BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Udara Udara adalah campuran dari berbagai gas secara mekanis dan bukan merupakan senyawa kimia. Udara merupakan komponen yang membentuk atmosfer bumi, yang membentuk zona kehidupan pada permukaan bumi. Udara terdiri dari berbagai gas dalam kadar yang tetap pada permukaan bumi, kecuali gas metana, amoniak, hidrogen sulfida, karbon monoksida dan nitrooksida mempunyai kadar yang berbeda-beda tergantung daerah/lokasi. Umumnya konsentrasi metana, amoniak, hidrogen sulfida, karbon monoksida dan nitrooksida sangat tinggi di areal rawa-rawa atau industri kimia (Gabriel, 2001). 2.1.1 Sifat- Sifat Polusi Udara 1. Yang bersifat kualitatif Yaitu terdiri dari unsur-unsur yang secara alamiah telah terdapat dalam alam tetapi jumlahnya bertambah sedemikian banyaknya sehingga mengadakan pencemaran lingkungan. Hal ini bisa terjadi akibat bencana alam, perbuatan manusia dan lain-lain. Contoh pollutan misalnya unsur karbon, nitrogen, fosfor dan lain-lain. 2. Yang bersifat kuantitatif
Terdiri dari unsur unsur yang terjadi akibat berlangsungnya persenyawaan yang dibuat secara sintetis seperti: pestisida, detergen dan lain-lain. Umumnya polusi lingkungan ditujukan kepada faktor-faktor fisik seperti polusi suara, radiasi, suhu, penerangan, dan faktor-faktor kimia melalui debu, uap, gas, larutan, awan, kabut (Supardi, 2003). 2.1.2 Kegunaan Udara Udara sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari antara lain: 1. Bahan kebutuhan pokok dalam pernafasan. 2. Sebagai sarana bagi pesawat terbang. 3. Sebagai alat pendingin trafo tekanan tinggi. 4. Sebagai sarana olah raga terbang layar. 5. Membantu transfer panas melalui metode konveksi. 2.1.3 Komposisi Udara Udara merupakan campuran beberapa macam gas yang perbandingannya tidak tetap, tergantung pada keadaan suhu udara, tekanan udara dan lingkungan sekitarnya. Udara adalah juga atmosfir yang berada di sekililing bumi yang fungsinya sangat penting bagi kehidupan di dunia ini. Komposisi normal udara terdiri atas gas nitrogen 78,1%, oksigen 20,93%, dan karbondioksida 0,03%, sementara selebihnya berupa gas argon, neon, krypton, xenon, dan helium. Udara juga mengandung uap air, debu, bakteri, spora, dan sisa tumbuh-tumbuhan (Candra,2006). Tabel 2.1 Komposisi Udara Atmosfer
Unsur Simbol Konsentrasi (% volume) Nitrogen Oksigen Argon Karbon dioksida Helium Neon Xenon Krypton Metana Amonia Hidrogen sulfida Nitrous oksida N 2 O 2 A CO 2 He Ne Xe Kr CH 4 H 2 S CO N 2 O 78 21 0,94 0,03 0,01 0,01 0,01 0,01 Sangat sedikit Sangat sedikit Sangat sedikit Sangat sedikit Selain gas- gas tersebut diatas, didalam udara atau atmosfer terdapat uap air sebanyak sekitar 0,001% sampai 4% volume udara (Gabriel,2001). 2.1.4 Pencemaran Udara Menurut Henry C. perkins, 1974, dalam bukunya Air Polution, pencemaran udara dinyatakan sebagai berikut: Pencemaran udara berarti hadirnya satu atau beberapa kontaminan di dalam udara atmosfir di luar, seperti antara lain oleh debu, busa, gas, kabut, bau-bauan, asap atau uap dalam kuantitas yang banyak, dengan berbagai sifat maupun lama berlangsungnya di udara tersebut, hingga dapat menimbulkan gangguan-gangguan
terhadap kehidupan manusia, tumbuhan atau hewan maupun benda, atau tanpa alasan jelas sudah dapat mempengaruhi kelestarian kehidupan organisme maupun benda (Kristanto,2002). Bahan pencemar udara atau polutan dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu : 1. Polutan Primer adalah polutan yang dikeluarkan langsung dari sumber tertentu, dan dapat berupa: a. Polutan Gas terdiri dari: - Senyawa karbon, yaitu hidrokarbon, hidrokarbon teroksigenasi, dan karbon oksida (CO). - Senyawa sulfur, yaitu sulfur oksida. - Senyawa nitrogen, yaitu nitrogen oksida dan amoniak. - Senyawa halogen, yaitu fluor, klorin, hidrogen klorida. b. Partikel, bahan partikel tersebut dapat berasal dari proses kondensasi, proses dispersi (misalnya proses menyemprot/spraying) maupun proses erosi bahan tertentu. Asap (smoke) sering kali dipakai untuk menunjukkan campuran bahan partikulat (particulate matter), uap (fumes), gas, dan kabut (mist). 2. Polutan Sekunder biasanya terjadi karena reaksi dari dua atau lebih bahan kimia di udara, misalnya reaksi foto kimia (Mukono,2005). Zat zat pencemar udara terdapat dalam bentuk gas atau partikel ( biasanya sebagai bahan bahan partikulat). Kedua bentuk zat pencemar itu berada di atmosfer secara simultan, tetapi seluruh zat pencemar udara 90% berbentuk gas. Bentuk-bentuk zat pencemar yang sering terdapat di dalam atmosfer:
