PENENTUAN KONSENTRASI AMMONIA (NH3) MENGGUNAKAN METODE INDOFENOL PADA UDARA DI TOILET FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN (SNI

Transkripsi

1 PENENTUAN KONSENTRASI AMMONIA (NH3) MENGGUNAKAN METODE INDOFENOL PADA UDARA DI TOILET FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN (SNI ) DETERMINATION OF CONCENTRATION OF AMMONIA (NH3) USING INDOFENOL IN TOILET FACULTY OF AGRICULTURAL ENGINEERING AND TECHNOLOGY (SNI ) Fajar Ramadani Hikmatullah 1, Alfandias Seysna Putra 2 Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor, Jln. Kamper, Kampus IPB Dramaga, Bogor, fajaramadani21@gmail.com 1, alfandsp@gmail.com 2 Abstrak: Pencemaran adalah peristiwa penambahan bermacam-macam bahan dalam lingkungan sebagai akibat dari aktivitas manusia yang dapat memberikan pengaruh berbahaya terhadap lingkungan. Salah satu bahan pencemar air yang diamati dalam praktikum ini adalah ammonia. Ammonia dalam air dapat ditemukan sebagian besar pada air permukaan yang berasal dari air seni, tinja, maupun dari oksidasi biologis bahan organik. Ammonia (NH 3) adalah gas yang tidak bewarna dengan bau tajam yang khas dan merupakan senyawa kaustik, dapat berubah menjadi NH 4 + (ion ammonium) pada ph perairan yang relatif rendah, dan dapat merusak kesehatan. Pada praktikum ini dilakukan pengukuran konsentrasi ammonia dengan metode indefenol yang bertujuan untuk menentukan konsentrasi NH 2 di udara ambien. Pengukuran ini diawali dengan membuat sampling dilanjutkan dengan membuat kurva kalibrasi kemudian larutan sampling dibandingkan dengan larutan kurva kalibrasi setelah itu diukur dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang 630nm. Kadar ammonia yang terdapat pada toilet Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor termasuk pada angka yang tidak berbahaya karena berada dibawah batas aman. Angka pengukuran sebesar 0,392 ppm sedangkan, angka batas aman sebesar 2 ppm. Kata kunci: Ammonia, Metode Indofenol, Pencemaran Abstract: Pollution is the addition of a variety of events in the material environment as a result of human activities that can give harmful effects to the environment. One water pollutants observed in this lab is ammonia. Ammonia in water can be found mostly on surface water derived from urine, feces, and biological oxidation of organic matter. Ammonia (NH3) is a colorless gas with a pungent odor that is characteristic and is a caustic compound, can be transformed into NH4 + (ammonium ion) at a relatively low ph waters, and can be harmful to health. In this lab measurements of ammonia concentration with indefenol method that aims to determine the NH2 concentration in ambient air. This measurement begins with a sampling followed then by making a calibration curve sampling solution compared to the solution of the calibration curve was measured with a spectrophotometer after with a wavelength of 630nm. Levels of ammonia were found in the toilet of the Faculty of Agriculture, Bogor, including the figures that is not dangerous because it is below the safe limit. Figures measurement of ppm whereas, figure the safe limit of 2 ppm. Keywords: Ammonia, Contamination, Indofenol Method PENDAHULUAN Amonia dapat menimbulkan dampak buruk bagi kesehatan dan lingkungan yaitu mengganggu pernapasan, iritasi selaput lendir hidung dan tenggorokan. Pada konsentrasi 5000 ppm dapat menyebabkan ederma laryng, paru, dan akhirnya dapat menyebabkan kematian, iritasi mata (mata merah, pedih, dan berair) dan kebutaan

