Sumber Aneka Karya Abadi - Your trusted partner for laboratory instrument

Nitrogen dioksida (NO₂) merupakan salah satu gas pencemar udara yang termasuk dalam kelompok oksida nitrogen (NOx). Gas ini bersifat beracun, berwarna cokelat kemerahan, dan mudah larut dalam air membentuk asam nitrat. NO₂ umumnya berasal dari proses pembakaran bahan bakar fosil, emisi kendaraan bermotor, pembangkit listrik, serta aktivitas industri. Pemantauan kadar NO₂ di udara penting dilakukan karena gas ini berdampak buruk terhadap kesehatan manusia, seperti iritasi saluran pernapasan, serta dapat menyebabkan hujan asam yang merusak lingkungan. Salah satu metode yang banyak digunakan untuk menentukan kadar NO₂ adalah metode spektrofotometri.

Prinsip Metode Spektrofotometri dalam Uji Kadar Nitrogen Dioksida (NO₂) di Udara

Prinsip dasar spektrofotometri adalah pengukuran intensitas cahaya yang diserap oleh suatu larutan berwarna pada panjang gelombang tertentu. Dalam uji NO₂, metode yang umum digunakan adalah metode Griess-Saltzman, di mana NO₂ bereaksi dengan larutan asam sulfanilat dan N-(1-naftil)-etilendiamin menghasilkan senyawa azo berwarna merah muda. Warna ini kemudian dianalisis pada panjang gelombang sekitar 550 nm dengan menggunakan spektrofotometer visible (sinar tampak). Konsentrasi larutan sebaiknya dilakukan sesegera mungkin yaitu kurang dari 1 jam.

Dalam pengujian NO₂ di udara dibutuhkan beberapa larutan yang sebelumnya perlu disiapkan dengan mengacu pada SNI 7119-2-2017 yaitu:

1. Larutan induk N-(1-naftil)-etilendiamin dihidroklorida (NEDA, C₁₂H₁₆C_l2N₂)

Larutan induk NEDA dibuat dengan cara sejumlah NEDA ditambahkan dengan air demineral dan dihomogenkan.

3. Larutan penjerap Griess-Saltzman

Larutan penjerap Griess-Saltzman dibuat dengan cara sejumlah asam sulfanilat anhidrat (H₂NC₆H₄SO₃H) atau asam sulfanilatmonohidrat dilarutkan dengan asam asetat glasial (CH₃COOH pekat) dan ditambahkan dengan air demineral dan dihomogenkan kemudian ditambahkan larutan NEDA dan aseton, juga ditambahkan lagi air demineral dan dihomogenkan.

3. Larutan induk nitrit (NO₂)

Sejumlah natrium nitrit (NaNO₂) dikeringkan di dalam oven pada suhu 105°C selama 2 jam dan dilarutkan dengan air demineral hingga homogen.

Setelah larutan-larutan tersebut disiapkan, pengujian dapat dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:

a. Pengambilan Sampel Udara

Untuk pengujian NO₂ di udara, pengambilan sampel mengacu pada Standar Nasional Indonesia, SNI 19-7119.6 yaitu udara dihisap dengan pompa melewati tabung absorpsi berisi larutan penyerap, sehingga NO₂ larut dalam larutan tersebut.

b. Pembentukan Senyawa Berwarna

Larutan hasil penyerap ditambahkan dengan pereaksi Griess-Saltzman dan NO₂ dalam larutan akan membentuk senyawa azo berwarna merah muda yang adalah sampel uji.

c. Pengukuran Absorbansi

Sampel uji kemudian diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 550 nm.

d. Pembuatan Kurva Kalibrasi

Kurva kalibrasi dibuat dari larutan standar NO₂ dengan konsentrasi tertentu, yang mana hubungan antara absorbansi dan konsentrasi akan membentuk grafik linear.

e. Perhitungan Konsentrasi

Konsentrasi NO₂ dalam sampel udara dihitung dengan membandingkan absorbansi sampel terhadap kurva kalibrasi. Hasil biasanya dinyatakan dalam satuan µg/m³.

f. Interpretasi Hasil

• Nilai absorbansi tinggi menunjukkan konsentrasi NO₂ yang tinggi di udara.
• Hasil pengukuran kemudian dibandingkan dengan baku mutu kualitas udara ambien yang berlaku, misalnya Peraturan Pemerintah Indonesia atau standar WHO.

Sebagai contoh, baku mutu kualitas udara ambien untuk NO₂ menurut WHO adalah 200 µg/m³ (1 jam rata-rata) dan 40 µg/m³ (tahunan rata-rata).

