Disusun oleh :

Rizki Utami

Ryan Nugraha

Sarah Bonita

Zahara Reshi S.

DEPARTEMEN PERINDUSTRIAN REPUBLIK INDONESIA

Pusat Pendidikan dan Latihan Industri

Sekolah Menengah Analis Kimia

Bogor

2010

Air Sampler Impinger

Merk : InScienProType : ITP-1011

Fungsialat untuk menganalisa kandungan gas di udara.

Dengan peralatan sampling impinger, berbagai gas dan uap dapat dianalisis dengan memakai larutan penangkap dan alat ukur yang sesuai seperti Spektrofotometer, Titrasi, Atomic Absorption Spectrophotometric ( AAS) dan Gas Chromatography ( GC) / High Performance Liquid Chromatography ( HPLC) .

SPESIFIKASI : - Suction capacities : Maximum 2.0 litres air/ minutes without burden- Suction technology : Vibrasi double valve- Amount suction pump : 5 units ( independent) - Suction regulator : switch turn around stageable ( independent) - Suction hole : 5 size units 1/ 4" - Breeze hole/ measure : 5 size units 1/ 4" - Main Supply : 5 units reaction tubes ( impinger) 5 units protector tubes1 flexible lot pipe ( 1/ 4" ) 1 buble flowmeter

- Operation ability : 24 hours ( endurance test) - Power : AC 220V/ 50Hz/ 24VA- Weight : 5 kg- Unit Dimensions : 51 x 21 x 22 cm- Warranty : 1 ( one) year- Reagen for sampling- Instructions Manual ( bahasa Indonesia) - Software aplikasi pelaporan hasil uji/ pengamatan

APLIKASIDengan peralatan sampling impinger, berbagai gas dan uap dapat dianalisis dengan memakai larutan penangkap dan alat ukur yang sesuai ( lihat tabel) .

Contoh Aplikasi ImpingerGas dan Uap Larutan Penangkap PengukuranHidrogen sulfida, H2S Seng asetat SpektrofotometerBelerang oksida, SO2 Tetrakloromerkurat SpektrofotometerNitrogen oksida, NOx Larutan Saltzman SpektrofotometerAmonia NH3 Asam borat SpektrofotometerKarbon dioksida, CO2 Ba- hidroksida TitrasiUap air raksa, Hg Lar KmnO4/ H2SO4 AASPestisida Etilen glikol GC/ HPLC

Pengukuran kualitas udara ambien bertujuan untuk mengetahui konsentrasi zat pencemar

yang ada di udara. Data hasil pengukuran tersebut sangat diperlukan untuk berbagai kepentingan,

diantaranya untuk mengetahui tingkat pencemaran udara di suatu daerah atau untuk menilai

keberhasilan program pengendalian pencemaran udara yang sedang dijalankan. 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

dipertanggungjawabkan .

PENDAHULUAN

Pengukuran kualitas udara ambien bertujuan untuk mengetahui konsentrasi zat pencemar

yang ada di udara. Data hasil pengukuran tersebut sangat diperlukan untuk berbagai kepentingan,

diantaranya untuk mengetahui tingkat pencemaran udara di suatu daerah atau untuk menilai

keberhasilan program pengendalian pencemaran udara yang sedang dijalankan.

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

dipertanggungjawabkan .

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.

Pada tulisan ini akan disampaikan secara ringkas beberapa hal yang mendasar mengenai

karateristik zat pencemar , teknik sampling, metode analisis dan kalibrasinya . Semua itu sangat

diperlukan bagi operator yang akan melakukan pengukuran kualitas udara , khususnya udara

ambien.

