ANALISA KADAR AMONIA (NH3) PADA AIR LIMBAH DOMESTIK DI ...
Transcript of ANALISA KADAR AMONIA (NH3) PADA AIR LIMBAH DOMESTIK DI ...
ANALISA KADAR AMONIA (NH3) PADA AIR LIMBAH
DOMESTIK DI IPAL PDAM TIRTANADI CEMARA
LAPORAN TUGAS AKHIR
RIKARDO PANJAITAN
162401064
PROGRAM STUDI D3 KIMIA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2019
Universitas Sumatera Utara
ANALISA KADAR AMONIA (NH3) PADA AIR LIMBAH
DOMESTIK DI IPAL PDAM TIRTANADI CEMARA
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Ahli Madya
RIKARDO PANJAITAN
162401064
PROGRAM STUDI D3 KIMIA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2019
Universitas Sumatera Utara
i
Universitas Sumatera Utara
ii
PERNYATAAN
ANALISIS KADAR AMONIA(NH3) PADA AIR LIMBAH
DOMESTIK DI IPAL PDAM TIRTANADI CEMARA
TUGAS AKHIR
Saya megakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing masing disebutkan sumbernya
Medan, Juli2019
Rikardo Panjaitan
162401064
Universitas Sumatera Utara
iii
PENGHARGAAN
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada kehadirat allah SWT, yang
tiada hentinya memberikan nikmat, insan dan ihsan, serta semangat dan kekuatan
sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini sesuai dengan
yang diharapkan dengan judul Analisis Kadar Amonia (NH3) Pada Air Limbah Di
PDAM Tirtanadi IPAL Cemara.
Tugas akhir ini disusun berdasarkan hasil praktek kerja lapangan yang
dilaksanakan diPDAM Tirtanadi IPAL Cemara pada tanggal 26 januari sampai 25
februari 2019. Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi dan memenuhi syarat
kelulusan dalam meraih gelar Ahli Madya di Program Studi D-3 Kimia, Departemen
kimia, Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera
Utara. Dalam penyusunan tuga akhir ini penulis banyak menemukan kendala.
Namun berkat bantuan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, akhirnya
penulis dapat mengatasi berbagai kendala tersebut dengan baik.
maka pada kesempatan ini dengan segala ketulusan dan krendahan hati,
penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Teristitimewa kedua orang tua tercinta penulis, Ayah tercinta (Alm) Marnala
Panjaita yang semasa hidupnya dengan tulus mengasihi dan membimbing penulis
dan ibu tersayang Rutmila Lumban batu, serta kedua abang penulis Roger Efendi
Panjaitan Amd dan Robin Suheri Panjaitan, kedua kakak penulis Rinata Panjaitan
dan Rona Panjaitan atas perhatian, cinta kasih, serta doa dan dorongan baik
moral maupun material dan tanggung jawab yang telah diberikan hingga penulis
dapat menyelesaikna Tugas Akhir ini.
2. Dr. Minto Supeno, Ms Selaku ketua program D3 kimia dan juga sebagai dosen
pembimbing yang memberikan arahan dan motivasi kepada penulis tugas akhir
ini.
3. Ibu Nurhaida pasaribu, M.Si selaku Sekretaris Program Studi D-3 Kimia.
4. Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si selaku ketua Departemen Kimia Falkultas
Matematika Dan Ilmu pengetahuan alam Universitas Sumatera Utara.
5. Pemimpin, Staf, dan Karyawan PDAM Tirtanadi IPAL Cemara yang telah
memberikan tempat untuk melaksanakan praktek kerja lapangan dan membantu
penulis dalan menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D3 Kimia Departemen Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan alam Universitas Sumatera Utara
yang telah mendidik penulis dalam perjuangan tugas akhir ini.
7. Rekan-rekan mahasiswa IMADIKA FMIPA USU Angkatan 2016 tersayang
temen-teman seperjuangan saya, tidak lupa juga dengan adik-adik angkatan 2017
dan 2018 yang telah memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan
tugas akhir ini.
Universitas Sumatera Utara
iv
8. Seluruh teman PKL di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara; Nissa Monica
Simanjuntak, Derwanti simamora, Sri R.A.M Silaban dan teman dari kelompok
lain setempat PKL dengan Penulis: Abner Tarigan, Dhita Marantia, Isna Riyanti,
Rahmi Tambunan yang telah memberika dukungan kepada Penulis.
9. Terkhusus Untuk Keluarga Besar PEMUDA PANCASILA (PP) yang Tercinta di
Tanjung Morawa yang telah memberikan dukungan kepada penulis.
10. Teman-teman penulis yang tersayang dan tercinta: Agustinus Pasaribu, Dedi
Reynaldi Ketaren, Juanda Tambunan, Abner Tarigan, Bryan Wesly Saragih,
Rizaldy Lumban gaol, Gerhard Manurung, Widya Panjaitan, Christin Tarigan,
Kristin Gloria Panjaitan, Novri Matondang, Irvan Pandiagan, Seven Sinambela.
Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa tugas akhir ini masih jauh dari
sempurna oleh karen itu penulis dengan segala kerendahan hati menerima kritikan
dan saran yang bersifat membangun dari pembaca, sehingga tulisan ini dapat
bermanfaat bagi kita semua. Kiranya Tuhan yang maha Pengasih melimpahkan
rahmat dan karunia-Nya.
Medan, juli 2019
penulis,
Rikardo panjaitan
Universitas Sumatera Utara
v
ANALISIS KADAR AMONIA(NH3) PADA AIR LIMBAH
DOMESTIK DI IPAL PDAM TIRTANADI CEMARA
ABSTRAK
Analisis Kadar Amonia (NH3) Pada Air Limbah Di PDAM Tirtanadi IPAL
Cemara. Dari hasil analisa yang telah dilakukan pada air limbah domestik dengan
alat spektrofotometer DR 3900, diperoleh kadar Amoniak (NH3) pada sampel limbah
domestik dengan nilai 6,6 mg/L Air Inffluent (A1), 8,4 mg/L UASB (A2), 9,7 mg/L
Kolam Aerasi (A3), 7,0 mg/L Kolam Fakultatif (A4), 6,92 mg/L Effluent (A5). Hasil
tersebut menujukkan bahwa kandungan amoniak dalam air limbah domestik di
PDAM Tirtanadi IPAL Cemara medan memenuhi syarat PerMenLHK No.68 Tahun
2016 (Standar baku mutu air limbah domestik). Dimana kadar maksimum untuk
amoniak adalah sebesar 10 mg/L.
Kata kunci : amoniak, spektrofotometer, limbah
Universitas Sumatera Utara
vi
ANALYSIS OF AMONIA (NH3) CONTENT IN DOMESTIC WASTE
IN PDAM TIRTANADI INSTITUTION
ABSTRACT
Analysis of Ammonia (NH3) Levels on Wastewater In PDAM Tirtanadi IPAL
Cemara. Ammonia (NH3) levels are obtained in domestic waste, with a value of 6,6
mg/L water inffluent (A1), 8,4 mg/L UASB (A2), 9,7 mg/L Aerated Pond (A3), 7,0
mg/L Facultative Pond (A4), 6,92 mg/L effluent (A5). These results indicate that the
ammonia content in the domestic wastewater in Tirtanadi in the WWTP cemara
Field PDAM fulfills the requirements of the ministry of Enviroment and Forestry
Regulation No. 68 Of 2016 (quality standards for domestic wastewater). Where the
maimum level for ammonia is 10 mg/L.
