VOL 13 No.1 APRIL 2015 ISSN 1693-3761

REKAYASA ALAT PENYEHATAN UDARA RUANGANUNTUK MENURUNKAN KADAR GAS KARBONMONOKSIDA (CO)

Chandra Pratama, Imam Khambali, Suprijandani

ABSTRACT

The concentration of air pollutants inside houses is greater than those outside of houses and most pollutantsconsisted of carbon monoxide (CO)-containing combustion gases that are harmful to health. It is quitenecessaryto innovate air control through engineering procedures such as room air sanitizing devices to lowerthe CO level. The purpose of the study was to determine the effectiveness of a room air-sanitizing device inreducing the levels of CO gases.The study was considered as pre-experimental fashioned in a one-group pre-post test design. Theindependent variable was the room air-sanitizing device and the dependent variable was CO concentration.Data was analyzed using paired t-tests.Resultsshowed that there was a reduction in COof 185.3 ppm after passing it throuqh the room air-sanitizingdevice set at a suction flow rate of 2.2 It/min resulting in reduction of 73.9%. Paired t-tests showed a P =0.013 <0 (0.05), indicating that there was a significant difference in CO reduction after passing through thedevice. A room sanitizing device is said to be effective when the characteristics and the mass of the activatedcarbon are the same, the contact time of the adsorbate and adsorbent is sufficiently long and the rate of COreduction z 50% of the initial levels.In conclusion, there was a significant reduction in CO after passing through a room air-sanitizing device.However, the reduction could only effectively occur for less than 21 hours. It is recommended to examineother specifications of the actived carbon such as the surface area, density, porosity, and componentcomposition in order to determine factors that contribute. to the differences. Additionally, it is recommendedto engineer device with a simpler design.

Keywords : CO, activated carbon, adsorption, room air

PENDAHULUANPencemaran udara adalah kehadiran satu ataulebih substansi fisik, kimia, atau biologi diatmosfer dalam jumlah yang membahayakankesehatan manusia, hewan dan tumbuhan,mengganggu estetika dan kenyamanan, ataumerusak properti (EPA dalam Nurbiantara,Setiyawan, 2009). Permasalahan dalampencemaran udara dalam ruangan yang utamaadalah konsentrasi polutan lebih banyak terdapatdi dalam rumah (indoor; daripada di luar ruangan(Department of Health Minnesota dalam Saragih,Winda, 2011). Ario Guritno (2012), menyatakanbahwa polutan udara ruang banyak ditemukandari asap hasH pembakaran yang mengandunggas karbondioksida (C02) sebagai hasilpembakaran tidak sempurna.Menurut Permenkes No.l077 tahun 2011, upayapenyehatan udara dalam ruang meliputi substansifisik, kimia, dan biologi. Substansi kimia yangsalah satu sumber pencemarnya adalah gas CO,sangat perlu dllakukan upaya penyehatan,mengingat kualitas udara yang tidak memenuhipersyaratan kimia, dapat menimbulkan dampakkesehatan yang cukup serius. Salah satu upayamemperbaiki kualitas udara ruangan adalahdengan menciptakan suatu rekayasa alat

penyehatan udara ruangan untuk menurunkankadar gas CO.Perumusan masalah adalah apakah alatpenyehatan udara ruangan dapat menurunkankadar gas CO di dalam ruangan. Sedangkantujuannya adalah untuk mengetahui efektivitasalat penyehatan udara ruangan dalammenurunkan kadar gas CO.

METODA PENELITIANPenilitian ini merupakan penilitian pra eksperimendengan bentuk One Group Pretest PosttestDesign, yaitu rancangan yang dllakukan padaobservasi pertama (pretest) untuk mengujiperubahan-perubahan yang terjadi setelah adanyaeksperimen (Notoatmodjo, 2012:57).Objekpenelitian adalah gas CO yang berasal dari asaphasH pembakaran rokok. Pengambilan sampeldengan pertimbangan waktu, kemampuan, dankebutuhan peneliti, sehingga pengukurandilakukan sebanyak 10 kali untuk mengetahuirata-rata kadar gas CO. Pengumpulan data berupaobservasi, pengukuran, dan sampling udara.Analisis data menggunakan uji paired t test,dimana paling umum dikenal dengan pre-posttest, artinya membandingkan rata-rata nilai pretest dan rata-rata post testdari suatu sarnpel.