KARATERISTIK ZAT PENCEMAR DIUDARA

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 di udara ambien terjadi

karena perubahan waktu ( temporal) dan juga terjadi karena perubahan tempat (spatial )

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 ( SO 2, 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 ( SO2, NOx,, Ozon dll)

TEKNIK PENGUMPULAN SAMPEL

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 sample)

SUSUNAN PERALATAN PENGUMPULAN GAS /DEBU

Untuk pengumpulan contoh gas pencemar atau debu diperlukan peralatan pengambilan

contoh udara yang pada umumnya terdiri dari collector, flowmeter dan pompa vacuum.

Collector berfungsi untuk mengumpulkan gas /debu yang tertangkap contohnya 1. Kertas

filter untuk menangkap debu 2. Tabung impinger, fritted bubbler untuk mengumpulkan gas

dengan metode absorpsi 3. Tube adsorbent karbon aktif untuk mengumpulkan gas hidrokarbon

dengan metode adsorpsi.

Flowmeter (rotameter ) berfungsi untuk mengetahui laju aliran udara ambien yang

terkumpul, sehingga volume gas /udara yang dikumpulkan dapat diketahui .

Pompa vacuum berfungsi untuk menarik gas /udara dari luar masuk ke dalam colletor dan

flowmeter. Konfigurasi susunan peralatan sampling gas yang umum adalah sebagai berikut:

Untuk menghubungkan collector dengan flowmeter ( rotameter) dan pompa digunakan connector

yang terbuat dari bahan yang innert, yang tidak akan bereaksi dengan gas pencemar atau akan

mengotori sampel gas. Biasanya digunakn bahan dari gelas atau plastik atau tubing dari silikon

atau jenis tubing lainnya. Selain itu , perlu diperhatikan bahwa tidak terjadi kebocoran dalam

rangkaian peralatan sampling tersebut

METODE ANALISIS ZAT PENCEMAR

Berbagai jenis metode analitik dapat digunakan untuk analisis gas pencemar , dari mulai

metode analitik yang sederhana dengan waktu pengukuran yang lama sepert titrasi atau

gravimetri sampai metode analitik yang paling mutakhir, yaitu menggunakan prinsip fisiko-

kimia yang mampu mengukur gas pencemar dengan konsentrasi rendah secara automatik dengan

waktu pengukuran yang cepat ( ± 60 detik) .

PRINSIP DASAR DUST SAMPLER

Untuk melakukan pemantauan kualitas udara emisi dari cerobong pabrik/industri,

perlu suatu perangkat peralatan khusus yang dapat mengambil sample debu emisi secara

Isokinetik. Alat pengambil sample debu emisi tersebut dinamakan Stack Dust Sampler,dan kini

telah dapat dibuat di dalam negeri. Stack Dust Sampler adalah suatu perangkat peralatan yang

berguna untuk pengambilan sampledebu atau partikulat yang mengandung logam-logam berat

seperti Pb, Cd, As, Sb, Zn, Cr dan Tl (Tellurium) yang keluar dari cerobong pabrik

(stack/chimney).

Sistem pengambilan debu/partikulat tersebut berdasarkan kepada sistem filtrasi oleh

kertas penangkap debu emisi,. Konsentrasi/kadar debu dapat ditentukan secara gravimetri dan

konsentrasi masingmasing logam berat tersebut di atas dapat ditentukan menggunakan

Spektrofotometer Serapan Atom (AAS) setelah debu yang ada di kertas filter dilarutkan dalam

asam mineral seperti HNO3 pekat. Adapun teknik pengambilan sample debu/ partikulat emisi

tersebut di atas terdiri dari beberapa tahap yaitu :

a) Sebelum melakukan sampling debu/partikulat emisi, terlebih dahulu kertas penangkap debu

emisi tersebut dipanaskan dalam oven listrik pada suhu ± 105 oC selama 2 jam, kemudian

setelah dingin dimasukkan ke dalam desikator. Timbang kertas penangkap debu sebelum

digunakan dalam sampling debu emisi. Ulangi sampai penimbangan berat konstan

b) Pengambilan sample debu emisi dilakukan secara Isokinetik dengan suatu alat sampling yaitu

