Uji Amonia pada Air Limbah Industri
Berdasarkan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor P.21 Tahun 2018 (sebelumnya Permen LHK Nomor 5 Tahun 2014) telah ditetapkan bahwa amonia merupakan parameter wajib ukur pada air limbah industri pertambangan. Mengapa? Selain sifatnya yang toksik terhadap lingkungan, amonia bersifat mudah terbakar sehingga dapat membahayakan jika jumlahnya tidak ditekan. Umumnya, pengujian amonia dilakukan dengan menggunakan metode spektrofotometri. Sebelumnya, pengujian amonia menggunakan metode Nessler yang dinilai relevan karena tingkat akurasinya yang cukup tinggi. Namun, reagen Nessler telah dimasukkan ke dalam reagen yang bersifat toksik dan pengedarannya sudah ditekan oleh adanya motto ‘green chemistry’. Lalu metode apa yang dapat dijadikan alternatif untuk pengukuran amonia? Artikel ini akan membahas beberapa metode - metode lain yang relevan untuk mengukur amonia, khususnya pada air limbah, sebagai alternatif dari metode Nessler.
Amonia merupakan senyawa nitrogen yang bersifat basa dengan rumus empiris NH3. Berbagai proses manufaktur yang melibatkan unsur nitrogen biasanya menghasilkan hasil samping berubah senyawa ini. Dalam Industri tambang, amonia dihasilkan dari reaksi agen pengoksidasi. Jumlahnya dalam hasil samping dapat ditekan dengan berbagai cara, contohnya dengan menggunakan resin pengganti ion (ion exchanger resin). Tentunya, analis perlu mengetahui jumlah amonia dalam sampel terlebih dahulu sebelum mengaplikasikan treatment ini.
Untuk mengetahui kadar amonia secara pasti, beberapa metode dapat digunakan user untuk mengukur amonia sebelum air limbah tersebut dilepaskan ke lingkungan. Karena kadarnya yang tidak terlalu tinggi dalam air limbah, biasanya uji amonia masih dapat dilakukan secara spektrofotometri. Adapun metode yang dapat digunakan seperti metode Nessler, metode fenat/indofenol (indophenol) dan metode salisilat.
Metode Nessler
Metode Nessler adalah metode yang cukup relevan untuk dilakukan meski banyak tahap yang perlu dilakukan. Adapun tahapan tersebut terdiri dari 3 tahap, yakni tahap perlakuan sampel (pre-treatment), tahap destilasi (distillation) dan pengukuran nilai menggunakan alat. Hal ini tercantum dalam American Public Health Association (APHA) 4500-NH3 Tahun 1992. Pengukuran nilai amonia dalam sampel dilakukan secara spektrofotometri, tepatnya pada panjang gelombang 425 nm.
Pada prinsipnya, metode Nessler didasarkan pada penggunaan reagen Nessler. Reagen ini terdiri dari Merkuri (II) iodida (HgI2), Kalium iodida (KI) dan natrium hidroksida (NaOH). Fungsinya adalah untuk mereaksikan amonia dan mengubahnya ke bentuk yang lebih stabil. Jika sampel mengandung total amonia nitrogen (TAN), maka larutan sampel akan berubah warna menjadi kuning, dimana intensitas warna yang muncul akan setara dengan konsentrasi TAN yang ada dalam sampel. Persamaan reaksi ini ditulis sebagai : 
Meski reagen Nessler masih distribusikan dan dapat digunakan namun metode ini sudah tidak disarankan oleh standar APHA sekarang karena mengandung merkuri yang berbahaya dan tidak mudah untuk diolah. Dalam skala industri tertentu, diperlukan persyaratan tertentu yang perlu dipenuhi untuk mendapatkan dan menggunakan reagen ini.