Keywords : Ammonia, Spetrophotometer, waste
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN i
PERNYATAAN ii
PENGHARGAAN iii
ABSTRAK v
ABSTRACT vi
DAFTAR ISI vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Permasalahan 2
1.3 Tujuan 2
1.4 Manfaat 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air 4
2.2 Sifat Umum Air 7
2.2.1 Sifat Fisik Air 7
2.2.2 Sifat Kimia Air 8
2.3 Parameter Kualitas Limbah cair 9
2.4 Sumber Air Limbah yang diolah PDAM 10
2.5 Sistem Pengolahan Air Limbah 11
2.6 Proses Pengolahan Air Limbah 12
2.7 Amonia 14
2.8 Spektrofotometer 17 10
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Alat-Alat 19
3.2 Bahan 19
3.3 Prosedur Penelitian 19
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Analisa 21
4.2 Pembahasan 21
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 23
5.2 Saran 23
DAFTAR PUSTAKA 24
Universitas Sumatera Utara
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang
banyak, bahkan oleh semua maklih hidup. Sumber daya air harus dilindungi agar
tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta makluh hidup yang lain,
pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan harus dilakukan secara
bijaksana.pengelolaan sumber daya air sangat penting, agar dapat dimanfaatkan
secara berkelanjutan dengan tingkat mutu yang diinginkan. Salah satu langkah
pengelolaan yang dilakukan adalah adanya pemantauan dan interpretasi data kualitas
air, mencakup kualita fisik, kimia, biologi. Namun, sebelum melangkah pada tahap
pengolaan, diperlukan pemahaman yang baik tentang terminologi, karakteristika,
intropeksi parameter-parameter kualitas air (Effendi,2003).
Air merupakan suatu sarana utama untuk meningkatkan derajat kesahatan
masyarakat, karena air merupakan salah satu media dari berbagai macam penularan
penyakit. Melalui penydiaan air bersih baik dari segi kualitas dan kuantitasnya di
suatu daerah, maka penyebab penyakit ini dapat ditekan seminima mungkin
(Sutrisno, 2004).
Analisis kualitas yang sebenarnya harus melalui analisis laboratorium agar
semua komponen yang terdapat didalam air dapat diketahui dengan jelas. Untuk
mengetahui kualitas air dengan tepat maka analisis dapat dilakukan melalui analisis
kimia dan analisis toksitas yang bertujuan untuk mengetahui tingkat kecemaran air.
Analisis kimia dilakukan untuk mengetahui zat kimia atau jenis zat kimia didalam air
secara umum, serta untuk mengetahui kehadiran senyawa spesifik yang
menyebabkan bahaya didalam air. Anlisis toksisitas dingunakan untuk mengukur
respon organisme terhadap keadaan lingkungan air (Natalia, 2015).
Pada awalnya tujuan dari pengolahan air limbah adalah untuk menghilangkan
bahan bahan tersuspensi dan terapung, pengolah bahan organik biodegradble serta
mengurangi organisme patogen. Namun sejalan dengan aspek estetika dan
lingkungan. Pengolahan air limbah dapat dilakukan secara alamiah maupun bantuan
peralatan. Pengolahn air limbah secara alamiah biasanya dilakukan dengan
bantuan kolam stabilitas. Pengolahan air limbah air limbah dengan
bantuan peralatan biasanya dilakukan pada Instalas pengolahan air
limbah / IPAL (Wastle Water Treaatment Plant/WWTP). Di dalam
Universitas Sumatera Utara
2
IPAL, biasanya proses pengolahan dikelompokkan sebagai pengolahan pertama
(primary treatment) pengolahan kedua (secondary treatment) dan pengolahan
lanjutan (tertiary treatment). Pengolahan pertama (primary treatment) bertujuan
untuk memisahkan padatan dari air. Pengolahan kedua (secondary treatment)
bertujuan untuk mengkoagulasikan dan menghilangkan koloid serta untuk
menstabilkan zat organik dalam air limbah. Pengolahan ketiga (tertiary treatment)
yang merupakan kelanjutan dari pengolhan kedua (Mulia, 2005) .
Mengingat air banyak dingunakan manusia untuk bertujuan bermacam
macam sehingga dengan mudah dapat tercemar. Pencemaran air merupakan
permasalahan terhadap lingkungan terutama terhadap air. Salah satu unsur
pencemaran air adalah adanya nitrogen yang berasal dari penggunaan pupuk nitrogen
dalam bidang pertanian serta 78% dari atmosfer yang apabila hujan maka akan
terbentuk ammonia dan ammonium yang terbawa air hujan ke permukaan tanah
(Darmono, 2001).
Ammonia merupakan ion yang terdapat di perairan dalam jumlah sedikit
(minor ion) dan garam-garamnya bersifat mudah larut dalam air (Effendi, 2003)
Ammoniak (NH3) merupakan gas yang tidak berwarna dengan titik didih -
33oc ammoniak lebih ringan dibandingkan udara, dengan densitas kira-kira 0,6 kali
densitas udara pada suhu yang sama. Bau yang tajam dari ammoniak dapat dideteksi
pada konsentrasi yang rendah 1-5 ppm (Benhard, 2017).
Ammonia dalam air akan diubah menjadi nitrat dan nitrit. Jika kandungan
dari ammonia ini baik nitrat ataupun nitrit melebihi ambang batas maka akan
berbahaya untuk diminum dan juga dapat mengakibatkan wajah membiru bahkan
kematian (Kristanto, 2004).
Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik iuntuk mengetahui kadar
ammoniak dalam air limbah limbah di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara dengan
spektrofotometer DR 3900.
1.2. Permasalahan
Apakah kadar amoniak (NH3) yang terdapat dalam air limbah rumah tangga
di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara telah memenuhi persyaratan dan standar yang
ditetapkan menurut peraturan Menteri Lingkungan Hidup No.68 tahun 2016.
1.3. Tujuan
Untuk mengetahui kadar amoniak (NH3) yang terdapat dalam air limbah
rumah tangga di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara telah memenuhi persyaratan dan
standar yang ditetapkan menurut peraturan Menteri Lingkungan Hidup No.68 tahun
2016.
Universitas Sumatera Utara
3
1.4.Manfaat
Dapat memberikan informasi kepada masyarakat kadar amoniak (NH3) yang
terdapat dalam air limbah rumah tangga di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara telah
memenuhi persyaratan dan standar yang ditetapkan menurut peraturan Menteri
Lingkungan Hidup No.68 tahun 2016.
1.6. Lokasi Penelitian
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini Penulis memperoleh data yang
dibutuhkan mengenai analisis kadar ammoniak (NH3) dalam air limbah dilakukan di
Jalan. Flamboyan No.1 Medan Di PDAM Tirtanadi IPAL Cabang Cemara Medan.
Universitas Sumatera Utara
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
Air merupakan kebutuhan yang sangat poko bagi kehidupan. Semua makluh
hidup memerlukan air. Tanpa Air tak akan ada kehidupan. Tubuh kita sebagian besar
terdiri atas air. Proses kimia yang terjadi dalam tubuh kita, yaitu yang disebut
metabolisme, berlangsung dalam medium air. Air merupakan alat untuk mengangkut
zat dari bagian tubuh yang lain. Misalnya, darah yang sabgian besar terdiri atas air,
mengalir keseluruh bagian tubuh dan membawa oksigen yang terikat pada sel darah
merah ke semua sel dalam tubuh. Air juga diperluak untuk mengatur suhu tubuh
(Natalia, 2015).
Air juga merupakan pelarut yang sangat baik untuk berbagai senyawa ionik
dan untuk berbagai zat lain yang mampu membentuk ikatan hidrogen. Walaupun
banyak senyawa yang mampu membentuk ikatan hidrogen antarmolekul, perbedaan
antara H20 dan melekul polar yang lain seperti NH3 dan HF adalah bahwa setiap
atom oksigen dapat membentuk dua ikatan hidrogen, sama dengan jumlah pasangan
elektron bebas pada atom oksigen (Chang, 2003).
Air limbah terdiri dari 99,9% dan 0,1% bahan lain (bahan padat terambang,
koloid dan terlarut). Di daerah kering dan setengah kering sumber daya air begitu
langka, sehingga sering terjadi pertentengan yang keras antara kebutuhan air daerah
perkotaan (rumah tangga dan industri) dan daerah pertanian. Laju penghasilan air
limbah biasanya antara 80 dan 200 liter per orang per hari, atau sekitar 30-70 m3 per
orang pertahun (umumnya berkisar antara 1,5-3 m per tahun), air limbah dari satu
orang dapat dingunakan untuk mengairi lahan 15-35 m2. Dengan kata lain sebuah
kota dengan satu juta penduduk akan menghasilkan air limbah cukup untuk mengairi
sekitar 1.500-3.500 ha (Mara, 1994).
