PENGUKURAN KADAR SO
2DI JALAN DEPAN PARKIRAN
FAKULTAS PERTANIAN IPB DENGAN METODE
PARAROSANILIN MENGGUNAKAN
SPEKTROFOTOMETER
MEASUREMENT SO
2LEVELS IN FRONT STREET
PARKING FACULTY OF AGRICULTURE IPB WITH
PARAROSANILIN METHOD AND SPECTROPHOTOMETER
Amir Hamzah1, AnditaDwi Sefiani2, Eman Serius Waruwu3
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor, Jln. Kamper Kampus IPB Dramaga, Bogor, 16680
Email: [email protected], [email protected]2, [email protected]
Abstrak : Udara ambien adalah udara bebas di permukaan bumi yang berada pada lapisan troposfir. Pencemaran udara ambien yang terjadi dapat berupa NO2, SO2 dan CO, yang dapat berasal dari cerobong baik dari boiler ataupun generator listrik yang dapat membahayakan kesehatan manusia khususnya para pekerja. Kandungan gas sulfur dioksida dalam udara ambien memiliki dampak negatif bagi lingkungan dan manusia, sehingga perlu dilakukan kontrol emisi SO2 dalam udara ambien. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan konsentrasi SO2 di udara ambien khususnya di jalan depan lapangan parkir Fakultas Pertanian IPB dengan metode pararosanilin. Berdasarkan hasil yang didapa t dari pengamatan, kandungan konsentrasi SO2 di wilayah Institut Pertanian Bogor didepan lapangan parkir Fakultas Pertanian diperoleh sebesar 24.112 µg/m3. Apabila dibandingkan dengan baku mutu PP No. 42 Tahun 1999 Tentang Pengendalian Pencemaran Udara , Kandungan SO2 didepan lapangan parkir Fakultas Pertanian IPB masih dalam kategori baik. Salah satu cara mengatasi gas SO2 dapat dilakukan melalui penanganan gas buangan dengan berkas elektron yang sangat efektif untuk menghilangkan sulfur dioksida (SO2) dari gas sisa hasil pembakaran secara simultan. Adapun cara mencegah polutan SO2 ini dengan cara merawat agar mesin kendaraan berfungsi baik, memasang filter knalpot, memasang scruber pada cerobong asap, dan menggunakan bahan bakar minyak atau batubara dengan kadar sulfur rendah.
Kata Kunci : Udara ambien, Konsentrasi SO2, metode pararosanilin
Abstract : Ambient air is free air in the surface layer of the earth that are on the troposphere. Ambient air pollution that can occur in the form of NO2, SO2 and CO, which can be derived from either the chimney of the boiler or electric generators that could endanger human health, especially the workers. Sulfur dioxide gas content in the ambient air has a negative impact on the environment and humans, so it is necessary to control emissions of SO2 in the ambient air. This study aims to determine the concentration of SO2 in the ambient air, especially in the front parking lot of the Faculty of Agriculture, IPB with pararosanilin method. Based on the results obtained from the observations, the content of SO2 concentration in the area of Bogor Agricultural University parking lot in front of the Faculty of Agriculture obtained at 24 112 mg / m 3. When compared to the standard quality PP 42 of 1999 concerning Control of Air Pollution, SO2 content of the parking lot in front of the Faculty of Agriculture, IPB still in the good category. One way to overcome SO2 gas can be carried out through the exhaust gas treatment with electron beam that is very effective for removing sulfur dioxide (SO2) from the rest of combustion gases simultaneously. As for how to prevent these pollutants SO2 with how to care for the machine to function properly the vehicle, install the exhaust filter, installing scruber the chimney, and the use of fuel oil or coal with low sulfur content.
