LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM LINGKUNGAN 2
Jurusan Teknik Lingkungan – FALTL – Universitas Trisakti
Gasal 2015/2016
KELOMPOK : 5
1. Nurul Irfan Arian (082001300029) 2. Lingkan Claudia Poluakan (082001300025)
Asisten : Aniesha Alqarina Putri
PENENTUAN KONSENTRASI OKSIDAN PADA UDARA AMBIEN
DENGAN METODE NEUTRAL BUFFER KALIUM IODIDA (NBKI)
MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pemanasan global merupakan isu yang selalu hangat diperbincangkan, karena dampak buruknya yang terus dirasakan oleh semua makhluk di muka bumi. Misalnya di lokasi kampus Trisakti, Grogol Jakarta, pada tahun 1900-an suhu udara di lokasi ini masih memiliki kadar kelembaban udara yang cukup tinggi, namun pada saat ini, keadaan udara di kampus ini suhunya mulai meningkat. Lapisan udara di atas bumi memiliki pelindung agar panas dan cahaya matahari tidak langsung jatuh ke permukaan bumi sehingga dapat membuat makhluk hidup di bumi menjadi panas atau bahkan mengalami kematian. Lapisan tersebut diisi oleh ozon (O3) yang merupakan senyawa hasil dari reaksi hidrokarbon dalam
siklus fotolitik NO2O3. Secara alamiah ozon terbentuk pada ketinggian 15-40 km
di atas permukaan bumi, yaitu pada lapisan stratosfer. Namun konsentrasi O3 juga
dipengaruhi oleh aktivitas manusia di permukaan bumi, sehingga lapisan ozon tersebut turun hingga berada pada lapisan troposfer.
Cahaya matahari yang datang ke bumi akan disaring dan dipantulkan sebagiannya oleh ozon, sehingga sinar ultraviolet yang datang ke permukaan bumi telah sesuai dengan kadar yang dibutuhkan oleh tanaman dan makhluk hidup lainnya. Namun kegiatan manusia yang mengasilkan gas rumah kaca
seperti CO2, NH3 dan CFC dapat membuat penipisan lapisan ozon. Kondisi
seperti ini tentu saja akan membuat sinar matahari langsung menuju permukaan bumi. Ozon harus berada pada lapisan stratosfer bumi, karena apabila ozon berada di bawah lapisan tersebut akan membawa dampak buruk terhadap kehidupan makhluk di bumi. Ozon yang berada pada troposfer merupakan salah satu senyawa yang menyebabkan gas rumah kaca dan menciptakan pemanasan global, karena panas matahari yang dipantulkan oleh bumi akan dikembalikan lagi ke bumi sehingga menaikkan suhu secara menyeluruh. Namun kadar O3 di
udara ambien tersebar tidak merata, konsentrasinya dipengaruhi oleh topografi, komposisi zat kimia pada lapisan troposfer dan stabilitas udara.
Oleh karena itu, pengukuran konsentrasi ozon dilakukan untuk menentukan konsentrasi oksidan total di udara ambien. Konsentrasi oksidan di udara dapat diukur dengan metode Neutral Buffer Kalium Iodida (NBKI). Metode ini mengabsorbsikanlarutan KI 1% dalam penyangga fosfat, sehingga terbentuk I2
bewarna kuning muda yang diukur menggunakan spectrofotometer pada panjang gelombang 352 nm.
1.2 Tujuan Percobaan
Untuk menentukan kadar ozon sebagai oksidan di udara ambien dengan metode Neutral Buffer Kalium Iodida (NBKI) menggunakan spektrofotometer di Kampus A Universitas Trisakti Jakarta.
II. TINJAUAN PUSTAKA A. Sifat Fisik dan Kimia
Oksidan (O3) merupakan senyawa di udara selain oksigen yang memiliki sifat
sebagai pengoksidasi. Oksidan adalah komponen atmosfer yang diproduksi oleh proses fotokimia, yaitu suatu proses kimia yang membutuhkan sinar matahari mengoksidasi komponen-komponen yang tak segera dioksidasi oleh oksigen. Senyawa yang terbentuk merupakan bahan pencemar sekunder yang diproduksi karena interaksi antara bahan pencemar primer dengan sinar (Mukhlis, 2009).
Hidrokarbon merupakan komponen yang berperan dalam produksi oksidan fotokimia. Reaksi ini juga melibatkan siklus fotolitik NO2. Salah satu polutan
sekunder yang dihasilkan dari reaksi hidrokarbon dalam siklus ini adalah ozon (Mukhlis, 2009).