Sumber Utama air limbah yang diolah IPA Limbah Tirtanadi Adalah air
limbah domestik/ rumah tangga. Ukuran utama (sering disebut sebagai parameter)
yang dipakai untuk menunjukkan ciri bahan organik dalam air limbah meliputi BOD5
(kebutuhan oksigen biokimia 5 hari), COD (kebutuhan Oksigen Kimiawi), TOC
(Karbon Organik Total) serta ThOD (kebutuhan oksigen teoretis) (Linsley, 1985).
Universitas Sumatera Utara
5
2.1.1 Pengertian Dasar Pencemaran Air
Air merupakan kebutuhan utama bagi proses kehidupan dibumi ini. Tidak
akan ada kehidupan seandainya di bumi ini tidak air. Air yang relatif bersih sangat
didambakan oleh manusia, baik untuk keperluan hidup sehari hari, untuk keperluan
industri, untuk kebersihan sanitasi kota, maupun untuk keperluan pertanian dan lain
sebagainya. Dewas ini air menjadi masalah yang perlu mendapat perhatian yang
seksama dan cermat. Untuk mendapatkan air yang baik, sesuai standar tertentu, saait
ini menjadi barang yang mahal karena air sudah banyak tercemar oleh bermacam-
macam limbah dari hasil kegiatan manusia, baik limbah dari kegiatan rumah tangga,
limbah dari kegiatan industri dan kegiatan-kegiatan lainnya.
Untuk menetapkan standart air yang bersih tidaklah mudah, karena
tergantung pada banyak faktor penentu Faktor penentu tersebut antara lain adalah:
a. Kengunaan air.
1. Air untuk minum
2. Air untuk keperluan rumah tangga
3. Air untuk industri
4. Air untuk mengairi sawah
5. Air untuk kolam perikanan, dll
b. Asal sumber air
1. Air dari mata air pegunungan
2. Air danau
3. Air sungai
4. Air sumur
5. Air hujan, dll
walaupun penetapan standar air yang bersih tidak mudah, namun ada
kesepakatan bahwa air yang bersih tidak ditetapkan pada kemurnian air, akan tetapi
didasarkan pada keadaan normalnya. Apabila terjadi penyimpangan dari keadaan
normal maka hal itu berarti air tersebut telah mengalami pencemaran. Air yang
mengandung bakteri atau mikroorganisme tidak dapat langsung dingunakan sebagai
air minum tetapi harus direbus dulu agar bakteri mikroorganismenya mati.
Berdasarkan uraian tersebut di atas dapat dipahami bahwa air tercemar
apabila air tersebut telah menyimpang dari keadaan normalnya, keadaan normal air
masih tergantung pada faktor penentu, yaitu kengunaa air itu sendiri dan asal sumber
air. Ukuran air disebut bersih dan tidak tercemar tidak ditentukan oleh kemurnian air
(Arya Wardhana,1995).
Universitas Sumatera Utara
6
2.1.2 Kuantitas air limbah
Air limbah yang harus dibuang dari suatu daerah pemukiman terdiri dari, air
limbah rumah tangga (yang juga disebut saniter), yaitu air limbah dari daerah
perumahan serta sarana-sarana komersial, institusional, dan yang serupa dengan itu,
air limbah industri yaitu bila bahan-bahan buangan industri merupakan bagian
terbesar, air resapan/aliran masuk yaitu air dari luar yang masuk kedalam sistem
pembuangan dengan berbagai cara, serta air hujan yang tercurah dari sumber-sumber
seperti talang dan drainasi pondasi, dan air hujan hasil dari aliran curah hujan
(Linsley, 1985)
2.1.3 Dampak buruk air limbah
Air limbah yang tidak dikelola dengan abaik akan menimbulkan dampak
buruk bagi makluh hidup dan lingkungannya. Beberapa dampak tersebut sebagai
berikut :
a. Ganguan kesehatan
Air limbah dapat mengandung bibit penyakit yang dapat menimbulkan penyakit
bawaan air. Selain itu didalam air limbah mungkin juga terdapat zat-zat berbahaya
dan beracun yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan bagi makluh hidup yang
mengkonsumsinya. Adakalanya, air limbah yang tidak dikelola dengan baik juga
dapat manjadi sarang vektor penyakit (misalnya nyamuk, lalat, kecoa, dan lain-lain).
b. Penurunan kualitas lingkungan
Air limbah yang dibuang langsung ke air permukaan (misalnya, sungai dan danau)
dapat mengakibatkan pencemaran air permukaan tersebut. Sebagai contoh, bahan
organik yang terdapat dalam air limbah bila dibuang langsung ke sungai dapat
menyebabkan penurunan kadar oksigen yang yang terlarut (Dissolved Oxygen)
didalam sungai tersebut. Dengan demikian akan menyebabkan kehidupan didalam air
yang membutuhkan oksigen akan terganggu dalam hal ini akan mengurangi
perkembangannya.
c. Gangguan terhadap kehindaaan
Adakalanya air limbah mengandung polutan yang tidak mengganggu kesehatan
dan ekosistem, tetapi mengganggu keindahan. Contoh yang sederhana adalah air
limbah yang menandung pigmen warna yang dapat dapat menimbulkan perubahan
warna pada badan air penerima. Walaupun pigmen tersebut tidak menimbulkan
gangguan terhadap kesehatan tetapi terjadi gangguan keindahan terhadap badan air
penerima tersebut.
Universitas Sumatera Utara
7
Kadang kadang air limbah dapat juga mengandung bahan-bahan yang bila terurai
menghasilkan gas-gas yang berbau. Bila air limbah jenis ini mencemari badan air,
maka dapat menimbulkan gangguan keindahan pada badan air tersebut.
d. Ganguan terhadap kerusakan benda
Adakalanya air limbah mengandung zat-zat yang dapat dikonversikan oleh bakteri
anerobik menjadi gas yang agresif seperti H2S. Gas ini dapat mempercepat proses
perkaratan pada benda yang terbuat dari besi (misalnya pipa saluran air limbah) dan
bangunan air kotor lainnya. Dengan cepat rusaknya air tersebut maka biaya
pemeliharaannya akan semakin besar juga, yang berarti akan menimbulkan
kerugian material.
Untuk menghindari terjadinya gangguan-gangguan diatas, air limbah yang dialirkan
ke linggkungan harus memenuhi ketentuan seperti yang disebutkan dalam Baku
Mutu Air Limbah. Apabila air limbah tidak memenuhi ketentuan tersebut, maka
perlu dilakukan pengolahan air limbah sebelum mengalirkannya ke lingkungan
(Mulia, 2005).
2.2.Sifat Fisika dan Kimia Air
2.2.1. Sifat Fisika
Air memiliki titik beku 0oC, pada saat air membeku maka massa jenis es
(0oC) 0,92 g/cm
3, pada saat berbentuk cair massa jenis air (0
oC) 1,00 g/cm
3, panas
Lebur 80 kal/g, titik didih 100oC, panas penguapan 540 kal/g, temperatur kritis
347oC, Tekanan kritis 217 Atm (Gabriel, 2001)
Pada kisaran suhu yang sesuai bagi kehidupa, yakni 0oC (32
oF) – 100
oC, air
berwujud cair. Suhu 0oC merupakan titik beku (freezing point) dan suhu 100
oC
merupakan titik didih (boilding Point) air. Tanpa sifat tersebut, air yang terdapat di
laut, sungai, danau, dan badan air yang lain akan berada dalam bentuk gas, sehingga
tidak akan terdapat kehidupun dimuka bumi ini, karena sekitar 60% - 90% bagian sel
makluh hidup adalah air (Benhard, 2017).
