PAPER
Metode Gravimetri dalam Alat
High Volume Air Sampler
(HVAS)
Sebagai Cara Kuantitatif Mengukur Kualitas Debu dalam Udara
Diajukan untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Kimia Analisis
Fildzah Alfita Qosthalani
1306444415
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MIPA
UNIVERSITAS INDONESIA
1 KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkah dan limpahan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan paper ini dengan tepat waktu.
Paper ini berjudul "Metode Gravimetri dalam Alat High Volume Air Sampler Sebagai Cara Kuantitatif Mengukur Kualitas Debu dalam Udara" yang ditujukan untuk memenuhi tugas akhir mata kuliah Kimia Analisis yang diajarkan oleh Bapak Drs. Erzi Rizal Azwa dan Ibu Dita Arifa Nurani, M.Sc. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang mendasar pada paper ini. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun berkaitan dengan penulisan serta isi paper ini.
Terima kasih kepada berbagai sumber yang telah membuat tulisan bermafaat sebagai referensi penulis. Semoga paper ini juga dapat bermanfaat bagi khalayak umum yang sedang membutuhkan referensi terkait masalah yang bersangkutan.
Depok, 29 Mei 2014
2 DAFTAR ISI
Kata Pengantar
Daftar Isi
Bab I Pendahuluan Bab II Pembahasan
Bab III Simpulan
3 BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pada zaman industri modern ini, sumber polusi semakin banyak ditemukan. Tidak hanya pada lingkungan yang padat kendaraan seperti Jakarta, tetapi juga pada wilayah industri yang sedikit banyak memberikan dampak negatif pada kesehatan lingkungan. Hal ini membuat lingkungan kehilangan kontrol dan mengalami pencemaran udara akibat kadar udara yang tidak seimbang. Udara atmosfer yang dianggap seimbang sesungguhnya terdiri dari 78% nitrogen; 20% oksigen; 0,93% argon; 0,03% karbon monoksida dan sisanya terdiri dari helium, neon, metan, dan hidrogen.
Debu seringkali menjadi indikator pencemaran udara yang digunakan untuk menunjukan tingkat bahaya baik terhadap lingkungan maupun terhadap kesehatan dan keselamatan kerja. Untuk mengetahui secara kuantitatif banyaknya partikel debu yang membahayakan tersebut, debu yang dijadikan parameter disebut Particulat Matter 10 (PM10) yang memiliki ukuran ≦10 mikron.
Saat ini beberapa wilayah seperti di kota Riau telah di pasang alat ukur untuk mengetahui tingkat bahaya debu PM10 di sekitar. Pengukuran kadar PM10 dilakukan dengan metode gravimetri dengan alat High Volume Air Sampler. Prinsip kerjanya adalah dengan menentukan konsentrasi debu yang ada di udara dengan pompa isap lalu di filter kemudian dilakukan perhitungan matematis untuk mendapatkan kadar debu di udara.
B. Rumus Masalah
4
C. Tujuan
Mengenalkan alat high volume air sampler untuk mengukur kualitas pencemaran udara
Mengetahui klasifikasi pencemar udara yang dapat diukur dengan high volume air sampler
5 BAB II
PEMBAHASAN
A. Partikel Debu Pencemar Udara
Udara adalah suatu campuran gas yang terdapat pada lapisan yang mengelilingi bumi. Komposisi campuran gas tersebut tidak selalu konstan. Komponen yang konsentrasinya paling bervariasi adalah air dalam bentuk bentuk uap H2O dan Karbon Dioksida (CO2). Jumlah uap air yang terdapat di udara bervariasi dari cuaca dan suhu.
Menurut Mukono (1997) Pencemaran udara adalah bertambahnya bahan atau substrat fisik atau kimia kedalam lingkungan udara normal yang mencapai sejumlah tertentu, sehingga dapat dideteksi oleh manusia (atau yang dapat dihitung dan diukur) serta dapat memberikan efek pada manusia, binatang, vegetasi, dan material. Selain itu pencemaran udara dapat pula dikatakan sebagai perubahan atmosfer oleh karena masuknya bahan kontaminan alami atau buatan ke dalam atmosfer tersebut.
