Kandungan Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam sedimen perairan pesisir sekitar kawasan industri Gresik

i

KANDUNGAN Fe, Cu, Zn, DAN Pb
DALAM SEDIMEN PERAIRAN PESISIR
SEKITAR KAWASAN INDUSTRI GRESIK

MAULI RAHMA

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006

i

ABSTRAK
MAULI RAHMA. Kandungan Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam Sedimen Perairan Pesisir
Sekitar Kawasan Industri Gresik. Dibimbing oleh KOMAR SUTRIAH dan JUNE
MELLAWATI.
Logam besi (Fe), tembaga (Cu), zink (Zn), dan timbal (Pb) umum digunakan di

sektor industri, di antaranya industri pupuk, pestisida, bahan kimia, peleburan logam,
deterjen, dan cat. Aktivitas industri ini telah menimbulkan pencemaran logam di daerah
perairan pesisir Gresik. Zat pencemar yang berasal dari aktivitas industri ini masuk ke
lingkungan perairan dan akan tersebar ke air, terabsorpsi oleh biota laut, serta
terakumulasi dalam sedimen. Tujuan penelitian ini ialah mengidentifikasi dan mengukur
tingkat cemaran logam Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam sedimen di lima stasiun perairan pesisir
sekitar kawasan industri Gresik.
Analisis logam dalam sedimen dilakukan dengan metode spektrometri pendar
sinar-X menggunakan 109Cd sebagai sumber pengeksitasi. Kuantitas logam ditentukan
dengan membandingkan intensitas sinar-X unsur dalam sampel dengan intensitas unsur
dalam standar acuan SL-1 dari International Atomic Energy Agency. Hasil penelitian
menunjukkan konsentrasi Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam sampel sedimen beragam.
Konsentrasi Fe, Cu, dan Zn tertinggi, masing-masing sebesar 42.73, 117.50, dan 250.88
mg/kg ditemukan pada stasiun 2, sedangkan konsentrasi tertinggi Pb sebesar 231,34
mg/kg ditemukan pada stasiun 4. Analisis sidik ragam yang terdiri atas dua faktor
percobaan dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap metode tetap menunjukkan
adanya interaksi antara jenis logam dan stasiun yang berpengaruh terhadap konsentrasi
logam.

ii

ABSTRACT
MAULI RAHMA. The Content of Fe, Cu, Zn, and Pb in Sediment of Coastal Waters
around Gresik industrial area. Supervised by KOMAR SUTRIAH and JUNE
MELLAWATI.
Iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), and lead (Pb) metals are commonly used in
industrial sectors, including fertilizer, pesticides, chemical, smelting, detergent, and paint
industries. This industrial activities, potentially contribute to metals pollution that were
found at the coastal waters of Gresik. The pollutants which coming from the industrial
activities discharge to coastal water are distributed to waters, absorbed by organisms, and
accumulated in sediment. The aim of this research is to identify and measure the level of
metal pollutants, i.e. Fe, Cu, Zn, and Pb in sediment on five stations of coastal waters
around Gresik industrial area.
Analysis of metals in sediment were carried out by X-ray fluoresence spectrometry
using 109Cd as an excitation source. Determination of metal quantity was carried out by
comparing between the X-ray intensity of element in sampel and X-ray intensity of
element in SL-1 reference standard from International Atomic Energy Agency. The result
of this research showed that concentrations of Fe, Cu, Zn, and Pb in sediment sampels
varied. The highest concentration of Fe, Cu, and Zn were 42.73, 117.50, and
250.88 mg/kg, respectively, and was found in station 2, while the highest concentration

of Pb was 231.34 mg/kg and was found in station 4. The result of analysis of variance
which consist of two factors experiments using fixed method of completely randomized
design showed that there was interaction between type of metal and station which affect
metal concentration.

i

KANDUNGAN Fe, Cu, Zn, DAN Pb
DALAM SEDIMEN PERAIRAN PESISIR
SEKITAR KAWASAN INDUSTRI GRESIK

MAULI RAHMA

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006

iv

Judul

: Kandungan Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam Sedimen Perairan Pesisir Sekitar
Kawasan Industri Gresik
Nama : Mauli Rahma
NIM : G01499071

Disetujui:

Pembimbing I

Pembimbing II

Drs. Komar Sutriah, M.Si.

NIP 131950979

Dr. June Mellawati, M.Si.
NIP 330002682

Diketahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor

Dr.Ir. Yonny Koesmaryono, M.S.
NIP 131473999

Tanggal lulus:

v

PRAKATA

Alhamdulillahirrabbil’aalamiin, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas
segala rahmat, kasih sayang, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan

sripsi ini. Skripsi ini disusun berdasarkan hasil penelitian yang dilaksanakan mulai
Januari 2004 sampai Mei 2004 di Laboratorium Sumber Daya Alam dan Laut Pusat
Aplikasi Isotop dan Radiasi BATAN, Pasar Jum’at, Jakarta Selatan dengan judul
Kandungan Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam Sedimen Perairan Pesisir Sekitar Kawasan Industri
Gresik.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Drs. Komar Sutriah, M.S. dan Dr.
June Mellawati, M.Si. yang telah membimbing penulis selama melakukan penelitian dan
dalam penulisan skripsi ini. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada pak Suparto dan
pak Menry yang banyak membantu penulis selama penelitian.
Ucapan terima kasih terdalam penulis haturkan kepada Papa, Mama, kak Ayi,
Abang, Cicin, kak Ika, mas Aping, dan Indra Bayu Russiana untuk segala dukungan, doa,
kesabaran, dan kasih sayangnya. Untuk Chimoet, Indah, Ipo, dan Pepen, terima kasih atas
dukungan dan persahabatannya. Terima kasih juga penulis haturkan untuk mas Heri,
Andri, Enjoy, Hakim, Duki, Tommy, Budi, Wawa, mba Wiwin atas konsultasinya,
keluarga M20, dan teman-teman Kimia 36.
Semoga karya ilimiah ini bermanfaat.