Menurut Benhard (2017), perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga
air memiliki sifat sebagai penyimpanan panas yang sangat baik. Sifat ini
memungkinkan air tidak menjadi panas ataupun dingin dalam seketika. Perubahan
suhu air yang lambat mencengah terjadinya stress pada makluh hidup karena adanya
perubahan suhu yang mendadak dan memelihara suhu bumi agar sesuai bagi makluh
hidup. Sifat ini juga menyebabkan air sangat baik dan cocok dingunakan sebagai
pendingin es.
Air memerlukan panas yang tinggi dalam proses penguapan. Penguapan
(evaporasi) adalah proses perubahan air menjadi uap air. Proses ini memerlukan
Universitas Sumatera Utara
8
energi panas dalam jumlah yang besar. Sebaliknya, proses perubahan uap air ini
menjadi cairan (kondensasi) melepaskan energi yang besar. Pelepasan energi ini
merupakan salah satu penyebab mengapa kita merasa sejuk pada saat berkeringat.
Sifat ini juga merupakan salah satu faktor utama yang menyebabkan terjadinya
penyebaran panas secara baik di bumi (Benhard, 2017).
Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi. Tegangan permukaan yang
tinggi menyebabkan air memiliki sifat membasahi suatu bahan secar baik. Tegangan
permukaan yang tinggi dalam pipa kapiler (pipa dengan lubang yang kecil). Dengan
adanya sistem kapiler dan sifat sebagai pelarut yang baik, air dapat membawa ntrien
dari dalam tanah ke jaringan tumbuhan. Adanya tegangan permukaan
memungkinkan beberapa organisme, misalnya jenis-jenis insekta, dapat menyerap di
permukaan air (Benhard, 2017).
Air merupakan satu-satunya senyawa yang merenggang ketika membeku
pada saat membeku, air merenggang sehingga es memiliki nilai densitas
(massa/volume) yang lebih rendah dari pada air. Sifat ini mengakibatkan danau-
danau didaerah beriklim dingin hanya membeku pada bagian permukaan sehingga
kehidupan organisme tetap berlangsung. Sifat ini juga dapat mengakibatkan
pecahnya pipa air pada saat di dalam pipa membeku. Densita (berat jenis) air
maksimum sebesar 1g/cm3 terjadinya pada suhu 3,95
oC. Pada suhu lebih besar
maupun lebih kecil dari 3,95oC, densitas air juga lebih kecil dari satu (Benhard,
2017).
2.2.2. Sifat Kimia
Sifat kimia baik air laut, air hujan, maupun air tanah/air tawar mengandung
mineral (Gabriel, 2001). Sifat-sifat kimia yang lain yait :
Air juga dapat larut dalam semua garam sodium, potasium, dan amonium
(Lagowski, 2012).
Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi
standar (Underwood, 2002).
Air dapat bereaksi dengan basa kuat dan asam kuat (Lagowski, 2012).
Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan banyak jenis zat kimia. Zat-zat yang
tidak mudah bercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak) disebut
sebagai zat hidrofobik sedangkan zat-zat yang mudah bercampur dengan air
(suka air) disebut sebagai zat hidrofilik (Underwood, 2002).
Ikatan Hidrogen juga mempegaruhi Struktur dari air, struktur ikatan hidogen
sebesar 2,05Å (Miessler, 1991).
Universitas Sumatera Utara
9
2.3 Parameter Kualitas Limbah Cair
Berbagai parameter kualitas limbah cair yang penting untuk diketahui adalah :
a. Nilai Keasaman (pH)
Umumnya air yang normal memiliki pH netral, berkisar antara 6 sampai 8. Air
limbah atau air yang tercemar memiliki pH yang sangat asam atau pH cenderung
basa.
b. BOD/COD
BOD (Biological oxygen demand), menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang
dibutuhkan oleh organisme hidup dalam air untuk mengoksidasi bahan-bahan
pencemar didalam air.
COD (Chemical oxygen demand), merupakan uji yang paling cepat dari pada uji
BOD, yaitu suatu uji berdasarkan reaksi kimia tertentu untuk menentukan jumlah
oksigen yang dibutuhkan oleh bahan oksigen untuk mengoksidasi bahan bahan
organik yang ada didalam air.
c. Warna, Rasa dan Bau
Air normal tampak jernih, tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Air
yang tidak jernih sering kali merupakan petunjuk awal terjadinya polusi disuatu
perairan.
d. Suhu
Kenaikan suhu didalam air tersebut akan mengakibatkan menurunnya oksigen
terlarut didalam air, meningkatkan kecepatan reaksi kimia, terganggunya
kehidupan ikan dan hewan lainnya ada didalam air.
e. Jumlah Padatan
Padatan yang dapat mencemari air, berdasarkan ukuran partikel dan sifat-sifat
lainnya dapat dikelompokkan menjadi padatan terhadap, padatan tersuspensi, dan
padatan terlarut
f. Kehadiran Mikroba Pencemar
Air merupakan habitat berjenis-jenis mikroba, seperti alga, protozoa, dan bakteri.
Dari sekian banyak mikroba yang bersifat pathogen atau merugikan manusia ada
beberapa mikroba yang kehadirannya tidak dikehendaki oleh manusia, mikroba
tersebut berasal dari kotoran manusia dan hewan berdarah panas lainnya.
g. Kandungan Minyak dan Lemak
Meskipun minyak mengandung senyawa folatil, yang mudah menguap, namun
masih ada sisa minyak yang tidak dapat menguap, karena minyak tidak dapat larut
dalam air, maka sisa minyak akan tetap mengapung di air, kecuali minyak tersebut
terdampar kepantai atau tanah pinggiran sungai.
h. Kandungan Radio Aktif
Meskipun jarang terjadi, namun pada perairan yang dekat dengan indutry
peleburan dan pengolahan logam sering kali ditemukan bahan-bahan radio aktif
seperti uranum, thorium-230, dan radium-226. Komponen tersebut dapat terlarut
dalam air hujan dan masuk ke sumber-sumber air yang ada
Universitas Sumatera Utara
10
i. Kandugan Logam Berat
Logam berat (heavy metals) atau logam toksi (toxic metals) adalah termonologi
yang umumnya dingunakan untuk menjelaskan sekelompok elemen-elemen
logam yang kebanyakan tergolong bahaya apabila masuk kedalam tubuh makluh
hidup. Logam berat yang terdapat di lingkungan maupun di dalam tubuh maka
akan merusak organ yang ada di dalam tubuh manusia (Astri, 2006).
2.4 Sumber Air Limbah yang diolah di PDAM Tirtanadi IPAL
Cemara
Pengolahan air limbah kota Medan dimulai pada tahun 1995 ditandai dengan
selesainya proyek MMUDP II sektor air limbah dengan jumlah pelanggan 16.225
NPAL sampai bulan Mei 2015.
Lokasi pengolahan air limbah terletak di jalan Perkebunan kelurahan Pulo Brayan
Bengkel, Luas area pengolahan air limbah yaitu ±11Ha.
Sumber utama air limbah yang diolah IPA Limbah PDAM Tirtandi Cemara
adalah air limbah domestik/rumah tangga. Penyaluran air limbah domestik melalui
jaringan perpipaan menuju unit instalasi pengolahan air limbah domestik melaui
jaringan perpipaan menuju unit instalasi pengolahan air limbah domestik PDAM
Tirtanadi Cemara.
Jalur sarana dan prasarana air limbah saat ini dibangun pada kawasan inti
kota dengan luas 520Ha dalam 8 zona yaitu :
Zona 1 : Luas area pelayanan 95 Ha, terletak di lokasi Kelurahan Masjid Kota
Matsum III, dan Kota Matsum IV.
Zona 2 : Luas area pelayanan 85 Ha, terletak di lokasi Kelurahan Pusat pasat,
Kelurahan Rengas I, Kelurahan Rengas Permata.
Zona 3: Luas area pelayanan 85 Ha, terletak di lokasi kelurahan Sidodali, Kelurahan
Pandan Hulu I, Kelurahan Pusat Pasar, Kelurahan Rengas I, dan Kelurahan Rengas
Permata.