Ozon merupakan salah satu zat pengoksidasi yang sangat kuat setelah fluor, oksigen dan oksigen fluorida (OF2). Meskipun di alam terdapat dalam jumlah kecil
tetapi lapisan lain dengan bahan pencemar udara Ozon sangat berguna untuk melindungi bumi dari radiasi ultraviolet (UV-B). Ozon terbentuk diudara pada ketinggian 30 km dimana radiasi UV matahari dengan panjang gelombang 242 nm secara perlahan memecah molekul oksigen (O2) menjadi atom oksigen tergantung
dari jumlah molekul O2 atom-atom oksigen secara cepat membentuk ozon. Ozon
menyerap radiasi sinar matahari dengan kuat di daerah panjang gelombang 240-320 nm. Absorpsi radiasi elektromagnetik oleh ozon didaerah ultraviolet dan inframerah digunakan dalam metode-metode analitik (Wilson, 2013).
B. Sumber dan Distribusi
Yang dimaksud dengan oksidan fotokimia meliputi Ozon, Nitrogen dioksida, dan peroksiasetilnitrat (PAN) karena lebih dari 90% total oksidan terdapat dalam bentuk ozon maka hasil monitoring udara ambien dinyatakan sebagai kadar ozon. Karena pengaruh pencemaran udara jenis oksidan cukup akut dan cepatnya perubahan pola pencemaran selama sehari dan dari suatu tempat ketempat lain, maka waktu dimana kadar Ozon paling tinggi secara umum ditentukan dalam pemantauan. Mencatat jumlah per jam per hari, perminggu, per musim atau per tahun selama kadar tertentu dilampaui juga merupakan cara yang berguna untuk melaporkan sejauh mana Ozon menjadi masalah (Mukhlis, 2009).
Kadar ozon alami yang berubah-ubah sesuai dengan musim pertahunnya berkisar antara 10–100 mg/m3 (0,005–0,05 ppm). Di wilayah pedesaan kadar ozon
dapat menjadi tinggi karena adanya kiriman jarak jauh O3 dari udara yang berasal
dari perkotaan. Di daerah perkotaan yang besar, tingkat ozon atau total oksidan maksimum 1 jam dapat berkisar dari 300–800 mg/m3 (0,15-0,40 ppm) atau lebih.
5–30% hasil pemantauan di beberapa kota besar didapatkan kadar oksida maksimum 1 jam yang melampaui 200 mg/m3 (0,1ppm) (Wilson, 2013).
C. Dampak Terhadap Kesehatan
Oksidan fotokimia masuk kedalam tubuh dan pada subletal yang dapat mengganggu proses pernafasan normal, selain itu oksidan fotokimia juga dapat menyebabkan iritasi mata. Beberapa gejala yang dapat diamati pada manusia yang diberi perlakuan kontak dengan ozon, sampai dengan kadar 0,2 ppm tidak ditemukan pengaruh apapun, pada kadar 0,3 ppm mulai terjadi iritasi pada hidung
dan tenggorokan. Kontak dengan Ozon pada kadar 1,0–3,0 ppm selama 2 jam pada orang-orang yang sensitif dapat mengakibatkan pusing berat dan kehilangan koordinasi. Pada kebanyakan orang, kontak dengan ozon dengan kadar 9,0 ppm selama beberapa waktu akan mengakibatkan edema pulmonari. Pada kadar di udara ambien yang normal, peroksiasetilnitrat (PAN) dan Peroksiabenzoilnitrat (PbzN) mungkin menyebabkan iritasi mata tetapi tidak berbahaya bagi kesehatan. Peroksibenzoilnitrat (PbzN) lebih cepat menyebabkan iritasi mata (Departemen Kesehatan, 2005).
D. Dampak Terhadap Lingkungan
Dampak yang terjadi pada ekosistem adalah terganggunya atau bahkan putusnya rantai makanan pada tingkat konsumen di ekosistem perairan karena penurunan jumlah fitoplankton.
Woodwell (1970) merangkumkan pengaruh pencemar oksidan atmosfer terhadap ekosistem sebagai berikut ini :
a) Menghilangnya spesies yang peka
b) Pengurangan diversitas dan jumlah spesies
c) Hilangnya tanaman overstorey tanaman kecil penyokong
d) Penguragan bahan organik pada tanaman pangan yang menyebabkan berkurangnya zat-zat makanan didalam sistem tersebut
III. ALAT DAN BAHAN 3.1 Alat No . Alat Ukura n Jumlah Gambar 1, Labu ukur (Pyrex ±0,10 ml) 100 ml 2 2 Gelas ukur (Superior ±0,1 ml) 100 ml 1 3 Hygrometer (West Germany) - 1 4 Pompa vakum ( Thomas model 1132D) 1
