BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Udara merupakan bagian yang tidak dapat terpisahkan dari makhluk hidup. Seluruh

makhluk hidup baik manusia, hewan dan tumbuhan membutuhkan udara untuk melakukan

pernapasan (respirasi) dan beberapa metabolisme lainnya. Udara terdiri dari berbagai macam

gas, seperti N2, O2, Ar, SO2, NOx, CO, CO2 dan lain-lain. Menurut penelitian, N2 merupakan

komponen terbesar dalam udara yaitu sekitar 79% dan diikuti oleh O2 sekitar 20% dan Ar

sekitar 1 %. N2 atau nitrogen biasa disebut gas inert karena nitrogen lebih cenderung tidak

bereaksi dengan senyawa lainnya. O2 atau oksigen ini yang merupakan gas yang sangat

dibutuhkan oleh seluruh makhluk hidup untuk pernapasan, sedangkan Ar merupakan gas

yang termasuk dalam golongan gas mulia, yaitu golongan VIIIA.

Pentingnya peranan udara bagi makhluk hidup menjadikan udara sangat penting untuk

dianalisis, karena menyangkut kesehatan dan keberlangsungan hidup seluruh makhluk hidup,

terutama manusia. Terlebih lagi, perkembangan teknologi dan pertumbuhan penduduk yang

berkembang secara signifikan menyebabkan kebutuhan masyarakat meningkat. Hal tersebut

otomatis akan langsung berkaitan dengan seluruh sektor industri. Berbagai macam industri

tersebut dan kebutuhan hidup masyarakat untuk transportasi yang memerlukan bahan bakar

minyak dapat menyebabkan terjadinya perubahan atau peningkatan konsentrasi gas yang

berdampak buruk bagi makhluk hidup itu sendiri seperti CO, CO2, SO2 dan lain-lain.

Berkaitan dengan peningkatan konsentrasi gas di udara, analisis gas dari udara sangat

dibutuhkan untuk membantu mengindentifikasi berbagai permasalahan yang terkait dengan

udara tersebut. Selain itu, udara bebas sebenarnya tidak hanya mengandung gas namun juga

mengandung senyawa senyawa lain, seperti logam, hidrokarbon dan lainnnya.

1.2 TUJUAN

1. Untuk mengetahui metode analisis berbagai macam gas dan senyawa hidrokarbon di

udara

2. Untuk meningkatkan pengetahuan akan analisis lingkungan, terutama udara

1.3 MANFAAT

1. Dapat mengetahui metode analisis berbagai macam gas dan senyawa hidrokarbon di

udara

2. Menambah wawasan tentang analisis lingkungan terutama udara

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA DAN PEMBAHASAN

2.1 Analisis SO2 di Udara

Salah satu metode yang dapat dilakukan untuk menganalisis SO2 di udara adalah volumetrik-sampling volume udara melalui kolektor media yang diketahui spesifik laju aliran per waktunya. Instrumen yang digunakan untuk menganalisis SO2 di udara adalah sebagai berikut, yaitu

Gambar 1. Instrumen Analisis SO2

Instrumen tersebut menggunakan absorbing agent yang berupa larutan 0,1 N sodium tetra-chloromercurate. Peletakkan instrumen ini bergantung pada lokasi yang akan dianalisis, namun biasanya instrumen ini diletakkan pada 3-10 meter dari permukaan tanah untuk mencegah terjadinya absorbansi dari udara dan adanya penghalang. Untuk menganalisis gas SO2 ini paling tidak dibutuhkan pengontrolan dan perhitungan konsentrasi sebanyak 2 kali seminggu.

Prosedur Kerja :

1. Menyiapkan absorbing agent (sodium tetra-chloromercurate) yaitu dengan melarutkan 27,2 gram mercuri klorida dan 11,2 gram sodium klorida dalam 1 liter air.