Bogor, Juni 2006

Mauli Rahma

vi

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Dumai pada tanggal 13 Juli 1981 dari pasangan Bapak M.
Sidik Hasan dan Ibu Ilma Sari. Penulis merupakan putri ketiga dari empat bersaudara.
Tahun 1999 penulis lulus dari SMUN 82 Jakarta dan pada tahun yang sama
penulis masuk IPB melalui jalur Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri (UMPTN) pada
program studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam.
Selama di IPB, penulis aktif di organisasi kemahasiswaan Ikatan Mahasiswa
Kimia (IMASIKA) dan menjadi panitia dalam berbagai kegiatan. Selama mengikuti
perkuliahan penulis pernah menjadi asisten praktikum untuk mata ajaran Kimia Dasar I,
Kimia Fisik I untuk S1 Kimia, Kimia Fisik untuk S1 TPG, Kimia Fisik untuk D3 Ankim,
Kimia Analitik untuk S1 Biokimia, dan Kimia Lingkungan untuk S1 Kimia. Pada bulan
Juli-Agustus 2002, penulis mengikuti praktik lapangan di Lembaga Ilmu Pengetahuan
Indonesia (LIPI) Juanda di bidang Biosistematika dan Genetika Mikroba dan menulis
laporan praktik lapangan yang berjudul Pengaruh Sistem Fermentasi Acetobacter
xylinum-Saccharomyces cerivisiae pada Beberapa Ekstrak Tanaman Berpotensi Obat

terhadap Pertumbuhan Staphylococcus aureus.

vii

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ........................................................................................................ viii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................

ix

PENDAHULUAN .......................................................................................................

1

TINJAUAN PUSTAKA
Pencemaran Lingkungan .................................................................................
Unsur Berat .....................................................................................................
Pencemaran Perairan oleh Logam ....................................................................

Sedimen sebagai Media Akumulasi Logam .....................................................
Spektrometri Pendar Sinar X (X-Ray Fluoresence Spectrometry) ...................

1
2
2
2
3

BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat .................................................................................................
Metode Penelitian ............................................................................................

4
5

HASIL DAN PEMBAHASAN
Kalibrasi Peralatan XRFS ................................................................................
Uji Baku Pembanding ......................................................................................
Uji Kualitatif ....................................................................................................

Uji Kuantitatif ..................................................................................................
Uji Statistik ......................................................................................................

6
6
7
7
8

SIMPULAN .................................................................................................................

9

SARAN ........................................................................................................................

9

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................

10

LAMPIRAN .................................................................................................................

12

viii

DAFTAR TABEL

Halaman
1 Spesifikasi 7 logam murni dari IAEA ......................................................................

6

2 Hasil analisis unsur dan data sertifikat standar SL-1 dari IAEA ..............................

6

3 Hasil analisis kualitatif unsur dalam sampel sedimen ..............................................

7

4 Hasil kali kelarutan senyawa sulfida dari Fe, Cu, Zn, dan Pb..................................

8

5 Kisaran kadar alamiah logam berat dalam sedimen..................................................

8

DAFTAR GAMBAR

Halaman
1 Skema proses masuknya zat pencemar ke lingkungan laut .....................................

3

2 Kurva kalibrasi energi ..............................................................................................

6

3 Konsentrasi logam Fe, Cu, Zn, dan Pb pada ke lima stasiun ...................................

7

4 Hubungan konsentrasi logam (mg/kg) dengan bobot atom logam (g/mol) pada
kelima stasiun ...........................................................................................................

7

5 Hubungan konsentrasi logam (mg/kg) dengan densitas logam (g/mol) pada
kelima stasiun ...........................................................................................................

8

6 Pengaruh interaksi jenis logam dengan stasiun terhadap konsentrasi ..........

8

ix

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman
1 Peta lokasi sampling sedimen ..................................................................................

13

2 Data kondisi sampling sedimen ...............................................................................

13

3 Bagan alir preparasi sampel sedimen........................................................................

14

4 Bagan alir analisis sampel sedimen dengan XRFS ..................................................

15

5 Skema kerja alat XRFS ............................................................................................

16

6 Spektrum hasil analisis sampel sedimen menggunakan XRFS dengan sumber
pengeksitasi 109Cd ....................................................................................................

17

7 Hasil pengukuran Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam standar SL-1 dan sampel sedimen:
(a) Intensitas dan kadar Fe, Cu, Zn, dan Pb (menurut sertifikat) pada standar SL-1;
(b) Intensitas dan konsentrasi Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam sampel sedimen ............... 18
8 Hasil uji statistik: (a) Analisis sidik ragam yang terdiri dari dua faktor dengan
RAL model tetap; (b) Hasil uji Duncan pada pengaruh interaksi antara jenis
logam dan stasiun terhadap konsentrasi logam ......................................................... 20