Metode Fenat/ Indofenol (Indophenol)
Salah satu metode alternatif yang direkomendasikan oleh APHA untuk menggantikan metode Nessler adalah metode fenat atau indofenol. Metode ini juga tercantum pada SNI Nomor 06-6989.30 Tahun 2005. Dilakukan secara spektrofotometri pada panjang gelombang 640 nm. Prinsip dari metode ini adalah mereaksikan amonia dalam sampel dengan hipoklorit dan fenol yang dikatalisis oleh natrium nitroprusida. Reaksi ini menghasilkan zat yang berwarna biru yaitu indofenol (indophenol). Persamaan reaksi ini dapat ditulis sebagai :
Metode Salisilat
Metode Salisilat adalah salah satu variasi dari metode fenat. Metode ini merupakan metode modifikasi dari metode fenat. Kelebihan metode ini adalah tidak adanya keterlibatan merkuri ataupun fenol dalam reaksinya, sehingga relatif lebih aman untuk analis. Dalam prosesnya, amonia yang terkandung dalam sampel akan bereaksi dengan hipoklorit dalam keadaan basa sehingga menghasilkan monokloramin. Senyawa ini akan bereaksi dengan asam salisilat dan menghasilkan 5-aminosalisilat (5-aminosalicylate). Adanya senyawa ini menyebabkan warna larutan berubah menjadi warna hijau. Intensitas warna yang dihasilkan pun akan berbanding lurus dengan kadar amonia yang terdapat dalam sampel. Persamaan reaksi dari tahapan ini ditulis sebagai berikut : 
Alat Ukur Kadar Amonia
Dari beberapa metode spektrofotometri yang telah dijabarkan diatas, alat yang digunakan dapat berupa spektrofotometer benchtop, spektrofotometer portable dan kolorimeter. Lalu apa yang membedakannya? Perbedaan yang paling mencolok terdapat pada tampilan alat, range panjang gelombang dan fleksibilitas dalam hal mobilisasi. Spektrofotometer benchtop diperuntukkan untuk laboratorium dan penggunaan statis. Penggunaannya memerlukan aliran listrik yang stabil, oleh karena itu disarankan untuk menambahkan stabilizer/UPS pada penggunaannya.
Berbeda halnya dengan versi benchtop, spektrofotometer portable dan kolorimeter dapat dimobilisasikan dan tidak membutuhkan stabilizer. Hal ini karena keduanya dibekali sistem yang dapat dioperasikan dengan menggunakan baterai. Namun perlu dijadikan catatan bahwa analis perlu memperhatikan indikator baterai. Mengapa? Arus listrik yang menyalakan lampu dari kedua alat ini bersumber dari baterai, sehingga daya listrik yang tersisa pada baterai untuk digunakan dalam sistem akan mempengaruhi intensitas cahaya yang dihasilkan oleh lampu. Akibatnya, jika baterai terlalu lemah maka intensitas cahaya yang ditembakkan tidak optimal yang dapat menyebabkan hasil pengukuran kurang akurat. Perbedaan lainnya dapat disimak pada Tabel 1.
Tabel 1. Perbedaan Spektrofotometer Benchtop, Spektrofotometer Portable dan Kolorimeter
Referensi
American Public Health Association. 4500-NH3 Nitrogen (Ammonia), https://www.edgeanalytical.com/wp-content/uploads/Waste_SM4500-NH3.pdf diakses pada 30 April 2024
Badan Standardisasi Nasional. 2005. Standar Nasional Indonesia Nomor 06.6989 tentang “Air dan Air Limbah - Bagian 30: cara Uji Kadar Amonia dengan Spektrofotometer secara Fenat”
Hach Company. 2019. Nitrogen Ammonia For Water, Wastewater and Seawater : Nessler Method and Salicylate Method. USA : Hach Company
Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan. 2018. Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor P.21/menlhk/setjen/kum.1/7/2018 Tahun 2018 Tentang Perubahan Atas Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 5 Tahun 2014 Tentang Baku Mutu Air Limbah, https://peraturan.go.id/id/permen-lhk-no-p-21-menlhk-setjen-kum-1-7-2018-tahun-2018 diakses pada 30 April 2024
Zhang, Tianguang. 2022. Ammonia Removal from Mining Wastewater by IonExchange Regenerated by Chlorine Solutions. Ottawa : Department of Civil Engineering University of Ottawa