Berdasarkan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 41 Tahun 1999, Pencemaran udara diartikan masuk atau dimasukannya makhluk hidup, zat, energi, dan atau komponen lain ke udara dan atau berubahnya tatanan udara oleh kegiatan manusia atau proses alam, sehingga kualitas udara turun sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan udara menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai peruntukannya. Beberapa komponen pencemar udara yang paling banyak berpengaruh dalam pencemaran udara adalah komponen-komponen berikut ini :
1. Karbon monoksida (CO) 2. Nitrogen Oksida ( NOx) 3. Belerang Oksida (SOx) 4. Hidrokarbon (HC) 5. Partikel (Fardiaz, 1992)
6
menunjukan tingkat bahaya baik terhadap lingkungan maupun terhadap kesehatan dan keselamatan kerja. Debu adalah zat padat yang berukuran 0,1 – 25 mikron. Debu termasuk kedalam golongan partikulat. Yang dimaksud dengan partikulat adalah zat padat/cair yang halus, dan tersuspensi diudara, misalnya embun, debu, asap, fumes dan fog. Partikulat ini dapat terdiri atas zat organik dan anorganik (Slamet,2000)
Debu merupakan salah satu bahan yang sering disebut sebagai partikel yang melayang di udara (Suspended Particulate Matter/SPM) dengan ukuran 1 mikron sampai 500 mikron. Suspended partikulat adalah partikel halus di udara yang terbentuk pada pembakaran bahan bakar minyak. Terutama partikulat halus yang disebut PM10. Particulat Matter
10 (PM10) adalah partikel debu yang berukuran ≤ 10 mikron.
Secara fisik debu atau particulate dikategorikan sebagai pencemar yaitu dust udara aerosol. Debu terdiri dari 2 golongan, yaitu padat (soll) dan cair (liquid). Debu yang terdiri dari partikel-partikel padat dapat dibedakan menjadi 3 macam:
1. Dust
Dust terdiri dari berbagai ukuran mulai dari yang submikroskopik sampai yang besar. Debu yang berbahaya adalah ukuran yang bisa terhirup ke dalam sistem pernafasan, umumnya lebih kecil dari 100 mikron dan bersifat dapat terhirup ke dalam paru-paru.
2. Fumes
Fumes adalah partikel padat yang terbentuk dari proses evaporasi atau kondensasi, pemanasan berbagai logam, misalnya menghasilkan uap logam yang kemudian berkondensasi menjadi partikel-partikel metal fumes misalnya, logam (Cadmium) dan Timbal (Plumbum)
3. Smoke
7
B. Mengenal High Volume Air Sampler dengan Metode Gravimetri
High Volume Air Sampler (HVAS) adalah peralatan yang digunakan untuk pengumpulan kandungan partikel melalui filtrasi, sejumlah besar volum udara di atmosfer dengan memakai pompa vakum kapasitas tinggi, yang dilengkapi dengan filter dan alat control laju alir.
Prinsip kerja dari high volume air sampler dengan metode gravimetri adalah menentukan konsentrasi debu yang ada di udara dengan menggunakan pompa isap. Udara yang terhidap disaring denga filter, sehingga debu yang ada di udara akan menempel pada filter tersebut. Berdasarkan jumlah udara yang terhisap dan berat debu yang menempel pada filter, akan diketahui konsentrasi debu yang ada di udara.