1

PENDAHULUAN
Perkembangan industrialisasi di Indonesia
semakin meningkat dengan cepat dan hal ini
dapat memberi dampak pada kondisi lingkungan hidup, diantaranya kasus pencemaran.
Berdasarkan hal itu, maka perhatian dan
pengawasan pemerintah terhadap pencemaran
lingkungan juga perlu ditingkatkan. Salah satu
cara pengawasan lingkungan ialah dengan
melakukan pengukuran konsentrasi unsurunsur logam dari beberapa media lingkungan,
seperti udara, air, tanah, tumbuh-tumbuhan,
dan sedimen. Pengukuran ini amat penting
karena dapat mengidentifikasi secara dini
tingkat bahaya yang akan mungkin terjadi di
lingkungan dan dapat mengetahu permasalahan di lingkungan.
Secara alamiah, berbagai unsur logam terdapat dalam sedimen. Unsur-unsur ini berasal
dari erosi, debu, limbah rumah tangga dan rumah sakit, industri, dan kegiatan manusia lainnya yang mengalir melalui selokan menuju
sungai, danau, dan akhirnya bemuara ke laut,
lalu mengendap bersama-sama sedimen. Proses tersebut berlangsung secara terus-menerus
sehingga menyebabkan pendangkalan badan
air oleh sedimen serta terjadi peningkatan
kandungan unsur hara, bahan organik, bakteri
patogen, dan bahan beracun (logam dan pestisida) pada sedimen tersebut (Dahuri et al.
1996). Peningkatan kandungan unsur-unsur
tersebut dalam perairan menyebabkan terganggunya keseimbangan ekosistem, khususnya kehidupan beberapa biota perairan.
Pengukuran kandungan unsur logam dalam
sedimen perlu dilakukan untuk melihat
pengaruh keberadaan kegiatan industri di sekitar perairan tersebut.
Penentuan unsur logam dalam sampel sedimen maupun sampel hayati (seperti tanaman) umumnya dilakukan secara gravimetri,
spektrofotometri ultraviolet-visible, dan polarografi, tetapi umumnya kadar unsur dalam
sampel tersebut berorde makro. Unsur dalam
jumlah mikro atau renik (trace) dalam suatu
sampel dapat ditentukan dengan spektrofotometer penyerapan atom (AAS), analisis aktivasi neutron (NAA), dan spektrometer pendar
sinar-X (XRFS) (Furba et al. 1981).
Menurut Ristin et al. (1999) metode spektrometer pendar sinar-X mempunyai kelebihan dibandingkan dengan metode analisis lain,
yaitu dapat digunakan untuk analisis sampel
dalam bentuk padatan dan cairan tanpa merusak komposisi sampel (nondestructive method). Berdasarkan hal ini, maka dilakukan

penentuan kandungan logam dalam sedimen
dengan menggunakan spektrometer pendar
sinar-X. Analisis kuantitatif dilakukan dengan
mengukur luas puncak spektrum setiap unsur
yang sebanding dengan konsentrasinya, kemudian intensitas sinar-X suatu unsur diinterpolasikan pada kurva kalibrasi standar. Zat standar yang digunakan diusahakan mempunyai
sifat fisik dan kimia yang mirip dengan sampel. Pada penelitian ini digunakan standar acuan SL-1 dari IAEA (International Atomic
Energy Agency) dengan komposisi kimia yang
telah disertifikasi.
Penelitian ini bertujuan mengukur tingkat
cemaran logam Fe, Cu, Zn, dan Pb, dalam
sedimen di beberapa stasiun di perairan pesisir
sekitar kawasan industri Gresik, Jawa Timur,
melihat hubungan antara bobot atom dan densitas dengan konsentrasi logam, serta membandingkan konsentrasi ke empat logam tersebut pada masing-masing stasiun. Hasil penelitian diharapkan dapat memberikan informasi tentang kandungan logam Fe, Cu, Zn,
dan Pb dalam sedimen perairan pesisir sekitar
kawasan industri Gresik, Jawa Timur. Data
yang diperoleh dapat digunakan untuk mengetahui tingkat cemaran, khususnya berkaitan
dengan permasalahan lingkungan. Hipotesis
dari penelitian ini ialah kandungan Fe, Cu, Zn,
dan Pb dalam sampel sedimen dari kelima
stasiun memiliki konsentrasi yang berbeda
dan terdapat interaksi antara jenis logam dan
stasiun yang berpengaruh terhadap konsentrasi logamnya.

TINJAUAN PUSTAKA
Pencemaran Lingkungan
Pencemaran atau polusi mempunyai beberapa makna, yaitu (1) Perubahan-perubahan
sifat fisik, kimia, dan biologi yang tidak dikehendaki pada lingkungan udara, tanah, dan
air. Perubahan tersebut dapat menimbulkan
bahaya bagi kehidupan manusia atau spesiesspesies yang berguna, proses-proses industri,
tempat tinggal, dan peninggalan-peninggalan
kebudayaan, atau dapat merusak sumber bahan mentah (Odum 1971), (2) Masuknya atau
dimasukkannya zat, energi, dan atau komponen lain ke dalam lingkungan dan atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam, sehingga mutu
lingkungan turun sampai ke tingkat tertentu
yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai de-

2

ngan peruntukannya (Anonim 1982).
Menurut Saeni (1989) zat pencemar ialah
zat yang mempunyai pengaruh menurunkan
kualitas lingkungan, atau menurunkan nilai
lingkungan itu. Limbah industri dapat berupa
gas, padatan, atau pun cairan. Pembuangan
limbah cair biasanya dilakukan melalui saluran-saluran yang akhirnya terbawa oleh aliran
sungai. Limbah yang berupa gas terbuang ke
udara sehingga mengotori atmosfer.
Unsur Berat
Unsur berat ialah unsur yang memiliki
densitas lebih besar daripada 5 g/cm3 dan bersifat racun (Pikir 1993). Perbedaan densitas
tersebut disebabkan karena sifat-sifat logam
seperti (1) jumlah proton dan neutron dalam
inti, (2) konfigurasi elektron, dan (3) jari-jari
atom.
Fe (Besi)
Besi terdapat dalam jumlah besar dalam
bentuk oksida, karbonat, sulfida, sulfat, dan
kloridanya serta beberapa senyawa karbonil
(Frieberg et al. 1979). Besi termasuk logam
multiguna sehingga penggunaannya dalam industri sangat luas, antara lain dalam industri
pengolahan logam, alat-alat listrik, dan tambang asam. Pengaruh terhadap hewan laut
apabila logam ini telah terkonsentrasi adalah
perubahan warna dan rasa dagingnya sehingga
tidak enak untuk dikonsumsi (Haldstead
1972).
Cu (Tembaga)
Cu dalam perairan berasal dari erosi berbagai batuan mineral dan berbagai aktivitas
manusia (Clark 1986). Penggunaan Cu dalam
industri umumnya dalam bentuk senyawa organik dan anorganik. Logam ini banyak digunakan pada industri yang memproduksi alatalat listrik, gelas, zat warna, fungisida, dan
moluskisida (Darmono 1995). Sebagai logam
esensial, sifat toksik Cu baru akan bekerja dan
memperlihatkan pengaruhnya bila logam ini
sudah terkonsentrasi dalam tubuh organisme.
Pada kerang, akumulasi Cu dapat menyebabkan warna dagingnya menjadi hijau-kebiruan
(Haldstead 1972).
Zn (Zink)
Sumber utama Zn berasal dari aktivitas
manusia, yaitu dari buangan limbah dan polusi
udara, sedangkan sumber alami Zn adalah erosi batuan sulfida sfalerit (ZnS) di sungai

