Laporan Praktikum Kimia Lingkungan

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA LINGKUNGAN

PENENTUAN NOX (NO + NO2) dan PARTIKEL DI SAMPEL ASAP(Kurva Standar, Asap Motor, Asap Rokok, dan Udara Ruangan)

Oleh : Alhendry R. Kombado 652008014

Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga 20111

JUDUL

: Penentuan NOx (NO + NO2) dan Partikel di Sampel Asap (Kurva Standar, Asap Motor, Asap Rokok, dan Udara Ruangan)

TUJUAN

:

1. Mahasiswa dapat mengukur nilai NOx dan partikel pada asap motor. 2. Mahasiswa dapat mengukur nilai NOx dan partikel pada asap rokok. 3. Mahasiswa dapat mengukur nilai NOx di lingkungan sekitar. DASAR TEORI :

Secara sadar atau tidak sadar manusia dalam beraktivitas menghasilkan emisi pencemar yang dilepas ke udara. Semakin meningkat jumlah aktivitas yang dilakukan serta waktu yang dipakai untuk melakukan aktivitas tersebut, maka jumlah emisi pencemar yang dikeluarkan ke udara pun semakin meningkat. Udara sebagai kebutuhan pokok manusia dan makhluk hidup lainnya sangat berbahaya jika sudah tercemar oleh berbagai zat berbahaya. Akibat yang ditimbulkan bermacam-macam mulai dari gangguan pernapasan sampai kanker jika menghirup zat-zat tertetu dalam jangka waktu lama. Secara umum, sumber pencemaran udara dibedakan atas : 1. Sumber Bergerak Kegiatan transportasi, baik di darat, air maupun udara, selama menggunakan bahan baker sebagai tenaga penggerak, sudah pasti akan menghasilkan pencemaran udara. Transportasi darat, khususnya penggunaan kendaraan bermotor, merupakan sumber utama polusi di kota-kota besar. Hampir seluruh jenis zat pencemar yang beredar di udara dihasilkan dari gas buang kendaraan bermotor, yaitu partikel debu halus (PM10), karbon monoksida (CO), hidrokarbon (HC), timbal (Pb), nitrogen oksida (NOx), sulfur oksida(SOx). 2. Sumber Tidak Bergerak a. Industri b. Pembangkit tenaga listrik c. Kebakaran hutan d. Pembakaran sampah 3. Sumber dalam ruangan (Indoor Pollution) a. Kegiatan rumah tangga b. Asap Rokok Selain sumber pencemaran udara di atas, juga dikenal sumber pencemaran alami yang tidak berhubungan dengan aktivitas manusia, yaitu: meletusnya gunung berapi spora tumbuhan proses pembusukan mahluk hidup

2

Di dunia dikenal 6 jenis zat pencemar udara utama yang berasal dari kegiatan manusia yaitu : 1. Karbon monoksida (CO), 2. Oksida Sulfur (SOx), 3. Oksida Nitrogen (NOx), 4. Partikulat, Hidrokarbon (HQ), 5. Oksida fotokimia 6. Ozon. Dampak dari pencemaran udara tersebut menyebabkan penurunan kualitas udara, yang berdampak negatif terhadap kesehatan manusia. Salah satu zat pencemar berbahaya yang akan dibahas dalam praktikum ini adalah Oksida Nitrogen (NOx). A. SIFAT FISIKA DAN KIMIA Oksida Nitrogen (NOx) adalah kelompok gas nitrogen yang terdapat di atmosfir yang terdiri dari Nitrogen Monoksida (NO) dan Nitrogen Dioksida (NO2). Walaupun ada bentuk oksida nitrogen lainnya, tetapi kedua gas tersebut yang paling banyak diketahui sebagai bahan pencemar udara. Nitrogen monoksida merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau sebaliknya nitrogen dioksida berwarna coklat kemerahan dan berbau tajam. Nitrogen monoksida terdapat diudara dalam jumlah lebih besar daripada NO2. Pembentukan NO dan NO2 merupakan reaksi antara nitrogen dan oksigen di udara sehingga membentuk NO, yang bereaksi lebih lanjut dengan lebih banyak oksigen membentuk NO2. Udara terdiri dari 80% volume nitrogen dan 20% Volume oksigen. Pada suhu kamar, hanya sedikit kecendrungan nitrogen dan oksigen untuk bereaksi satu sama lainnya. Pada suhu yang lebih tinggi (> 1210C), keduanya dapat bereaksi membentuk NO dalam jumlah banyak sehingga mengakibatkan pencemaran udara. Dalam proses pembakaran, suhu yang digunakan biasanya mencapai 1210 1.765 C. Oleh karena itu, reaksi ini merupakan sumber NO yang penting sehingga dapat disimpulkan bahwa reaksi pembentukan NO merupakan hasil samping dari proses pembakaran. B. SUMBER DAN DISTRIBUSI Dari seluruh jumlah Oksigen Nitrogen (NOx) yang dibebaskan ke udara, jumlah yang terbanyak adalah dalam bentuk NO yang ternyata juga diproduksi oleh aktivitas bakteri. Akan tetapi pencemaran NO dari sumber alami ini tidak merupakan masalah karena tersebar secara merata sehingga jumlahnya menjadi kecil. Yang menjadi masalah adalah pencemaran NO yang diproduksi oleh kegiatan manusia karena jumlahnya akan meningkat pada tempat-tempat tertentu. Hal ini dapat mengakibatkan terganggunya siklus nitrogen. Lebih lanjut mengenai siklus nitrogen dapat digambarkan sebagai berikut : (Gambar.1)