Zona 4 : Luas area pelayanan 77 Ha, terletak dilokasi Kelurahan Pandau Hilir, dan
Pandau Hulu I.
Zona 5 : Luas area pelayanan 26 Ha, terletar dilokasi Kelurahan Pandau Hilir, dan
Pandau Hulu I.
Zona 6 : Luas area pelayanan 28 Ha, terletar dilokasi Kelurahan Pandau Hilir.
Zona 7 : Luas area pelayanan 97 Ha, terletar dilokasi Kelurahan Rengas II,
Kelurahan Permata, dan Kelurahan sukaramai.
Universitas Sumatera Utara
11
Zona 8 : Luas area pelayanan 97 Ha, terletak di lokasi Kelurahan Kota Matsum I,
Kelurahan Kota Matsum II, dan kelurahan Sukaramai I.
2.5 Sistem Pengolahan Air Limbah PDAM Tirtanadi IPAL Cemara
1. Jaringan Pengolahan Air Limbah Domestik PDAM Tirtanadi IPAL
Cemara
Sumber utama air limbah domestik adalah air limbah yang berasal dari rumah
tangga. Secara khusus berasal dari kamar mandi, WC (berupa Feses rumah tangga,
dan urin) atau black water dan air bekas cucian dapur atay grey water. Penyaluran air
limbah domestik untuk menuju pusat pengolahan melalui jalur tertentu.
Limbah rumah tangga langsung disalurkan melalui pipa yang disebut House
Connection (HC) selanjutnya disalurkan ke Inspection Box (IB) yang terdiri dari
beberapa buah pipa yang banyaknya tergantung jumlah pelanggan. IB ini berukuran
40x40 cm, kemudian disalurkan ke Inspection Chamber (IC) yang juga lebih dari
satu box yang terdapat pada belokan. Pada akhir saluran ini ada box yang disebut
Dead End (DE), yang merupakan cadangan untuk sambungan untuk pelanggan baru.
2. Lubang Pemeriksaan (Manhole)
Lubang ini dibuat untuk melakukan pemeriksaan pada saat diperlukan pada
saat diperlukan atau pada saat ada laporan dari masyarakat tentang adanya gangguan
pada pipa. Penempatan Manhole ini berdasarkan atas pertimbangan, antara lain :
a. Di tempat-tempat dimana terdapat perubahan arah saluran limbah atau
pembelokan.
b. Tempat dimana saluran mendapatkan tambahan aliran dari pipa lain atau pada
sambungan.
Bentuk Manhole yang dingunakan adalah bentuk bulat dan menggunakan
konstruksi dengan beberapa persyaratan, antara lain :
a. Bagian bawah dari saluran cukup luas untuk keperluan melakukan pekerjaan
membungkuk dan jongkok bagi pekerja jika diharuskan turun dan ada sebagian
yang memiliki tangga.
b. Bagian atas lubang atau ring cukup luas untuk masuknya pekerja (minimal
berukuran 60cm).
3. Pusat Pemompaan (Lift Pump Station)
Untuk mengalirkan air limbah dari suatu sumber asal air limbah ke
tempat pengolahan diperluakn perbedaan tinggi dan kemiringan pipa
tertentu agar limbah dapat mengalir dengan lancar tanpa menimbulkan gangguan
Universitas Sumatera Utara
12
pada pipa. Mengigat jarak yang cukup jauh ke tempat pengolahan, maka akan
memerlukan perbedaan tinggi yang cukup besar. Untuk memperoleh tinggi seperti
yang diharapkan, maka salah satu cara adalah dengan jalan menanam pipa saluran
lebih dalam dari penanaman sebelumnya.
4. Peralatan Pemeliharaan
Salah satu usaha untuk menanggulangi penyumbatan pada pipa adalah
dengan menggunakan kendaraan pembersih keliling yang disebut mobil Flushing.
Mobil ini dilengkapi dengan tangki air, alat penyemprotan dengan kekuatan cuku
tinggi sampai 2000 psi. Air semprotan ini disalurakn dengan selang yang diujungnya
dipasang nozzle dengan berbagai ukuran sesuai dengan bahan yang menyumbat
saluran. Nozzle ini mempunyai lubang air yang menghadap ke depan dan ke
samping.
Apabila air disemprotkan maka nozzle akan terdorong kedepan dan selang
akan bergerak maju sambil menyemprotkan air keluar. Pancaran air kesamping akan
membersihkan saluran, sedangkan pancaran kedepan akan menghancurakan
sumbatan yang berada di depannya.
2.6 Proses Pengolahan Air Limbah Domestik Di PDAM Tirtanadi
IPAL Cemara
Proses Pengolahan Air Limbah Domestik di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara sebagai
berikut :
1. Intlet
Merupakan bak pengumpul utama air limbah yang masuk secara gravitasi melalui
trunk server dari bahan Reinfoeced Pipe (RCP) 1300 mm dari pumping station di
JL.HM Yamin dengan debit maksimum 20,137m3/hari dan dari kompleks
perumahan Cemara Asri dengan debit maksimum 2,945m3/hari
2. Screw Pumps
Berfungsi Untuk memompakan Air limbah dari intlet pada elevasi +8,87 sampai
pada ketinggian +16,59 yang cukup untuk dapat mengalirkan air limbah secara
gravitasi ke unit instalasi pengolahan air limbah selanjutnya.
Pompa yang dingunakan adalah sejenis Ardrimedia Screw. Tipe pompa air
merupakan jenis yang dingunakan untuk mengangkat air terutama bila air limbah
mengandung partikel atau benda yang keras dan besar. Pada kondisi saat ini
(tahap 1) dibutuhkan 2 unit pompa dengan kapasitas masing-masing 1.310m3/jam,
1 pompa untuk kondisi normal dan 1 unit lagi untuk kapsitas maksimum. Unit ini
dilengkapi pula dengan pipa by pass ke sungai kera (overlow)
3. Screen
Screen (saringan) berfungsi untuk menyisihkan benda-benda yang terbawa dalam
aliran. Dengan demikian tidak mengganggu aliran dan dapat melindungi instalsi
Universitas Sumatera Utara
13
pengolahan dari kemungkinan penyumbatan atau rusaknya peralatan pada unit-uit
selanjutnya.
Screee terdiri dari 2 jenis, yaitu :
a. Screen kasar dengan jarak antara kisi adalah 50mm, bekerja secara normal
b. Screen halus dengan jarak antara kisi adalah 6mm, bekerja secara otomatis.
Kotoran yang terkumpul pada screen dibuang kedalam kontainer yang selanjutnya
diangkat ketempat pembuangan akhir.
4. Grift Chamber
Fungsi unit ini untuk memisahkan kerikil dan pasir yang terbawa dalam aliran
untuk mencengah penyumbatan dan terbentuknay endapan pasir, dalam reaktor
UASB. Pemisahan pasir ini dilaksanakan secara makanikal dan dilengkapi dengan
alat untuk membuang pasir ke luar reaktor.
5. Splinter Box
Splinter Box adalah tangki pembagi aliran yang berfungsi untuk mendistribusikan
aliran ke unit pengolahan utama (reaktor UASB). Tangki pembagi aliran ini
mempunyai 6 outlet yang masing masing memiliki kapasitas 450m3/jam.
6. UASB Reactor
UASB merupakan singkatan dari Up Flow Anaerobic Sludge Blanket, yang sering
juga dikenal dengan istilah pengolahan Air Limbah Menggunakan selimut lumpur
Anaerobic sisten aliran ke atas.
Sesuai dengan namanya, air buangan yang masuk dialirkan ke atas dan akan
mengalami kontak dengan mikroorganisme yang terdapat pada selimut lumpur.
Pada selimut lumpur ini terjadi pengolahan air buangan tersebut.