(Bryan 1976). Zink dan beberapa bentuk senyawanya digunakan dalam produksi logam
campuran, pelapisan logam, industri pengecoran logam, alat-alat mobil, pestisida, cat,
dan sebagainya (Darmono 1995). Dampak Zn
pada biota laut juga membuat perubahan pada
warna dan rasa dagingnya (Haldstead 1972).
Pb (Timbel)
Logam Pb mempunyai sifat kimia yang
aktif sehingga dapat digunakan sebagai pelapis logam (Darmono 1995). Penggunaan Pb
dalam industri adalah untuk produksi baterai
kendaraan bermotor, tinta, cat, logam, dan kabel listrik. Dampak terkonsentrasinya Pb pada
jaringan tubuh biota laut dapat memengaruhi
kerja enzim-enzim dan fungsi protein (Razak
1986).
Pencemaran Perairan oleh Logam
Pencemaran yang terjadi di daerah perairan pesisir sebagian besar berasal dari aktivitas manusia dalam memenuhi kebutuhannya, baik di darat maupun di perairan pesisir
itu sendiri. Proses yang dialami bahan pencemar bila masuk ke lingkungan lautan sampai teradsorpsi oleh air laut ataupun biota laut
serta pengendapan di dasar (sedimentasi) laut
disajikan pada Gambar 1.
Secara alamiah, unsur-unsur logam terdapat di alam, namun dalam kadar yang
sangat rendah. Oleh karena itu, terdapatnya
logam dalam organisme merupakan keadaan
normal dalam kehidupan perairan (Simmons
1981). Kadar ini meningkat jika terjadi peningkatan jumlah bahan pencemar yang masuk ke perairan tersebut. Logam di laut berasal dari pembuangan sampah dari kapal-kapal, pembuangan logam di laut, dan kegiatan
lainnya yang berasal dari aktivitas manusia.
Sedimen sebagai Media
Akumulasi Logam
Konsentrasi logam di suatu perairan selalu
berubah-ubah dari waktu ke waktu maupun
dari lokasi ke lokasi lainnya. Perubahan ini diakibatkan oleh perubahan suhu, pH, kekuatan
ionik, dan jumlah dan jenis bahan pencemar,
sehingga dapat mengubah konsentrasi logam
yang terkandung di dalamnya. Kandungan bahan pencemar di musim hujan berbeda dengan
musim kemarau (Turner et al. 1991). Namun
demikian, karena keadaan yang cukup terlindung, kadar logam dalam sedimen relatif jauh
lebih stabil dibandingkan komponen abiotik

3

Polutan

Tanah

Selokan

Sungai

Modifikasi kimia

Limbah

Atmosfer

Lingkungan Laut
Dibawa oleh

Disebarkan oleh
Turbulensi

Arus laut

Arus laut
Dipekatkan oleh

Proses biologis
Rumput
laut

Ikan

Perpindahan
organisme

Proses fisika dan kimia

Fitoplankton

Adsorpsi

Zooplankton

Pengendapan

Pertukaran
ion

Sedimentasi

Avertebrata/ bentos
Ikan
Burung
Mamalia
Telur
Gambar 1 Skema proses masuknya zat pencemar ke lingkungan laut (Ketchum 1967 dalam
Mannion & Bowlby 1992)
lainnya (Moriarty & Hanson 1988).
Pada proses koagulasi dalam perairan, ionion logam yang semula terikat pada permukaan partikel akan terperangkap ke dalam partikel yang lebih besar dan akhirnya mengendap
bersama sedimen (Hammer 1975). Bahan pencemar ini diadsorpsi pada permukaan luar dari
partikel lempung yang berbutir halus, sehingga sedimen berfungsi sebagai tempat penyimpanan tunggal dan terbesar dari logam yang
terdapat di lingkungan (Solomons et al. 1987).
Spektrometri Pendar Sinar X
( X-Ray Fluoresence Spectrometry)
Metode spektrometri pendar sinar-X telah
digunakan secara luas untuk penentuan kualitatif dan kuantitatif kebanyakan unsur yang

ada di tabel berkala dan yang memiliki nomor
atom lebih besar daripada natrium (Skoog et
al. 1998). Sumber sinar-X yang digunakan
harus memiliki energi yang lebih besar daripada energi ikatan elektron yang dieksitasi
(Jenkins et al. 1981). Pada XRFS, sumber
pengeksitasi yang digunakan ialah 55Fe, 109Cd,
dan 241Am.
Prinsip Dasar Analisis XRFS (Woldseth
1973)
Metode analisis XRFS dapat digunakan
untuk analisis kualitatif dan kuantitatif secara
sekaligus. Analisis kualitatif memanfaatkan
kekhasan energi dari sinar-X yang dipancarkan oleh setiap unsur, sedangkan analisis
kuantitatif memanfaatkan luas masing-masing

