BAB I PENDAHULUAN A.
Latar Belakang
Udara ambien adalah udara bebas di permukaan bumi pada lapisan troposfer yang berada di wilayah yuridis Republik Indonesia yang dibutuhkan dan mempengaruhi kesehatan manusia, makhluk hidup dan unsur lingkungan hidup lainnya. Perwujudan kualitas lingkungan yang sehat merupakan bagian pokok di bidang kesehatan. Udara sebagai komponen lingkungan yang penting dalam kehidupan perlu dipelihara dan ditingkatkan kualitasnya sehingga dapat memberikan daya dukungan bagi makhluk hidup untuk dapat hidup secara optimal. Pencemaran udara umumnya diartikan sebagai udara yang mengandung suatu atau lebih bahan kimia dalam konsentrasi yang cukup tinggi untuk dapat menyebabkan gangguan atau bahaya terhadap manusia, binatang, tumbuh-tumbuhan, dan harta benda (Sugianto, 2005). Di dalam Undang-undang No. 23 tahun 1997 yang dimaksud dengan pencemaran udara adalah masuknya atau dimasukkannya zat, energi, dan/atau komponen lainnya ke dalam udara ambien oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara ambien turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya. Secara umum penyebab pencemaran udara ada 2 macam yaitu biogenik (secara alamiah), contohnya debu yang berterbangan akibat tiupan angin, abu (debu) yang dikeluarkan dari letusan Gunung berapi berikut gas-gas vulkanik, proses pembusukan sampah organik, dan lain-lain. Penyebab pencemaran udara yang lain adalah antropogenik (karena ulah manusia), contohnya hasil pembakaran bahan bakar fosil, debu atau serbuk dari kegiatan industri, pemakaian zat-zat kimia yang disemprotkan ke udara. Berdasarkan Latar Belakang di atas, maka diperlukan pengukuran dan pengujian kualitas udara ambient di tempat yang mempunyai peranan penting dalam pencemaran udara untuk mengetahui tingkat pencemaran yang telah terjadi yang dilihat dari jumlah total partikulat dan kadar berbagai bahan yang dapat mempengaruhi kualitas udara tersebut. Sebelum melakukan pengujian, terlebih dahulu harus menguasai teknik pengambilan sampelnya, supaya tidak terjadi kesalahan dalam melakukan sampling.
1
B.
Rumusan Masalah
1. Bagaimana Cara Pengambilan Sampel Udara? 2. Bagaimana Cara Pengiriman Sampel Udara? 3. Bagaimana Cara Pemeriksaan sampel Udara?
C. Tujuan
1. Untuk mengetahui Cara Pengambilan Sampel Udara 2. Untuk mengetahui Cara Pengiriman Sampel Udara 3. Untuk mengetahui Cara Pemeriksaan sampel Udara
D. Manfaat 1. Manfaat Teoritis Makalah ini diharapkan dapat memberikan manfaat secara teoritis, sekurangkurangnya dapat berguna sebagai sumbangan pemikiran bagi dunia pendidikan dan kesehatan. 2. Manfaat Praktis a. Bagi Penulis Menambah wawasan penulis mengenai wacana nilai pendidikan khususnya Kimia Lingkungan tentang Pengambilan, pengiriman, dan pemeriksaan udara. b. Bagi Peneliti Berikutnya Dapat dijadikan sebagai bahan pertimbangan atau dikembangkan lebih lanjut, serta referensi terhadap tugas yang sejenis.
2
BAB II PEMBAHASAN
A.
Udara Ambien
Teknik sampling kualitas udara dilihat lokasi pemantauannya terbagi dalam dua kategori yaitu teknik sampling udara emisi dan teknik sampling udara ambien. Sampling udara emisi adalah teknik sampling udara pada sumbernya seperti cerobong pabrik dansaluran knalpot kendaraan bermotor. Teknik sampling kualitas udara ambien adalah sampling kualitas udara pada media penerima polutan udara/emisi udara.Untuk sampling kualitas udara ambien, teknik pengambilan sampel kualitas udara ambien saat ini terbagi dalam dua kelompok besar yaitu pemantauan kualitas udara secara aktif (konvensional)dan
secara
pasif.