PENDAHULUAN
Pencemaran udara dapat diartikan sebagai adanya bahan-bahan atau zat-zat asing di dalam udara yang menyebabkan perubahan susunan (komposisi) udara dari keadaan normalnya. Masuknya bahan-bahan atau zat-zat asing kedalam udara selalu menyebabkan perubahan kualitas udara. Masuknya bahan-bahan atau zat-zat asing tersebut tidak selalu menyebabkan pencemaran udara. Mengacu pada definisinya, pencemaran udara baru terjadi jika masuknya bahan-bahan atau zat-zat asing tersebut menyebabkan mutu udara turun sampai kehidupan manusia, hewan dan binatang terganggu atau lingkungan tidak berfungsi sebagai mana mestinya. Udara adalah salah satu komponen yang sangat penting dan dibutuhkan oleh makhluk hidup. Udara sangat dibutuhkan makhluk hidup terutama dalam proses pernapasan. Oleh karenanya, untuk bernapas dengan baik dibutuhkan udara dengan kualitas yang baik pula (Wardhana, dkk 2001). Pencemaran udara ambien yang terjadi dapat berupa NO2, SO2 dan CO, yang dapat berasal dari cerobong
baik dari boiler ataupun generator listrik yang dapat membahayakan kesehatan manusia khususnya para pekerja (Aulia dan Agnestisia 2011).
Gas SO2 dapat berasal dari berbagai sumber bukan hanya mesin-mesin yang
bekerja dengan bahan bakar fosil namun dapat pula berasal dari asap-asap pembakaran dari pemukiman dengan berbagai aktivitas. Namun dengan pergerakan angin gas SO2 yang dihasilkan tidak sampai terakumulasi sangat besar
pada satu lokasi. Pengaruh gas SO2 dapat menyebabkan iritasi sistem pernapasan
bahkan dapat mengakibatkan kematian. Namun dari hasil pengukuran kandungan gas di udara tidak serta-merta menjadi indikator pasti tubuh akan mengalami gangguan kesehatan, perlu tindakan lebih lanjut terutama berhubungan dengan pengecekan kesehatan dari tiap pekerja di lingkungan perusahaan tersebut.
Kandungan gas sulfur dioksida dalam udara ambien memiliki dampak negatif bagi lingkungan dan manusia, sehingga perlu dilakukan kontrol emisi SO2 dalam
udara ambien. Pengontrolan tersebut akan membantu upaya pengelolaan lingkungan serta pemulihan udara ambien. Pengukuran konsentrasi sulfur dioksida dilakukan di jalan depan lapangan parkir Fakultas Pertanian IPB sehingga terdapat banyak kendaraan. Kendaraan tersebut menggunakan bahan bakar fosil yang akan melepaskan sulfur dioksida (SO2) ke udara. Pengukuran
kadar sulfur dioksida pada udara ambien dapat menggunakan metode
pararosanilin yang memanfaatkan absorbsi SO2. Penelitian ini bertujuan untuk
menentukan konsentrasi SO2 di udara ambien khususnya di jalan depan lapangan
parkir Fakultas Pertanian IPB dengan metode pararosanilin.
TINJAUAN PUSTAKA
Zat pencemar primer dapat didefinisikan sebagai zat pencemar yang terbentuk pada sumber emisinya, seperti partikulat, NOx, CO dan SO2. Polutan udara primer mencakup 90% dari jumlah polutan udara seluruhnya. Sumber polusi yang utama berasal dari transportasi, di mana hampir 60% dari polutan yang dihasilkan terdiri dari karbon monoksida dan sekitar 15% terdiri dari hidrokarbon. Sumber-sumber polusi lainnya misalnya pembakaran, proses industri, pembuangan limbah, dan lain-lain (Setio 2009). Pada penelitian ini, zat pencemar yang diteliti adalah SO2. Sulfur dioksida (SO2) mempunyai karakteristik gas yang tidak
berwarna, berbau tajam, bersifat korosif (penyebab karat), beracun karena selalu mengikat oksigen untuk mencapai kestabilan fasa gasnya dan tidak mudah terbakar diudara. Gas SO2 juga mudah larut dalam air membentuk asam sulfat
(Wisconsin Department, 2005).