4

spektrum yang terbentuk.
Analisis kualitatif. Energi sinar-X yang
dipancarkan oleh oksida logam, logam murni,
dan garam logam digunakan untuk menentukan unsur-unsur yang ada dalam sampel secara kualitatif. Jenis logam dapat diidentifikasi
dengan menggunakan tabel absorpsi dan energi emisi yang memuat energi sinar-X.
Analisis kuantitatif. Analisis kuantitatif
dilakukan dengan membandingkan intensitas
sinar-X unsur dalam sampel dengan intensitas
unsur dalam standar pembanding yang mempunyai matriks sama dengan matriks sampel.
Konsentrasi unsur-unsur dalam pembanding
tersebut umumnya telah diketahui dengan pasti. Perlakuan terhadap standar pembanding harus sama dengan perlakuan terhadap sampel.
Dengan membandingkan intensitas unsur dalam sampel dengan intensitas unsur dalam
standar pembanding, konsentrasi unsur dalam
sampel dapat dihitung. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:
Ii = Si Ci ρ d T (1-R) ........ (persamaan 1)
Untuk sampel dengan pelet yang sangat tipis
Ii = Si Ci ρ d

........ (persamaan 2)

Keterangan:
= intensitas sinar-X dari unsur i
Ii
(cacah perdetik (cps))
= sensitivitas spektrometer untuk unsur
Si
i (cps g-1 cm2)
Ci = konsentrasi unsur i
ρ d = densitas permukaan pelet (g cm-2)
T
= transmitans
(1-R) = faktor penguatan intensitas sinyal
yang disebabkan oleh unsur-unsur
lain di dalam sampel
Beberapa hal yang dapat memengaruhi
hasil analisis dengan XRFS adalah ukuran
partikel (serbuk), heterogenitas cuplikan (padatan), dan adanya pengaruh antar unsur
(matriks) yang terdapat di dalam suatu cuplikan. Hal ini menyebabkan penyimpangan
ketelitian hasil analisis, khususnya pada
analisis kuantitatif. Terdapat beberapa tehnik
yang dapat digunakan untuk menghilangkan
atau memperkecil pengaruh matriks dalam
analisis suatu unsur dalam cuplikan, yaitu
metode kalibrasi standar, metode internal
standar, metode pengenceran matriks, standardisasi dengan sinar-X terhambur, metode lapisan tipis, standar adisi dan pengenceran,
koreksi eksperimental, dan koreksi matematik.

Peralatan XRFS terdiri dari sumber tegangan tinggi, detektor semi konduktor Si(Li),
penguat awal, penguat akhir, pengubah analog
ke digital, penganalisis salur ganda (MCA =
multi channel analyzer), dan perangkat komputer.
Kelebihan analisis dengan XRFS di antaranya ialah dapat digunakan untuk analisis
sampel dalam bentuk cair, padat, dan gas, memiliki spektrum yang relatif sederhana, dan
merupakan metode nondestruktif, sehingga
dapat digunakan untuk analisis sampel arkeologi, perhiasan, uang koin, dan sampel lain
tanpa membahayakan atau merusak sampel
tersebut. Analisis XRFS juga dapat digunakan
untuk penelitian beberapa unsur secara serentak dengan selektivitas yang cukup tinggi.
Selain itu, prosedur analisisnya cepat dan meyakinkan, memiliki ketelitian dan ketepatan
yang baik, tidak membutuhkan penanganan
rumit, serta dapat menganalisis sampel dalam
jumlah sedikit maupun banyak.
Kekurangan metode ini antara lain ialah
bahaya terkena radiasi, membutuhkan biaya
yang cukup mahal, dan tidak terlalu peka dibandingkan metode optis lain, tetapi masih dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi
dalam satuan ppm atau kurang.

BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan ialah sampel
sedimen yang dicuplik dari beberapa titik stasiun di perairan pesisir sekitar kawasan industri Gresik pada bulan Agustus 2003, standar
untuk analisis kualitatif, yaitu lempengan logam murni Fe, Ni, Cu, Sr, Y, Zr, dan Mo dari
IAEA, dan standar acuan untuk analisis kuantitatif, yaitu SL-1 dari IAEA. Bahan-bahan
lain yang digunakan ialah selubung logam
Mo, sumber pengeksitasi 109Cd dengan
aktivasi 20 mCi, serta nitrogen cair.
Alat-alat yang digunakan yaitu cawan petri, pengayak ASTM E-11 200 mesh, neraca
Precisa Junior model 500 Pj, neraca analitik
Sartorius-Werke tipe 2442, penggiling Retsch
KG tipe RMO 5657 HAAN, alat pembuat
pelet 30 TON PRESS C-30 buatan Research
and Industrial Instrument Company (RIIC),
oven, grab sampler, perangkat spektrometer
pendar sinar-X buatan ORTEC dari IAEA
yang dilengkapi dengan sumber tegangan
tinggi 1000 Volt, detektor semikonduktor
Si(Li), penguat awal, penguat akhir, ADC,

5

MCA, perangkat lunak dengan program
MAESTRO dan AXIL, serta printer.

data diolah menggunakan paket program
MAESTRO dan AXIL. Skema kerja alat dapat
terlihat pada Lampiran 5.