Dari
sisi
parameter
yang
akan
diukur, pemantauan kualitas udara terdiri dari pemantauan gas dan partikulat. Pemantau an parameter partikulat secara konvensional (aktif sampling) metoda passive sampling dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Metoda Pengujian Partikulat dari Udara Ambien secara Aktif Partikulat atau debu adalah suatu benda padat yang tersuspensi di udara denganukuran dari 0,3 µm sampai 100 µm, berdasarkan besar ukurannya partikulat (debu) ada dua bagian besar yaitu debu dengan ukuran lebih dari 10 µm disebut dengandebu jatuh (dustfall) sedang debu yang ukuran partikulatnya kurang dari 10 µm disebut dengan Suspended Partikulate Matter (SPM). Debu yang ukurannya kurang dari 10µm ini bersifat melayang-layang di udara. Peralatan yang dipakai untuk melakukan pengukuran debu SPM (melayang-layang) ada 4 jenis alat diantaranya : a. HVS (High Volume Sampler) Cara ini dikembangkan sejak tahun 1948 menggunakan filter berbentuk segiempat seukuran kertas A4 yang mempunyai porositas 0,3 – 0,45 µm dengan kecepatan pompa berkisar 1.000 – 1.500 lpm. Pengukuran berdasarkan metoda ini untuk penentuan sebagai TSP (Total Suspended Partikulate). Alat ini dapat digunakan selama 24 jam setiap pengambilan contoh. b. MVS (Middle Volume Sampler) Cara ini menggunakan filter berbentuk lingkaran (Bulat) dengan porositas0,30,45 µm, kecepatan pompa yang dipakai untuk pengangkapan suspense Particulate Matter ini adalah 50 – 500 lpm. Operasional alat ini sama dengan 3
High
Volume
Sampler,
hanya
yang
membedakan dari
ukuran
filter
membrannya. HVS ukuran A4 persegi panjang, sedang MVS ukuran bulat diameter 12 cm. c. LVS (Low Volume Sampler) Cara ini menggunakan filter berbentuk lingkaran (Bulat) dengan porositas0,30,45
µm,
kecepatan
pompa
yang
dipakai
untuk
pengangkapan
SuspensiPartikulate Matter ini adalah 10 – 30 lpm.
B.
Pencemaran Udara
Berdasarkan proses pembentukannnya, zat pencemar di udara ambien dapat dibedakan di zat pencemar primer dan zat pencemar sekunder. Zat pencemar primer dapat didefinisikan sebagai zat pencemar yang terbentuk di sumber emisinya (SO2, NOx), sedangkan zat pencemar sekunder merupakan zat pencemar yang terbentuk di atmosfer, yang merupakan produk dari reaksi kimia beberapa zat pencemar (seperti senyawa oksidan dan ozon). Sedangkan berdasarkan fasanya, zat pencemar di udara dibedakan atas zat pencemar berupa aerosol, atau partikulat (debu) dan zat pencemar berupa gas-gas mulia, nitrogen oksida, hidrogen, methana, belerang dioksida, amonia ,ozon, dan lainlain. Apabila susunan udara mengalami perubahan dari susunan keadaan normal seperti tersebut diatas dan kemudian mengganggu kehidupan manusia, he-wan dan binatang, maka udara telah tercemar. Menurut asalnya, pencemaran udara dapat dibagi menjadi dua macam, yakni: 1. Pencemaran Udara Alami
Adalah: Masuknya zat pencemar ke dalam udara/atmosfer, akibat pros-esproses alam seperti asap kebakaran hutan, debu gunung berapi, panca-ran garam dari laut, debu meteroid dan sebagainya. 2. Pencemaran Udara Non- Alami
Adalah: Masuknya zat pencemar oleh aktivitas manusia, yang pada umumnya tanpa disadari dan merupakan produk samping, berupa gas-gas beracun, asap, partikel partikel halus, senyawa belerang, senyawa kimia, buangan panas dan buangan nuklir.