2. Menghubungkan 2 wadah yang telah dicuci dengan aquades dan udara kering dengan sampling sistem. Perhatikan inlet dan outlet pipa yang terhubung dengan wadah tersebut.

3. Isi wadah tersebut dengan absorbing agent hingga volume 50 mL.

4. Untuk mengeleminiasi gangguan dari logam, masukkan 1 mL larutan EDTA 0,01% dan untuk mengeliminasi NOx tambahkan 1 mL larutan 0,06% asam sulphamic ke wadah.

5. Mulai lakukan sampling dengan laju udara 2 liter per menit.6. Setelah dilakukan pengamatan, bawa wadah tersebut ke laboratorium untuk diteliti

lebih lanjut.

Analisis Laboratorium

Setelah gas SO2 diserap dari udara menggunakan absorbing agent, larutan tersebut dianalisis menggunakan spektofotometer dengan estimasi panjang gelombangnya adalah 540 nm.

Bahan :

1. Paranosaniline hydrochloride2. Bleach acid3. Formaldehida (0,2 %)4. Larutan Sulphamic acid, yaitu ( 0,8 gram dilarutkan dalam 100mL aquades)5. Larutan standar sulfurdioksida dengan melarutkan 0,4 gram sodium metabisulphite

dalam 250 mL aquades

Prosedur Kerja :

Pembuatan Kurva Kalibrasi

1. Membuat larutan standar sulfur dioksida dengan berbagai macam konsentrasi dalam 25 mL volumetric flask, yaitu 0-25 µg SO2.

2. Tambahkan 14 mL absorbing agent dan 1 mL Paranosaniline hydrochloride3. Hitung absorbansi dari setiap flask dengan spektofotometer pada panjang

gelombang 540 nm4. Plot grafik antara absorbansi dan konsentrasi.

Analisis Absorbansi Sample

1. Pindahkan sample dalam volumetric flask 25 mL2. Hitung absorbansi pada 540nm dengan spektofotometer.3. Hitung konsentrasi (µg SO2) pada sample udara dengan menghubungkannya

dengan kurva kalibrasi.

Kalkulasi

Konsentrasi SO2 di udara (µg SO2/m3) = µg SO2 / Total volume air in sample (TVA) (m3/hour)

2.2 Analisis NOx di Udara

Metode yang digunakan hampir sama dengan analisis SO2 di udara, yaitu volumetrik-sampling volume udara melalui kolektor media yang diketahui spesifik laju aliran per waktunya. Instrumen yang digunakan untuk menganalisis NOx di udara adalah sebagai berikut, yaitu

Gambar 2. Instrumen Analisis NOx

Instrumen tersebut menggunakan absorbing agent yang berupa larutan sodium hidroksida dan sodium arsenite . Peletakkan instrumen ini bergantung pada lokasi yang akan dianalisis, namun biasanya instrumen ini diletakkan pada 3-10 meter dari permukaan tanah untuk mencegah terjadinya absorbansi dari udara dan adanya penghalang. Untuk menganalisis gas NOx ini paling tidak dibutuhkan pengontrolan dan perhitungan konsentrasi sebanyak 2 kali seminggu.

Prosedur Kerja :

1. Menyiapkan absorbing agent (sodium hidroksida dan sodium arsenite) yaitu dengan melarutkan 4 gram sodium hidroksida dan 1 gram sodium arsenite dalam 1 liter air.

2. Menghubungkan 2 wadah yang telah dicuci dengan aquades dan udara kering dengan sampling sistem. Perhatikan inlet dan outlet pipa yang terhubung dengan wadah tersebut.

3. Isi wadah tersebut dengan absorbing agent hingga volume 50 mL.4. Untuk mengeleminiasi SO2 tambahkan larutan hidrogen peroksida agar SO2 berubah

menjadi sulfat.5. Mulai lakukan sampling dengan laju udara 2 liter per menit.6. Setelah dilakukan pengamatan, bawa wadah tersebut ke laboratorium untuk diteliti

lebih lanjut.