Dust Collector yang berisikan kertas penangkap debu emisi. Dimana kecepatan pompa hisap

yang digunakan harus sama dengan laju alir flue gas yang keluar dari crobong pabrik. Pompa

hisap tersebut harus mempunyai kekuatan hisap 0 – 30 L/menit, debu/partikulat emisi akan

tertangkap/terkoleksi pada kertas tersebut.

c) Debu/partikulat emisi pada kertas saring, kemudian disimpan untuk dikeringkan dalam

desikator. Selanjutnya kertas penangkap debu tersebut ditimbang menggunakan neraca

analitis, setelah dikeringkan pada 105 oC.

d) Untuk menghitung kadar debu emisi yang berasal cerobong pabrik, perlu juga diketahui

beberapa hal yaitu : kadar air flue gas yang keluar dari cerobong pabrik, suhu udara ambient,

tekanan udara ambient dan jumlah gas emisi (Liter) yang disampling

e) Sedangkan untuk penentuan konsentrasi logam-logam berat dalam debu emisi tersebut, maka

kertas penangkap debu beserta debu yang ada di dalamnya didestruksi menggunakan asam

nitrat pekat sampai seluruh debu larut. Konsentrasi logam-logam berat dari debu emisi dapat

ditentukan dengan metode AAS nyala/flame atau hidrida ataupun grafit furnace.

f) Besaran kadar debu emisi yang ditentukan ini dinyatakan dalam bentuk satuan : mg/m3.

KOMPONEN PERALATAN

Peralatan Stack Dust Sampler ini secara keseluruhan

terdiri dari :

a) Dust Holder : terbuat dari bahan stainless steel. Alat ini dihubungkan dengan pipa stainless

steel yang mempunyai panjang 1,5 meter.

b) Botol sampling uap air sebanyak empat (4) unit botol

c) Flowmeter : alat ini digunakan sebagai pengukur kecepatan gas emisi yang dihisap. Kecepatan

gas yang dapat diukur dengan flowmeter ini adalah 0,3 - 17 L/menit (float dari stainless steel),

bergantung jenis bahan float yang digunakan seperti float dari stainless steel atau bahan gelas.

d) Moisture adsorber : tabung ini berisi bahan penyerap uap air (silica gel), selain berguna untuk

melindungi flowmeter juga melindungi external/internal pump dari kerusakan sewaktu proses

sampling dilaksanakan.

e) Pengukur tekanan udara : alat ini untuk mengetahui berapa tekanan udara luar saat sampling

dilakukan, agar dapat diketahui jumlah volume koreksi gas emisi (liter) yang disampling.

f) Pengukur suhu stack : berupa sensor suhu (thermocouple) yang dilindungi dengan pipa

stainless steel dan dihubungkan ke Thermo Display (penunjuk suhu stack). Peralatan ini

diperlukan untuk mengetahui suhu stack sebenarnya saat sampling akan dilakukan. Peralatan

pengukur suhu stack ini bersifat portable sehingga dapat dibawa-bawa ke tempat pengambilan

sample gas/debu stack.

g) Timer : untuk mengatur lamanya proses sampling debu emisi yang dilakukan sehingga dapat

mencegah terjadinya kealpaan petugas sampling.

h) Botol penyimpan kertas penangkap debu : terdiri enam (6) buah botol yang berisikan 6 kertas

penangkap debu stack, sehingga debu emisi dapat terhindar dari hal-hal yang tidak dinginkan

seperti tumpah, kontak dengan impurities lain dsb.

i) Pompa Sampling Gas Emisi : untuk mengambil gas emisi dari stack dan dapat diatur kecepatan

samplingnya

SPESIFIKASI PERALATAN

Ke enam ( 6 ) komponen utama di atas dirakit dalam satu kesatuan yang kompak dan

portable dengan rangkaian yang mudah difahami dan praktis dalam pemakaiannya. Adapun

spesifikasi peralatan ini adalah :

Spesifikasi :

Chasis perangkat alat ini dari aluminium dengan ketebalan 2 mm serta dicat oven.