Selain penggunaan spektrofotometer, pengukuran NO₂ juga dapat dilakukan dengan metode dan/atau instrumen lainnya yaitu:

• Chemiluminescence Analyzer
  • Prinsip: NO bereaksi dengan ozon (O₃) menghasilkan cahaya (chemiluminescence). NO₂ terlebih dahulu direduksi menjadi NO, lalu dianalisis.
  • Metode ini merupakan metode referensi EPA dan ISO 7996:2015.
  • Akurasi tinggi, cocok untuk pemantauan udara ambien secara kontinyu.
• Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy
  • Prinsip: Molekul NO₂ menyerap radiasi inframerah pada pita khas. Bisa menganalisis beberapa gas sekaligus.
• Differential Optical Absorption Spectroscopy (DOAS)
  • Prinsip: Mengukur penyerapan NO₂ pada panjang gelombang tertentu sepanjang lintasan udara.
  • Cocok digunakan untuk pemantauan area luas (outdoor monitoring).

Dibandingkan ketiga metode atau instrumental ini, pengukuran NO₂ dengan menggunakan spektrofotometer visible memiliki kelebihan yaitu:

1. Pengukuran dapat langsung dilakukan di lapangan
2. Waktu analisis singkat dan relatif mudah untuk digunakan
3. Spektrofotometer Visible umumnya lebih terjangkau cost nya dibanding alat instrumental lainnya (FTIR, chemiluminescence analyzer), juga biaya operasional (reagen, perawatan) relatif rendah.
4. Merupakan metode referensi, baik secara nasional dan global seperti SNI, ISO dan EPA.

Spektrofotometer Portable

Setelah memahami prinsip dasar pengukuran NO₂ menggunakan metode spektrofotometri, langkah berikutnya adalah memilih instrumen yang tepat untuk memperoleh hasil yang akurat dan terpercaya. Dalam praktiknya, pemilihan alat sangat memengaruhi kualitas data, terutama jika pengujian dilakukan di lapangan dengan kondisi lingkungan yang bervariasi. Oleh karena itu, diperlukan spektrofotometer yang tidak hanya mampu membaca absorbansi dengan presisi, tetapi juga praktis, portabel, serta mendukung berbagai metode analisis. Salah satu instrumen yang memenuhi kriteria tersebut dan banyak direkomendasikan untuk pemantauan kualitas lingkungan adalah spektrofotometer dengan model portable.

Spektrofotometer portable yang sebaiknya digunakan untuk pengukuran NO₂ yaitu:

• Mampu membaca pada panjang gelombang 540 nm yaitu panjang gelombang khas reaksi Griess-Saltzman.
• Memiliki akurasi dan sensitivitas tinggi
• Portabilitas yaitu ringan, tahan terhadap kondisi lapangan, sehingga cocok untuk pengambilan sampel udara secara langsung di lokasi.
• Mendukung metode standar maupun metode custom yang bisa dimasukkan analis, sehingga memungkinkan pengguna membuat metode khusus untuk pengukuran NO₂ sesuai prosedur laboratorium (misalnya Griess-Saltzman), meskipun metode tersebut belum tersedia di daftar metode standar bawaan
• Tersedia memori internal untuk menyimpan hasil, sehingga memudahkan dokumentasi data secara otomatis.

Gambar 1. Spektrofotometer Portable

Secara keseluruhan, pengukuran kadar NO₂ di udara dengan metode spektrofotometri memberikan hasil yang akurat, konsisten, dan dapat diandalkan sebagai dasar evaluasi kualitas lingkungan. Selain itu, pemanfaatan instrumen modern seperti spektrofotometer portable semakin mempermudah proses analisis, karena dilengkapi fitur untuk pembuatan metode kustom yang memungkinkan analis membuat metode khusus sesuai kebutuhan, termasuk metode Griess-Saltzman untuk NO₂. Dengan demikian, kombinasi metode analisis yang tepat dan pemilihan alat yang sesuai akan menghasilkan data yang valid serta mendukung upaya pemantauan dan pengendalian pencemaran udara secara lebih efektif.

Referensi:
APHA. (2017). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 23rd Edition. American Public Health Association, Washington D.C.

Badan Standardisasi Nasional. SNI 7119-2-2017: Udara ambien - Bagian 2: Cara uji kadar nitrogen dioksida (NO?) dengan metode Griess-Saltzman menggunakan spektrofotometer (revisi 2005). Jakarta: BSN.

Hach Company. (2014). DR1900 Portable Spectrophotometer User Manual. Hach Company, Colorado, USA.

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 22 Tahun 2021 tentang Penyelenggaraan Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup.

Saltzman, B. E. (1954). Colorimetric microdetermination of nitrogen dioxide in the atmosphere. Analytical Chemistry, 26(12), 1949–1955.

Skoog, D. A., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2018). Principles of Instrumental Analysis (7th ed.). Cengage Learning, Boston.

WHO. (2006). Air Quality Guidelines for Particulate Matter, Ozone, Nitrogen Dioxide and Sulfur Dioxide. World Health Organization Regional Office for Europe, Copenhagen.