2 total, iritasi kulit yang menyebabkan terjadinya luka bakar (frostbite). Menurut Kep. Men LH No. 50 Tahun 1996 salah satu parameter kebauan adalah NH3 atau ammonia. Ammonia adalah gas alkalin yang tidak berwarna dengan bau menyengat, daya iritasi tinggi dan dihasilkan dari proses dekomposisi bakteri. Ammonia banyak digunakan dalam pembuatan pupuk, plastik, dan pestisida. Kadar maksimum NH3 di udara agar tidak mengganggu kesehatan manusia adalah 2 ppm. Amonia biasanya dapat ditemukan toilet-toilet atau tempat pembuangan air kotor. Bau dan bahaya yang ditimbulkan amonia sangat mengganggu manusia dalam kehidupan sehari-hari. Oleh karena itu perlunya dilakukan pengujian kadar Amonia (NH3) pada toilet umum yang berada pada Institut Pertanian Bogor, agar mengetahui kadar Amonia (NH3) yang ada pada toilet umum. Penelitian kali ini bertujuan untuk menentukan konsentrasi NH3 di udara ambien dengan menggunakan metode Indofenol TINJAUAN PUSTAKA Amonia merupakan senyawa nitrogen yang terpenting dan paling banyak di produksi. Pada tahun 1908 sampai 1913, Fritz Haber ( ) dari Jerman berhasil mensintesis amonia langsung dari unsur-unsurnya, yaitu dari gas nitrogen (N2) dan gas hidrogen (H2). Nitrogen adalah salah satu unsur golongan VA yang merupakan unsur nonlogam, dan gas yang paling banyak di atmosfir bumi (sekitar 78%). Hidrogen merupakan unsur sangat ringan dan di alam berada dalam bentuk gas H2, air (H2O), senyawa-senyawa organik dan isotop-isotop. Amonia (NH3) adalah gas yang diperoleh dari hasil pemecahan senyawa nitrogen atau protein. Amonia dalam cairan rumen dihasilkan dari proses degradasi protein oleh mikroba rumen, selanjutnya NH3 ini dipergunakan oleh mikroba untuk sintesa protein (ASKAR 1999). Amonia merupakan senyawa yang ada di dalam urin, yang bersifat basa dan bila terkena sinar atau panas akan menimbulkan bau menyengat. Bau amonia tersebut berasal dari peruraian urea sebagai komponen bahan organik terbanyak dalam urin oleh jasad renik menjadi energi dan gas NH3. Permasalahan tersebut banyak ditemukan di toilet-toilet rumah tangga ataupun di toilet umum. Apabila toilet jarang dibersihkan, kondisi ini dapat mengganggu kenyamanan pengguna toilet karena pengguna akan merasakan pusing dan mual karena bau dari amonia tersebut. Bau amonium dalam kehidupan sehari-hari sangat erat hubungannya dengan keberadaan kamar mandi. Pada masyarakat dengan ekonimi cukup, lantai kamar mandi atau toilet sebagian besar terbuat dari lantai ubin keramik. Pada ubin keramik biasa, konsentrasi amonia dalam ruang mencapai 1,5 ppm (bau tidak enak) setelah kurang lebih satu minggu dan meninggalkan warna kuning yang sulit dibersihkan (Fujishima, dkk.1999). METODE Penelitian ini dilakukan di toilet pria Fakultas Pertanian, IPB dengan menggunakan larutan indofenol. Alat yang digunakan yaitu midget impinger, pompa vakum, flowmeter, prefilter holder, tabung uji 25 ml, pipet volumetrik 1 ml; 5 ml; dan 10 ml, spektrofotometer dilengkapi kuvet, termometer, serta kaca arloji. Bahan yang digunakan berupa air suling, larutan penyerap asam sulfat, larutan standar NH3 10 ppm, larutan natrium nitropusida [Na2Fe(CN)6NO.2H2O] 2%, larutan natrium hidroksida (NaOH) 6,57 M, larutan natrium hipoklorit (NaOCl) 3,7