3

Gambar. 1. Siklus Nitrogen

Kadar NOx di udara perkotaan biasanya berkisar pada konsentrasi 0,5 ppm 500 ppb (10 100 kali lebih tinggi dari pada di udara pedesaan). Seperti halnya CO, emisi NOx dipengaruhi oleh kepadatan penduduk karena sumber utama NOx yang diproduksi manusia adalah dari pembakaran dan kebanyakan pembakaran disebabkan oleh kendaraan bermotor, produksi energi dan pembuangan sampah. Sebagian besar emisi NOx buatan manusia berasal dari pembakaran arang, minyak, gas, dan bensin. Kadar NOx di udara dalam suatu kota bervariasi sepanjang hari tergantung dari intensitas sinar mataharia dan aktivitas kendaraan bermotor. Perubahan kadar NOx berlangsung sebagai berikut : a) Sebelum matahari terbit, kadar NO dan NO2 tetap stabil dengan kadar sedikit lebih tinggi dari kadar minimum sehari-hari. b) Setelah aktifitas manusia meningkat (pukul 6-8 pagi), kadar NO meningkat terutama karena meningkatnya aktivitas lalu lintas yaitu kendaraan bermotor. Kadar NO tetinggi pada saat ini dapat mencapai 1-2 ppm. c) Dengan terbitnya sinar matahari yang memancarkan sinar ultra violet kadar NO2 (sekunder) kadar NO2 pada saat ini dapat mencapai 0,5 ppm. d) Kadar ozon meningkat dengan menurunnya kadar NO sampai 0,1 ppm. e) Jika intensitas sinar matahari menurun pada sore hari ( jam 5-8 malam ) kadar NO meningkat kembali. f) Energi matahari tidak mengubah NO menjadi NO2 (melalui reaksi hidrokarbon) tetapi O3 yang terkumpul sepanjang hari akan bereaksi dengan NO. Akibatnya terjadi kenaikan kadar NO2 dan penurunan kadar O3. g) Produk akhir dari pencemaran NOx di udara dapat berupa asam nitrat, yang kemudian diendapkan sebagai garamgaram nitrat didalam air hujan atau debu. Merkanisme utama pembentukan asam nitrat dari NO2 di udara masih terus dipelajari Salah satu reaksi dibawah ini diduga juga terjadi diudara tetapi diudara tetapi peranannya mungkin sangat kecil dalam menentukan jumlah asam nitrat di udara. 4

h) Kemungkinan lain pembentukan HNO3 didalam udara tercemar adalah adanya reaksi dengan ozon pada kadar NO2 maksimum O3 memegang peranan penting dan kemungkinan terjadi tahapan reaksi sebagai berikut : O3 + NO2 NO3 + NO2 N2O5 + 2HNO3 NO3 + O2 N2O5 2HNO3

Meskipun reaksi tersebut masih terus dibuktikan kebenarannya, tetapi yang terpenting adalah bahwa proses-proses diudara mengakibatkan perubahan NOx menjadi HNO3 yang kemudian bereaksi membentuk partikel-partikel. C. DAMPAK TERHADAP KESEHATAN Oksida Nitrogen seperti NO dan NO2 berbahaya bagi manusia. Penelitian menunjukkan bahwa NO2 empat kali lebih beracun daripada NO. Selama ini belum pernah dilaporkan terjadinya keracunan NO yang mengakibatkan kematian. Di udara ambient yang normal, NO dapat mengalami oksidasi menjadi NO2 yang bersifat racun. Penelitian terhadap hewan percobaan yang dipajankan NO dengan dosis yang sangat tinggi, memperlihatkan gejala kelumpuhan sistim syarat dan kekejangan. Penelitian lain menunjukkan bahwa tikus yang dipajan NO sampai 2500 ppm akan hilang kesadarannya setelah 6-7 menit, tetapi jika kemudian diberi udara segar akan sembuh kembali setelah 46 menit. Tetapi jika pemajanan NO pada kadar tersebut berlangsung selama 12 menit, pengaruhnya tidak dapat dihilangkan kembali, dan semua tikus yang diuji akan mati. NO2 bersifat racun terutama terhadap paru. Kadar NO2 yang lebih tinggi dari 100 ppm dapat mematikan sebagian besar binatang percobaan dan 90% dari kematian tersebut disebabkan oleh gejala pembengkakan paru (edema pulmonari). Kadar NO2 sebesar 800 ppm akan mengakibatkan 100% kematian pada binatang-binatang yang diuji dalam waktu 29 menit atau kurang. Sedangkan pemajanan NO2 dengan kadar 5 ppm selama 10 menit terhadap manusia mengakibatkan kesulitan dalam bernafas. D. PENGENDALIAN D.1. PENCEGAHAN D.1.1. Sumber Bergerak a) Merawat mesin kendaraan bermotor agar tetap baik. b) Melakukan pengujian emisi dan KIR kendaraan secara berkala. c) Memasang filter pada knalpot. D.1.2. Sumber Tidak Bergerak a) Mengganti peralatan yang rusak. b) Memasang scruber pada cerobong asap. c) Memodifikasi pada proses pembakaran.