Pengukuran konsentrasi partikel yang melayang di udara menggunakan metode gravimetri dengan metode berikut :
Pemilihan Filter
Secara umum, pemilihan filter bergantung terhadap pengujian. Hal yang penting untuk diperhatikan adalah penentuan seleksi dan pemakaian karakteristik. Adapun beberapa macam filter yang umum digunakan adalah sebagai berikut:
1. filter serat kaca 2. filter fiber silika 3. filter selulosa
filter serat kaca dapat dipilih untuk contoh uji dengan kelembaban tinggi. Filter serat kaca dipilih karena dapat mengumpulkan partikel dengan kisaran diameter 0,1µm – 100 µm. adapun efisiensi pengumpulan berkisar 99,95 % untuk ukuran partikel 0,3 µm.
Perhitungan Konsentrasi
Konsentrasi Total Suspended Particulate (TSP) di udara dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
8
[C] = konsentrasi Total Suspended Paticulate (TSP) di udara ambient (µg/m3)
Mt = berat filter setelah pengambilan sampel udara (µg)
M0 = berat filter bersih atau sebelum pengambilan sampel udara (µg)
T = lama pencuplikan atau pengambilan sampel (jam) V = laju pencuplikan atau pengambilan udara (m3/jam)
Kemudian konsentrasi yang diperoleh dari persamaan tersebut dikonversi ke persamaan model konversi Canter untuk mendapatkan konsentrasi yang setara dengan konsentrasi partikulat di udara dengan waktu pencuplikan atau pengukuran selama 24 jam. Berikut adalah persamaan konversi Canter:
Dengan keterangan sebagai berikut:
C1 = konsentrasi udara rata-rata dengan waktu pengambilan sampel selama 24 jam (µg/m3)
C2 = konsentrasi udara rata-rata hasil pengukuran dengan lama pengambilan sampel selama t2 jam. Dalam hal ini, C2 = [C]. (µg/m3)
t1 = 24 jam
t2 = lama pengambilan sampel (jam)
p = faktor konversi dengan nilai antara 0,17 dan 0,2
Dalam percobaan alat high volume air sampler yang pernah diuji oleh sekelompok mahasiswa teknik lingkungan Universitas Indonesia pada laporan praktikumnya “Cara Uji Partikel Tersuspensi Total Menggunakan Peralatan High Volume Air Sampler (HVAS) Dengan Metode Gravimetri”, didapatkan bahwa :
9
41,88 µg/m3, ekuivalen dengan nilai 29,41 µg/m3 pada pengukuran 8 jam
10 BAB III
SIMPULAN
A.Simpulan
Metode gravimetri yang diterapkan pada alat high volume air sampler untuk mengukur kualitas debu dalam suatu daerah adalah dengan menghisap udara sekitar dengan cara filtrasi lalu jumlah partikel yang terakumulasi dalam filter dianalisa kandungannya dengan gravimetrik. Hasil analisis yang diperoleh kemudian dapat dijadikan sebagai tolak ukur tingkat pencemaran udara dalam lingkungan tersebut.
B.Saran
11 DAFTAR PUSTAKA
1. Dewi Aprianti, Hermawati W., Osha Ombasta, dan Zahra Mediawaty. Laporan Praktikum : Cara Uji Partikel Tersuspensi Total Menggunakan peralatan High
Volume Air Sampler (HVAS) dengan Metode Gravimetri. 2010. Universitas
Indonesia : Depok.
2. Teguh Prayudi dan Joko Priyatno Susanto. Kualitas Debu dalam Udara Sebagai
Dampak Industri Pengecoran Logam Ceper. 2010. Jurnal Teknologi Lingkungan
3. Fanji Avrianto. Skripsi :Analisis kadar Particulate Matter 10 (PM10) di Udara dan Keluhan Gangguan Pernafasan Pada Masyarakat Yang Tinggal di Sepanjang
Jalan Raya Kelurahan Lalang Kecamatan Sunggal Medan Tahun 2010. 2011.
Universitas Sumatera Utara : Medan.
4. U.S. Environmental Protection Agency. Compendium of Methods for the
Determination of Inorganic Compounds in Ambient Air. 1999. United State of