· Dimensi Chasis: 450 (L) x 300 (W) x 360 (H) mm

· Dust Probe dari bahan stainless steel (untuk suhu stack < 800 oC ) : 90 (L) x 45 (OD) mm.

· Pintu samping dari aluminium 2 mm : 250 (L) x 180 (W) mm

· Flowmeter : F Temperatur maks. operasional : 121 oC

F Floats : Gelas

F Panjang keseluruhan : 150 mm

· Barometer : 710 - 800 mm Hg

· Timer : » 60 menit

· Voltage : 220 Volt/50/60 Hz.

· Berat keseluruhan : ± 15 kg.

Perlengkapan Tambahan (sudah termasuk) :

· Thermo Display beserta sensor suhu : 0 - 1200 oC

· Thermometer untuk menentukan suhu udara yang disampling dari : 25 s/d 100 oC

· Botol penyimpan filter microfibre beserta filter microfibre sebanyak 6 unit

· Botol sampling uap air sebanyak 4 unit.

APLIKASI STACK DUST SAMPLER

Dengan adanya peralatan stack dust sampler ini, maka debu emisi dan logam-logam berat

yang terkandung dalam debu emisi dapat ditentukan sebagaimana baku mutu udara emisi Kep.

MENLH.No. 03/MENLH/1995:

NO PARAMETER

ANALISIS

METODE ANALISIS ALAT

1. Debu Gravimetri Neraca

2. Timah hitam (Pb) AAS-Flamefotometri AAS

3. Kadmium(Cd) AAS-Flamefotometri AAS

4. Kromium (Cr) AAS-Flamefotometri AAS

5. Seng (Zn) AAS-Flamefotometri AAS

6. Arsen (As) AAS-hydride/GF AAS

7. Stibium (Sb) AAS-hydride/GF AAS

6. Tellurium AAS-hydride/GF AAS

NILAI AMBANG BATAS

Nilai ambang batas adalah kadar dimana tenaga kerja sanggup menghadapinya dengan tidak

menunjukkan penyakit atau kelainan dalam pekerjaan mereka sehari-hari untuk waktu 8 jam

sehari dan 40 jam seminggu.

Kegunaan dari NAB:

• Sebagai standar untuk perbandingan.

• Pedoman perencanaan dan disain teknologi pengendalian

• Substitusi bahan yang berbahaya dengan yang kurang berbahaya

• Membantu menentukan gangguan kesehatan atau timbulnya penyakit akibat kerja

NAB Faktor Kimia

Surat Edaran Menaker No. 01/MEN/1997 tentang Nilai Ambang Batas Faktor Kimia di

Lingkungan Kerja.

Dibedakan tiga kategori :

1. NAB rata-rata selama jam kerja

2 NAB batas pemaparan singkat (PSD / Pemajanan Singkat yang Diperkenankan)

3 NAB tertinggi (KTD / Kadar Tertinggi yang Diperkenankan)

Daftar Pustaka.

Japanase Standards Association , “ Japan Industrial Standard Handbook “, 1995.

Lodge James P., “ Methods of Air Sampling and Analysis , Third Edition, Lewis Publisher Inc.,

Michigan, 1989.

Moestikahadi Soedomo , “ Pencemaran Udara “, Penerbit ITB Bandung, 1999.

Moh. Irsyad, “Modul Analisa Udara”, Laboratorium Udara Teknik Lingkungan ITB, 2001.

Warner Peter O, “ Analysis of Air Pollutants “ , A wiley-Interscience publication John Wiley

&Sons, New York, 1977.

Wight Gregory D. “ Fundamentals of Air Sampling” Lewis Publishers, Tokyo, 1994.