5 Botol impinger ( Schott duran ) 2 5 Selang (1/4”) dan corong 1 6 Barometer (Oaklon) 1 7 Anemometer (Lutron AM-4202) 1
8 Aluminium Foil secukupny a
9 Spektrofotomete r (Halo DB-20 S, UV – VIS DOUBLE BEAM) 1 3.2 Bahan No .
Bahan Jumlah Gambar
1 Larutan penyerap O3 50 ml 2 Granular (batu bata) secukupnya
IV. CARA KERJA
1. Diagram Sampling
Tambahkan 50 ml larutan penjerap Rangkai alat dan hidupkan pompa oksidan kedalam impinger sampai laju menunjukan 1 L/menit (catat F1), lakukan selama 30 menit
2. Diagram Analisis
V. HASIL PENGAMATAN
Matikan pompa & catat F2 setelah 30 menit dan diamkan 30 menit di tempat
yang tidak ada cahaya
Diukur suhu, tekanan, kelembaban, arah dan kecepatan angin
Ukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang = 352 nm Setelah 30 menit masukkan ke dalam labu ukur 50 mL
Data Sampling
Lokasi : Pos Satpam S.Parman, Kampus A Universitas Trisakti (peta terlampir)
Koordinat : 6°10’7”S, 106°47’21”E Waktu : 11.00-11.30 WIB (30 menit) Laju alir : 1 L/menit
Data Meteorologi
Temperatur : 33,8°C = 306,8 K Tekanan udara : 759,7 mmHg Kecepatan angin : 1.22 m/s Arah angin : Barat laut Kelembaban : 32% R.H.
VI. RUMUS DAN PERHITUNGAN
Volume udara yang dihisap V = F × t × Pa Ta × 298 760 = 1 × 30 ×306,8759,7×298760 = 29,13 L keterangan:
V : volum udara awal yang dihisap (L) F : laju alir (L/menit)
t : durasi pengambilan contoh uji (menit) Pa : tekanan udara (mmHg)
Ta : temperatur (K)
298 : temperatur pada kondisi normal 25°C (K)
760 : tekanan udara pada kondisi normal 1 atm (mmHg)
Kurva kalibrasi No C (μg/Nm3) Abs 1 0 0 2 0,15 0,079 3 0,25 0,135 4 0,3 0,174 5 0,35 0,213 Sampe l 0,205 0,133
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 f(x) = 0.58x R² = 1
Kurva Kalibrasi
Abs Linear (Abs) Sampel Δy = y3 – y2 = 0,135 - 0,079 = 0,056 Δx = x3 – x2 = 0,25 – 0,15 = 0,1 Δy Δx=
dy dx 0,0056 0,1=
0,113 x x = a = 0,195 Konsentrasi contoh uji C = aV × 1000
= 0,20229,13 × 1000 = 6,934 μg/Nm3
C : konsentrasi oksidan di udara (μg/Nm3)
a : jumlah oksidan dari contoh uji dengan melihat kurva kalibrasi V : volume udara kondisi normal (L)
Konsentrasi 1 jam C2 = C × ( t1 t2 ) n = 6 ,934 × (0.51 ) 0.185 = 6,099 μg/Nm3 Konsentrasi 8 jam C3 = C × ( t1 t2 ) n = 6 ,934 × (0.58 ) 0.185 = 3,828 μg/Nm3 keterangan:
C : konsentrasi ozon di udara ambien selama 30 menit (μg/Nm3)
C2 : konsentrasi ozon di udara ambien selama 1 jam (μg/Nm3)
C3 : konsentrasi ozon di udara ambien selama 8 jam (μg/Nm3)
t1 : waktu praktikum (jam)
t2 : waktu yang akan dikonversi (jam)
VII. PEMBAHASAN
Pada praktikum ini, mahasiswa menghitung konsentrasi ozon (O3) sebagai
oksidan pada udara ambien kampus A, Universitas Trisakti dengan metoda Neutral Buffer Kalium Iodida NBKI menggunakan spektrofotometer. Rangkaian peralatan contoh uji ditempatkan di pos satpam jalan S. Parman dalam waktu 30 menit, yaitu pukul 11.00 sampai 11.30 WIB.
Data-data meteorologi pada saat sampling berlangsung adalah sebagai berikut: temperatur terukur sebesar 33,8°C; tekanan udara sebesar 759,7 mmHg; kecepatan angin sebesar 1,22 m/s dari arah barat laut; dan kelembaban sebesar 32% R.H.
Karena flow meter yang tersedia terbatas, kelompok penulis tidak dapat mengukur laju alir selama sampling. Laju alir diukur dalam laboratorium sebelum sampling. Laju alir diatur sebesar 1 L/menit.