5

D.1.3. Manusia Apabila kadar NO2 dalam udara ambien telah melebihi baku mutu ( 150 mg/Nm3 selama 24 jam) maka untuk mencegah dampak kesehatan dilakukan upaya-upaya : a) Menggunakan alat pelindung diri, seperti masker gas. b) Mengurangi aktifitas di luar rumah. D.2. PENGUKURAN Oksida Nitrogen menjadi perhatian sebagai polutan udara. Bahan ini penting karena berperan dalam reaksi fitokimia dan bertanggung jawab dalam pembentukan brown haze dari kabut. Selain itu, Oksida Nitrogen menyebabkan iritasi mata dan pengaruh terhadap fisiologi lainnya. Hanya Nitrogen Oksida (NO) dan Nitrogen Dioksida (NO2) bersama sama disebut NOx yang menjadi pusat perhatian pencemaran udara. Selama pembakaran bahan bakar fosil, Nitrogen, dan Oksigen di udara digaung menjadi bentuk NO pada suhu tinggi menurut reaksi : N2 + O2 2 NO Sedangkan NOx yang dikeluarkan oleh kendaraan bermotor mayoritas dalam bentuk NO2 mulai dibentuk oleh reaksi NO dengan Oksigen yang berlebihan, sebagai berikut: 2 NO + O2 2 NO2 Percobaan ini didasarkan pada fakta bahwa NO2 terlarut dalam larutan menjadi ion nitrit. Nitrit bereaksi dengan asam sulfanilat dan 1-naphtylamine dalam asam asetat akan berubah warna menjadi warna merah muda hingga merah (azo) yang dapat dianalisa menggunakan spektrofotometer. Dapat dituliskan menurut reaksi : NO2 + H2O 2 H+ + NO3- + NO2Hanya NO2 bereaksi dengan reagen penghasil warna gas yang dianalisa dan didiamkan pada suatu tempat yang mengandung indicator sampai terjadi reaksi yang sempurna. Maka konsentrasi NOx total dapat ditentukan. Berbagai partikel dapat menggangu prosedur kolorimetri. Untuk mengeliminasi gangguan tersebut, maka partikel ini difilter dari asam rokok, motor dan udara melalui membrane filtrasi. Jumlah mg partikel pada membran filter ditentukan dengan cara menimbang membran filter sebelum dan sesudah digunakan. Perhitungan : Perhitungan parikelmg

/m3

=

Perhitungan NOx NOx ( g/ml) Keterrangan : Vj = Volume indikator yang digunakan (Reagen NOx) dalam ml Vg = Volume contoh gas (ml) 1,39 = Faktor konversi NO2- menjadi NO2 6

=(

g

NO2-/ml) (Vj/Vg) (1,39) (1000 ml/L)

Perhitungan Konsentrasi NOx dalam ppm ppm = NOx = Keterrangan : R = Koonstanta Gas (0,082 L. atm / K. mol) T = Suhu absolute (300o K) P = Tekanan (1 atm) 46 = Berat molekul NO2

HASIL PENGAMATAN Hasil Pengamatan. 1.

:

Pembuatan kurva standar Lar. Induk (g/ml) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 A 550 (2-log T) 0,156 0,075 0,067 0,03 -0,001 -0,01 -0,016 -0,03

Konsentrasi (g/ml) 0,2 0,1 0,08 0,06 0,02 0,01 0,008 0,001 0,0006

7

2. NOx dan Partikel pada Asap Motor ( Vj = 10 ml ; Vg = 50 ml )

Merk Vega Smas Titan Mio

Tahun 2009 2011 2008

Jenis 2T/4T 4T 4T 4T

Bahan Bakar Premium Premium Premium

A ( = 550) 0,006 0,008 0,010

Berat Partikel (Gram) 0,0001 0,0075 0,0080

3. NOx dan Partikel pada Asap Rokok( Vj = 10 ml ; Vg = 50 ml )

Filter A ( = 550) 1 2 (cm) 1 0,005 0,008 2 0,003 0,003 3 0,004 -0,002 4 0,002 -0,001 Berat Partikel = 0,0013 gram Kretek A ( = 550) 1 2 (cm) 1 0,005 2 0,017 3 0,108 0,287 4 0,314 0,314 Berat Partikel = 0,0032 gram Panjang Rokok Rata - rata 0,005 0,017 0,1975 0,314 Panjang Rokok Rata - rata 0,0065 0,003 0,001 0,0005

4. NOx dan Partikel di lingkungan Sekitar ( Vj = 10 ml ; Vg = 50 ml )

Ruangan A ( = 550) Lab. Lingkungan 0,031 Luar Gedung 0,068 Ruang Timbang 0,024 Ruang Bahan 0,036 Skripsi I 0,046 Skripsi II 0,052 R&DI 0,079 R & D II 0,078 Perhitungan konsentrasi NO2- : Honda : Legenda 1.y = 8,441 x 0,0420,004 = 8,4 x 0,042 41 8,441 x = 0,046 x = 0,00545 / m g l

8

2.

y = 8,441 x 0,0420,005 = 8,441 x 0,042 8,441 x = 0,047 x = 0,005568 / m g l

0,001 =8,44 x 0,042 1 8,44 x = 0,04 1 3 x = 0,00 509 / m g l

2. y = 8,441 x 0,0420,004 =8,441 x 0,042 8,441 x =0,038 x =0,0045 / m g l

3.

y = 0,6914 x 0,00540,004 = 8,441 x 0,042 8,441 x = 0,046 x = 0,00545 / m g l

3. y = 8,441 x 0,0420,001 =8,441 x 0,042 8,441 x = 0,041 x = 0,00486 / m g l

Honda : Grand 1.y = 8,441 x 0,042

Perhitungan NOx : Honda : Legenda 1.

NOx ( g / L ) = gNO2 / ml (Vj / Vg )(1,39)(1000ml / L )

(

)

= 0,00545 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 1,5151 g/L 2.