Kandungan gas SO2 selalu terbentuk dalam jumlah besar di udara. Analisis
kandungan gas SO2 berdasarkan SNI 19-7119.7-2005 menggunakan metode
pararosanilin secara spektrofotometri. Pada prosedur analisisnya digunakan
suatu larutan penjerap tetrakloromerkurat untuk gas SO2 di udara. Selanjutnya
akan terbentuk senyawa stabil non volatil dikloro sulfit merkurat. Senyawa ini kemudian perlu ditambahkan dengan larutan pararosanilin agar terbentuk larutan yang berwarna merah sehingga dapat diukur serapannya pada spektrofotometer. Reaksi yang terjadi adalah :
Na2HgCl4 + SO2 + H2O Na2HgCl2SO3 + 2HCl
Na2HgCl2SO3 + HCHO + 2HCl HgCl2 + HOCH2SO3H + 2NaCl
Pengaruh utama polutan SOx terhadap manusia adalah iritasi sistem pernapasan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa iritasi tenggorokan terjadi pada kadar SO2 sebesar 5 ppm atau lebih bahkan pada beberapa individu yang
sensitif iritasi terjadi pada kadar 1-2 ppm. SO2 dianggap pencemar yang
berbahaya bagi kesehatan terutama terhadap orang tua dan penderita yang mengalami penyakit kronis pada sistem pernafasan kadiovaskular. Individu dengan gejala penyakit tersebut sangat sensitif terhadap kontak dengan SO2,
meskipun dengan kadar yang relatif rendah (Depkes 2012).
METODE PRAKTIKUM
Hasil pengukuran yang valid (yang representatif) dapat diperoleh dengan pengambilan contoh udara (sampling) sampai dengan analisis di laboratorium harus menggunakan peralatan. Pengujian sampel dilakukan dilingkungan jalan depan lapangan parkir Fakultas Pertanian IPB. Penelitian ini menggunakan metode pararosanilin. Berdasarkan SNI 19-7119.7-2005 prinsip penelitian dengan metode pararosanilin, yaitu gas SO2 diserap dalam larutan penyerap
tetrakloromerkurat membentuk senyawa kompleks diklorosulfanatomerkurat. Penambahan larutan pararosanilin dan formaldehida ke dalam diklorosulfanatomerkurat menghasilkan senyawa pararosanilin metil sulfonat yang berwarna ungu. Kemudian konsentrasi larutan diukur pada panjang gelombang 550 nm dengan spektrofotometer. larutan Alat dan bahan yang digunakan adalah midget impinger, pompa vakum, flow meter, batu granular, labu ukur, gelas ukur, pipet volumetrik, pipet ukur, pipet mikro, bulb, gelas piala, tabung uji, labu Erlenmeyer, spektrofotometer, neraca analitik, termometer, barometer. Bahan yang digunakan adalah larutan natrium tiosulfat (Na2S2O3) 0.1
kanji atau amylum, larutan penyerap tetrakloromerkurat (TCM), air suling, larutan
pararosanilin, contoh uji udara, dan larutan formaldehida.
Metode yang pertama dilakukan adalah pembuatan kurva kalibrasi SO2
dengan menyiapkan enam tabung uji 25 ml. Kemudian masing-masing tabung uji diisi dengan 0,0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; dan 1,0 ml larutan standar natrium sulfit dengan menggunakan pipet volumetrik. Setelah itu, masing-masing tabung uji ditambahkan larutan penyerap TCM sebanyak 10 ml. Larutan asam sulfamat 0,6% sebanyak 1 ml ditambahkan ke dalam masing-masing tabung uji dan didiamkan selama 5 menit. Kemudian, larutan formaldehida 0,2% sebanyak 2 ml dan larutan kerja pararosanilin sebanyak 5 ml ditambahkan ke dalam tabung uji. Kemudian, masing-masing tabung uji diatur volumenya menjadi 25 ml dengan menambahkan air suling yaitu sampai tanda batas tera tabung uji. Setelah itu, larutan dihomogenkan dengan baik dan didiamkan selama 15 menit agar terjadi pembentukan warna yang sempurna. Setelah 15 menit, masing-masing larutan dalam tabung uji diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 550 nm. Kemudian, hasil pembacaan dari spektrofotometer diplotkan pada grafik konsentrasi sulfur dioksida versus absorbansi, sehingga diperoleh kurva kalibrasi sulfur dioksida.