Metode Penelitian
Metode Analisis
Pengambilan Sampel
Lokasi pengambilan sampel adalah sepanjang perairan pesisir kawasan industri Gresik,
Jawa Timur. Sampel sedimen dicuplik dari beberapa titik stasiun yang berbeda (Lampiran 1). Data kondisi pencuplikan dapat
dilihat pada Lampiran 2.
Pencuplikan dilakukan menggunakan grab
sampler. Mula-mula grab sampler dimasukkan ke dalam perairan secara perlahan-lahan
hingga menembus permukaan sedimen. Setelah grab sampler terisi sedimen, grab sampler
segera ditarik ke permukaan air, dan sedimen
disimpan dalam wadah plastik. Kemudian
sampel tersebut dimasukkan ke dalam koyak
pendingin dan dibawa ke laboratorium untuk
disiapkan lebih lanjut.
Penyiapan Sampel (Anderson 2004) dan
Standar Acuan IAEA
Sampel sedimen dibersihkan dari kotoran
kasar seperti plastik, dan sampah, lalu sampel
ditimbang dan dikeringkan dalam oven pada
suhu 110 ˚C hingga bobot tetap. Selanjutnya
sampel dihancurkan secara mekanik dengan
penggiling dan kemudian diayak menggunakan ayakan 200 mesh. Sampel hasil ayakan
ditimbang sebanyak kira-kira 1 gram dan dibuat pelet. Pelet dibuat dengan cara mencetak
sampel menggunakan mesin press hidraulik
bertekanan 10 ton/cm2. Pelet yang terbentuk
ditimbang, lalu disimpan dalam plastik, dan
diberi kode untuk persiapan pengukuran.
Standar acuan, yaitu SL-1 diperlakukan sama
dengan sampel. Bagan alir preparasi sampel
terlihat pada Lampiran 3.
Teknik Pencacahan
Analisis sampel sedimen menggunakan
XRFS terdiri atas tiga tahapan (Lampiran 4).
Mula-mula alat dikalibrasi menggunakan beberapa logam murni dari IAEA, yaitu Fe, Ni,
Cu, Sr, Y, Zr, dan Mo dengan waktu cacah
masing-masing selama 900 detik. Pelet-pelet
sampel dan standar acuan SL-1 diukur secara
bergantian dengan cara meletakkannya pada
permukaan detektor, lalu dicacah masing-masing selama 1800 detik. Dilakukan pula pengukuran pelet sampel dan standar acuan menggunakan selubung logam Mo masing-masing
selama 100 detik. Setelah pencacahan selesai,

Kalibrasi peralatan XRFS. Hasil kalibrasi alat diperoleh berupa spektrum, yaitu spektrum Fe-Kα, Ni-Kα, Cu-Kα, Sr-Kα, Y-Kα, Zr-Kα,
dan Mo-Kα yang dicatat nomor salur puncak
spektrumnya, selanjutnya dibuat kurva kalibrasi energi antara energi (keV) dengan nomor
salur puncak spektrum. Hasil pengukuran berupa persamaan kurva kalibrasi y = a + bx , y
adalah energi (keV) dan x adalah nomor salur.
Persamaan ini digunakan untuk uji kualitatif
logam dalam sampel.
Uji baku pembanding. Pada percobaan
dilakukan penentuan logam dengan standar
acuan dari IAEA, yaitu SL-1 dengan kondisi
sama dengan sampel. Hasil yang diperoleh dibandingkan dengan nilai yang tertera pada
sertifikat sehingga dapat diketahui ketelitian
dan ketepatan metode untuk pengukuran masing-masing logam.
Uji kualitatif. Hasil pengukuran berupa
nomor salur puncak spektrum dimasukkan ke
persamaan kurva kalibrasi sehingga diperoleh
energi khas dari masing-masing unsur. Nilai
energi yang diperoleh dicocokkan dengan
tabel energi dari handbook untuk mengidentifikasi jenis logam.
Uji kuantitatif. Hasil pengukuran berupa
spektrum-spektrum unsur yang kemudian dihitung luas spektrumnya, baik sampel maupun
standar. Pada penelitian ini digunakan metode
lapisan tipis, sehingga harga Si, ρ, dan d diasumsikan sama dengan 1, dan persamaan 2
menjadi
I i = Ci
Kemudian konsentrasi unsur dihitung dengan
membandingkan harga Ii (luas spektrum unsur
i) sampel dengan standar sesuai persamaan
Iis
Ci s =
× C i st
I i st
Keterangan: C = konsentrasi (mg/kg)
I = intensitas (cps)
i s = unsur dalam sampel
i st = unsur dalam standar
Uji statistik. Analisis dilakukan menggunakan analisis sidik ragam yang terdiri dari
dua faktor dengan Rancangan Acak Lengkap
(RAL) metode tetap. Analisis sidik ragam hasil pengukuran logam di perairan pesisir sekitar kawasan industri Gresik bertujuan
mengetahui interaksi antara nilai rata-rata tiap

6

Yijk = μ + αi + βj + (αβ)ij + εijk
Keterangan:
Yijk = konsentrasi logam pada jenis logam
ke-i, stasiun ke-j, ulangan ke-k
i
= 1, 2, 3, 4 = jenis logam
j
= 1, 2, ..., 5 = stasiun
k
= 1, 2, 3 = ulangan
μ
= rataan umum
αi
= pengaruh jenis logam taraf ke-i
βj
= pengaruh stasiun taraf ke-j
(αβ)ij = pengaruh interaksi jenis logam taraf
ke-i dan stasiun taraf ke-j
εijk = pengaruh galat dari jenis logam ke-i,
stasiun ke-j, ulangan ke-k

lurus (linear) dengan persamaan garisnya
y = 0.0162 + 0.0027x dan mempunyai r = 1.
Tabel 1 Spesifikasi 7 logam murni dari IAEA
Unsur

Jenis
spektrum
Fe-Kα
Ni-Kα
Cu-Kα
Sr-Kα
Y-Kα
Zr-Kα
Mo-Kα

Fe
Ni
Cu
Sr
Y
Zr
Mo

Energi
(keV)
6.39
7.47
8.05
14.15
14.93
15.77
17.48

Nomor salur
puncak spektrum
2392
2794
3008
5295
5599
5905
6544

20

En erg i (keV)

parameter logam dengan kelima stasiun. Selanjutnya dilakukan uji Duncan untuk membandingkan nilai tengah masing-masing perlakuan.
Adapun model umum dari analisis ragamnya (Gaspersz 1991) adalah

y = 0.0162 + 0.0027x
r =1

15
10
5
0
0

2000

4000

6000

8000

Nomor salur

Hipotesis yang akan diuji adalah
Hipotesis pengaruh interaksi.
H0 : (αβ)ij = 0 (tidak ada pengaruh interaksi
yang nyata antara jenis logam dengan
stasiun).
H1 : minimal ada satu (αβ)ij ≠ 0 (ada
pengaruh interaksi antara jenis logam
dengan stasiun).
Hipotesis pengaruh jenis logam.
H0 : αi = 0 (tidak ada perbedaan konsentrasi
logam di antara jenis logam yang
digunakan).
H1 : minimal ada satu αi ≠ 0 (minimal ada
satu jenis logam yang memengaruhi
konsentrasi logam).
Hipotesis pengaruh stasiun.
H0 : αi = 0 (tidak ada perbedaan konsentrasi
logam di antara stasiun yang
digunakan)
H1 : minimal ada satu αi ≠ 0 (minimal ada
satu stasiun yang memengaruhi
konsentrasi logam).