(

)

= 0,005568 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 1,5479 g/L 3. NOx ( g / L ) = gNO2 / ml ( Vj / Vg )(1,39)(1000ml / L )

(

)

= 0,00545 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 1,5151 g/L Honda : Grand

1. NOx ( g / L ) = gNO2 / ml (Vj / Vg )(1,39)(1000ml / L )

(

)

= 0,00509 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 1,4150 g/L 2. NOx ( g / L ) = gNO2 / ml ( Vj / Vg )(1,39)(1000ml / L )

(

)

= 0,0045 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 1,251 g/L 3.


(

)

= 0,00486 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 1,351 g/L Perhitungan konsentrasi NOx dalam ppm : Honda : Legenda

9

1.

g N xO/ L R T p p mN O = x x 46 P= 1,5151 0,082 x300 x 46 1

= 0,8102 ppm

p p mN O = x2.

g N xO/ L R T x 46 P= 1,5479 0,082 x300 x 46 1

= 0,82779 ppm

p p mN O = x3.

g N xO/ L R T x 46 P= 1,5151 0,082 x300 x 46 1

= 0,8102 ppm Honda : Grand

p p mN O = x1.=

g N xO/ L R T x 46 P

1,415 0,082 x300 x 46 1

= 0,7567 ppm

p p mN O = x2.

g N xO/ L R T x 46 P= 1,251 0,082 x300 x 46 1

= 0,669 ppm

3.


= 0,7225 ppm 10

Perhitungan partikel : Honda : Legenda

m gp a r t i k e l ( 1 0 0m 0/lL) (1 0 0L /0m3 ) m gm3 = / t o t aml lc o n t o h= 0,0058 x 10 3 x1000 x1000 50

= 1,16 . 105 mg/m3

11

Honda : Grand


= 2,74 . 105 mg/m3 2. Rokok Filter Massa kertas saring Igna (akhir awal ) : 0,0018 g Massa kertas saring Awang (akhir awal ) : 0,0006 g Panjang Praktikan rokok (cm) 0 1 Igna 2 3 0 Awang 1 2 3 T (%) 90,1571 88,7156 89,9498 92,8966 92,8966 89,9498 90,7821 91,6221 A (= 550) (2-log T) 0,045 0,052 0,046 0,032 0,032 0,046 0,042 0,038 Kons. NO2(g/ml)

Asap Rokok

NOx(g/L)

NOx(ppm)

Jml partikel(mg/m3)

0,0103 0,0111 0,0104 0,0088 0,0088 0,0104 0,00995 0,0095

2,8634 3,0858 2,8912 2,4464 2,4464 2,8912 2,7661 2,641

1,5313 1,6502 1,5462 1,3083 1,5313 1,5462 1,4793 1,4124 1,2 . 1043,6 . 104

Perhitungan konsentrasi NO2- : Rokok Filter I (Igna) 1. Panjang rokok 0 cmy = 8,441 x 0,0420,045 = 8,441 x 0,042 8,441 x = 0,087 x = 0,0103 / m g l

3.

Panjang Rokok 2 cmy = 8,441 x 0,0420,046 = 8,4 x 0,042 41 8,441 x = 0,088 x = 0,0104 / m g l

2.

Panjang Rokok 1 cmy = 8,441 x 0,0420,052 = 8,4 x 0,042 41 8,44 x = 0,094 1 x = 0,01 11 / m g l

4.

Panjang Rokok 3 cmy = 8,441 x 0,0420,032 = 8,4 x 0,042 41 8,441 x = 0,074 x = 0,0088 / m g l

Rokok Filter II (Awang) 1. Panjang Rokok 0 cmy = 8,441 x 0,042

12

0,032 = 8,4 x 0,042 41 8,44 x = 0,074 1 x = 0,00 88 / m g l

y = 8,441 x 0,0420,042 = 8,4 x 0,042 41 8,441 x = 0,084 x = 0,00995 / m g l

2.

Panjang Rokok 1 cmy = 8,441 x 0,0420,046 = 8,4 x 0,042 41 8,44 x = 0,088 1 x = 0,01 04 / m g l

4.

Panjang Rokok 3 cmy = 8,441 x 0,0420,038 = 8,441 x 0,042 8,441 x = 0,080 x = 0,0095 / m g l

3.

Panjang Rokok 2 cm

Perhitungan NOx : Rokok Filter I (Igna) 1. Panjang rokok 0 cm


(

)

= 0,0103 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 2,8634 g/L 2. Panjang Rokok 1 cm


(

)



(

)



(

)

= 0,0088 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 2,4464 g/L Rokok Filter II (Awang) 1. Panjang rokok 0 cm


(

)



(

)



(

)



(

)

13

= 0,0095 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 2,641 g/L Perhitungan konsentrasi NOx dalam ppm : Rokok Filter I (Igna) 1. Panjang Rokok 0 cm 3. Panjang Rokok 2 cm

p p mN O = x=

g N xO/ L R T x 46 P2,8634 0,082 x300 x 46 1

p p mN O = x=

g N xO/ L R T x 46 P2,8912 0,082 x300 x 46 1

= 1,5313 ppm 2. Panjang Rokok 1 cm 4.

= 1,5462 ppm Panjang Rokok 3 cm

p p mN O = x=

g N xO/ L R T x 46 P3,0858 0,082 x300 x 46 1

p p mN O = x=

g N xO/ L R T x 46 P2,4464 0,082 x300 x 46 1

= 1,6502 ppm Rokok Filter II (Awang) 1. Panjang Rokok 0 cm 3.