Gas Embun Uap Awan Kabut Debu : Keadaan gas dari cairan atau bahan padatan : Tetesan cairan yang sangat halus yang tersuspensi di udara : Keadaan gas dari zat padat volatile atau cairan : Uap yang dibentuk pada tempat yang tinggi : Awan yang terdapat di ketinggian yang rendah : Padatan yang tersuspensi dalam udara yang dihasilkan dari pemecahan udara Haze Asap : Partikel-partikel debu atau garam yang tersuspensi dalam tetes air : Padatan dalam gas yang berasal dari pembakaran tidak sempurna (Rukaesih,2004). 2.2 Amoniak Amoniak adalah gas yang tidak berwarna dengan titik didih -33,5 0 C. Cairannya mempunyai panas penguapan yang bebas yaitu 1,37 kj/g pada titik didihnya dan dapat ditangani dengan peralatan laboratorium yang biasa (Cotton dan Wilkinson,1989). Gas amoniak merupakan salah satu gas pencemar udara yang dihasilkan dari penguraian senyawa organik oleh mikroorganisme seperti dalam proses pembuatan kompos, dalam industri peternakan, dan pengolahan sampah kota. Amoniak juga dapat berasal dari sumber antrophonik (akibat aktivitas manusia) seperti industri pupuk urea, industri asam nitrat dan dari kilang minyak (Dwipayani,2001). Amoniak terdapat dalam atmosfer bahkan dalam kondisi tidak tercemar. Berbagai sumber, antara lain:mikroorganisme, perombakkan limbah binatang, pengolahan limbah, industri amoniak, dan dari sistem pendingin dengan bahan
amoniak. Konsentrasi yang tinggi dari amoniak dalam atmosfer secara umum menunjukkan adanya pelepasan dari gas tersebut. Amoniak dihilangkan dari atmosfer dengan affinitasnya terhadap air dan aksinya sebagai basa. Ini merupakan sebuah kunci dalam pembentukkan dan netralisasi dari nitrat dan aerosol sulfat dalam atmosfer yang tercemar (Rukaesih,2004). 2.2.1 Kegunaan Amoniak Larutan amoniak dapat digunakan untuk pembersih, pemutih dan mengurangkan bau busuk. Larutan pembersih yang dijual kepada konsumen menggunakan larutan ammonia hidroksida cair sebagai agen pembersih utama. Amoniak sangat sesuai digunakan sebagai bahan penyejuk udara, kerana amoniak mudah menukar bentuk menjadi cair dalam tekanan. Oleh itu, amoniak digunakan dalam hampir semua penyejuk udara sebelum penciptaan penyejuk udara yang menggunakan freon. Freon tidak merangsangkan dan tidak toksik, tetapi ia boleh menyebabkan pengikisan lapisan ozon. Sekarang, penggunaan amoniak sebagai bahan penyejuk udara meningkat semula (http://chemistry.com). 2.2.2 Dampak Pencemaran Amoniak 1. Dampak terhadap kesehatan manusia Udara yang tercemar gas amoniak dan sulfida dapat menyebabkan iritasi mata serta saluran pernafasan. Pada kadar 2500-6500 ppm, gas amoniak dapat menyebabkan
iritasi hebat pada mata (keraktitis), sesak nafas (dyspnea), Bronchospasm, nyeri dada, sembab paru, batuk darah, Bronchitis dan Pneumonia. Pada kadar tinggi (30.000 ppm) dapat menyebabkan luka bakar pada kulit. 2. Dampak terhadap lingkungan sekitar Sisa sisa makanan dan sampah organik dibuang ke tempat sampah, kemudian di bawa ke tempat pembuangan akhir (TPA). Sampah-sampah tersebut kemudian membusuk dan menghasilkan gas amoniak. Gas amoniak tersebut merupakan salah satu gas rumah kaca yang dapat menyebabkan global warming. Akibat yang terjadi adalah terjadinya perubahan iklim dan cuaca serta efek global warming lainnya. Gas amoniak dapat juga mengganggu estetika lingkungan karena bau pembusukan sampah yang sangat menyengat. Dampak negatif yang ditimbulkan usaha peternakan ayam terutama berasal dari kotoran ayam yang dapat menimbulkan gas yang berbau. Bau yang dikeluarkan berasal dari unsur nitrogen dan sulfida dalam kotoran ayam, yang selama proses dekomposisi akan terbentuk gas amoniak, nitrit, dan gas hidrogen sulfida. Udara yang tercemar gas amoniak dan sulfida dapat menyebabkan gangguan kesehatan ternak dan masyarakat di sekitar peternakan. Amoniak dapat menghambat pertumbuhan ternak (Fauziah,2009). 2.3 Metode Penentuan Amoniak Penentuan amoniak dapat ditentukan langsung dengan analisa Nessler atau melalui proses titrasi. Namun analisa Nessler ini tidak terlepas dari gangguan warna dan kekeruhan yang hanya dapat dihilangkan dengan pengolahan pendahuluan yaitu destilasi. Pemilihan metode berdasarkan perkiraan kadar amoniak dalam sampel. Bila perkiraan kadar amoniak dalam sampel antara 1 sampai 25 mg NH 3 -N/l maka digunakan titrasi dengan standar asam sulfat; bila kadar amoniak antara 0,05 sampai