Saat ini terdapat 1 unit reaktor UASB dengan volume masing-masing 3,040m3
(19,2 m × 9,02 m × 4,06). Dengan waktu densitas rata-rata 7 jam, diharapkan
efisiensi pemisahan BOD pada proses ini adalah 79%. Dalam proses ini juga akan
dihasilkan gas methane yang dapat dimanfaatkan sebagai tenaga listrik.
7. Sludge Driying Beds
Lumpur dari reaktor UASB dipompakan dan dikeringkan pada unit Sludge Drying
Beds ini. Berdasarkan pengalaman, lumpur dari reaktor UASB mempunyai
karakteristik pengeringan yang sangat baik. Untuk desain ini direncakan periode 4
minggu baik untuk siklus pengisian, pengeringan, pembersihan dan perbaikan dari
Drying Bed ini. Setelah kering, lumpur dipisahkan dengan scraper manual atau
mekanis. Supernatan dari sistem sludge drying bed dialirkan kembali ke stasium
pompa (intake).
Lumpur yang telah dikeringkan ini tidak diolah lagi untuk ke tahap
selanjutnya karena PDAM Tirtanadi Cemara masih belum memiliki alat/teknologi
untuk itu. Lumpur yang telah dikeringkan biasanya hanya diambil dan dingunakan
untuk pupuk tanaman-tanaman yang ada dikawasan kantor PDAM Tirtanadi
Cemara.
Universitas Sumatera Utara
14
8. Skimming tank
Skimming tank berfungsing untuk menghilangkan serum dari effluent UASB
yang terjadi. Unit ini dilengkapi dengan spray nozzle untuk mencerahkan scum.
9. Aerated and Facultative Pond
Merupakan kelanjutan proses pengolahan air limbah dari UASB sehingga
memenuhi kriteria pesyaratan yang ditetapkan pemerintah. Kolam aerasi ini
dilengkapi dengan 2 unit aerator yang berfungsi untuk menginjeksi oksigen agar
kadar oksigen didalam air cukup sehingga mikroorganisme dapat hidup menjadi
lebih bersih.
Kedalaman kolam +2,5m untuk mencengah dasar kolam tergerus oleh turbulensi
dari aerator. Kolam fakultatif berfungsi untuk memisahkan suspended solid yang
berasal dari proses aerasi. Total luas kolam +3,1ha.
2.7 Amonia
Amoniak adalah gas tajam yang tidak berwarna dengan titik didih -33,5oC
cairannya mempunyai panas penguapan yang bebas yaitu 1,37 kj/g pada titik
didihnya yang dapat ditangani dengan peralatan laboratorium yang biasa (Cotton dan
Wilkinson, 1989)
Amoniak (NH3) dan garam-garamnya bersifat mudah larut dalam air. Ion
amonium adalah bentuk transisi dari amoniak. Sumber amonia diperairan adalah
pemecahan nitrogen organik (protein dan urea) dan nitrogen anorganik yang terdapat
didalam tanah dan air, yang berasal dari dekomposisi bahan organik (tumbuhan dan
biota akuatik yang telah mati) oleh mikroba jamur. Tinja dari biota akuatik yang
merupakan limbah aktivitas metabolisme juga banyak mengeluarkan amonia.
Sumber amonia yang lain adalah reduksi gas nitogen yang berasal dari proses difusi
udara atmosfer, limbah industri dan domestik. Amonia yang terdapat dalam mineral
masuk kebadan air melalui erosi tanah. Di perairan alami, pada suhu dan tekanan
normal amonia berada dalam bentu gas dan membentuk keseimbangan dengan gas
amonium.
Kesetimbangan antara gas amoniak dan gas amonium ditunjukkan dalam persamaan
reaksi :
NH3 + H2O NH4+ + OH
-
Selain terdapat dalam bentuk gas, amonia membentuk kompleks dengan
beberapa ion logam, amonia juga dapat terserap kedalam bahan-bahan tersuspensi
dan koloid sehingga mengendap di dasar perairan. Amonia yang terukur diperairan
berupa amonia total (NH3 dan NH4+). Amonia bebas tidak dapat terionisasi,
sedangkan amonium (NH4+) dapat terionisasi.
Amonia di perairan dapat menghilang melalui proses volatilisasi karena
tekanan parsial ammonia dalam larutan meningkat dengan semakin meningkatnya
pH. Hilangnya amonia ke atmosfer juga dapat meningkat dengan meningkatnya
Universitas Sumatera Utara
15
kecepatan angin dan suhu. Amonia yang terukur di perairan berupa amonia total
(NH3 dan NH4+). Ammonia bebas tidak dapat terionisasi. Presentase ammonia bebas
meningkat dengan meningkatnya pH di perairan. Pada pH 7 atau kurang, sebagian
amonia akan mengalami ionisasi. Sebaliknya, pada pH lebih besar dari 7, ammonia
tidak terionisasi yang bersifat toksik terdapat dalam jumlah yang banyak.
Amonia bebas (NH3) yang tidak terionisasi bersifat toksik terhadap orgnisme
akuatik. Toksitas ammonia terhadap organisme akuatik akan meningkat jika terjadi
penurunan kadar oksigen terlarut, pH dan suhu. Avertebrata air lebih toleran terhadap
ikan. Ikan tidak dapat bertoleransi terhadap kadar amonia bebas terlalu tinggi karena
dapat mengganggu proses peningkatan oksigen oleh darah dan pada akhirnya akan
mengakibatkan sufokasi. Akan tetapi, ammonia bebas ini tidak dapat diukur secara
langsung (Effendi, 2003).
Konsentrasi ammonia yang tinggi pada permukaan air akan menyebabkan
kematian ikan yang terdapat pada perairan tersebut. Keasaman air atau nilai pH nya
sanga mempengaruhi apakah jumlah ammonia yang akan bersifat racun atau tidak.
Pengaruh pH terhadap toksitas ammonia ditunjukkan dengan keadaan pada kondisi
pH rendah akan bersifat racun bila jumlah ammonia banyak, sedangkan pada pH
tinggi hanya dengan jumlah ammonia yang rendah pun sudah akan bersifat racun.
Toksitas ammonia juga bergantung dari jumlah ammonia yang masuk dalam sel
tumbuhan dan hewan (jenie, 1993).
2.7.1. Metode Penentuan Ammonia
Untuk penentuan nitrogen amoniak (NH3-N) di dalam air dikenal beberapa
metode yaitu :
Metode Nesslerisasi
Metode nesslerisasi didasarkan pada reaksi nitrogen-amonia dengan reagen
nessler. Reaksi menghasilakn larutan berwarna kuning-coklat yang mengikuti
hukum Berr-Lambert. Intensiatas warna yang terjadi berbanding lurus dengan
konsentrasi NH3 yang ada dalam sampel, yang kemudian ditentukan secara
spektrofotometris. Melalui analisa nessler, kadar NH3-N yang dapat ditentukan
adalah 20 µg/L sampai 5 mg/L ; penentuan kadar NH3-N > 5 mg/L. Memerlukan
pengenceran sampel. Skala analisa dengan menggunakan spektrofotometer agak
luas, kadar NH3-N antara 0,4 sampai 5 mg/l ditentukan dengan menggunakan sel
selebar 1 cm ; untuk kadar lebih rendah memerluakn sel 5 cm (Alaerts, 1984).
Metode Fenat
Metode fenat didasarkan pada pembentukan senyawa kompleks indofenol yang
berwarna biru yang dapat mengabsorbsi sinar pada panjang gelombang 600-660
nm. Metode ini mengalami gangguan oleh alkalinitas > 500 mg/L CaCO3 dan
oleh turbiditas. Oleh karena itu untuk menghilangkan interferensi diperluakn
destilasi sampel terlebih dahulu.
Universitas Sumatera Utara
16
Metode Titrasi
Metode Titrasi hanya dapat dilakukan jika sampel telah didestilasi. Sampel
dibufferkan pada pH 9,5 dengan larutan buffer borat, dan destilat nitrogen-
ammonia ditampung ke dalam larutan asam borat, kemudian dititrasi dengan
larutan H2SO4 0,02 N dengan menggunakan indikator campuran metil-red dan
metilen blue.