Analisis Laboratorium

Setelah gas NOx diserap dari udara menggunakan absorbing agent, larutan tersebut dianalisis menggunakan spektofotometer dengan estimasi panjang gelombangnya adalah 540 nm.

Bahan:

1. Larutan Hidrogen Peroksida2. NEDA3. Sodium Nitrite4. Sodium Nitrite stock solution 5. Sodium Nitrite solution6. Sulphanilamide solution7. Phosporic acid

Prosedur Kerja :

Pembuatan Kurva Kalibrasi

1. Membuat larutan standar sulfur dioksida dengan berbagai macam konsentrasi dalam 25 mL volumetric flask, yaitu 0-25 µg NOx.

2. Tambahkan 14 mL absorbing agent dan 1 mL Paranosaniline hydrochloride3. Hitung absorbansi dari setiap flask dengan spektofotometer pada panjang

gelombang 540 nm4. Plot grafik antara absorbansi dan konsentrasi.

Analisis Absorbansi Sample

1. Pindahkan sample dalam volumetric flask 25 mL2. Hitung absorbansi pada 540nm dengan spektofotometer.3. Hitung konsentrasi (µg NOx) pada sample udara dengan menghubungkannya

dengan kurva kalibrasi.

Kalkulasi

Konsentrasi NOx di udara (µg NOx/m3) = µg NOx / Total volume air in sample (TVA) (m3/hour)

2.3 Analisis CO, CO2 dan CH4 di Udara

Salah satu metode yang dapat dilakukan untuk menganalisis CO, CO2 dan CH4 di udara adalah Non-dispersive infrared absorption (NDIR). Instrumen yang digunakan untuk menganalisis CO, CO2 dan CH4 di udara adalah sebagai berikut, yaitu

Gambar 3. Instrumen Analisis CO dan CO2

Instrumen tersebut menggunakan magnesium perchlorate untuk menghilangkan gangguan dari uap air dan fibre filter paper untuk menangkap partikel debu.

Prosedur Kerja :

1. Siapkan udara (sample) dan instrumen yang dihubungkan dengan valve dan juga pipa udara.

2. Kalibrasi alat tersebut dan biasanya alat tersebut sudah dilengkapi dengan autokalibrasi

3. Lewatkan udara dengan laju aliran 100-1000 mL/min kepada gas analyzer.4. Gas analyzer akan mencatat konsentrasi CO, CO2, dan CH4,

2.4 Analisis Particulate Matter di Udara

Metode yang digunakan untuk menganalisis particulate matter di udara, yaitu volumetrik-sampling volume udara melalui kolektor media yang diketahui spesifik laju aliran per waktunya dan aliran tersebut memiliki volume yang tinggi dan disaring dengan microfiber berukuran 8”x10”. Instrumen yang digunakan adalah sebagai berikut, yaitu

Gambar 4. Instrumen Analisis Particulate Matter di udara

Instrumen tersebut tidak menggunakan absorbing. Peletakkan instrumen ini bergantung pada lokasi yang akan dianalisis, namun biasanya instrumen ini diletakkan pada 3-10 meter dari permukaan tanah untuk mencegah terjadinya absorbansi dari udara dan adanya penghalang. Untuk menganalisis gas NOx ini paling tidak dibutuhkan pengontrolan dan perhitungan konsentrasi sebanyak 2 kali seminggu.

Prosedur Kerja :

1. Menyiapkan filter untuk menyaring udara tersebut dan timbang massa awal filter.2. Letakkan filter yang telah ditimbang pada instrumen tersebut3. Atur waktu untuk pengamatan untuk 24 jam.4. Mulai lakukan sampling dengan laju udara 2 liter per menit.5. Setelah dilakukan pengamatan, bawa filter tersebut ke laboratorium untuk diteliti

lebih lanjut.