Proses penurunan kualitas lingkungan udara pada umumnya disebabkan oleh masuknya zat pencemar ke dalam lingkungan udara tersebut, baik alami (seperti: 4
kebakaran hutan oleh teriknya matahari, debu vulkanik, debu meteorit, pancaran garam dari laut dan sebagainya) maupun akibat aktivitas manusia yang justru sering menimbulkan masalah (seperti pancaran gas beracun dari pemupukan pem-basmian hama, asap rumah tangga, transportasi, produk sampingan dari industri dan sebagainya).
C.
Teknik Pengumpulan Sampel
Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang valid (yang representatif), maka dari mulai pengambilan contoh udara (sampling) sampai dengan analisis di laboratorium harus menggunakan peralatan, prosedur dan operator (teknisi, laboran, analis dan chemist) yang dapat dipertanggung jawabkan. Dalam pelaksanaan pengukuran kualitas udara ambien dapat dilakukan secara kontinyu menggunakan peralatan automatik yang dapat mengukur zat pencemar secara langsung dan dengan cepat, sehingga fluktuasi konsentrasi zat pencemar di udara ambien dapat dipantau. Metode pengukuran tersebut memerlukan biaya yang tinggi, baik untuk biaya investasi maupun biaya operasional dan peralawatannya. Metode yang lebih murah adalah pengukuran secara manual /konvensional dengan teknik pengambilan sampel dan analisis menggunakan metode yang standar, yang telah diketahui tingkat presisi dan akurasi. Beberapa hal yang men-dasar mengenai karateristik zat pencemar, teknik sampling, metode analisis dan kalibrasinya. Semua itu sangat diperlukan bagi operator yang akan melakukan pen-gukuran kualitas udara, khususnya udara ambien. Inti dari pengukuran udara adalah untuk mengetahui konsentrasi zat pencemar yang ada di dalam udara tersebut. Perlu diketahui bahwa konsentrasi zat pencemar di udara ambien sangat dipengaruhi oleh: 1. Sumber emisi (alamiah dan anthropogenik) 2. Faktor meteorologi (temperatur, tekanan, kelembaban, intensitas matahari, curah hujan, mixing height , arah dan kecepatan angin ) 3. Faktor topografik
Karena intensitas sumber emisi dan faktor meteorologis (khususnya arah dan kecepatan angin) selalu berubah, maka dengan demikian konsentrasi zat pencemar di udara ambien juga selalu berubah (tidak konstan). Perubahan konsentrasi zat pencemar
5
di udara ambien terjadi karena perubahan waktu (temporal) dan juga terjadi karena perubahan tempat (spatial)
Dalam pengukuran kualitas udara dengan menggunakan metode dan peralatan yang manual dan metode konvensional, maka tahap pertama adalah dilakukan sampling yang dilanjutkan dengan analisa di laboratorium. Untuk pengumpulan debu biasanya digunakan teknik filtrasi dimana debu di tahan pada permukaan filter dengan porositas tertentu, sedangkan untuk mengumpulkan gas dari udara ambien diperlukan suatu teknik pengumpulan tertentu. Teknik pengumpulan gas yang umum digunakan untuk menangkap gas pencemar di udara ambien adalah teknik absorpsi, adsorpsi, pendinginan dan pengumpulan pada kantong udara (bag sampler atau tube sampler). Pengertian sampling disini adalah pengambilan suatu contoh udara pada tempat-tempat terten-tu, dimana diharapkan konsentrasi zat pencemar yang didapat dari hasil penguku-ran dapat mewakili konsentrasi contoh secara keseluruhan. Dalam melakukan sampling udara ini, ada beberapa faktor yang menentukan hasil analisisnya, diantaranya : Arah angin Kecepatan angin (m/s) Waktu dan lama pengambilan contoh (jam) Tekanan udara (mmHg) Temperatur udara (oC) Kelembapan udara (%) Pola terdifusinya zat pencemar
Dalam melakukan sampling kualitas udara ketujuh hal diatas haruslah di-catat saat pelaporan kualitas udara sebagai faktor yang mempengaruhi kualitas udara. Termasuk juga, dekat atau jauhnya industri dari lokasi sampling, jarak dan ramainya kendraan bermotor serta aktivitas penduduk.
6
D.