Metode Eletroda
Metode elektroda selektif-ion menggunakan elektroda dengan sebuah membran
semi permeable yang bersifat hidrofobik untuk memisahkan larutan sampel
terhadap larutan NH4Cl di dalam elektroda. Nitrogen-amonia terlarut (NH3 dan
NH4+) diubah menjadi NH3-N dengan menaikkan pH sampai > 11 melalui
penambahan basa. Dengan cara ini, NH3-N terdifusi melalui membran dan
menambah pH larutan internal yang dapat disensor oleh elektroda gelas di dalam
elektroda. Metode ini dapat mengukur nitrogen amonia sebesar 0,03-1400 mg/L
(Anastasius, 1997).
2.7.2. Dampak Pencemaran Amonia
1. Dampak terhadap kesehatan Manusia
Udara yang tercemar gas amonia menyebabkan iritasi mata serta saluran
pernafasan. Pada kadar 2500-6500 ppm, gas amonia dapat menyebabkan iritasi hebat
pada mata, sesak nafas, 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 makanan dan sampah organik dibuang ke tempat sampah, kemudian di
bawa ke tempat pembuangan akhir (TPA). Sampah-sampah tersebut kemudian
membusuk dan menghasilkan gas amonia. Gas amonia tersebut merupakan salah satu
gas rumah kaca yang dapat menyebabkan globak warming. Akibat yang terjadi
adalah terjadinya perubahan ikilm dan cuaca serta efek global warming lainnya. Gas
amonia 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 berbentuk gas amonia, 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 (Natalia, 2015).
Universitas Sumatera Utara
17
2.7.3. Kengunaan Amonia
Amoniak banyak dingunakan dalam proses produksi urea, industri bahan
kimia (asam nitrat, amonium fosfat, amonium nitrat, dan amonium sulfat), serta
industri bubur kertas (pulp and paper) (effendi, 2003).
2.8. Spektrofotometer
Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari
spektrofotometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum
panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya
yang ditransmisikan atau diabsorpsi. Jadi spektrofotometer dingunakan untuk
mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direflaksikan atau
diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan spektrofotometer
dibandingkan dengan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar dengan panjang
yang diinginkan diperoleh dengan berbagai filter dari berbagai warna yang
mempunyai spesifikasi melewatkan trayek panjang gelombang tertentu (Khopkar,
2003).
Spektrofotometer merupakan instrumen dimana panjang gelombang diukur
dan dipilih sesuai tersebar dari cahaya putih. Membacanya dapat dengan car visual
atau dengan cara fotolistrik. Spektrofotometri adalah pengukuran energi radiasi
relatif, apakah yang dipancarkan, atau dipantulkan, sebagi fungsi panjang
gelombang.Mata manusia dapat mendeteksi 10.000 perbedaan gradasi warna. Pada
maksimum spektrofotometer dapat mendeteksi lebih dari 2 juta gradasi warna.
Setiap spektrofotometer terdiri dari instrumen berikut :
1. Sumber cahaya
2. Perangkat untuk mendapatkan cahaya monokromatik
3. Sebuah sel penyerapan untuk sampel dan satu untuk blanko
4. Sarana mengukur perbedaan penyerapan antara sampel dan blanko
(Snell And Cornelia, 1948).
2.8.1. Komponen Spektrofotometer
Komponen-komponen yang terpenting dari suatu spektrofotometer terdiri dari
sumber spektrum, monokromatror, sel pengabsorpsi dan detektor.
1. Sumber, sumber yang biasanya dingunakan pada spektrofotometri absorpsi
adalah lampu wolfram, arus cahaya tergantung pada tegangan lampu. Lampu
hidrogen atau lampu deuterium dingunakan untuk sumber pada daerah UV. Kebaikan
lampu wolfaram adalah energi.
2. Monokromator, dingunakan untuk memperoleh sumber, sinar yang monokromatis. Alatnya dapat berupa prisma ataupun grating. Untuk mengarahkan
sinar monokromatis yang diinginkan dari hasil penguraian ini dapat dingunakn celah.
3. Sel absorpsi, pada pengukuran didaerah tampak kuvet kaca atau kuvet kaca
Universitas Sumatera Utara
18
corex dapat dingunakan, tetapi untuk pengukuran pada daerah UV kita harus
menggunakan sel kuarsa karena gelas tidak tembus cahaya. Umumnya tebal
kuvetnya adalah 10mm, tetapi yang lebih kecil ataupun yang lebih besar dapat
dingunakan. Sel yang biasa dingunakan berbentuk persegi tetapi bentuk silinder
dapat juga dingunakan.
4. Detektor, peranan detektor penerima adalah memberikan respon terhadap
cahaya pada berbagai panjang gelombang.
Day dan Underwood (2002) mengemukakan bahwa unsur-unsur
spektrofotometer ditunjukkan secara skematik dalam gambar berikut :
2.8.2. Cara kerja spektrofotometer
Cara kerja spektrofotometer secara singkat adalah : tempatkan larutan
pembanding, misalnya blanko dalam sel pertama sedangkan larutan yang akan
dianalisis pada sel kedua. Kemudia pilih fotosel yang cocok 200nm-650nm (600-
1100) agar daerah λ yang diperlukan dapat terliputi. Dengan ruang fotosel dalam
keadaan tertutup “nol” galvanometer dengan menggunakan tombol darkcurrent. Pilih
yang diinginkan, bukan fotosel dan lewatkan berkas cahaya pada blangko dan “nol”
galvanometer didapat dengan memutar tombol sensitivitas. Dengan menggunakan
tombol transmitansi, kemudian atur besarnya pada 100%. Lewatkan berkas cahaya
pada larutan sampel yang akan dianalisis. Skala absorbansi menunjukkan absorbansi
larutan sampel (Khopkar, 2003).
sumber MONOKROMATOR KUVET Detektor
Penguat
Pembaca
Universitas Sumatera Utara
19
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Alat-alat
Botol sampel plastik/gelas
Spektrofotometer DR 3900
Sampel Cell
Pipet tensette
Pipet volume 10 mL
Gelas ukur 25 mL
Labu ukur 250 mL
Gelas beaker 500 mL
Botol aquades
3.2. Bahan
Mineral Stabilizer
Larutan Nessler
Polyvynil Alcohol Dispersing Agent
Larutan Natrium Arsenit/Natrium Tiosulfat 0,1N
Natrium Hidroksida 0,1 dan 5N
Larutan Buffer Borat
Borat Powder Pillow
Larutan Standar Amoniak Voluette Ampule 50 mg/L sebagau NH3-N
Asam sulfat
3.3. Prosedur Penelitian
Prosedur Penentuan Kadar Ammonia Dengan
Spektrofotometer
Dipastikan analisis telah memakai masker dan sarung tangan.
Tekan power pada alat spektrofotometer DR 3900.
tekan program 380 N ammonia Ness.
Universitas Sumatera Utara
20
20
Siapkan sampel. Tuangkan 25 mL air sampel kedalam gelas ukur 25 mL.
Siapkan blanko, tuang 25 mL air demin ke dalam gelas ukur 25 mL.
Tambahkan 3 tetes reagen mineral stabilizer kedalam masing masing-
masing gelas ukur.
Letakkan stopperke gelas ukur. Bolak-balik gelas ukur beberapa kali
hingga larutan bercampur.
Tambahkan 3 tetes Polyvynil Alcohol Dispersing Agent untuk masing-
masing silinder.
Letakkan stopper ke gelas ukur. Bolak-balik gelas ukur beberapa kali
hingga larutan bercampur.
Tambahkan 1 mL Reagen Nessler ke dalam masin-masing gelas ukur.
Letakkan stopper ke gelas ukur. Bolak-balik gelas ukur beberapa kali
hingga larutan bercampur.
Tekan tombol timer. Waktu reaksi akan berjalan selama 1menit.
Tuang 10 mL blanko ke dalam sampel cell 10 mL sampai garis tanda.
Setelah waktu reaksi selesai, bersihkan sampel cell berisi blanko.