GEMA KESEHATAN LINGKUNGAN 1

VOL. 13 No.1 APRIL 2015 ISSN 1693-3761

ALAT DAN BAHAN PENELITIAN

a. GasAlert Micro Clip XTb. FlowMeterc. Stopwatchd. Mesh ukuran 120 dan kuas Mejae. Akrilik (Ketebalan 0.3 cm dan 0.5 cm)f. BOSSPortable Battery Pump New - 2g. Power supplyh. Karbon aktif Tempurung Kelapai. Rokokj. Battery (ABCsize 1,511

PROSEDUR REKAYASA ALAT1. Siapkan alat dan bahan2. Merangkai sesuai dengan bagan pada

Gambar 13. Lakukan proses pengujian kebocoran dengan

cara memasukkan air ke dalam alat4. Apabila sudah tidak ada kebocoran, maka

dilanjutkan ke tahap selanjutnya sedangkanapabila masih terjadi kebocoran makadilakukan perbaikan

5. Pasang Boss Portable Battery Pump New2pada tempat yang sudah disediakan padaalat yaitu di ruang Vacum

6. Pasang selang untuk menghisap danmengeluarkan udara

7. Rangkai susunan kabel tembaga dan powersupply yang berada di ruang vacum untukdihubungkan ke bagian alat pump yangberfungsi

8. Masukkan karbon aktif yang sudah di aktivasi9. Masukkan kabel ke stop kontak sebagai

penghubung untuk sumber energi atau dapatpula menggunakan baterai yang sebelumnyaterpasang pada alat pump sebagai penggantisumber energi dari listrik secara langsung

10. Terdapat saklar yang berfungsi sebagaimedia untuk menghidupkan dan menyalakanalat

11. Alat Penyehatan Udara untuk MenurunkanKadar Gas Karbonmonoksida (CO) secaravisual dicat berwarna hitam dan alat telahsiap digunakan

Gambar 1. Desain Alat

PROSEDUR KERJA ALAT1. Persiapkan alat2. Masukkan karbon aktif yang sebelumnya telah

diaktivasi3. Alat yang sudah siap digunakan diletakkan

pada tripot yang sudah disiapkan4. Masukkan kabel penghubung alat ke stop

kontak5. Hidupkan alat tersebut melalui saklar6. Paparkan alat tersebut dalam ruangan

PROSEDUR PENGUKURAN GAS CO1. Siapkan alat dan bahan untuk mengukur kadar

gas CO2. Ambil alat pengukur CO yaitu Gas Alert Micro

ClipXT3. UkLJr kadar gas CO yang berada pad a replika

ruangan dengan cara memasukkan alatpengukur ke dalam replika ruangan dan catathasil yang tertera

HASIL DAN PEMBAHASANProsedur preparasi karbon aktif dengan melaluipemilihan bahan berupa tempurung kelapa,ukuran butiran 125 um, dan perlakuan pencucianserta pemanasan dengan oven pada suhu 120°Cselama 24 jam. Menurut Maryanto, Dicky (2009),karbon aktif merupakan adsorben yang memilikipori-pori diameter yang sangat kecil yang dapatmenyerap gas, sehingga gas CO yangmelewatinya akan terikat dan mengalami gayatarik menarik dengan pori-pori karbon aktif.Sehingga menggunakan ukuran butiran sebesar125 um.Karbon aktif yang sudah memenuhi standarukuran yang akan menjadi adsorben untukmenurunkan kadar gas CO dicuci untukmenghilangkan kadar abu karena abu yangberlebihan akan menyebabkan terjadinyapenyumbatan pori arang aktif sehingga luaspermukaan aktif menjadi berkurang. Selanjutnya,karbon aktif dipanaskan dengan oven.

GEMA KESEHATAN LINGKUNGAN 2

VOL. 13 No.1 APRIL 2015 ISSN 1693-3761

Menurut Basuki, Tri Kris (2008) karbon aktif dariarang tempurung kelapa mengandung ion-ionlogam dan molekul-molekul air. Dalam keadaannormal ruang antar-lapis pada arang tempurungkelapa terisi oleh rnolekul air bebas yang berada disekitar kation. Bila arang tempurung kelapadipanaskan sampai pada suhu 100°C makamolekul-molekul air akan menguap, sehinggaarang tempurunq kelapa dapat berfungsi sebagaipenyerap gas. Tetapi apabila arang tempurungkelapa dipanaskan di atas 150°C, struktur arang

tempurung kelapa tersebut akan rusak karenatidak tahan panas. Oleh karena itu, penentuansuhu oven sebesar 120°C dalam memanaskankarbon aktif dilakukan agar penguapan molekul airdapat berjalan optimal dan mampumenghindarkan kerusakan struktur karbon aktif.Waktu pemanasan dalam oven dilakukan selama24 jam agar dapat menguap dan kelembapannyajuga menjadi rendah secara keseluruhan(homogen). Sehingga didapatkan persentasepenurunan pada tabel dibawah ini :