5,0 mg NH 3 -N/l dapat ditentukan dengan menggunakan metode Nessler, kadar NH 3 -N > 5 mg/l dapat juga ditentukan dengan metode Nessler dengan pengenceran. Nesslerisasi adalah reaksi antara Kalium merkuri iodida dengan amoniak membentuk kompleks koloid yang berwarna coklat-merah : 2(HgI 2.2KI) + 2 NH 3 NH 2 Hg 2 I 3 + 4 KI + NH 4 I (Alaerts,1987) Gangguan dalam analisa amoniak dengan metode Nessler adalah kekeruhan dan warna. Pada analisa Nessler tanpa destilasi yaitu untuk sampel jernih harus ditambahkan larutan basa dan ZnSO 4 untuk mencegah gangguan ion Ca, Mg, Fe dan Sn yang dapat menimbulkan kekeruhan. Dengan penambahan larutan basa dan ZnSO 4, ion-ion tersebut dapat mengendap. Larutan sampel bebas gangguan, setelah pengendapan 15 sampai 20 menit. Kemudian penambahan EDTA membantu agar sisa-sisa ion Ca, Mg, dan Fe dalam larutan akan ikut mengendap. Dengan destilasi sampel, gangguan warna dan kekeruhan akan hilang, sedang kation yang akan menimbulkan kekeruhan diendapkan dengan ph tinggi. Gangguan amoniak adalah NH 3 yang dikandung udara. NH 3 ini akan diserap oleh air dengan mudah, sehingga air suling bebas amoniak harus digunakan (Alaerts,1987). 2.4 Spektrofotometer
Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitansi atau absorbansi suatu contoh sebagai fungsi panjang gelombang, pengukuran terhadap suatu deretan contoh pada suatu panjang gelombang tunggal mungkin juga dapat dilakukan. Alatalat demikian dapat dikelompokkan baik sebagai manual atau perekam, maupun sebagai sinar tunggal atau sinar rangkap. Dalam praktek, alat-alat sinar tunggal biasanya dijalankan dengan tangan dan alat-alat rangkap biasanya menonjolkan pencatatan spektrum absorbsi, tetapi adalah mungkin untuk mencatat satu spektrum dengan satu alat sinar tunggal (Underwood,1990). Komponen-komponen yang terdapat dalam instrumen spektrofotometer adalah : 1. Sumber Sumber yang biasa digunakan adalah lampu wolfram. Lampu hidrogen atau lampu deuterium digunakan untuk sumber pada daerah UV. Kebaikan lampu wolfram adalah energi radiasi yang dibebaskan tidak bervariasi pada berbagai panjang gelombang. Untuk memperoleh tegangan yang stabil dapat digunakan transformator. Jika potensial tidak stabil, kita akan mendapat energi yang bervariasi. 2. Monokromator Digunakan untuk memperoleh sumber sinar yang monokromatis. Alatnya dapat berupa prisma ataupun grating. Untuk mengarahkan sinar mnokromatis yang diinginkan dari hasil penguraian ini dapat digunakan celah. Jika celah posisinya tetap, maka prisma atau gratingnya dirotasikan untuk mendapatkan λ yang diinginkan (Khopkar,1990). 3. Sel
Kebanyakan spektrofotometri melibatkan larutan, dank karenanya kebanyakan wadah sampel adalah sel untuk menaruh cairan ke dalam berkas cahaya spektrofotometer. Sel itu haruslah meneruskan energi radiasi dan daerah spektral yang diminati, jadi sel kaca melayani daerah tampak, sel kuarsa atau kaca silika tinggi istimewa untuk daerah ultraviolet. 4. Detektor Dalam sebuah detektor untuk suatu spektrofotometer, kita menginginkan kepekaan yang tinggi dalam daerah spektral yang diminati, respons yang linier terhadap daya radiasi, waktu respons yang cepat, dapat digandakan, dan kestabilan tinggi atau tingkat noise yang rendah, meskipun dalam praktiknya perlu untuk mengkompromikan faktor-faktor ini. Detektor fotolistrik yang paling sederhana adalah tabung foto. Ini berupa tabung hampa udara dengan jendela yang tembus cahaya yang berisi sepasang elektroda, melintas dimana potensial dijaga. Tabung pengganda foto (photomultipler) lebih peka daripada tabung foto biasa karena penggandaan yang tinggi dicapai dengan tabung itu sendiri. 5. Penguat dan pembacaan Keluaran pengganda foto itu masih digandakan lebih lanjut dengan suatu penguat (amplifier) elektronik ke luar (Underwood,1990).