Volume contoh uji udara yang diambil dihitung dengan menggunakan rumus dari SNI 19-7119.8-2005. Didapat hasil sebesar 29,13 L. Dari spektrofotometer, didapat absorbansi sebesar 0,113. Selanjutnya, dihitung jumlah oksidan dilihat dari contoh uji dari kurva kalibrasi dengan menggunakan Δy dan Δx. Didapat hasil x sebesar 0,195. Terakhir, dihitung konsentrasi oksidan pada udara ambien dan didapat konsentrasinya sebesar 6,934 μg/Nm3 selama 30 menit. Hasilnya dikonversi kedalam waktu 1 jam dan
8 jam, didapat hasil berturut-turut sebesar 6,099 μg/Nm3 dan 3,828 μg/Nm3.
Hasil konsentrasi ozon sebagai oksidan di udara ambien yang didapat dibandingkan dengan baku mutu udara ambien provinsi DKI Jakarta, baku mutu udara ambien nasional dan baku mutu udara ambien internasional menurut the WHO Air
Quality Guidelines.
Menurut Keputusan Gubernur DKI Jakarta nomor 551 tahun 2001, baku mutu O3 di udara ambien dalam satu jam adalah sebesar 200 μg/Nm3. Menurut Peraturan
Menteri Negara Lingkungan Hidup nomor 12 tahun 2010, baku mutu O3 di udara
ambien dalam satu jam adalah sebesar 235 μg/Nm3. Menurut the WHO Air Quality
Guidelines, baku mutu O3 adalah sebesar 100 μg/Nm3
Dari baku mutu udara ambien diatas, dapat dilihat bahwa konsentrasi O3 di
Kampus A masih jauh dibawah standar. Ini berarti bahwa kadar O3 pada udara ambien
di Kampus A, Universitas Trisakti masih tergolong baik dan tidak berbahaya bagi kesehatan manusia serta lingkungan.
Dampak dari kandungan O3 tidak akan terlalu terasa jika konsentrasinya di
udara ambien tidak tinggi. Dampak dari kandungan O3 yang terlalu tinggi bagi manusia
adalah gangguan pernapasan akut dan rusaknya sistem pertahanan tubuh, sedangkan untuk lingkungan, dampaknya adalah mengganggu proses fotosintesis tumbuhan hijau.
Karena O3 adalah pencemar sekunder yang dihasilkan dari emisi kendaraan
bermotor, alternatif pengendalian yang bisa dilakukan diantaranya adalah mengganti bahan bakar menjadi bahan bakar yang ramah lingkungan dan menguji emisi kendaraan bermotor setiap uji berkala.
VIII. KESIMPULAN
Kesimpulan yang didapat dari praktikum ini adalah: 1. Volume udara yang diambil adalah sebesar 29,13 L
2. Konsentrasi O3 yang didapat adalah sebesar 6,934 μg/Nm3 selama 30 menit.
3. Konsentrasi O3 yang didapat adalah sebesar 6,099 μg/Nm3 selama 1 jam.
4. Konsentrasi O3 yang didapat adalah sebesar 3,828 μg/Nm3 selama 8 jam.
5. Kadar O3 di udara ambien Kampus A, Universitas Trisakti belum melampaui baku
6. Kadar O3 di udara ambien Kampus A, Universitas Trisakti tergolong baik dan tidak
berbahaya bagi manusia dan lingkungan.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. Badan Standarisasi Nasional Indonesia. 2005. Cara Uji Kadar Oksidan dengan Metode Neutral Buffer Kalium Iodida (NBKI) di Udara Ambien Menggunakan Spektrofotometer SNI 19-7119.8-2005. Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.
Anonim. 2001. Keputusan Gubernur Provinsi DKI Jakarta Nomor 55 Tahun 2001tentang Penetapan Baku Mutu Udara Ambien dan Baku Tingkat Kebisingan di Provinsi DKI Jakarta.
Anonim. 2010. Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 12 Tahun 2010 tentang Pelaksanaan Pengendalian Pencemaran Udara di Daerah. Kementrian Negara Lingkungan Hidup Republik Indonesia.
Anonim. 2005. The WHO Air Quality Guidelines.
Mukhlis. 2009. Mengenali dampak Lingkungan dalam Pemanfaatan Sumber-Sumber Energi. Graha Ilmu : Yogyakarta.
Pedoman Parameter Pencemar Udara dan Dampaknya Terhadap Kesehatan Departemen Kesehatan RI 2005.
Wilson. 2013. Perubahan Ozon Troposfer di Indonesia.[terhubung berkala] http://www.jurnal.lipi.go.id/publikasi.cgi?
tampilpublikasi2&1074192018&Indonesia&vol=23&0209222940 (Diakses pada 11 Oktober 2015)
Peraturan Pemerintah No. 41 Tahun 1999 Tentang Pengendalian Pencemaran Udara, Jakarta.
Woodwell, 1970 (Online)
http://pengendalianmutu.blogspot.com/2011/01/penanganan-qc-di-perusahaan-pt sumber.html (Diakses pada tanggal 11 Oktober 2015)
LAMPIRAN
Higrometer Anemometer
