INSITUT TEKNOLOGI NASIONALJalan Penghulu K.H.Mustafa 23 Telp 7272215, 7202892, Bandung 40124

UJIAN TENGAH SEMESTERSemester Ganjil / 2010/2011

Mata Kuliah : Laboratorium Lingkungan II (TL-220) Tanggal: 11 Maret 2013Jurusan : Teknik Lingkungan Waktu : 180 menitDosen : Siti Ainun, ST.,SPsi.,MSc. Sifat : Tutup Buku

Jawablah pertanyaan – pertanyaan di bawah ini dengan singkat dan jelas

1. Jelaskan BILAMANA menggunakan grab sampling, composite sampling dan continual sampling (hubungkan dengan tingkat heterogenitas, dan stratifikasi, serta tujuan sampling)

a. Grab sampling digunakan pada tingkat homogenitas yang tinggi, tidak memiliki strata dan hanya bertujuan untuk mengidentifikasi pencemaran pada satu titik dan satu saat tertentu. Grab sampling : Adalah sampel yang diambil sesaat pada satu lokasi tertentu,Hasilnya tidak mewakili → bisa sangat tinggi atau sangat rendah, Tidak dapat digunakan sebagai dasar untuk mengambil keputusan dalam perencanaan.

b. Composite sampling digunakan pada tingkat heterogenitas yang cukup, memiliki strata yang tidak terlalu banyak dengan tujuan untuk mengidentifikasi pencemaran yang berfluktuasi pada waktu atau tempat yang berbeda. Adalah grab sampel yang berulang. Sampling dilakukan beberapa kali pada waktu yang berbeda pada lokasi yang sama lalu dicampur untuk selanjutnya dianalisa (komposit).

c. Continual sampling digunakan pada tingkat heterogenitas yang tinggi, dengan strata yang kompleks dengan tujuan untuk identifikasi pencemaran yang berflukstuasi pada waktu dan tempat yang beragam atau untuk melakukan pemantauan tingkat pencemaran yang berfluktuasi. Pengukuran parameter dilakukan in situ (di tempat) dengan menggunakan perlengkapan eletrik dan dapat diukur secara kontinyu, misalnya: temperatur, pH, DO, conductivity, dan lain-lain, Menggambarkan kualitas dari waktu ke waktu, Umumnya bersifat monitoring, Menunjukkan variasi atau fluktuasi , Digunakan sebagai perencanaan, pengambilan keputusan dalam pengelolaan

2. Bagaimana menentukan heterogen atau tidaknya suatu limbah ATAU suatu badan air

3. Sebutkan faktor apa saja yang mempengaruhi tingkat representatif sampel.

4. Hasil pengukuran dari berbagai bentuk nitrogen pada 3 titik sampling di sungai adalah sebagai berikut

Titik

Lokasi DO(mg/

l)

Nitrogen (mg/l)

Org -N

NH3 NO2- NO3

-

1 Titik dimana effluent dibuang ke sungai

7 3 4 0 0

2 5 km dari titik 1 ke hilir 2 1 2 1 3

3 10 km dari titik 1 ke hilir 0 1 0 0 2

Berdasarkan pengetahuan saudara terhadap siklus nitrogen, jelaskan proses – proses yang terlibat di dalam perubahan konsentrasi setiap bentuk nitrogen yang ada pada Tabel di atas, termasuk penurunan total nitrogen dari titik effluent menuju ke hilir (dari titk 1 ke titik 3)

5. Jelaskan proses bagaimana terbentuknya ”crown corrosion” pada pipa penyaluran limbah domestik. Lengkapi dengan kondisi – kondisi yang diperlukan dan reaksi yang terjadi.

Sebagai bagian dari sistem pengolahan Terjadi perubahan secara biologi sepanjang pipa dari sumber sampai dengan

IPAL Perubahan secara biologi ini memerlukan oksigen Jika tidak ada reaerasi secara alami dari pipa, maka terjadi reduksi sulfat dan

terbentuk sulfida Pada pH di perpipaan limbah domestik à kebanyakan sulfida dikonversikan

menjadi hidrogen sulfida, sebagian terlepas ke atmosfer di atas air limbah Jika pipa memiliki ventilasi yang baik dan bagian atas pipa kering à NO

Problem Jika pipa memiliki ventilasi buruk, terjadi pengembunan di dinding dan di atas

pipa à hidrogen sulfida akan terlarut di dalamnya akibat adanya tekanan parsial dalam atmosfer pipa à masih belum ada masalah

