kontainer yang selanjutnya diangkat ketempat pembuangan akhir
.
4. Grift Chamber
Fungsi unit ini untuk memisahkan kerikil dan pasir yang terbawa dalam aliran untuk mencengah penyumbatan dan terbentuknay endapan pasir, dalam reaktor UASB. Pemisahan pasir ini dilaksanakan secara makanikal dan dilengkapi dengan alat untuk membuang pasir ke luar reaktor.
5. Splinter Box
Splinter Box adalah tangki pembagi aliran yang berfungsi untuk mendistribusikan aliran ke unit pengolahan utama (reaktor UASB). Tangki pembagi aliran ini mempunyai 6 outlet yang masing masing memiliki kapasitas 450m3/jam.
6. UASB Reactor
UASB merupakan singkatan dari Up Flow Anaerobic Sludge Blanket, yang sering juga dikenal dengan istilah pengolahan Air Limbah Menggunakan selimut lumpur Anaerobic sisten aliran ke atas.
Sesuai dengan namanya, air buangan yang masuk dialirkan ke atas dan akan mengalami kontak dengan mikroorganisme yang terdapat pada selimut lumpur.
Pada selimut lumpur ini terjadi pengolahan air buangan tersebut.
Saat ini terdapat 1 unit reaktor UASB dengan volume masing-masing 3,040m3 (19,2 m × 9,02 m × 4,06). Dengan waktu densitas rata-rata 7 jam, diharapkan efisiensi pemisahan BOD pada proses ini adalah 79%. Dalam proses ini juga akan dihasilkan gas methane yang dapat dimanfaatkan sebagai tenaga listrik.
7. Sludge Driying Beds
Lumpur dari reaktor UASB dipompakan dan dikeringkan pada unit Sludge Drying Beds ini. Berdasarkan pengalaman, lumpur dari reaktor UASB mempunyai karakteristik pengeringan yang sangat baik. Untuk desain ini direncakan periode 4 minggu baik untuk siklus pengisian, pengeringan, pembersihan dan perbaikan dari Drying Bed ini. Setelah kering, lumpur dipisahkan dengan scraper manual atau mekanis
.
Supernatan dari sistem sludge drying bed dialirkan kembali ke stasium pompa (intake).Lumpur yang telah dikeringkan ini tidak diolah lagi untuk ke tahap selanjutnya karena PDAM Tirtanadi Cemara masih belum memiliki alat/teknologi untuk itu. Lumpur yang telah dikeringkan biasanya hanya diambil dan dingunakan untuk pupuk tanaman-tanaman yang ada dikawasan kantor PDAM Tirtanadi Cemara.
8. Skimming tank
Skimming tank berfungsing untuk menghilangkan serum dari effluent UASB yang terjadi. Unit ini dilengkapi dengan spray nozzle untuk mencerahkan scum.
9. Aerated and Facultative Pond
Merupakan kelanjutan proses pengolahan air limbah dari UASB sehingga memenuhi kriteria pesyaratan yang ditetapkan pemerintah. Kolam aerasi ini dilengkapi dengan 2 unit aerator yang berfungsi untuk menginjeksi oksigen agar kadar oksigen didalam air cukup sehingga mikroorganisme dapat hidup menjadi lebih bersih.
Kedalaman kolam +2,5m untuk mencengah dasar kolam tergerus oleh turbulensi dari aerator. Kolam fakultatif berfungsi untuk memisahkan suspended solid yang berasal dari proses aerasi. Total luas kolam +3,1ha.
2.7 Amonia
Amoniak adalah gas tajam yang tidak berwarna dengan titik didih -33,5oC cairannya mempunyai panas penguapan yang bebas yaitu 1,37 kj/g pada titik didihnya yang dapat ditangani dengan peralatan laboratorium yang biasa (Cotton dan Wilkinson, 1989)
Amoniak (NH3) dan garam-garamnya bersifat mudah larut dalam air. Ion amonium adalah bentuk transisi dari amoniak. Sumber amonia diperairan adalah pemecahan nitrogen organik (protein dan urea) dan nitrogen anorganik yang terdapat didalam tanah dan air, yang berasal dari dekomposisi bahan organik (tumbuhan dan biota akuatik yang telah mati) oleh mikroba jamur. Tinja dari biota akuatik yang merupakan limbah aktivitas metabolisme juga banyak mengeluarkan amonia.