Tabel 1: Persentasepenurunan berat karbon aktif

No. Berat BeratAwal BeratAkhir Selisih PersentasePetridisk Karbon Aktif Karbon Aktif Penurunan Penurunan

1. 964 gr 10 gr 91 gr 09 gr 9%2. 552 gr 10 gr 94 gr 06 gr 6%3. 956gr 10 or 93 gr 0.,7or 7%

Jumlah 22 or 22%Rata-rata 073 gr 73%

Berdasarkan Tabel 1 diatas, penurunan terjadisebesar 7,3 % dari berat awal. MenurutMeisrilestari, Yessy (2013), terjadinya perubahanmassa dlsebabkan pada proses pemanasan terjadipernbentukan dan penyusunan arang, sehinggapori-pori akan menjadi besar yang mengakibatkanberat arang menjadi berkurang karena pori-porinya sudah tidak rapat seperti sebelum prosesaktivasi (pemanasan).

Pengukuran terhadap kemampuan aliran hisapvacum udara ditinjau dari sumber energi, yaitusumber energi utama (AC) dan sumber energialternatif (baterai). Kedua sumber energi in!mempunyai kemampuan hisap sama yaitu sebesar2,2 It/menit dengan tegangan 3 volt. Namunsumber energi alternatif mempunyai kemampuanoptimum yang ditunjukkan pada grafik di bawahini:

~ 2..,1III

"S 2}115t::

~ 0 1 :2 :3 "' :5 G 7: a '9 U} 11 12 13 14 .15 .i;fi 17 lil 1'9 20 21III

Grafik 1. Penurunan KemampuanOptimum Baterai

Berdasarkan Grafik 1 diatas, penurunan terjadipada jam ke 21. Sehingga batas optimum bateraiyang digunakan penelitian ini sebesar 20 jam. Halini dikarenakan selama pemakaian, seng secaraperlahan-Iahan larut ketika arus listrik dihasilkan.Ketika ammonium khlorida jenuh, aliran arus listrik

berhenti dan sel harus dibuang. Sel seperti itudikatakan primer atau tak dapat diisi ulang(Departemen Teknik Kimia ITS, 2013).Dari hasil penelitian yang sudah dilakukan,penurunan kadar gas CO dapat diketahui melaluitabel yang berada di bawah ini:

GEMA KESEHATAN LlNGKUNGAN 3

VOL. 13 No.1 APRIL 2015 ISSN 1693-3761

Tabel 2: PersentasePenurunan KadarGasCO

No. Uji Hasil kadar gas CO Selisih PersentasePre test Post test Penurunan Penurunan

1. 241 ppm 40 ppm 201 ppm 834 %2. 276 ppm 68 ppm 208 ppm 7536%3. 258_Qpm 53 ppm 203 ppm 7868%4. 267 ppm 69 ppm 198 ppm 7415 %5. 257 ppm 81 ppm 176 ppm 6848%6. 273 ppm 94 ppm 179 ppm 6556 %7. 276 ppm 80 ppm 196 ppm 7101 %8. 207 ppm 50 ppm 157 ppm 7584 %9. 222 ppm 49 ppm 173 ppm 7792 %10. 224 ppm 62 ppm 162ppm 72 32 %

Jumlah 2501 ppm 646 ppm 1853 ppmRata-rata 2501 ppm 646 ppm 1853 ppm 7427%

Berdasarkan Tabel 2 diatas, dapat diketahuibahwa rata-rata selisih penurunan kadar gas COpada alat penyehatan udara ruangan sebesar185,3 ppm. Sedangkan rata-rata persentase

penurunan sebesar 74,27%. Di bawah ini grafikpersentase penurunan kadar gas CO pada alatpenyehatan udara ruangan:

:1 2 .:1- :;

Us! KE:

Grafik 2. Penurunan Kadar GasCOSetelah Melalui Alat

Berdasarkan Grafik 2 diatas, dapat diketahuibahwa persentase penurunan kadar gas CO padaalat penyehatan udara ruangan menurun dari ujike 1 hingga uji ke 2, yang kemudian meningkatkembali 1 tingkat pada uji ke 3. Penurunan terjadipada uji ke 6 dan kembali meningkat hingga uji ke9 dan mengalami penurunan pada uji ke 10.Persentase penurunan kadar gas CO pada alatpenyehatan udara ruangan tertinggipersentasenya pada uji ke 1 (83,40 %),sedangkan penurunan terrendah pada uji ke 6(65,56 %). Pada uji Paired t testdiperoleh hasil p= 0.013 < a (0.05) yang menunjukkan bahwa adaperbedaan penurunan secara signifikan antarakadar gas CO sebelum dan sesudah melalui alatpenyehatan udara ruangan.Penurunan kadar gas CO ini dikarenakan terjadiproses adsorpi dimana partikel menempel padasuatu permukaan akibat adanya perbedaanmuatan lemah diantara kedua benda, sehingga

membentuk suatu lapisan tipis partikel-partikelhalus pada permukaan tersebut (Reynold, 1982dalam Basuki, Tri Kris, 2008). Meilita S (2003)dalam Dunggio, Yusuf Muhammad (2012:19)menjelaskan bahwa karbon aktif adalah bahanberupa karbon bebas atau arang yang telah dibuatdan diolah secara khusus melalui proses aktifasi,sehingga pori-porinya terbuka dan dengandemikian mempunyai daya serap yang besarterhadap fase gas. Selain itu, daya serap jugaditentukan oleh luas permukaan partikel, dimanakemampuan ini menjadi lebih tinggi jika dilakukanaktifasi melalui pemanasan pada temperatur tinggi(Sembiring dan Sinaga, 2003 dalam Somad,Raden, 2009). Sedangkan menurut Agusta, Diana,(2012) bahwa semakin banyak massa adsorbenyang digunakan, akan membuat jumlah partikelyang kontak dengan gas CO semakin banyaksehingga semakin banyak pula partikel gas COyang teradsorp.

GEMA KESEHATAN LINGKUNGAN 4

VOL. 13 No.1 APRIL 2015 155N 1693-3761

Efektivitas alat penyehatan udara ruangan ditinjaudari hasil sebelum (pre) dan sesudah (post)perlakuan. Data pada Tabel 2 dan uji paired t testmenunjukkan hasil penurunan secara signifikandalam mengurangi kadar gas CO dalam ruangan.Selain itu, kriteria untuk dapat dikatakan efektifyaitu sebagai berikut :

1. Karakteristik dan MassaKarbon Aktif SarnaKarateristik dan massa karbon aktif yangdigunakan harus sesuai standar awal padatahap preparasi sampel. Hal ini akanmenentukan kemarnpuan karbon aktif dalambereaksi pada gas CO pada masing-masingreaktor.

2. Waktu Kontak Adsorbat (Gas CO) denganAdsorben (Karbon Aktif) Cukup LamaAdsorben berupa karbon aktif ini mempunyaimasa jenuh yang akan mempengaruhikecepatan dalam kontak dengan adsorbat.Kapasitas adsorben akan jenuh seiringdengan bertambahnya waktu karena telahbanyaknya adsorbat yang menempel padaadsorben (Basuki, Tri Kris, 2008). Pada saatterjadi kesetimbangan, semua bagian padapermukaan adsorben telah terisi oleh partikeladsorbat (Sukir, 2008). Sehingga adsorbathanya akan melewati adsorben saja karenaadsorben sudah tidak mampu mengadsorpgas CO.

3. Mampu menurunkan kadar gas CO ~ 50 %dari kadar awalIni dikarenakan fungsi dan tujuan utamapada alat ini yaitu sebagai penurun kadargas CO dalam ruangan. Penurunan kadar gasCO melalui alat penyehatan udara ruanganini harus terjadi secara signifikan yaitu ~ 50% dari kadar awal gas CO sebelum melaluialat ini. Sehingga apabila penurunan tidakmampu terjadi secara signifikan yaitu ~ 50% maka alat penyehatan udara ruangan inikurang dapat digunakan secara efektif.

KESIMPULAN1. Rata-rata kadar gas CO sebelum melalui alat

penyehatan udara ruangan sebesar 250,1ppm dan rata-rata sesudah melalui alatpenyehatan udara ruangan sebesar ppm64,6 ppm.

2. Terjadi penurunan kadar gas CO denganpersentase penurunannya sebesar 74,27%.

3. Alat penyehatan udara ruangan ini ternyataefektif menurunkan kadar gas CO dengankriteria selisih penurunan sebesar 185,3ppm.