= 1,5313 ppm 2. Panjang Rokok 1 cm 4.


g N xO/ L R T p p mN O = x x 46 P= 2,8912 46 x 0,082 x300 1

p p mN O = x=

g N xO/ L R T x 46 P2,641 0,082 x300 x 46 1

= 1,5462 ppm Perhitungan partikel : Rokok Filter I (Igna)

= 1,4124 ppm

14

Rokok Filter II (Awang)


m gp a r t ik e l ( 1 0 0m 0/lL) (1 0 0L /0m3 ) m gm3 = / t o t aml lc o n t o h= 0,0006 x 10 3 x1000 x1000 50

= 3,6 . 104 mg/m3

= 1,2 . 104 mg/m3 3. T (%) 92,26 38,37 90,16 90,99 87,9 92,68 91,57 90,99 Kandungan NOX Pada Lingkungan A 550 (2-log T) 0,035 0,416 0,045 0,041 0,056 0,033 0,043 0,041 Kons. NO2(g/ml)

Tempat

NOx(g/L)

NOx(ppm)

Lab. R & D I Lab. R & D II Lab. Skripsi I Lab. Skripsi II Ruang Bahan Lab. Lingkungan Lab. Spektro Ruang Timbang Lab. R & D I

9,12 x 10-3 0,05426 0,0103 9,8 x 10-3 0,0116 8,885 x 10-3 0,0101 9,883 x 10-3

2,5354 15,0843 2,8634 2,7244 3,2248 2,47 2,8078 2,7475

1,3559 8,0668 1,5313 1,457 1,7246 1,32 1,5016 1,4693

Perhitungan konsentrasi NO2- :y = 8,441 x 0,0420,035 =8,44 x 0,042 8,441 x = 0,077 x =9,12 x10 3

0,041 =8,441 x 0,042 8,441 x = 0,083 x =9,8 x10 3

/m g l

Ruang Bahany = 8,441 x 0,0420,0 56 =8,4 x 0,04 41 2 8,441 x = 0,0 98 x =0,011 / m 6 g l

/m g l

Lab. R & D IIy = 8,441 x 0,0420,416 =8,44 x 0,042 1 8,441 x = 0,458 x = 0,0542 / m 6 g l

Lab. Lingkungan

y = 8,441 x 0,0420,033 =8,441 x 0,042 8,441 x = 0,075 x =8,885 x10 3

Lab. Skripsi 1y = 8,441 x 0,0420,04 =8,44 x 0,042 5 1 8,441 x =0,08 7 x = 0,0103 / m g l

/m g l

Lab. Spektro

y = 8,441 x 0,042

Lab. Skripsi 2y = 8,441 x 0,042

15

0,0 3 =8,4 1 x 0,0 2 4 4 4 8,4 1 x =0,0 5 4 8 x =0,0 0 / m 11 g l

y = 8,441 x 0,0420,041 =8,441 x 0,042 8,441 x = 0,083 x =9,833 x10 3 / m g l

Ruang Timbang

16

Perhitungan NOx : Lab. R & D I


(

)

= 9,12 x 10-3 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 2,5354 g/L Lab. R& D II


(

)

= 0,05426 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 15,0843 g/L Lab. Skrpsi 1


(

)

= 0,0103 x 10/50 x 1,39 x 1000 Lab Skripsi 2

= 2,8634 g/L


(

)

= 9,8 x 10-3 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 2,7244 g/L Ruang Bahan


(

)

= 0,0116 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 3,2248 g/L Lab. Lingkungan


(

)

= 8,885 x 10-3 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 2,47 g/L Lab. Spektro


(

)

= 0,0101 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 2,8078 g/L Ruang Timbang


(

)

= 9,883 x 10-3 x 10/50 x 1,39 x 1000 = 2,7475 g/L

Perhitungan konsentrasi NOx dalam ppm : Lab. R & D I

p p mN O = x

g N xO/ L R T x 46 P17

=

2,5354 46

x

0,082 x300 1

= 1,3559 ppm Lab. R & D II


p p mN O = x= 15,0843 46

g N xO/ L R T x 46 Px 0,082 x300 1

= 1,7246 ppm Lab. Lingkungan

= 8,0668 ppm Lab. Skrpsi 1


p p mN O = x= 2,8634 46

g N xO/ L R T x 46 Px 0,082 x300 1

= 1,32 ppm Lab. Spektro

= 1,5313 ppm Lab. Skrpsi 2

p p mN O = x= 2,8078 46

g N xO/ L R T x 46 Px 0,082 x300 1


= 1,5016 ppm Ruang Timbang

= 1,457 ppm Ruang Bahan

p p mN O = x= 2,7475 46

g N xO/ L R T x 46 Px 0,082 x300 1

= 1,4693 ppm PEMBAHASAN Praktikum ini dilakukan untuk menguji kandungan NOx dengan menggunakan alat spektrofotometer. Berdasarkan SNI 19-4841-1998, metode pengujian kadar NOx di udara dilakukan secara gravimetrik dengan menggunakan spektrofotometer di lapangan. Peralatan yang digunakan adalah : tabung penyerap, pompa udara, termometer, pengukur kecepatan alir udara, anemometer, kompas, dll. Prosedur pengujiannya adalah mempersiapkan botol penyerap, lalu membersihkannya dengan akuades. Selanjutnya, dimasukkan larutan penyerap dan botol dibungkus dengan alumunium foil. Namun pada percobaan yang dilakukan di laboratorium, digunakan syringe sederhana untuk menampung gas NOx dan reagen yang selanjutnya diukur dengan menggunakan spektrofotometer. Spektofotometer yang digunakan adalah spektrofotometer spektronik yang merupakan spektrofotometer UV-VIS. Sebagai contoh, ikatan 18