Sumber amonia yang lain adalah reduksi gas nitogen yang berasal dari proses difusi udara atmosfer, limbah industri dan domestik. Amonia yang terdapat dalam mineral masuk kebadan air melalui erosi tanah. Di perairan alami, pada suhu dan tekanan normal amonia berada dalam bentu gas dan membentuk keseimbangan dengan gas amonium.
Kesetimbangan antara gas amoniak dan gas amonium ditunjukkan dalam persamaan reaksi :
NH3 + H2O NH4+ + OH-
Selain terdapat dalam bentuk gas, amonia membentuk kompleks dengan beberapa ion logam, amonia juga dapat terserap kedalam bahan-bahan tersuspensi dan koloid sehingga mengendap di dasar perairan. Amonia yang terukur diperairan berupa amonia total (NH3 dan NH4+
). Amonia bebas tidak dapat terionisasi, sedangkan amonium (NH4+) dapat terionisasi.
Amonia di perairan dapat menghilang melalui proses volatilisasi karena tekanan parsial ammonia dalam larutan meningkat dengan semakin meningkatnya pH. Hilangnya amonia ke atmosfer juga dapat meningkat dengan meningkatnya
kecepatan angin dan suhu. Amonia yang terukur di perairan berupa amonia total (NH3 dan NH4+). Ammonia bebas tidak dapat terionisasi. Presentase ammonia bebas meningkat dengan meningkatnya pH di perairan. Pada pH 7 atau kurang, sebagian amonia akan mengalami ionisasi. Sebaliknya, pada pH lebih besar dari 7, ammonia tidak terionisasi yang bersifat toksik terdapat dalam jumlah yang banyak.
Amonia bebas (NH3) yang tidak terionisasi bersifat toksik terhadap orgnisme akuatik. Toksitas ammonia terhadap organisme akuatik akan meningkat jika terjadi penurunan kadar oksigen terlarut, pH dan suhu. Avertebrata air lebih toleran terhadap ikan. Ikan tidak dapat bertoleransi terhadap kadar amonia bebas terlalu tinggi karena dapat mengganggu proses peningkatan oksigen oleh darah dan pada akhirnya akan mengakibatkan sufokasi. Akan tetapi, ammonia bebas ini tidak dapat diukur secara langsung (Effendi, 2003).
Konsentrasi ammonia yang tinggi pada permukaan air akan menyebabkan kematian ikan yang terdapat pada perairan tersebut. Keasaman air atau nilai pH nya sanga mempengaruhi apakah jumlah ammonia yang akan bersifat racun atau tidak.
Pengaruh pH terhadap toksitas ammonia ditunjukkan dengan keadaan pada kondisi pH rendah akan bersifat racun bila jumlah ammonia banyak, sedangkan pada pH tinggi hanya dengan jumlah ammonia yang rendah pun sudah akan bersifat racun.
Toksitas ammonia juga bergantung dari jumlah ammonia yang masuk dalam sel tumbuhan dan hewan (jenie, 1993).
2.7.1. Metode Penentuan Ammonia
Untuk penentuan nitrogen amoniak (NH3-N) di dalam air dikenal beberapa metode yaitu :
Metode Nesslerisasi
Metode nesslerisasi didasarkan pada reaksi nitrogen-amonia dengan reagen nessler. Reaksi menghasilakn larutan berwarna kuning-coklat yang mengikuti hukum Berr-Lambert. Intensiatas warna yang terjadi berbanding lurus dengan konsentrasi NH3 yang ada dalam sampel, yang kemudian ditentukan secara spektrofotometris. Melalui analisa nessler, kadar NH3-N yang dapat ditentukan adalah 20 µg/L sampai 5 mg/L ; penentuan kadar NH3-N > 5 mg/L. Memerlukan pengenceran sampel. Skala analisa dengan menggunakan spektrofotometer agak luas, kadar NH3-N antara 0,4 sampai 5 mg/l ditentukan dengan menggunakan sel selebar 1 cm ; untuk kadar lebih rendah memerluakn sel 5 cm (Alaerts, 1984).