HASIL DAN PEMBAHASAN
Kalibrasi Peralatan XRFS
Kalibrasi peralatan XRFS menggunakan 7
logam murni dari IAEA, yaitu Fe, Ni, Cu, Sr,
Y, Zr, dan Mo serta sumber pengeksitasi 109Cd
diperoleh hasil seperti terlihat pada Tabel 1.
Berdasarkan nilai-nilai tersebut, diperoleh
kurva kalibrasi (Gambar 2). Kurva kalibrasi
tersebut menunjukkan persamaan garis yang

Gambar 2 Kurva kalibrasi energi
Pada kalibrasi peralatan XRFS, selubung
Mo digunakan pada sampel anorganik dengan
sumber eksitasi 109Cd, karena zink (Zn) mempunyai energi yang tinggi. Sementara itu,
sampel organik biasanya menggunakan selubung Cu. Sumber pengeksitasi 55Fe tidak
memerlukan selubung Mo, karena energi logam yang dianalisis rendah.
Uji Baku Pembanding
Hasil pengujian konsentrasi unsur dalam
standar acuan dari IAEA yang telah disertifikasi, yaitu SL-1 terlihat pada Tabel 2. Hasil menunjukkan bahwa konsentrasi unsur dalam SL-1 yang diukur masih berada dalam kisaran nilai sertifikat, sehingga kurva kalibrasi
standar pada perpustakaan program QXAS
(quantitative X-ray analysis system) dapat digunakan untuk analisis kualitatif unsur suatu
sampel.
Tabel 2 Hasil analisis unsur dan data sertifikat
standar SL-1 dari IAEA
Konsentrasi unsur pada SL-1
Unsur
(mg/kg)
Analisis*
Sertifikat
Fe
67.20
65.7 ─ 69.1
Cu
33.70
24.4 ─ 35.6
Zn
230.60
213.0 ─ 233.0
Pb
38.20
30.3 ─ 45.1
Keterangan: (*) = masing-masing dilakukan 3 kali
ulangan percobaan

7

Fe, Cu, dan Zn di setiap stasiun meningkat
secara berurutan.

Tabel 3 Hasil analisis kualitatif unsur dalam
sampel sedimen
No

1
2
3
4

Nomor
salur
puncak
spektrum
2360
2975
3194
3898

Energi
(keV)

Spektrum

Unsur

6.39
8.05
8.64
10.54

Fe-Kα
Cu-Kα
Zn-Kα
Pb-Lα

Fe
Cu
Zn
Pb

Menggunakan sumber pengeksitasi ini dapat ditentukan unsur yang mempunyai nomor
atom lebih kecil dari 109 dan mempunyai
energi di bawah 10 keV, di antaranya adalah
Fe, Cu, Zn, dan Pb. Hal ini berkaitan dengan
kemampuan suatu sumber untuk mengeksitasi
elektron dari unsur yang akan dieksitasi. Pada
logam Fe, Cu, dan Zn, elektron yang tereksitasi berasal dari kulit K, karena energi
ikatan Fe, Cu, dan Zn lebih kecil dari energi
ikatan Cd. Sementara itu pada logam Pb, elektron yang tereksitasi berasal dari elektron pada
kulit Lα, karena energi ikatan Pb lebih besar
daripada energi ikatan Cd.

300
Konsentrasi logam (mg/kg)

Spesifikasi nuklir Fe, Cu, Zn, dan Pb yang
terukur terlihat pada Tabel 3. Contoh spektrum yang dihasilkan dengan XRFS menggunakan sumber pengeksitasi 109Cd dapat dilihat pada Lampiran 6.

250
Fe

200

Cu
150
Zn
100

Pb

50
0
stasiun stasiun stasiun stasiun stasiun
1
2
3
4
5

Gambar 3 Konsentrasi Fe, Cu, Zn, dan Pb
pada lima stasiun
Jika besarnya konsentrasi logam dari
buangan industri yang masuk ke perairan dianggap sama, maka dapat diperoleh hubungan
yang linear antara bobot atom dan konsentrasi
logam. Hasil pengujian menunjukkan bahwa
makin meningkat bobot atom unsur, maka meningkat pula konsentrasi logam dalam sedimen, kecuali Pb (Gambar 4).
Konsentrasi logam (mg/kg)

Uji Kualitatif

300
250
200
150
100
50
0

Uji Kuantitatif
Pada analisis kuantitatif dengan XRFS,
dua faktor yang dapat memengaruhi ketepatan hasil analisis ialah matriks dan heterogenitas sampel. Pada penelitian ini digunakan
metode lapisan tipis untuk menghilangkan
atau memperkecil pengaruh matriks dari sampel.
Berdasarkan hasil pengukuran intensitas
standar (Lampiran 7a), diperoleh konsentrasi
logam dalam sampel sedimen (Lampiran 7b).
Konsentrasi logam yang diperoleh sangat beragam. Konsentrasi Fe, Cu, dan Zn tertinggi,
berturut-turut adalah 42.73, 117.50, dan
250.88 mg/kg ditemukan pada stasiun 2. Konsentrasi tertinggi Pb ditemukan pada stasiun 4,
yaitu 231.34 mg/kg. Keragaman ini disebabkan oleh adanya perbedaan lokasi pencuplikan (peta lokasi disajikan pada Lampiran 1).
Pola konsentrasi Fe, Cu, dan Zn dalam
sampel sedimen pada setiap stasiun menunjukkan kemiripan (Gambar 3). Berdasarkan
gambar tersebut, terlihat bahwa konsentrasi