pada NOx bergetar dengan frekuensi tertentu. Jika frekuensi ini cocok dengan radiasi UV-VIS yang dipancarkan, molekul ini akan menyerap radiasinya. Pertama tama dibuat kurva standar NOx sebagai dasar perhitungan NOx pada asap motor, asap rokok dan lingkungan sekitar. Dari seri pengenceran yang telah dibuat (0,02; 0,01; 0,008; 0,006; 0,004; 0,002; 0,001; 0,0008; 0,0006; 0,0004 g/ml), diukur transmitennya dengan spektrofotometer spectronik lalu dikonversi menjadi absorbansi. Setelah itu, dibuat grafik dengan absis (sumbu x) = konsentrasi dan ordinat (sumbu y) = absorbansi. Menurut Saputra (2008), Partikulat Debu melayang (PM10) merupakan suatu campuran yang sangat rumit dari berbagai senyawa organic dan anorganik yang terbesar di udara dengan diameter yang sangat kecil mulai dari < 1 mikron sampai dengan maksimal 500 mikron. Partikulat tersebut berada di udara dalam waktu yang relatif lama dalam keadaan melayang layang di udara dan masuk ke dalam tubuh manusia melalui saluran pernafasan. Selain dapat berpengaruh negative terhadap kesehatan, partikel debu juga dapat mengganggu daya tembus pandang mata dan juga mengadakan berbagai reaksi kimia di udara. PM10 pada umumnya mengandung berbagai senyawa kimia yang berbeda, dengan berbagai ukuran dan bentuk yang berbeda pula, tergantung dari mana sumber emisinya. Partikulat masuk ke tubuh manusia melalui sistem pernafasan, dimana partikulat tersebut dapat mengendap dalam bagian-bagian saluran pernafasan tergantung dari ukuran partikelnya. Partikulatnya dengan diameter > 5,0 mikron terkumpul di hidung dan tenggorokan, dengan diameter 0,5 5,0 mikron terkumpul di paru-paru hingga alveoli. Sedangkan partikulat berdiameter < 0,5 mikron terkumpul di alveoli dan dapat terabsorbsi ke dalam darah. Kondisi kronik yang ditimbulkan adalah fibrosis paru dari Pneumokoniosis biasa samapai fibrosis progresif massif (merupakan penyebab kematian akibat kegagalan paru paru) (Depkes, 2006 dalam Saputra, 2008). Berdasarkan grafik, tampak bahwa semakin tinggi konsentrasi, semakin kecil nilai transmitan yang didapatkan (semakin tinggi nilai absorbansi), dengan menghilangkan empat data pengamatan yaitu konsentrasi 0,001; 0,0008; 0,0006; 0,0004 g/ml , karena nilai absorbansinya tidak menunjukan kesejajaran dengan kurva yang telah dibentuk oleh nilai absorbansi yang lainnya.. Secara umum, kurva standar yang dihasilkan sudah cukup baik, dengan nilai R 2 = 0,988 (mendekati linear). Pada percobaan ini diukur : 1. Nilai NOx dan partikel pada asap motor Nitrogen oksida terbentuk saat oksigen berlebih memasuki ruang pembakaran. Karena temperatur yang tinggi dalam ruangan ini, maka oksigen bereaksi dengan nitrogen dari udara dalam silinder yang membentuk nitrogen dioksida. Reaksinya adalah : N2 + O2 2 NO Berdasarkan percobaan yang kami lakukan, dari 2 jenis motor yang diuji, motor Honda Legenda memiliki emisi NOx tertinggi. Hal ini disebabkan karena perawatan motor yang kurang terjamin&berkala, sehingga buangan emisi yang dihasilkan 19

kurang baik untuk lingkungan. Meskipun tahun produksi Honda Legenda lebih baru dibandingkan Honda Grand, tapi jika dalam perawatannya tidak dilakukan secara berkala&berkesinambungan, emisi gas yang dihasilkan pun akan berkualitas lebih buruk dibandingkan dengan motor dengan produksi tahun yang lebih lama. Selain itu, pencemaran (emisi) NOx juga dipengaruhi oleh perlengkapan treatment emisi gas buang kendaraan bermotor, inspection dan maintenance kendaraan bermotor, Jika kita merunut pada acuan yaitu dengan standar uji emisi yang telah dilakukan di Indonesia sejak tahun 2007, uji tersebut hanya membatasi pencemaran emisi gas buangan NOx kendaraan bermotor sebesar maksimal 3mg/km. Sedangkan jika data hasil percobaan jika dikonversi dalam satuan mg/km NOx, maka : (Luas = 100 m) NOx rata-rata Legenda = =1,5151 +1,5479 +1,5151 3 =1,52 6ug/L

1,5 26mg 100 m 2 1m x x = 1,526 x10 4 mg / km 3 1000 m 1000 km1,415 +1,251 +1,351 =1,339 ug/L 3

NOx rata-rata Grand = =

1,339mg 100 m 2 1m x x = 1,339 x10 4 mg / km 3 1000 m 1000 km

Hasil tersebut masihlah jauh dari yang dikhawatirkan atau dengan kata lain sudah memenuhi standar uji emisi gas buamgam, terutama mengenai NOx yang telah ditetapkan sejak tahun 2007. Sedangkan jumlah partikel yang terdapat pada kertas saring (membran filtrasi) pada penentuan NOx motor ini sangatlah besar, yaitu sebesar 1,16 . 105 mg/m3 dan 2,74 . 105mg