Metode Fenat
Metode fenat didasarkan pada pembentukan senyawa kompleks indofenol yang berwarna biru yang dapat mengabsorbsi sinar pada panjang gelombang 600-660 nm. Metode ini mengalami gangguan oleh alkalinitas > 500 mg/L CaCO3 dan oleh turbiditas. Oleh karena itu untuk menghilangkan interferensi diperluakn destilasi sampel terlebih dahulu.
Metode Titrasi
Metode Titrasi hanya dapat dilakukan jika sampel telah didestilasi. Sampel dibufferkan pada pH 9,5 dengan larutan buffer borat, dan destilat nitrogen- ammonia ditampung ke dalam larutan asam borat, kemudian dititrasi dengan larutan H2SO4 0,02 N dengan menggunakan indikator campuran metil-red dan metilen blue.
Metode Eletroda
Metode elektroda selektif-ion menggunakan elektroda dengan sebuah membran semi permeable yang bersifat hidrofobik untuk memisahkan larutan sampel terhadap larutan NH4Cl di dalam elektroda. Nitrogen-amonia terlarut (NH3 dan NH4+
) diubah menjadi NH3-N dengan menaikkan pH sampai > 11 melalui penambahan basa. Dengan cara ini, NH3-N terdifusi melalui membran dan menambah pH larutan internal yang dapat disensor oleh elektroda gelas di dalam elektroda. Metode ini dapat mengukur nitrogen amonia sebesar 0,03-1400 mg/L (Anastasius, 1997).
2.7.2. Dampak Pencemaran Amonia 1. Dampak terhadap kesehatan Manusia
Udara yang tercemar gas amonia menyebabkan iritasi mata serta saluran pernafasan. Pada kadar 2500-6500 ppm, gas amonia dapat menyebabkan iritasi hebat pada mata, sesak nafas, nyeri dada, sembab paru, batuk darah, Bronchitis dan Pneumonia. Pada kadar tinggi (30.000 ppm) dapat menyebabkan luka bakar pada kulit.
2. Dampak terhadap lingkungan sekitar
Sisa makanan dan sampah organik dibuang ke tempat sampah, kemudian di bawa ke tempat pembuangan akhir (TPA). Sampah-sampah tersebut kemudian membusuk dan menghasilkan gas amonia. Gas amonia tersebut merupakan salah satu gas rumah kaca yang dapat menyebabkan globak warming. Akibat yang terjadi adalah terjadinya perubahan ikilm dan cuaca serta efek global warming lainnya. Gas amonia dapat juga mengganggu estetika lingkungan karena bau pembusukan sampah yang sangat menyengat. Dampak negatif yang ditimbulkan usaha peternakan ayam terutama berasal dari kotoran ayam yang dapat menimbulkan gas yang berbau. Bau yang dikeluarkan berasal dari unsur nitrogen dan sulfida dalam kotoran ayam, yang selama proses dekomposisi akan berbentuk gas amonia, nitrit, dan gas hidrogen sulfida. Udara yang tercemar gas amoniak dan sulfida dapat menyebabkan gangguan kesehatan ternak dan masyarakat di sekitar peternakan. Amoniak dapat menghambat pertumbuhan ternak (Natalia, 2015).
2.7.3. Kengunaan Amonia
Amoniak banyak dingunakan dalam proses produksi urea, industri bahan kimia (asam nitrat, amonium fosfat, amonium nitrat, dan amonium sulfat), serta industri bubur kertas (pulp and paper) (effendi, 2003).
2.8. Spektrofotometer
Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrofotometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorpsi. Jadi spektrofotometer dingunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direflaksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan spektrofotometer dibandingkan dengan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar dengan panjang yang diinginkan diperoleh dengan berbagai filter dari berbagai warna yang mempunyai spesifikasi melewatkan trayek panjang gelombang tertentu (Khopkar, 2003).
Spektrofotometer merupakan instrumen dimana panjang gelombang diukur dan dipilih sesuai tersebar dari cahaya putih. Membacanya dapat dengan car visual atau dengan cara fotolistrik. Spektrofotometri adalah pengukuran energi radiasi relatif, apakah yang dipancarkan, atau dipantulkan, sebagi fungsi panjang gelombang.Mata manusia dapat mendeteksi 10.000 perbedaan gradasi warna. Pada maksimum spektrofotometer dapat mendeteksi lebih dari 2 juta gradasi warna.