Metode kedua yang dilakukan adalah penentuan konsentrasi SO2 dalam larutan
induk Na2SO3 dengan memasukkan 10 ml larutan induk Na2SO3 menggunakan
pipet ke dalam labu erlenmeyer asah. Kemudian, larutan iod 0,01N sebanyak 5 ml dan larutan HCl sebanyak 5 ml ditambahkan ke dalam larutan induk yang terdapat pada labu asah dan didiamkan selama 15 menit. Setelah 15 menit, larutan dalam
erlenmeyer dititrasi dengan larutan standar natrium tiosulfat 0,01 N hingga larutan
berwarna kuning muda. Kemudian, larutan tersebut ditambahkan beberapa tetes indikator kanji dan dititrasi hingga titik akhir atau warna biru tepat hilang, dan volum Na2SO3 akhir dicatat sebagai VC.
Metode ketiga yang dilakukan adalah pembuatan larutan blanko dengan memasukkan 10 ml air suling ke dalam erlenmeyer asah dan langkah-langkah pada metode kedua dilakukan kembali hingga selesai. Akan tetapi, volum akhir larutan dicatat sebagai VB. Kemudian konsentrasi SO2 dalam larutan induk
dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
C= (VB- VC)x N x 32,03 x 1000
VA ...(1)
Keterangan:
C = konsentrasi SO2 dalam larutan natrium induk Na2SO3 (µg/ml)
VB = volume larutan standar natrium tiosulfat hasil titrasi blanko (ml)
VC = volume larutan standar natrium tiosulfat hasil titrasi larutan induk Na2SO3
(ml)
N = normalitas larutan standar natrium tiosulfat (N) VA = volume larutan induk Na2SO3 yang dipipet (ml)
1000 = konversi g ke µg
32,03 = berat ekivalen SO2 (BM SO2/2)
dalam impinger. Impinger diatur agar terlindung dari hujan dan sinar matahari langsung. Kemudian, impinger dihubungkan dengan erlenmeyer asah tertutup yang berisi serat kaca (glass woll) dan flowmeter. Setelah itu, pompa penghisap dihidupkan dan kecepatan aliran udara diatur sebesar 0,5 – 1 liter/menit. Kecepatan aliran udara selalu dikontrol agar tetap konstan hingga akhir periode pengambilan contoh uji. Kemudian, contoh uji dipindahkan ke dalam tabung uji 25 ml dan dibilas dengan 5 ml air suling dan didiamkan selama 20 menit untuk menghilangkan pengganggu.
Metode kelima yang dilakukan penetapan SO2 dalam bahan uji. Langkah
pertama, larutan asam sulfamat 0,6% sebanyak 1 ml ditambahkan ke dalam tabung uji yang berisi contoh uji dan didiamkan selama 10 menit untuk menghancurkan nitrit dan oksida nitrogen. Setelah itu, masing-masing labu ukur ditambahkan 2 ml larutan formaldehida 0,2% dan 5 ml larutan kerja
pararosanilin. Kemudian, masing-masing tabung uji diatur volumenya menjadi 25
ml dengan menambahkan air suling yaitu sampai tanda batas tera tabung uji. Setelah itu, larutan dihomogenkan dengan baik dan didiamkan selama 15 menit agar terjadi pembentukan warna yang sempurna. Setelah 15 menit, masing-masing larutan dalam tabung uji diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 550 nm. Langkah yang sama dilakukan untuk pengujian blanko dengan menggunakan larutan penyerap TCM sebanyak 10 ml. Setelah absorbansi contoh uji diperoleh, maka data tersebut dianalisis dengan menggunakan persamaan:
Qc=QsTaTr ...(2) Keterangan :
Qc = koreksi laju aliran udara (liter/menit) Qs = laju aliran sampling (liter/menit) Tr = temperatur ruang saat pengukuran (K) Ta = temperatur alat (K)
Setelah itu dilakukan penentuan volume sampel udara
V=Qc xt ... (3) Keterangan :