/m3. Partikel ini adalah partikulat sekunder, yaitu partikel yang terbentuk di

atmosfer dari gas-gas hasil pembakaran yang mengalami reaksi fisik-kimia di atmosfer. Apabila partikulat ini tidak difiltrasi dengan kertas saring, maka dapat mengganggu prosedur kolometri. Umumnya partikel sekunder berukuran 2,5 mikron (PM 2,5) atau kurang (Harrop, 2002 dalam Saputra, 2008) dan dapat mengganggu sistem pernafasan apabila terhirup. Lebih lanjut Depkes (2006 dalam Saputra, 2008) menambahkan bahwa partikulatnya dengan diameter > 5,0 mikron akan terkumpul di hidung dan tenggorokan, lalu diameter 0,5 5,0 mikron akan terkumpul di paru-paru hingga alveoli. Sedangkan partikulat berdiameter < 0,5 mikron terkumpul di alveoli dan dapat terabsorbsi ke dalam darah. Kondisi kronik yang ditimbulkan adalah fibrosis paru dari Pneumokoniosis biasa samapai fibrosis progresif massif (merupakan penyebab kematian akibat kegagalan paru paru). Sehingga buangan partikel motor akan sangat membahayakan apabila diteruskan dengan perhitungan ke lingkungan. Dengan konsentrasi partikulat yang demikian besar akan sangat berbahaya untuk kesehatan manusia karena selain sangat mudah untuk terakumulasi dalam jumlah yang besar, waktu yang diperlukan untuk meracuni tubuh dapat dikatakan singkat karena konsentrasi yang terlalu besar serta waktu paparan yang terlalu sering. Oleh 20

karena itu, untuk meminimalisir terpaparnya korban akibat pertikulat yang kian banyak mengisi atmosfer yang kita hirup setiap harinya perlu dilakukan beberapa langkah seperti : Pemberian filter atau penyaring tambahan yang dipasangkan pada knalpot motor, mobil ataupun kendaran bermotor lain dengan tujuan mengurangi jumlah partikulat yang terbuang ke atmosfer. Perawatan Kendaraan bermotor secara berkala dan kontinyu agar mesinnya pun menjadi lebih awet sehingga performanya mesin serta gas buangannya menjadi lebih baik atau minimal sama dengan kondisi terbaiknya. Tidak menggunakan kendaraan bermotor dengan usia yang lebih dari 5 tahun sejak tahun pembuatan karena semakin baru kendaraan bermotor, kondisi kendaraan tersebut (seperti mesin, gas buangan, dan lain-lain) akan semakin menuju ke ramah lingkungan. Percobaan lain yaitu pada pengukuran NOx Honda Grand yang diproduksi tahun 1997 terdapat kejanggalan, yaitu selisih antara transmitansi pengukuran pertama, kedua, dan ketiga cukup jauh/tidak saling mendekati, sehingga apabila dirata rata maka nilai NOx-nya lebih besar dari 100%. Hal ini disebabkan karena kurang akuratnya alat pengukur (yaitu spektrofotometer). Alat ini dapat dikatakan yang sudah lama digunakan, sehingga memerlukan perawatan yang ekstra untuk menggunakan peralatan ini. Kebersihan alat, penggunaan cuvet yang baru, kalibrasi, dan penggantian lampu spektro sangat perlu dilakukan mengingat kesalahan fatal yang dilakukan spektro ini adalah membaca absorbansi warna. Warna merah muda (pink) yang seharusnya terbaca lebih besar dari warna bening, justru terbaca lebih rendah dibandingkan warna bening. Penyebab lain yang kemungkinan mempengaruhi hasil adalah adanya kontaminasi pada syringe, karena proses pencucian yang kurang bersih. Faktor lain yang juga mempengaruhi adalah perawatan (service). Perawatan yang rutin dapat mengurangi emisi NOx kendaraan. Saputra (2008), menyatakan bahwa kadar NO2 sebesar 250 g/m3 dan 500 g/m3 dapat mengganggu fungsi saluran pernafasan pada penderita asma dan orang sehat. Dari percobaan, kadar NOx tertinggi adalah 1,5479 g/L atau sama dengan 0,00154 g/m3, sehingga kedua motor yang diukur nilai NOx-nya dapat dikatakan memberi kontribusi kecil pada kesehatan manusia. 2. Nilai NOx dan partikel pada asap rokok Pada percobaan penentuan kadar NOx asap rokok digunakan 1 macam rokok, dengan pengulangan 2 kali. Nilai transmitan yang diperoleh pada rokok filter kedua cenderung lebih tinggi daripada rokok filter pertama, artinya kadar NO x pada rokok filter kedua lebih rendah daripada rokok filter pertama. Hal ini kemungkinan terjadi karena penyaringan rokok filter pertama kurang maksimal dibandingkan dengan rokok filter kedua. Banyaknya rongga udara serta tingkat kepadatan dari filter dalam 21

rokok yang tidak sama satu sama lain sangat berpengaruh pada NOx yang terhirup. Sedangkan reaksi yang terjadi pada proses merokok adalah sebagai berikut: CvHwOtNySzSi + O2 CO2+ NOx+ H2O + SOx + SiO2 (abu) Reaksi ini terjadi pada bagian ujung atau permukaan rokok yang kontak dengan udara. Berdasarkan teori yang ada seharusnya semakin lama kontak dengan udara akan menghasilkan kandungan NOx yang semakin tinggi. Berdasarkan hasil percobaan, pembagian panjang rokok kurang memberi pengaruh terhadap kadar NOx yang dihasilkan oleh rokok. Seharusnya semakin panjang hisapan pada rokok maka semakin tinggi kadar NOx-nya karena telah terjadi penumpukan NOx. Namun pada percobaan terdapat kejanggalan hasil dengan literatur. Percobaan menunjukkan hasil yang naik-turun dan apabila digambarkan dengan kurva akan membentuk kurva distribusi. Hasil ini terjadi tidak hanya pada rokok filter pertama, tapi juga rokok filter kedua. Penyebab munculnya hasil ini adalah ujung rokok yang belum terlalu lama kontak dengan udara bebas (terutama O2) sehingga menghasilkan NOx yang lebih sedikit. Selain itu penyebaran senyawa pembentuk gas NOx dalam rokok tidak tersebar merata, sehingga hasil yang didapatkan pun akan bersifat fluktutatif. Jika dibandingkan dengan asap motor, jumlah partikel yang terdapat pada kertas saring (membran filtrasi) pada penentuan NOx rokok juga cukup besar, yaitu sebesar 3,6 . 104mg