Teknik Sampling Kulaitas Udara
Dalam melakukan sampling udara, kita dapat membagi daerah monitoring (pemantauan) atas tiga daerah dengan keperluan dan cara sampling yang berbeda-beda satu sama lainnya, yaitu : 1. Daerah ambient
Daerah ambient merupakan daerah tempat tinggal penduduk (pemukiman) dimana diperkirakan seseorang mengalami keterpaan terhadap zat pencemar yang berlangsung selama 24 jam. Sehingga, konsentrasi zat pencemar udara harus sekecil mungkin dan memenuhi baku mutu udara yang diper-syaratkan. 2. Daerah tempat kerja (work place)
Daerah tempat kerja (work place) merupakan daerah dimana seseorang bekerja selama periode waktu tertentu. Biasanya seseorang bekerja di in-dustri/pabrik selama 8 jam per hari, sehingga keterpaparan zat pencemar terhadap seseorang yang bekerja diharapkan tidak mengganggu kesehatannya. 3. Daerah/sumber pencemar udara
Daerah/sumber pencemar udara, yang berasal dari cerobong asap pabrik perlu dilakukan monitoring terhadap jenis dan konsentrasi zat pencemar, minimal setiap penggantian teknologi proses dan penggunaan bahan baku yang berbeda.
Teknik sampling kualitas udara dilihat lokasi pemantauannya terbagi dalam dua kategori yaitu 1. teknik sampling udara emisi ,dan 2. teknik sampling udara ambien.
Sampling udara emisi adalah teknik sampling udara pada sumbernya seperti cerobong pabrik dan saluran knalpot kendaraan bermotor. Teknik sampling kualitas udara ambien adalah sampling kualitas udara pada media penerima polutan udara/emisi udara. Untuk sampling kualitas udara ambien, teknik pengambilan sampel kualitas udara ambien saat ini terbagi dalam dua kelompok besar yaitu pemantauan kualitas udara secara aktif (konvensional) dan secara pasif. Dari sisi parameter yang akan diukur, pemantauan kualitas udara terdiri dari pemantauan gas dan partikulat.
7
E. Pengukuran Kadar Debu Total di Udara
1. Ruang Lingkup Metode ini digunakan untuk mengukur kadar debu total di udara tem-pat kerja Acuan: NIOSH, NIOSH manual of analytical methods, metode 0500
2. Prinsip Dasar Debu total diudara tempat kerja diambil contohnya (sampelnya) dengan cara mengisap udara yang terkontaminasi debu dengan menggunakan media kertas filter dengan memakai alat Vakum Pump yang dihubungkan dengan selang silicon. Selanjutnya debu yang di-hisap ditangkap pada permukaan kertas filter. Penentuan kadar debu total di udara ditentukan secara gravimetric.
3. Bahan dan Peralatan a. Bahan -
Filter hidrofobik seperti fiberglass, dengan ukuran pori filter 0,8 um
-
Kertas label
b. Peralatan
– Pompa Cakum LVS – Timbangan analitik, sentivitas 0,001 mg – Pinset – Desikator – Flowmeter – Filter holder – Obeng kecil – Wadah penyimpanan sampel 4. Tata Cara Pengambilan Sampel a. Filter fiber glass disimpan di dalam desikator selama 24 jam agar mendapatkan kondisi stabil b. Filter fiber glass kosong ditimbang sampai diperoleh berat constant,misalnya 3 kali penimbang, sehingga diketahui berat filter sebelum pengambilan contoh.
8
Catat berat filter blanko dan filter contoh masing-masing dengan berat B1 (mg), W1 (mg). c. Taruh masing-masing filter yang telah ditimbang kedalam wadah filter, kemudian beri nomor (kode) dengan kertas label. d. Simpankan filter blanko dan filter sampel sesuai kebutuhan e. Masukan kertas filter untuk sampel kedalam dust holder f. Hubungkan vakum pump dengan dust holder menggunkan selang silicon g. Hidupkan vakum pump, lakukan kalibrasi dengan flowmeter 5 L/menit s/d 10 L/menit (sesuai kondisi), lakukan kalibrasi, menimal tiga kali. Catat flowratenya. h. Lakukan pengambilan sampel selama 45 menit s/d 8 jam ker-ja (sesuaikan dengan kondisi kadar debu di tempat kerja). i.