Permasalahan muncul ketika à BAKTERI Bakteri ada di mana – mana, termasuk dalam limbah domestik Beberapa organisme akan terkontak di dinding dan di bagian atas pipa ketika

terjadi aliran, debit tinggi, turbulensi. Dengan adanya kondisi aerob di dalam pipa, bakteri tersebut mengoksidasi

hidrogen sulfida menjadi asam sulfat Jenis bakteri, genus : ThiobacillusH2S + 2O2 H2SO4 pH < 2 Asam sulfat merupakan asam kuat àmenyerang beton

6. Jelaskan hubungan antara amonia dan amonium dalam persamaan reaksi, jelaskan faktor – faktor yang mempengaruhi persamaan reaksi tersebut dan jelaskan dampak dari keduanya terhadap lingkungan. • The chemical equation that drives the relationship between ammonia and ammonium

is:NH3 + H2O ↔ NH4

+ + OH- • When the pH is low, the reaction is driven to the right, • When the pH is high, the reaction is driven to the left. • In general, at a temperature of around room temperature, at a pH less than 6.0, the

proportion of ammonium-N plus ammonia-N as NH3 is very-very low and as NH4+ is

very-very high.

• At a pH around 8.0, the proportion as NH3 is 10 percent or less, and at a pH slightly above 9.0, the proportion is about 50 percent.

• The activity of aqueous ammonia also is much lower at low temperatures and higher at warm temperatures.

• This means that at low temperatures and low pH the activity as NH3 is even lower, and as NH4

+ is even higher. • Therefore, sensitive aquatic organisms can tolerate a higher total “ammonium-N plus

ammonia-N” at low temperatures than at high temperatures due to much less aqueous NH3 being present in the water

• The reaction between the two forms is shown by this equation:• NH3 + H2O « NH4

+ + OH- • The form of ammonia changes easily when pH changes. • As pH increases, H+ concentration decreases, and OH- concentrations increase. • This makes the equation above move left, increasing the amount of aqueous NH3. • When the pH is below 8.75, NH4

+ predominates. • At pH 9.24, about half of aqueous NH3 is transformed to NH4

+. • Above pH 9.75, NH3 predominates (Hem, 1985). • Unionized ammonia (NH3) is much more toxic to aquatic organisms than the

ammonium ion (NH4+).

• Toxic concentrations of ammonia in humans may cause loss of equilibrium, convulsions, coma, and death.

• Ammonia concentrations can affect hatching and growth rates of fish; changes in tissues of gills, liver, and kidneys may occur during structural development.

7. Jelaskan mengapa pada pengukuran Sulfat dilakukan pembentukan BaSO4 lengkapi dengan kondisi yang diperlukan untuk keberhasilan pembentukan BaSO4 tersebut. Penambarah barium sulfat, kombinasi ion barium dengan ion sulfat untuk

membentuk barium sulfat yang bersifat tidak mudah larut Reaksi :

o Ba 2+ + SO42- à BaSO4

Sampel terlebih dahulu diasamkan dengan penambahan hydrochoric acid dan mempertahankannya untuk tetap berada pada suhu mendekati suhu didih.

Tujuannya untuk menghilangkan kemungkinan terjadinya pengendapan BaCO3

yang dapat muncul pada kondisi basa Barium sulfat : great insolubility, it can be precipitate and formed

o In a colloidal condition : can not removed by ordinary filtration procedure

o Digestion : a few hours + boiling point : transfer from colloidal to

crystalline forms à filtration can do. o Use a special grade of filter paper

o With care + sufficient washing, combustion and weighted

8. Jelaskan bagaimana melakukan pengukuran dan perhitungan organic phospat. Sebutkan pula metoda-metoda pengukurannya. a. Melakukan pengukuran Orthophosphat secara gravimetric, colorimetric maupun

turbidimetri. b. Melakukan pengukuran Polyphosphat dengan mengkonversikannya ke dalam

orthophosphate dengan melakukan pemanasan dalam kondisi mendidih dan pH asam, hidrolisis dan netralisasi. Dimana yang terukur adalah Total inorganic phosphate. Sehingga perhitungannya sbb Total Anorganik Phosphat – orthophosphate(a) = polyphosphate.