4. Kemampuan alat penyehatan udara ruanganuntuk menurunkan kadar gas CO ditinjaudari kemampuan vacum udara yangmenggunakan 2 sumber energi listrik (3 volt)dengan kemampuan aliran udara sebesar 2,2It/men it, kemampuan karbon aktif sebagaimedia adsorben yang menurun < 50 % padajam ke 21, serta kemampuan alat terhadap

ruangan yang dimana semakin besarruangan untuk diuji maka semakin lama puladetensi waktu yang dicapai untuk menghisapgas CO

SARAN1. Pemeriksaan terhadap karateristik karbon

aktif sebagai media adsorben lebihdilengkapi, berupa luas permukaan, densitas,kelembapan, porositas dan komposisipenyusun karbon aktif

2. Perlu dicoba karbon aktif selainmenggunakan arang tempurung kelapasebagai media adsorben.

3. Dilakukan perbandingan terhadap massa danukuran butiran karbon aktif yang digunakansebagai media adsorben

4. Penggunaan vacum udara yang dapatdiinovasi lebih luas lagi.

5. Perancangan desain alat yang lebihsederhana dan lebih efisien.

6. Pengujian dilakukan lebih lama, hinggaditemukan kadar gas CO pada effluendikatakan aman bagi manusia sesuai denganperaturan yang berlaku.

DAFTAR PUSTAKA

Agusta, Diana, 2012. Uji Adsorpsi Gas CO padaAsap Kebakaran dengan MenggunakanKarbon Aktif dari Arang Tempurung Ke/apayang Terimpregnasi Ti02.Depok, ProgramStudiTeknik Kimia, FT-UI.

Basuki, Tri Kris, Setiawan, Budi, danNurimaniwathy, 2008. PenurunanKonsentrasi CO dan NOzPada Emisi GasBuang Menggunakan Arang TempurungKe/apa yang Disisipi TiOz, Yogyakarta,SekolahTinggi Teknologi Nuklir-BATAN.

Departemen Teknik Kimia ITS, 2013.Baterai DanJenisnya.http://elkimkor.com/2013/01/04/baterai-dan-jenisnya/, 9 Agustus 2014.

Dunggio, Yusuf Muhammad, 2012. Adsorpsi GasKarbonmonoksida (CO) dan PenjernihanAsap Kebakaran Menggunakan KarbonAktif dari Tempurung Ke/apa Termodifikasi7702.Depok, Program StudiTeknik Kimia,FT-UI.

Guritno, Ario, 2012. Sintesis dan UjiKinerja Kata/isKomposit Ag/Ti02 - Zeo/it A/am Lampung -Karbon Aktif sen» Rekayasa A/at untukPurifikasi Udara Ruang Depok, ProgramStudiTeknik Kimia, FT-UI.

Maryanto, Dicky, Mulasari, Asti Surahma danSuryani, Dyah, 2009. Penurunan KadarEmisi Gas Buang Karbonmonoksida (CO)dengan Penambahan Arang Aktif padaKendaraan Bermotor di Yogyakalta, Jurna/KESMAS.3 (3): 162-232.

Meisrilestari, Yessy, 2013.PembuatanArangAktifDari Cangkang Ke/apa Sawit Dengan

GEMA KE5EHATAN LlNGKUNGAN 5

VOL. 13 No.1 APRIL 2015 ISSN 1693-3761

Aktivasi Secara Fisika, Kimia Dan Fisika-Kimia, Konversi. 2.1

Notoatmodjo, Soekidjo, 2012. Metod%giPene/itianKesehatan.Jakarta: RinekaCipta.

Nurbiantara, Setiyawan, 2010. Pengaruh Po/usiUdara Terhadap Fungsi Paru pada Polis!La/u Untas di Surakarta. Surakarta, FK-UNS;

Peraturan Menteri Kesehatan Republik IndonesiaNomor 1077 Tahun 2011 TentangPedoman Penyehatan Udara Da/am RuangRumah.

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor41 Tahun 1999 Tentang Pengenda/ianPencemaran Udara.

Rahmawati, Novi, 2008. Pola Spasial KonsentrasiGas Karbonmonoksida (CO) di KotaJakarta. Depok, Program StudiGeografi,FMIPA-Ul.

Saragih, Winda, 2011. Degradasi Polutan UdaraRuangan Menggunakan Lampu Hiasdengan Penutup 8er/apis KatalisTi02Termodifikasi.Depok, DepartemenKimia, FT-Ul.

Somad, Raden, 2009. Arang Aktif.http://radensomad.blogspot.com/2009/02!arang-aktif.html, 16 Januari 2014

Sukir, 2008.Pembuatan Dan Karakterisasi KarbonAktif Dad Sekam Padi. Depok, DepartemenKimia, FT-Ul.

GEMA KESEHATAN LlNGKUNGAN 6