Setelah selesai sampling simpan filter sampel kedalam wadah sampel.
5. Pengiriman sampel Pada saat pengiriman sampel ke laboratorium, maka filter sampel harus di simpan dalam wadah (petridish) dan masukkan ke toolbox. Setelah sampai di laboratorium, masukkan petridish yang berisi filter sampel dalam desikator, minimal selama 24 jam.
6. Tata Cara Analisis/Pemeriksaan Sampel a. Filter blangko sebagai pembanding dan filter sampel ditimbang dengan menggunkan timbangan analitik yang sama, sehingga diperoleh berat filter blangko dan sampel masing-masing B2 (mg) dan W2 (mg). b. Catat hasil penimbangan berat filter blangko dan filter contoh sesudah pengukuran
7. Perhitungan a. Kadar debu respirabel di udara dihitung dengan menggunakan rumus: C = {(W2-W1) - (B2 – B1)}/V *103 (mg/m3) V = Flowrate * waktu pengambilan sampel Keterangan: C
= kadar debu respirabel di udara (mg/m3)
W2
= berat filter sampel setelah pengambilan sam-pel (mg) 9
W1
= berat filter sampel sebelum pengambilan sam-pel (mg)
B2
=berat fileter blangko setelah pengambilan sampel (mg)
B1
=berat filter balangko sebelum pengambilan sampel (mg)
V
=volume udara pada waktu pengambilan sam-pel (L)
b. Kadar debu respirabel selama 8 jam kerja, dihitung dengan menggunakan rumus; 8 jam (TWA)= {(C1 – T1) – (C2 – T2)}/ 8 Jam Keterangan : TWA
= Time Weighted Average
C1
= kadar debu respirabel pada sampel-1. Sewaktu sampling ke-1
(mg/m3) C2
= kadar debu respirabel pada sampel-2. Sewaktu sampling ke-2
(mg/m3) T1
= waktu pengukuran jam ke-1 (jam)
T2
= waktu pengukuran jam ke-2 (jam)
F. Metode Pengujian Kadar NO2 di udara Metode Saltzman (Spektrofotometri)
1. Ruang Lingkup Metode ini digunakan untuk pengujian kadar Nitrogen Dioksida (NO2) di udara memakai metode Griess Saltzman, menggunakan alat spektro-fotometer.
2. Prinsip Dasar : NO2 di udara diserap oleh pereaksi dalam bentuk senyawa azo. Perubahan warna merah-violet yang stabil akan dihasilkan setelah bereaksi selama 15 menit. Perubahan warna yang terjadi diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 550 nm.
3. Bahan dan Peralatan a. Bahan : Asam Asetat glacial, Asam Sulfanilat anhidrat, N (Napthyl)-ethylenediamine Dhihydrochloride, Natrium Nitrit, Aquades. b. Peralatan :
10
Pompa vakum, Impinger, Flowmeter, Pipet, Gelas ukur, Gelas Er-lenmeyer, Tabung reaksi, Timbangan analitik, Spektrofotometer, Labu ukur, Gelas beaker, Botol timbang, Spatula. 4. Reagensia a. Absorbing Reagen : 1) Larutan 5 gr asam sulfanilat dalam 750 ml aquades yang telah mengandung 140 ml asam asetat glacial. Panaskan supaya larut sempurna, sambil diaduk (jangan sampai mendidih), kemudian dinginkan. 2) Pada larutan yang telah dingin diatas, tambahkan 20 ml larutan 0,1% N(1-Napthyl)-ethylenediamine Dihydrochlo-ride. 3) Masukkan ke dalam labu volumetric 1 liter dan encerken dengan aquades sampai garis batas. b. Asam Asetat Glasial : Ukur 140 ml asam asetat glacial masukkan ke dalam gelas ukur/beaker glass, tambahkan aquades sehingga volumenya men-jadi 750 ml. c. Larutan Standar Natrium Nitrit : 1) 2,03 gr NaNO2 larutan dalam aquades sehingga volu-menya 1 liter (larutan ini mengandung 1000 ul NO2/ml). 2) Pipet 1 ml larutan (1000 ul NO2/ml) masukkan dalam labu volumetric 50 ml dan encerkan sampai garis batas dengan aquades (larutan ini mengandung 20 ul NO2/ml). 3) Pipet 5 ml larutan (20 ul NO2/ml) masukan dalam labu vol-umetric 100 ml dan encerkan sampai garis batas (larutan ini mengandung 20 ul NO2/ml).