Setiap spektrofotometer terdiri dari instrumen berikut : 1. Sumber cahaya
2. Perangkat untuk mendapatkan cahaya monokromatik 3. Sebuah sel penyerapan untuk sampel dan satu untuk blanko
4. Sarana mengukur perbedaan penyerapan antara sampel dan blanko (Snell And Cornelia, 1948).
2.8.1. Komponen Spektrofotometer
Komponen-komponen yang terpenting dari suatu spektrofotometer terdiri dari sumber spektrum, monokromatror, sel pengabsorpsi dan detektor.
1. Sumber, sumber yang biasanya dingunakan pada spektrofotometri absorpsi adalah lampu wolfram, arus cahaya tergantung pada tegangan lampu. Lampu hidrogen atau lampu deuterium dingunakan untuk sumber pada daerah UV. Kebaikan lampu wolfaram adalah energi.
2.
Monokromator, dingunakan untuk memperoleh sumber, sinar yangmonokromatis. Alatnya dapat berupa prisma ataupun grating. Untuk mengarahkan sinar monokromatis yang diinginkan dari hasil penguraian ini dapat dingunakn celah.
3. Sel absorpsi, pada pengukuran didaerah tampak kuvet kaca atau kuvet kaca
corex dapat dingunakan, tetapi untuk pengukuran pada daerah UV kita harus menggunakan sel kuarsa karena gelas tidak tembus cahaya. Umumnya tebal kuvetnya adalah 10mm, tetapi yang lebih kecil ataupun yang lebih besar dapat dingunakan. Sel yang biasa dingunakan berbentuk persegi tetapi bentuk silinder dapat juga dingunakan.
4. Detektor, peranan detektor penerima adalah memberikan respon terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang.
Day dan Underwood (2002) mengemukakan bahwa unsur-unsur spektrofotometer ditunjukkan secara skematik dalam gambar berikut :
2.8.2. Cara kerja spektrofotometer
Cara kerja spektrofotometer secara singkat adalah : tempatkan larutan pembanding, misalnya blanko dalam sel pertama sedangkan larutan yang akan dianalisis pada sel kedua. Kemudia pilih fotosel yang cocok 200nm-650nm (600- 1100) agar daerah λ yang diperlukan dapat terliputi. Dengan ruang fotosel dalam keadaan tertutup “nol” galvanometer dengan menggunakan tombol darkcurrent. Pilih yang diinginkan, bukan fotosel dan lewatkan berkas cahaya pada blangko dan “nol”
galvanometer didapat dengan memutar tombol sensitivitas. Dengan menggunakan tombol transmitansi, kemudian atur besarnya pada 100%. Lewatkan berkas cahaya pada larutan sampel yang akan dianalisis. Skala absorbansi menunjukkan absorbansi larutan sampel (Khopkar, 2003).
sumber MONOKROMATOR KUVET Detektor
Penguat Pembaca
BAB 3
METODE PENELITIAN 3.1. Alat-alat
Botol sampel plastik/gelas
Spektrofotometer DR 3900
Sampel Cell
Pipet tensette
Pipet volume 10 mL
Gelas ukur 25 mL
Labu ukur 250 mL
Gelas beaker 500 mL
Botol aquades
3.2. Bahan
Mineral Stabilizer
Larutan Nessler
Polyvynil Alcohol Dispersing Agent
Larutan Natrium Arsenit/Natrium Tiosulfat 0,1N
Natrium Hidroksida 0,1 dan 5N
Larutan Buffer Borat
Borat Powder Pillow
Larutan Standar Amoniak Voluette Ampule 50 mg/L sebagau NH3-N
Asam sulfat
3.3. Prosedur Penelitian
Prosedur Penentuan Kadar Ammonia Dengan Spektrofotometer
Dipastikan analisis telah memakai masker dan sarung tangan.
Tekan power pada alat spektrofotometer DR 3900.
tekan program 380 N ammonia Ness.
20
Siapkan sampel. Tuangkan 25 mL air sampel kedalam gelas ukur 25 mL.
Siapkan blanko, tuang 25 mL air demin ke dalam gelas ukur 25 mL.