/m3 dan 1,2 . 104

mg

/m3. Partikel ini sama dengan partikulat yang

dikategorikan dalam partikulat sekunder, yaitu partikel yang terbentuk di atmosfer dari gas-gas hasil pembakaran yang mengalami reaksi fisik-kimia di atmosfer. Dan dengan konsentrasi sedemikian besar akan menimbulkan dampak langsung terhadap kesehatan, khususnya pada organ-organ dalam seperti pernafasan, peredaran darah, maupun metabolisme tubuh. Sehingga satu-satunya untuk meminimalisir terpaparnya korban akibat NOx dalam rokok adalah dengan cara mengurangi konsumsi rokok itu sendiri baik sedikit ataupun total. 3. Nilai NOx dan partikel pada Lingkungan Dalam percobaan pengukuran nilai NOx di lingkungan sekitar ini, cawan petri berisi reagen diletakkan di beberapa ruangan selama + 3 jam. Apabila lebih dari 3 jam, kemungkinan reagen yang dapat mengikat NO2- akan berkurang kereaktifannya dan habis, sehingga tidak bisa mengikat NO2-.Dari pengukuran nilai NOx di lingkungan sekitar ini, dapat diketahui kadar NOx pada beberapa ruang di gedung Fakultas Sains dan Matematika. Kadar NOx terbesar terdapat di Lab. R&DII

sebesar

8,0668 ppm, yang disebabkan oleh aktivitas laboratorium terutama penggunaan tabung gas LPG. Menyusul ditempat kedua setelah lab R&DII, ruang Bahan juga dapat dikategorikan tinggi diantara yang lain karena menghasilkan konsentrasi NOx sebesar 1,7246 ppm. Hal tersebut sesuai dengan adanya dasarkan teori yang menjelaskan bahwa Oksida nitrogen diproduksi terutama dari proses pembakaran bahan bakar fosil dan LPG merupakan salah satu produk pemurnian bahan bakar 22

fosil. Kadar NOx yang terdapat di ruangan lainnya dipengaruhi oleh aktivitas aktivitas di laboratorium, misalnya praktikum dengan penggunaan gas NO2. Kemungkinan hal tersebut terjadi karena terjadinya degradasi senyawa-senyawa, oksidasi, atau reaksi dengan udara bebas dalam ruang bahan sehingga menghasilkan gas NO2-. Sedangkan kadar NOx terkecil terdapat di ruang spektro (1,32 ppm) karena terlindung dari pencemaran udara (dengan adanya air condition terpasang di dalam ruangan). Dengan kadar yang sangat besar tersebut, dapat dipastikan bahwa pada ruang R&D II sangat dapat berpotensi untuk mencemari atmosfer lingkungan manusia hingga nantinya akan terakumulasi dalam jumlah yang kian meningkat hingga akhirnya terpapar. Oleh karena itu sangat perlu dilakukan beberapa langkah untuk meminimalisir paparan gas NOx di lingkungan seperti : Pengurangan aktivitas yang berhubungan dengan pembakaran, terutama Penggunaan bahan yang akan digunakan seefisien mungkin agar tidak menggunakan gas LPG, gas N2, dan sebagainya. meniggalkan sisa yang pada akhirnya dibuang dan dapat berpotensi untuk membentuk gas NOx Kebersihan dalam praktikum yaitu pada saat pengambilan bahan, penimbangan, pembuatan larutan maupun yang lain sehingga tidak tersisa bahan hingga akhirnya berinteraksi dengan udara bebas untuk membentuk gas NOx. KESIMPULAN 1. Nilai rata-rata NOx dan partikel pada asap motor berturut-turut adalah 0,816 ppm dan 1,16 . 105 mg/m3 untuk sepeda motor merk Legenda. Sedangkan untuk sepeda motor merk Grand menghasilkan nilai rata-rata NOx sebesar 0,7161 ppm dan 2,74 . 105 mg/m3 partikel asap motor. 2. Nilai rata-rata NOx pada asap rokok LA Light pada jarak 0 cm, 1 cm, 2 cm, dan 3 cm secara berturut-turut adalah 1,5313 ppm; 1,5982 ppm; 1,51275 ppm; dan 1,3604 ppm. Sedangkan jumlah rata-rata partikel dalam asap rokok LA Light sebesar 2,4 x 104 mg/m3. 3. Nilai NOx pada lab R&DI, Lab.R&DII, Lab. Skripsi1, Lab. Skripsi2, Ruang Bahan, Lab. Lingkungan, Lab Spektro, dan Ruang Timbang secara berturut turut adalah sebesar 1,3559 ppm; 8,0668 ppm; 1,5313 ppm; 1,457 ppm; 1,7246 ppm; 1,32 ppm; 1,5016 ppm; dan 1,4693 ppm. DAFTAR PUSTAKA Saputra, I.D. 2008. Fluktuasi Indeks Pencemaran udara di DKI Jakarta. Skripsi FMIPA UniversitasIndonesia: Jakarta

23

Laporan Praktikum Kimia Lingkungan

Documents

Transcript of Laporan Praktikum Kimia Lingkungan