Masukkan sampel cell yang berisi blanko kedalam dudukan cell.
Tekan ZERO. Layar akan menunjukkan 0,0 mg/L NH3-N.
Tuang 10 mL sampel kedalam sampel cell 10 mL sampai garis tanda.
Bersihkan sampel cell berisi sampel.
Masukkan sampel cell yang berisi seampel kedalam dudukan cell.
Tekan READ. Hasil pengujian akan tampil dalam mg/L NH3-N
Universitas Sumatera Utara
21
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
Hasil analisis kadar amoniak (NH3) pada air limbah domestik
yang dilakukan di laboratorium Kimia Fisika Di PDAM Tirtanadi IPAL
Cemara dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4.1. Data Hasil Kadar ammoniak
No Tanggal Kode
contoh
Hasil Uji Hasil akhir
(mg/L) 1 2 3 4 5
1 06 Februari 2019 A1 0,66 0,66 0,66 0,66 0,66 6,6
2 06 Februari 2019 A2 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84 8,4
3 06 Februari 2019 A3 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 9,7
4 06 Februari 2019 A4 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 7,0
5 06 Februari 2019 A5 0,69 0,69 0,69 0,69 0,70 6,92
Keterangan:
A1 = Air Inffluent
A2 = UASB
A3 = Kolam Aerasi
A4 = Kolam Fakultatif
A5 = Effluent
4.2. Pembahasan
Dari data percobaan analisa kadar amoniak (NH3) pada air limbah domestik
di PDAM Tirtanadi IPAL Cemara Medan pada tanggal 06 Februari 2019 diperoleh
nilai yaitu 6,6 mg/L Air Inffluent (A1), 8,4 mg/L UASB (A2), 9,7 mg/L Kolam
Aerasi (A3), 7,0 mg/L Kolam Fakultatif (A4), 6,92 mg/L Effluent (A5). Jika
dibandingkan dengan PerMenLHK No.68 Tahun 2016 (Standar baku mutu air
limbah domestik) yang berlaku, kadar maksimum untuk amoniak (NH3) dalam air
limbah adalah 10. Hal itu menunjukkan bahwa kadar amoniak (NH3) pada air
limbah tersebut masih dibawah kategori standar baku mutu air.
Universitas Sumatera Utara
22
22
Amoniak adalah gas tajam yang tidak berwarna dengan titik didih -33,50C.
Cairannya mempunyai pans penguapan yang bebas yaitu 1,37 kJ/g pada titik
didihnya yang dapat ditangani dengan peralatan laboratorium yang biasa (Cotton dan
Wilkinson, 1989).
amoniak (NH3) yang berasal dari limbah domestik rumah tangga ataupun dari
limbah industri-industri yang menghasilkan limbah amoniak dapar menyebar denagn
cepat ke udara dan akan turun melalui proses hujan asam yang akan menyebar ke
perairan, amoniak bukan hanya berasal dari limbah domestik rumah tangga ataupun
limbah industri-indutri namun amoniak juga berasal dari jasad mikroorganisme yang
ada di perairan yang telah mati, dan kotoran yang dikeluarkan dari makluh hidup
yang ada di perairan tersebut, dan juga dari tumbuhan yang telah mati.
Udara yang tercemar gas amoniak dapat menyebabkan iritasi mata serta
saluran pernafasa. Pada kadar 2500-6500 ppm, gas amonia dapat menyebabkan
iritasi hebat pada mata, sesak nafas, nyeri dada, sembab paru, batuk darah, bronchitis
dan peneumonia. Pada kadar tinggi 30.000ppm yang dapat menyebabkan luka bakar
pada kulit dan yang lebih parahnya lagi dapat menyebabkan kematian (Natalia,
2015).
Universitas Sumatera Utara
23
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil analisa yang telah dilakukan pada air limbah domestik dengan alat
spektrofotometer DR 3900, diperoleh kadar Amoniak (NH3) pada sampel limbah
domestik dengan nilai 6,6 mg/L Air Inffluent (A1), 8,4 mg/L UASB (A2), 9,7 mg/L
Kolam Aerasi (A3), 7,0 mg/L Kolam Fakultatif (A4), 6,92 mg/L Effluent (A5). Hasil
tersebut menujukkan bahwa kandungan amoniak dalam air limbah domestik di
PDAM Tirtanadi IPAL Cemara medan memenuhi syarat PerMenLHK No.68 Tahun
2016 (Standar baku mutu air limbah domestik). Dimana kadar maksimum untuk
amoniak adalah sebesar 10 mg/L.
5.2. Saran
Sebaiknya dilakukan pengujain terhadap parameter-parameter lain, dari sumber
yang sama, sehingga diketahui kandungan senyawa lain yang juga terdapat dalam air
tersebut.
Universitas Sumatera Utara
24
DAFTAR PUSTAKA
Alaerst, G. 1984. Metode Penelitian Air. Surabaya : Penerbit Usaha Nasional.
Anastius, A. 2015. Penentuan Kadar Amoniak (NH3) Pada Air Baku Dan Air
Baku
Dan Air Reservoir WTP Mini Kelambir V Di PDAM Tirtanadi Secara
Spektrometri. [Tugas Akhir]. Medan : Universitas Sumatera Utara,
Program Diploma.
Arya Wardhana, W. 1995. Dampak Pencemaran Lingkungan. Edisi Revisi.
Yogyakarta : penerbit Andi
Astri, N. 2006. Bioindikator Kualitas Air. Jakarta : Bioindikator Kualitas Air.
Benhard, C. 2017. Analisa kadar Amoniak (NH3 ) Klorin Bebas (Cl2),
Seng(Zn), dan Tembaga (Cu) Pada Air Reservoir PDAM Tirtauli
Pematang Siantar Dengan Menggunakan Tintometer Lovibond.
[Tugas Akhir]. Medan :Universitas Sumatera Utara. Program
Diploma Tiga.
Chang, R. 2003. Kimia Dasar : Konsep-konsep Inti. Jilid 1. Edisi Ketiga.
Jakarta : Penerbit erlangga.
Cotton, F.A dan Wilkinson, G. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Cetakan
Pertama. Jakarta : UI-Press
Darmono, 2001. Lingkungan Hidup dan Pencemaran. Jakarta : Penerbit
Universita Indonesia.
Day, R. A dan Underwood. 2002. Analisi Kimia Kualitatif. Jakarta :
Penerbit Erlangga
Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengolahan Sumber Daya dan
Lingkungan Perairan. Yogyakarta : Penerbit Kanasius.
Gabriel, J. 2001. Fisika Lingkungan. Jakarta : Penerbit Hipokrates
Jenie, B.S dan Winiati P.R. 1993. Penanganan Limbah Industri Pangan.
Yogyakarta : pernerbit kasinius.
Khopkar, S. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Press
Kristanto, P. 2004. Ekologi Industri. Yogyakarta : Penerbit Andi
Lagowski, J. 2012. Analisis Kualitatif Semimikro : Jakarta.
Universitas Sumatera Utara
25
25
Linsley, R.K. 1985. Teknik Sumber Daya Air. Edisi Ketiga. Jakarta : Penerbit
Erlangga
Mara, D. 1994. Pemanfaatan Air Limbah dan Ekskreta. Bandung : Penerbit
ITB.
Mulia, R.M. 2005. Kesehatan Lingkungan Edisi Pertama.Jakarta: Graha
Ilmu.
Missler, G. L. 1991. Inorganic Chemistry. London : Premtik Hal Inc.
Natalia, C. 2015. Penentuan Kadar Amoniak dan Nitrat Dalam Air Sungai.
[Tugas Akhir]. Medan : Universitas Sumatera Utara,
Program Diploma tiga.
Snell, F and Cornelia. 1948. Colourimetric Methods Of Analysis. Third
Edition.
New Jersey : D Van Nostrand Company, INC.
Sutrisno, C.T. et al. 2004. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Jakarta :
Penerbit Rhineka Cipta.
Universitas Sumatera Utara