3 %, larutan kerja hipoklorit, larutan fenol (C6H5OH) 45% v/v, larutan induk ammonia 1000 µg, larutan standar ammonia 10 µg, dan larutan HCl 1,2 M. Langkah pertama adalah dilakukan sampling dan pengujian sampel dengan cara prefilter holder dipasangkan pada selang yang berfungsi untuk mengambil sampel udara ke dalam botol impinger dengan catatan prefilter dicuci terlebih dahulu dengan air suling dan telah dikeringkan. Botol impinger diisi dengan larutan penyerap sebanyak 10 ml. Kemudian, impinger dan erlenmeyer asah tertutup yang berisi serat kaca/glass wool dihubungkan dengan selang silikon. Setelah itu, rangkaian tersebut dihubungkan pada flowmeter dan pompa vakum dengan kecepatan alir 1-2 liter/menit. Pompa vakum dimatikan setelah 1 jam pemompaan. Larutan sampel dipindahkan ke dalam tabung uji 25 ml. Kemudian, larutan sampel berturut-turut ditambahkan ke dalam tabung uji 2 ml larutan penyangga, 5 ml larutan pereaksi fenol, 2,5 ml larutan pereaksi natrium hipoklorit dan dihomogenkan. Air suling ditambahkan ke dalam tabung uji hingga tanda batas, dihomogenkan dan didiamkan selama 30 menit. Lalu larutan sampel dimasukkan pada alat spektrofotometer dan absorbansinya diukur pada panjang gelombang 630 nm. Absorbansi sampel diplotkan ke dalam kurva kalibrasi, sehingga diperoleh jumlah NH3 sampel (µg). Untuk pengujian blanko langkah pemindahan larutan ke dalam tabung uji diulang hingga akhir tetapi dengan menggunakan 10 ml larutan penyerap. Selanjutnya pembuatan kurva kalibrasi dengan cara sebagai berikut. Enam buah tabung 25 ml disiapkan dan larutan standar ammonia dimasukkan masing-masing 0,0 ml; 0,2 ml; 0,4 ml; 0,6 ml; 1 ml; dan 1,5 ml, yang mengandung 0 µg NH3 ; 2 µg NH3; 4 µg NH3; 6 µg NH3; 10 µg NH3; dan 15 µg NH3. Kemudian Larutan penyerap ditambahkan hingga volume 10 ml. Secara berturut-turut, ditambahkan ke dalam tabung uji 2 ml larutan penyangga, 5 ml larutan pereaksi fenol, 2,5 ml larutan pereaksi natrium hipoklorit lalu dihomogenkan. Air suling ditambahkan ke dalam tabung uji hingga tanda batas, lalu dihomogenkan dan didiamkan selama 30 menit. Kemudian absorbansi masing-masing larutan diukur menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 630 nm. Setelah itu, kurva kalibrasi dibuat antara absorbansi dan jumlah NH3 (µg). Perhitungan konsentrasi dibutuhkan persamaan seperti di bawah ini. Q c =Q s T r T a persamaan 1 Qc Qs Tr Ta = Koreksi kecepatan aliran udara (liter/menit) = Kecepatan aliran sampling (liter/menit) = Temperatur ruangan saat pengukuran (K) = Temperatur alat (K) V=Q c t persamaan 2 Qc t V = Koreksi kecepatan aliran udara (liter/menit) = Lamanya sampling (menit) = Volume sampel udara (l) V r =V P T r persamaan 3

4 Vr = Volume udara pada 25 o C, 760 mmhg (m 3 ) V = Volume sampel udara (l) P = Tekanan atmosfer selama sampling (mmhg) konsentrasi NH 3 = a V r persamaan 4 a = Jumlah NH3 pada sampel yang diperoleh dari kurva kalibrasi (µg) Vr = Volume udara pada 25 o C, 760 mmhg (m 3 ) C 2 =C 1 ( t 1 t 2 ) 0,185 persamaan 5 C1 = Konsentrasi sesaat/ partikulat udara ambien (µg/m 3 ) C2 = Konsentrasi standar (µg/m 3 ) t1 = Waktu pemaparan sesaat (jam) = Waktu pemaparan standar (jam) = 24 jam t2 C a V a =C b V b persamaan 6 Ca Va Cb Vb = Konsentrasi pada larutan a (µg/ml) = Volume larutan a (ml) = Konsentrasi pada larutan b (µg/ml) = Volume larutan b (ml) PEMBAHASAN Hasil pengukuran konsentrasi ammonia yang terdapat pada toilet fakultas teknologi pertanian ditampilkan pada tabel 1, Tabel 1. Jumlah µg NH3 dari pengukuran di toilet fakultas teknologi pertanian Larutan Standar Va (ml) Vb (ml) Ca (µg) Cb (µg) Adsorban Dari tabel tersebut dapat dibuat kurva kalibrasi seperti yang ditunjukkan pada gambar 1,

5 y = 0.785x Series1 Linear (Series1) Gambar 1. Kurva Kalibrasi Pengukuran dilakukan selama 30 menit dengan pengukuran suhu dan kecepatan aliran udara impinge setiap 10 menit. Dimulai dari menit ke-0 hingga menit ke-30. Pada menit ke-0, suhu ruang (Tr) sebesar 28 oc sedangkan suhu alat (Ta) sebesar 28oC dan kecepatan alirannya adalah 1 ppm. Sedangkan pada 10 menit pertama, todak ada perubahan yang sginifikan, suhu alat dan suhu ruang masih berada di kisaran 28 oc, lalu pada menit ke-20 suhu alat mengalami penurunan menjadi 27 oc sedangkan suhu ruang tetap pada 28 oc. Pada menit ke-30 suhu ruang mengalami penurunan suhu menjadi 27 oc dan suhu alat tetap pada 27 oc. Dari data pengukuran tersebut diambil rata-rata suhu ruang, suhu alat dan kecepatan aliran udara yaitu 27,75 oc, 27,5 oc, dan 1 l/menit. Contoh perhitungan : 1. Menentukan niai koreksi udara : Q c = 1 liter 27,75 oc x = 1,009 liter menit menit 27,5 oc 2. Menentukan volume sampel udara : V = Q c. t = 1, = 30,2727 liter 3. Mencari volume udara pada STP 298 Vr = 30, , = 0, Menghitung kadar ammonia : 0,272 = 0,785x + 0,0155 x = 0, Menentukan konsentrai NH3 : μg m 3 = 0,32675 μg = 272,3 29,9 m 3 6. Konversi satuan konsentrasi :