V = volume sampel udara (liter) t = waktu sampling (menit)
setelah itu dicari volume udara pada suhu 250C dan tekanan 760 mmHg
Vr=V x 760P x T+273298 ... (4) Keterangan :
V = volume sampel udara (m3) P = tekanan atmosfer (mmHg) T = suhu (0C)
Lalu ditentukan konsentrasi SO2
konsentrasi SO2=Vra ... (5)
c2=c1 xtt12 0,185
... (6)
Keterangan :
c1 = konsentrasi sesaat (µg/m3)
c2 = konsentrasi standar (µg/m3)
t1 = waktu pemaparan sesaat (jam)
t2 = waktu pemaparan standar (jam)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gas SO2 (sulfur dioksida) merupakan salah satu komponen polutan diatmosfir
yang dihasilkan dari proses pembakaran minyak bumi dan batubara serta proses lain yang mengandung sulfat. Gas SO2 sangat berbahaya bagi makhluk hidup
karena berperan pada akumulasi zat-zat asam diudara yang menyebabkan terjadinya hujan asam. Dalam konsentrasi tertentu gas SO2 dapat menyebabkan
penyakit paru-paru dan kesulitan bernafas terutama bagi penderita asma dan penyakit pernapasan lainnya (Husin et al 1991). Pengukuran gas SO2 secara
konvensional yaitu dengan metode pararosanilin, data yang ditampilkan merupakan data akumulasi gas SO2 yang terjerap dalam larutan penyerap
tetraklomerkuret (TCM). Data-data perhitungan kurva kalibrasi terdapat dalam
tabel sebagai berikut.
Tabel 1 Pembuatan kurva kalibrasi larutan standar Na2S2O5
Larutan Standar
Va (ml)
Vb
(ml) Ca(µg) Cb (µg) Absorbansi
1 0
25 55,796
0 0,431
2 0,2 0,446368 1,204
3 0,4 0,892736 1,68
4 0,6 1,339104 2,136
5 0,8 1,785472 2,544
6 1 2,23184 2,947
Pembuatan kurva kalibrasi dengan menggunakan larutan standar natrium metabisulfit (Na2S2O5) dengan kandungan yang berbeda pada ke 6 titik sampling.
Larutan standar Na2S2O5 diperoleh sesuai dengan volume larutan (Va) yang telah
ditentukan. Volume larutan dengan kandungan larutan standar natrium metabisulfit sebesar 0 ml, maka diperoleh kandungan yang sama terhadap larutan standar Na2S2O5 sebesar 0 µg. setelah diketahui hasil dari larutan standar natrium
Gambar 1 Kurva kalibrasi
Berdasarkan kurva pada Gambar 1, hubungan antara konsentrasi larutan natrium metabisulfat (Na2S2O5) terhadap nilai absorbansi, sehingga diperoleh
garis persamaan nilai y seperti tertera pada grafik. Adapun hasil pengukuran dilapangan terhadap kandungan sulfur dioksida (SO2) terdapat pada tabel berikut.
Tabel 2. Hasil pengukuran SO2 dilapangan Waktu
pengukuran terjadi kenaikan temperatur maupun penurunan baik itu alat maupun ruang. Nilai rataan laju aliran udara sampling yang didapat sebesar 0.7 L/menit. Perhitungan untuk memperoleh nilai konsentrasi SO2 didapat dari persamaan :
µg m3=
. 6
. 6 x 25
= 24. 112 µg/m3
Nilai konsentrasi SO2 sebesar 24.112 µg/m3 dan didapat juga nilai konsentrasi
standar SO2 sebesar 21.2109 µg/m3. Hasil pengolahan data konsentrasi SO2 dapat
dilihat pada tabel lampiran 1. Berdasarkan baku mutu PP No. 41 Tahun 1999 Tentang Pengendalian Pencemaran Udara (lampiran 2), batas maksimum kandungan konsentrasi SO2 sebesar 900 µg/m3 untuk pengukuran selama satu
jam. Berdasarkan hasil pengukuran yang diperoleh, kandungan konsentrasi SO2 di
wilayah Intitut Pertanian Bogor sekitar Faperta sebesar 24.112 µg/m3. Kandungan konsentrasi SO2 berada dibawah baku mutu yang telah ditetapkan oleh
pemerintah, maka dapat disimpulkan bahwa keadaan SO2 pada udara ambien di