Tambahkan 3 tetes reagen mineral stabilizer kedalam masing masing- masing gelas ukur.
Letakkan stopperke gelas ukur. Bolak-balik gelas ukur beberapa kali hingga larutan bercampur.
Tambahkan 3 tetes Polyvynil Alcohol Dispersing Agent untuk masing- masing silinder.
Letakkan stopper ke gelas ukur. Bolak-balik gelas ukur beberapa kali hingga larutan bercampur.
Tambahkan 1 mL Reagen Nessler ke dalam masin-masing gelas ukur.
Letakkan stopper ke gelas ukur. Bolak-balik gelas ukur beberapa kali hingga larutan bercampur.
Tekan tombol timer. Waktu reaksi akan berjalan selama 1menit.
Tuang 10 mL blanko ke dalam sampel cell 10 mL sampai garis tanda.
Setelah waktu reaksi selesai, bersihkan sampel cell berisi blanko.
Masukkan sampel cell yang berisi blanko kedalam dudukan cell.
Tekan ZERO. Layar akan menunjukkan 0,0 mg/L NH3-N.
Tuang 10 mL sampel kedalam sampel cell 10 mL sampai garis tanda.
Bersihkan sampel cell berisi sampel.
Masukkan sampel cell yang berisi seampel kedalam dudukan cell.
Tekan READ. Hasil pengujian akan tampil dalam mg/L NH3-N
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
Hasil analisis kadar amoniak (NH
3) pada air limbah domestik yang dilakukan di laboratorium Kimia Fisika Di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4.1. Data Hasil Kadar ammoniak
No Tanggal Kode
contoh
Hasil Uji Hasil akhir (mg/L)
1 2 3 4 5
1 06 Februari 2019 A1 0,66 0,66 0,66 0,66 0,66 6,6 2 06 Februari 2019 A2 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84 8,4 3 06 Februari 2019 A3 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 9,7 4 06 Februari 2019 A4 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 7,0 5 06 Februari 2019 A5 0,69 0,69 0,69 0,69 0,70 6,92
Keterangan:
A1 = Air Inffluent A2 = UASB
A3 = Kolam Aerasi A4 = Kolam Fakultatif A5 = Effluent
4.2. Pembahasan
Dari data percobaan analisa kadar amoniak (NH3) pada air limbah domestik di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara Medan pada tanggal 06 Februari 2019 diperoleh nilai yaitu 6,6 mg/L Air Inffluent (A1), 8,4 mg/L UASB (A2), 9,7 mg/L Kolam Aerasi (A3), 7,0 mg/L Kolam Fakultatif (A4), 6,92 mg/L Effluent (A5). Jika dibandingkan dengan PerMenLHK No.68 Tahun 2016 (Standar baku mutu air limbah domestik) yang berlaku, kadar maksimum untuk amoniak (NH3) dalam air limbah adalah 10. Hal itu menunjukkan bahwa kadar amoniak (NH3) pada air limbah tersebut masih dibawah kategori standar baku mutu air.
22
Amoniak adalah gas tajam yang tidak berwarna dengan titik didih -33,50C.
Cairannya mempunyai pans penguapan yang bebas yaitu 1,37 kJ/g pada titik didihnya yang dapat ditangani dengan peralatan laboratorium yang biasa (Cotton dan Wilkinson, 1989).
amoniak (NH3) yang berasal dari limbah domestik rumah tangga ataupun dari limbah industri-industri yang menghasilkan limbah amoniak dapar menyebar denagn cepat ke udara dan akan turun melalui proses hujan asam yang akan menyebar ke perairan, amoniak bukan hanya berasal dari limbah domestik rumah tangga ataupun limbah industri-indutri namun amoniak juga berasal dari jasad mikroorganisme yang ada di perairan yang telah mati, dan kotoran yang dikeluarkan dari makluh hidup yang ada di perairan tersebut, dan juga dari tumbuhan yang telah mati.
Udara yang tercemar gas amoniak dapat menyebabkan iritasi mata serta saluran pernafasa. Pada kadar 2500-6500 ppm, gas amonia dapat menyebabkan iritasi hebat pada mata, sesak nafas, nyeri dada, sembab paru, batuk darah, bronchitis dan peneumonia. Pada kadar tinggi 30.000ppm yang dapat menyebabkan luka bakar pada kulit dan yang lebih parahnya lagi dapat menyebabkan kematian (Natalia, 2015).