6 ppm = 272,3 μg m 3 = 0,392 ppm 694,728 Data yang diperoleh dari pengujian sampel adalah sebesar 272,3 μg m3 atau 0,392 ppm. Jika dibandingkan dengan SNI , batas konsentrasi maksimum ammonia yang tidak mengganggu kesehatan manusia adalah sebesar 2 ppm. Artinya, kadar ammonia yang terdapat pada toilet Fakultas Teknologi Pertanian belum mencapai titik yang berbahaya. Untuk beberapa tahun terakhir, ammonia yang berada pada atmosfer dikenal sebagai pemegang kunci yang sangat penting sebagai penyebab eutrofikasi dan acidification bagi ekosistem. hal ini disebabkan oleh sumber terbesar ammonia berasal dari daerah pedesaan yang memiliki banyak peternakan, perkebunan, dan pertanian. Pada Gothenburg Protocol yang ditandatangani tahun 1999, ammonia masuk pada salah satu polutan udara tertinggi nasional. Hal ini menyebabkan dibutuhkannya identifikasi intensif mengenai dampak yang disebabkan oleh ammonia bagi kesehatan dan kelangsungan ekosistem. Ammonia adalah salah satu indicator pencemar udara pada bentuk kebauan. Gas ammonia adalah gas yang tidak berwarna 1. Dengan bau menyengat. Biasanya, ammoniak berasal dari aktifitas mikroba, industry ammonia, perngolahan limbah dan pengolahan batu bara. Di atmosfer, NH3 bereaksi dengan nitrat dan sulfat sehingga terbentuk garam ammonium yang sangat korosif (Yuwono and Peter, 2004). Ammonia juga dapat menimbulkan dampak buruk bagi kesehatan dan lingkungan yaitu mengganggu pernapasan, iritasi selaput lendir hidung dan tenggorokan. pada konsentrasi 5000 ppm dapat menyebabkan ederma laryng, paru, dan akhirnya dapat menyebabkan kematian, iritasi mata (mata merah, pedih, dan berair) dan kebutaan total, iritasi kulit yang menyebabkan terjadinya luka bakar (frostbite) (Mukono. 2005). Upaya pencegahan ammonia perlu dilakukan untuk mengurangi dampak dari pencemaran ammonia. Hal penting yang harus dilakukan untuk mencegah ammonia menyebar di ruang kamar mandi adalah dengan rutin membersihkan kamar mandi/toilet secara berkala, pergunakan fasilitas di toilet sesuai dengan fungsinya. Menurut KepmenLH No 112 Tahun 2003, dalam manajemen pencegahan dan teknologi pencemaran ammonia yaitu dengan pengurangan pencemaran dari sumbernya dan pengolahan air limbah toilet baik secara alami maupun menggunakan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL). SIMPULAN Kadar ammonia yang terdapat pada toilet Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor termasuk pada angka yang tidak berbahaya karena berada dibawah batas aman. Angka pengukuran sebesar 0,392 ppm atau 272,3 ( g)/m 3 sedangkan, angka batas aman sebesar 2 ppm. Saran Perlu dijaga dan selalu dibersihkan secara berkala setap toilet yang ada di Fakultas Teknologi Pertanian agar kandungan Ammonia tetap stabil dan tidak mengganggu kesehatan manusia..

7 Daftar Pustaka ASKAR, S.1999.Penentuan Protein Terlarut dalam Pakan Ternak Ruminansia. Buletin Teknik Pertanian. 4 (1) : 26 Fujishima, AK., Hasimoto, K., Watanabe, T TiO2 Photocatalysis Fundamental and Application. Japan: Koyo pringting. Mukono Toksikologi Lingkungan. Surabaya: Airlangga University Press Yuwono, Arief Sabdo dan Peter Schulze Lammers, 2004, Odor Pollution in the Enviroment and the Detection Instrumentation, Agricultural Engineering international : the CIGR Journal of Scientific Research and Development. Invited Overview Paper Volume VI

8 LAMPIRAN 1. KEPUTUSAN MENTERI NEGARA LINGKUNGAN HIDUP N0. 50 TAHUN 1996