Analisis Laboratorium

Setelah filter tersebut didapatkan, filter ini akan dianalisis menggunakan metode gravimetri

Prosedur Kerja :

1. Hitung berat akhir dari filter yang telah diamati selama 24 jam dan dihitung dengan gravimetri

Kalkulasi

Flow rate rata-rata =(initial flow rate + final flow rate) / 2

TVA in m3 = Average flow rate *60/1000

Konsentrasi particulate matter di udara (µg/m3) = (wf-wi)/TVA*106

2.5 Analisis Hidrocarbon di Udara

Metode yang digunakan untuk menganalisis Hidrocarbon di udara, kecuali metane adalah dengan gas kromatografi, yaitu dengan menginjeksi gas tersebut langsung ke dalam kromatografi atau dengan melalui stainless steel canister terlebih dahulu. Berikut merupakan instrumen untuk analisis hidrocatbon di udara yang menggunakan canister, yaitu

Gambar 6. Instrumen Analisis Hidrocarbon non-methane

Untuk menganalisis Hidrocarbon diperlukan gas helium atau nitrogen. Gas tersebut diperlukan untuk melakukan kondensasi.

Prosedur Kerja :

1. Sampling lebih baik dilakukan pada pukul 6-9 pagi, karena senyawa hidrocarbon akan termodifikasi oleh sinar matahari dan NOx.

2. Jaga laju aliran helium, yaitu 80mL per menit.3. Setelah beberapa waktu tertentu cromatografi akan mencatat hasil

Pre Concentrated Method

1. Dibutuhkan pre-concentrated 0,01ppm dengan diinjeksikan langsung ke FID2. Lakukan cryogenic kondensasi dengan nitrogen pada 198 oC3. Untuk memisahkan C2-C5 diperlukan kolom beisi 80-100 mesh dan dialiri nitrogen

dengan laju alir 30mL/min.

Analisis Laboratorium

Bahan :

1. Larutan Hidrogen Peroksida2. NEDA3. Sodium Nitrite4. Sodium Nitrite stock solution 5. Sodium Nitrite solution6. Sulphanilamide solution7. Phosporic acid

Prosedur Kerja :

1. Sampleudara di canister harus dikeringkan pada kolom yang berisi silika gel terlebih dahulu

2. Canister dihubungkan dengan 6 valve

3. The U-column harus dicelupkan di nitrogen bath sampai 1cm

4. Atur tekanan di canister sekitar 400mmHg

5. Setelah U-column cukup dingin sekitar (3menit) buka valve dan tunggu hingga canister bertekanan 480mmHg

6. Lalu tutup valve dan turunkan tekanan canister menjadi 160mmHg

Kalkulasi

TVA in liter = (480-400)mmHg / 760mmHg * Vcanister lit

Gas volume at ToC = TVA *273 /(273+ ToC)

Konsentrasi hidrocarbon di udara = Asample / Astd

Ket :Asample = area sample di kromatografi

Astd = area standra hidrocarbon di romatografi

BAB III

KESIMPULAN

1. Analisis SO2 di udara dapat dilakukan dengan menggunakan metode volumetrik-sampling spektofotometri dengan absorbing agent yang berupa larutan 0,1 N sodium tetra-chloromercurate.

2. Analisis NOx di udara dapat dilakukan dengan menggunakan metode volumetrik-sampling spektofotometri absorbing agent yang berupa larutan sodium hidroksida dan sodium arsenite.

3. Analisis CO, CO2 dan CH4 di udara dapat dilakukan dengan menggunakan metode Non-dispersive infrared absorption (NDIR).

4. Analisis Particulate Matter di Udara dapat dilakukan dengan volumetrik-sampling gravimetri dengan filter

5. Analisis Hidrocarbon di Udara dapat dilakukan dengan gas kromatografi dengan pendingin nitrogen atau helium.

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous. 2002. NDIR Type Infrared Gas Analyzer. Japan : Yokohama.inc

Gokhale, S. 2009. Air Pollution Sampling and Analysis. India : Insitute of Technology Guwahati