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil analisa yang telah dilakukan pada air limbah domestik dengan alat spektrofotometer DR 3900, diperoleh kadar Amoniak (NH3) pada sampel limbah domestik dengan nilai 6,6 mg/L Air Inffluent (A1), 8,4 mg/L UASB (A2), 9,7 mg/L Kolam Aerasi (A3), 7,0 mg/L Kolam Fakultatif (A4), 6,92 mg/L Effluent (A5). Hasil tersebut menujukkan bahwa kandungan amoniak dalam air limbah domestik di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara medan memenuhi syarat PerMenLHK No.68 Tahun 2016 (Standar baku mutu air limbah domestik). Dimana kadar maksimum untuk amoniak adalah sebesar 10 mg/L
.
5.2. Saran
Sebaiknya dilakukan pengujain terhadap parameter-parameter lain, dari sumber yang sama, sehingga diketahui kandungan senyawa lain yang juga terdapat dalam air tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
Alaerst, G. 1984. Metode Penelitian Air. Surabaya : Penerbit Usaha Nasional.
Anastius, A. 2015. Penentuan Kadar Amoniak (NH3) Pada Air Baku Dan Air Baku
Dan Air Reservoir WTP Mini Kelambir V Di PDAM Tirtanadi Secara Spektrometri. [Tugas Akhir]. Medan : Universitas Sumatera Utara, Program Diploma.
Arya Wardhana, W. 1995. Dampak Pencemaran Lingkungan. Edisi Revisi.
Yogyakarta : penerbit Andi
Astri, N. 2006. Bioindikator Kualitas Air. Jakarta : Bioindikator Kualitas Air.
Benhard, C. 2017. Analisa kadar Amoniak (NH3 ) Klorin Bebas (Cl2), Seng(Zn), dan Tembaga (Cu) Pada Air Reservoir PDAM Tirtauli Pematang Siantar Dengan Menggunakan Tintometer Lovibond.
[Tugas Akhir]. Medan :Universitas Sumatera Utara. Program Diploma Tiga.
Chang, R. 2003. Kimia Dasar : Konsep-konsep Inti. Jilid 1. Edisi Ketiga.
Jakarta : Penerbit erlangga.
Cotton, F.A dan Wilkinson, G. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Cetakan Pertama. Jakarta : UI-Press
Darmono, 2001. Lingkungan Hidup dan Pencemaran. Jakarta : Penerbit Universita Indonesia.
Day, R. A dan Underwood. 2002. Analisi Kimia Kualitatif. Jakarta : Penerbit Erlangga
Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengolahan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Yogyakarta : Penerbit Kanasius.
Gabriel, J. 2001. Fisika Lingkungan. Jakarta : Penerbit Hipokrates Jenie, B.S dan Winiati P.R. 1993. Penanganan Limbah Industri Pangan.
Yogyakarta : pernerbit kasinius.
Khopkar, S. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Press Kristanto, P. 2004. Ekologi Industri. Yogyakarta : Penerbit Andi Lagowski, J. 2012. Analisis Kualitatif Semimikro : Jakarta.
25
Linsley, R.K. 1985. Teknik Sumber Daya Air. Edisi Ketiga. Jakarta : Penerbit Erlangga
Mara, D. 1994. Pemanfaatan Air Limbah dan Ekskreta. Bandung : Penerbit ITB.
Mulia, R.M. 2005. Kesehatan Lingkungan Edisi Pertama.Jakarta: Graha Ilmu.
Missler, G. L. 1991. Inorganic Chemistry. London : Premtik Hal Inc.
Natalia, C. 2015. Penentuan Kadar Amoniak dan Nitrat Dalam Air Sungai.
[Tugas Akhir]. Medan : Universitas Sumatera Utara, Program Diploma tiga.
Snell, F and Cornelia. 1948. Colourimetric Methods Of Analysis. Third Edition.
New Jersey : D Van Nostrand Company, INC.
Sutrisno, C.T. et al. 2004. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Jakarta : Penerbit Rhineka Cipta.