c. Melakukan pengukuran Organik phosphate dengan menghilangkan dahulu kandungan materi organic dengan metode wet oxidation dan mengkonversikan phospat yang ada kedalam orthophosphate dimana yang terukur adalah Total Phospat. Sehingga perhitunganny sbb Total phosphate – anorganik phosphate = org P

9. Jelaskan aplikasi dan kepentingan pengukuran parameter berikut ini dalam kepentingan ilmu teknik lingkungana. Sulfat

Air minum : pada kadar >250 mg/l : pencahar, diare, gastroentritis Air baku domestic dan industry : kerak pada boiler Air limbah : baud an korosi pada saluran penyaluran air buangan

b. Phospat Mengontrol dosis phosphat yang ada untuk pencegahan korosi dan

pengontrolan skala broiler Pengontrolan pertumbuhan algae Merupakan nutrien yang dibutuhkan dalam proses pengolahan biologi

dalam pengolahan air buangan c. Nitrat dan/atau Nitrit dan/atau Amonia

Nitrat : control pertumbuhan pertumbuhan algae / Indikator program kontrol polusi air permukaan, Indikator kebutuhan oksigen terlarut pada air sungai dan estuaria

Nitrit : menjadi racun dalam dosis tinggi yaitu menyebabkan efek pada cardiovascular dan methahemoglobinemia pada dosis rendah, Indikator kebutuhan oksigen terlarut pada air sungai dan estuaria

Amonia : Indikator kualitas sanitasi lingkungan, Indikator kebutuhan oksigen terlarut pada air sungai dan estuaria

d. Besi dan Mangan Rasio Fe/Mn dan jumlah materi organik menentukan jenis unit pengolahan

yang akan digunakan Indikator efisiensi unit pengolahan

Digunakan juga untuk membantu masalah bakteri pengoksidasi besi dalam sistem distribusi

Menentukan prediksi korosi pada sistem distribusi Pengontrolan korosi Terhadap kesehatan manusia : Besi tidak menimbulkan efek apapun,

Mangan : kerusakan pada hati Dalam jumlah kecil diperlukan untuk pembentukan sel-sel darah merah

dalam tubuh manusia. Jika kehadiran mereka ada pada air yang terekspos ke udara :

menyebabkan kekeruhan, dan secara estetis tidak akan diterima. Menimbulkan noda pada pakaian Menimbulkan masalah endapan pada perpipaan logam Menimbulkan masalah pada sistem distribusi karena menyokong

pertumbuhan bakteri besi. Memberikan rasa pada air Growth of iron bacteria within the distribution main

10. Jelaskan bilamanakah besi dan mangan terlarut dan tidak larut dalam air

BESI ‘bervalensi 2,3,4 dan 6Ferric Oxides, ferri oksida (FeO2) dan feri sulfida / pyrite (FeS2), FeCO2 (very insoluble)senyawa besi yang mudah terlarut yaitu sebagai ferrous carbonat FeCO3 (siderite).

MANGANvalensi 1,2,3,4,6 atau 7.Manganese Oxides, MnCO2 (very insoluble)Kondisi Anaerobik : MnO2 tereduksi menjadi tingkat oksidasi IV dan II menjadi terlarut

Air tanah selalu mengandung CO2 yang akan melarutkan FeCO3 dengan reaksi sebagai berikut (begitu juga reaksi yang sama terjadi untuk CaCO3 dan MgCO3) dan dalam kondisi ANEROBIKFeCO3 + CO2 + H2O à Fe2- +2HCO3

-

11. Jelaskan apa yang saudara ketahui mengenai pengukuran kandungan total besi, kandungan besi terlarut dan kandungan besi tersuspensi dengan menggunakan metoda penanthroline.

Mengukur keberadaan kandungan besi pada present time Berdasarkan fakta bahwa 1,10 penenthroline akan berikatan dengan Fe2+

membentuk ion kompleks berwarna merah-orange, dan diukur dengan spektrofotometri.

Sample yang dibawa pada dasarnya sudah bereaksi dengan udara, sehingga:o Sudah terjadi oksidasi Fe(II) menjadi Fe(III)

o Presipitasi dari Fe(OH)3 (s) mungkin sudah terjadi

BESI TERSUSPENSI Penambahan Hydroclhoric acid : MELARUTKAN Fe(OH)3 menjadi Fe3+ : BESI

TERLARUT Penambahan Hydroxylamin sebagai agen pereduksi untuk mereduksi F33+

menjadi Fe2+ : TERUKUR : BESI TOTAL