5. Pengambilan Contoh Uji (sampel) : a. Pipet 20 ml larutan absorbing reagen, masukkan ke dalam im-pinge. b. Hidupkan alat vakum pump (alirkan udara melalui absorbing rea-gen) dengan kecepatan aliran 0,2-0,5 L/menit. c. lakukan pengambilan contoh uji (sampel) selama 30-120 menit (sesuai kondisi). d. setelah selesai pengambilan sampel udara, pindahkan sampel ke dalam botol bewarna gelap, simpan di dalam wadah berpendingin, bawa ke laboraturium untuk dianalisis. 11
6. Pengiriman Sampel Dalam melakukan pengiriman sampel ke laboratorium, maka sampel harus diwadahkan dalam botol berwarna gelap, dan masukkan ke coolbox. Setelah itu baru dibawa ke laboratorium.
7. Tata Cara Analisa/Pemeriksaan Sampel a. Siapkan tabung reaksi untuk blankodan sampel sebanyak jumlah sampel, kemudian beri kode. b. Urutkan botol sampel NO2 sesuai nomor kode sambil dikocok sam;pai homogen. c. Pipet masing-masing sampel NO2 sebanyak 10 ml, masukkan ke dalam tabung reaksi. d. Siapkan (7 buah tabung reaksi) satu seri standar kalibrasi, isi dengan larutan baku 1 ul NO2/ml masing-masing (1ml, 2ml, 3ml, 4ml, 5ml, 6ml) dan nol ml untuk blanko. e. Jadikan volume larutan baku encer menjadi 10 ml dengan menam-bahkan larutan penyerap. f. Kocok sampai homogeny, biarkan selama 20 menit supaya be-reaksi sempurna. g. Baca absorbansi semua larutan pada spektrofotometer UV/VIS dengan panjang gelombang 550 nm, blanko sebagai titik nol. h. Buat kurva kalibrasi standar NO2 (ul NO2 Vs Absorbansi)
8. Perhitungan : Hitung kadar NO2 dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
Kadar NO2 (ppm) =
Hasil analisa (ul) x Volume total sampel (ml) x (Sk + 273)°K x 76 Vol. udara (L) . (273 + 25)°
Volume Udara (L) = f x t Keterangan : f
= kecepatan aliran udara (L/menit)
t
= waktu pengambilan contoh uji/sampel, menit
Sk
= suhu udara kering pada saat pengambilan sampel (oC)
P
= tekanan udara pada saat pengambilan sampel (cmHg) 12
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Udara ambien adalah udara bebas di permukaan bumi pada lapisan troposfer yang berada di wilayah yuridis Republik Indonesia yang dibutuhkan dan mempengaruhi kesehatan manusia, makhluk hidup dan unsur lingkungan hidup lainnya. 2. Di dalam Undang-undang No. 23 tahun 1997 yang dimaksud dengan pencemaran udara adalah masuknya atau dimasukkannya zat, energi, dan/atau komponen lainnya ke dalam udara ambien oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara ambien turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya. 3. Jenis alat untuk Pengujian Partikulat dari Udara Ambien secar a Aktif : a. HVS (High Volume Sampler) b. MVS (Middle Volume Sampler) c. LVS (Low Volume Sampler) 4. Pengujian Kadar NO2 di udara dengan Metode Saltzman (Spektrofotometri) haruslah menggunakan reagensia
B. Saran
Berdasarkan kesimpulan diatas, maka saran yang dapat kami berikan ialah agar khalayak dapat mengetahui terlebih dahulu akan pengambilan sampel udara, khususnya secara kimia. Dan juga kami menghimbau agar para pembaca dapat menjadikan makalah ini sebagai media pembelajaran pendamping mata kuliah kimia lingkungan atau yang berkaitan.
13
