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 O 3 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 O 3 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 mengabsorbsikan larutan 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 (O 2) 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 (0,1 ppm) (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 berkurangnya zat-zat makanan didalam sistem tersebut e) Meningkatkan hama serangga dan beberapa penyakit.
yang menyebabkan
III.
ALAT DAN BAHAN 3.1 Alat No . 1,
Alat Labu ukur (Pyrex ±0,10 ml)
2
Gelas ukur (Superior ±0,1 ml)
3
Hygrometer (West Germany)
4
Pompa vakum ( Thomas model 1132D)
Ukura n 100 ml
Jumlah
100 ml
1
-
1
2
1
Gambar
5
Botol impinger ( Schott duran )
2
5
Selang (1/4”) dan corong
1
6
Barometer (Oaklon)
1
7
Anemometer (Lutron AM4202)
1
8
Aluminium Foil
secukupny a
9
Spektrofotomete r (Halo DB-20 S, UV – VIS DOUBLE BEAM)
1
3.2 Bahan No . 1
2
Bahan Larutan penyerap O3
Granular (batu bata)
Jumlah 50 ml
secukupnya
Gambar
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
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
2. Diagram Analisis
Setelah 30 menit masukkan ke dalam labu ukur 50 mL
V. HASIL PENGAMATAN
Ukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang = 352 nm
Data Sampling Lokasi Koordinat Waktu Laju alir
: Pos Satpam S.Parman, Kampus A Universitas Trisakti (peta terlampir) : 6°10’7”S, 106°47’21”E : 11.00-11.30 WIB (30 menit) : 1 L/menit
Data Meteorologi Temperatur Tekanan udara Kecepatan angin Arah angin Kelembaban
: 33,8°C = 306,8 K : 759,7 mmHg : 1.22 m/s : Barat laut : 32% R.H.
VI. RUMUS DAN PERHITUNGAN
Volume udara yang dihisap Pa 298 V = F × t × Ta × 760 =
1 × 30 ×
759,7 298 × 306,8 760
= 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 1 2 3 4 5 Sampe l
C (μg/Nm3) 0 0,15 0,25 0,3 0,35 0,205
Abs 0 0,079 0,135 0,174 0,213 0,133
Kurva Kalibrasi 0.25 0.2
f(x) = 0.58x R² = 1
0.15
Abs Linear (Abs) Sampel
0.1 0.05 0 0
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
Δy
= y3 – y2 = 0,135 - 0,079 = 0,056
Δx
= x3 – x2 = 0,25 – 0,15 = 0,1
Δy Δx
=
0,0056 0,1
=
dy dx 0,113 x
x = a = 0,195
Konsentrasi contoh uji a C = V × 1000 0,202 = 29,13 × 1000 = 6,934 μg/Nm3 keterangan:
C a V
: konsentrasi oksidan di udara (μg/Nm3) : jumlah oksidan dari contoh uji dengan melihat kurva kalibrasi : volume udara kondisi normal (L)
Konsentrasi 1 jam n t1 C × ( ) C2 = t2 0.5 0.185 = 6 ,934 × ( 1 ) = 6,099 μg/Nm3
Konsentrasi 8 jam t1 n C × ( ) C3 = t2 0.5 0.185 6 ,934 × ( ) = 8
= 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 (O 3) 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/Nm 3. Menurut the WHO Air Quality Guidelines, baku mutu O3 adalah sebesar 100 μg/Nm3 Dari baku mutu udara ambien diatas, dapat dilihat bahwa konsentrasi O 3 di Kampus A masih jauh dibawah standar. Ini berarti bahwa kadar O 3 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 O 3 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. 2. 3. 4. 5.
Volume udara yang diambil adalah sebesar 29,13 L Konsentrasi O3 yang didapat adalah sebesar 6,934 μg/Nm3 selama 30 menit. Konsentrasi O3 yang didapat adalah sebesar 6,099 μg/Nm3 selama 1 jam. Konsentrasi O3 yang didapat adalah sebesar 3,828 μg/Nm3 selama 8 jam. Kadar O3 di udara ambien Kampus A, Universitas Trisakti belum melampaui baku mutu udara ambien provinsi, nasional maupun internasional.
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 SumberSumber 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 pada 11 Oktober 2015)
(Diakses
Peraturan Pemerintah No. 41 Tahun 1999 Tentang Pengendalian Pencemaran Udara, Jakarta. Woodwell, 1970 (Online) http://pengendalianmutu.blogspot.com/2011/01/penanganan-qc-di-perusahaanpt sumber.html (Diakses pada tanggal 11 Oktober 2015)
LAMPIRAN
Higrometer
Anemometer
Hasil absorbansi kelompok 5 (baris ke 6)