Pencemaran SO2 menimbulkan dampak terhadap manusia, hewan, dan
tanaman. Pengaruh utama polutan SO2 pada manusia adalah iritasi sistem
pernapasan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa iritasi tenggorokan terjadi pada kadar SO2 sebesar 5 ppm atau lebih bahkan pada beberapa individu yang
sensitive iritasi terjadi pada kadar 1-2 ppm. SO2 dianggap pencemar berbahaya
bagi kesehatan terutama terhadap orang tua dan penderita yang mengalami penyakit khronis pada system pernafasan kadiovaskular. Individu dengan gejala penyakit tersebut sangat sensitif terhadap kontak dengan SO2, meskipun dengan
kadar yang relatif rendah. SO2 juga sangat bereaksi dengan air hujan yang dapat
membentuk asam dan menurunkan pH air hujan yang mengakibatkan terjadinya hujan asam. Dampak dari hujan asam ini, mempengaruhi kualitas air pernukaan, merusak tanaman, melarutkan logam-logam berat yang terdapat dalam tanah sehingga mempengaruhi kualitas air tanah dan air permukaan (Fardiaz, S. 1992). Salah satu cara mengatasi gas SO2 dengan penanganan gas buangan dengan
berkas elektron yang sangat efektif untuk menghilangkan sulfur dioksida (SO2)
dari gas sisa hasil pembakaran secara simultan. Proses ini merupakan proses kering menggunakan radiasi berkas elektron dengan penambahan ammonia untuk mengkonversi oksida-oksida sulfur dan nitrogen garam ammonia. Gas buangan diradiasi dengan berkas electron sehingga gas buangan tersebut terionisasi. Adapun cara mencegah polutan SO2 ini dengan cara merawat agar mesin
kendaraan berfungsi baik, memasang filter knalpot, memasang scruber pada cerobong asap, dan menggunakan bahan bakar minyak atau batubara dengan kadar sulfur rendah (Sukarsono 2007)
SIMPULAN
Berdasarkan hasil yang didapat dari pengamatan, kandungan konsentrasi SO2 di wilayah Institut Pertanian Bogor sekitar Faperta sebesar 24.112 µg/m3. Apabila dibandingkan dengan baku mutu PP No. 42 Tahun 1999 Tentang Pengendalian Pencemaran Udara, lingkungan IPB masih dalam kategori baik.
DAFTAR PUSTAKA
Azizah A, dan Agnestisia R. 2011. Analisis Kualitas Udara Ambien dengan
Parameter Gas SO2, NO2 Dan CO di Balai Hiperkes dan Keselamatan Kerja
Provinsi Kalimantan Selatan. Banjarbaru : Universitas Lambung Mangkurat.
Departemen Kesehatan. 2012. Parameter Pencemar Udara dan Dampaknya
terhadap Kesehatan. [terhubung berkala] http://www.depkes.go.id/
downloads/ Udara.PDF (9 Oktober 2014)
Fardiaz, S. 1992. Polusi Air Dan Udara. Yogyakarta : Kanisius
Husin et al. 1991. Studi Tingkat Pencemaran Udara Dan Hujan Asam Di Daerah Bogor. Bogor : Pusat Penelitian Lingkungan Hidup IPB Lembaga
Penelitian Institut Pertanian Bogor.
Sukarsono 2007. Kajian Pengurangan SO2 Dan Nox Dari Gas Buangan Hasil
Pembakaran Dengan Akselerator. Jurnal : Puslitbang Teknologi Maju
Setio, H.P. 2009. Polutan Udara. [terhubung berkala] http://POLUTAN_UDARA _ Herie_Setio_Pratama.htm (9 Oktober 2014)
SNI 19-7119.2-2005. Cara Uji Kadar Sulfur Dioksida (�� ) dengan Metoda
Pararosanilin Menggunakan Spektrofotometer. Badan Standarisasi Nasional.
Wardhana, Wisnu Arya, 2004. Dampak Pencemaran Lingkungan (Edisi Revisi). Yogyakarta: Penerbit Andi.
LAMPIRAN
Lampiran 1. Hasil pengolahan data SO2
Waktu
Lampiran 2. PP No. 41 Tahun 1999 Tentang Pengendalian Pencemaran Udara