55.85

63.54

65.37

207.19

Fe

Cu

Zn

Pb

Bobot atom (g/mol)

Gambar 4

stasiun 1

stasiun 2

stasiun 4

stasiun 5

stasiun 3

Hubungan konsentrasi logam
(mg/kg) dengan bobot atom
logam (g/mol) pada kelima
stasiun

Pada penentuan Pb, intensitas yang terukur
berasal dari Pb-Lα. Hal ini karena digunakan
sumber pengeksitasi 109Cd. Konsentrasi Pb
yang terdeteksi kurang sempurna, karena kemampuan 109Cd mengeksitasi elektron pada
kulit Pb-Kα relatif rendah. Energi ikatan elektron pada kulit Pb-Lα lebih kecil dari energi
ikatan elektron pada kulit Pb-Kα, sehingga kebolehjadian sumber pengeksitasi 109Cd mengeksitasi elektron pada kulit Pb-Lα lebih besar
dibandingkan dengan pada kulit Pb-Kα. Kurva
hubungan antara konsentrasi logam dan bobot
atom unsur serta kurva hubungan antara konsentrasi logam dan densitas unsur menunjukkan kurva yang menurun pada bobot atom serta densitas Pb, dan hampir di setiap stasiun
(kecuali stasiun 4).

8

Hubungan antara konsentrasi logam dengan densitas (Gambar 5) tidak menunjukkan
korelasi seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 4. Hal ini juga berdasarkan asumsi bahwa
kandungan logam dalam buangan industri
yang masuk ke perairan sama besar.

Konsentrasi (mg/kg)

300

Baku mutu logam di dalam sedimen di
Indonesia belum ditetapkan, padahal senyawasenyawa logam lebih banyak terkonsentrasi
dalam sedimen (Rochyatun et al. 2005).
Kadar alamiah Cu, Zn, dan Pb yang ditetapkan oleh Reseau National d’Observation
(RNO) (1981) dalam Razak (1986) disajikan
pada Tabel 5.

250
200
150
100
50
0
7.14

7.86

8.92

11.337

Zn

Fe

Cu

Pb

Densitas (g/cm3)

Gambar 5

stasiun 1

stasiun 2

stasiun 4

stasiun 5

stasiun 3

Hubungan konsentrasi logam
(mg/kg) dengan densitas logam
(g/cm3) pada kelima stasiun

Meningkatnya konsentrasi Zn dan Cu
dibandingkan Fe, diduga disebabkan karena
senyawa sulfida dari Zn dan Cu bersifat
sangat tidak larut sehingga kedua logam ini
lebih banyak terdapat dalam sedimen
(Johnston 1976). Hal ini juga didukung jika
melihat tetapan hasil kali kelarutan (Ksp)
senyawa sulfida dari Zn dan Cu (Tabel 4)
yang lebih kecil dibandingkan dengan Fe. Seperti diketahui, semakin kecil nilai Ksp suatu
senyawa, maka semakin kecil pula kelarutannya dalam air.
Tabel 4 Hasil kali kelarutan senyawa sulfida
dari Fe, Cu, Zn, dan Pb (Petrucci
1985)
Senyawa
Ksp pada 25 ºC
FeS
6.3 x 10-18
CuS
6.3 x 10-36
ZnS
1.0 x 10-21
PbS
8.0 x 10-28

Tabel 5 Kisaran kadar alamiah logam berat
dalam sedimen (RNO 1981 dalam
Razak 1986)
Parameter
Kadar alamiah (mg/kg)
Cu
5 ─ 30
Zn
20 ─ 150
Pb
10 ─ 70
Berdasarkan data tersebut, konsentrasi Cu
pada kelima stasiun telah melewati kisaran
kadar alamiah logam Cu dalam sedimen. Konsentrasi Zn yang melampaui kisaran kadar
alamiah Zn dalam sedimen ditemukan pada
stasiun 2, 3, dan 5. Konsentrasi Pb yang melampaui kisaran kadar alamiahnya dalam sedimen ditemukan pada stasiun 2 dan 4. Hasil
ini menunjukkan bahwa banyaknya industri di
sekitar perairan pesisir Gresik yang menggunakan Cu, Zn, dan Pb dalam aktivitas produksinya. Sementara itu besarnya konsentrasi
alamiah Fe dalam sedimen tidak diketahui.
Uji Statistik
Hasil analisis sidik ragam dengan RAL
metode tetap (Lampiran 8a) menunjukkan
bahwa terhadap konsentrasi logam, perbedaan
je-nis logam dalam setiap stasiun berpengaruh
sangat nyata (Fhit (3.16) lebih besar dari Ftabel
pada α=0.01 (2.86)). Berdasarkan hasil analisis ini, terlihat adanya interaksi antara jenis
logam dengan stasiun yang berpengaruh terhadap konsentrasi logam, sehingga menolak
H0. Adanya pengaruh interaksi ini juga terlihat
pada Gambar 6.

Aktivitas docking kapal juga memberikan
kontribusi terhadap tingginya konsentrasi Zn
dan Cu. Aktifitas ini mencakup kegiatan peremajaan badan kapal berupa penggantian
kayu menggunakan pengawet yang mengandung Cu serta penggantian suku cadang mesin
yang mengandung Cu dan Zn (Bryan 1976).
Selain itu, menurut Deu et al. (1994) dalam
Anindita (2002) kelarutan Pb dan Fe sulfida
lebih tinggi dibandingkan dengan Cu dan Zn
sulfida.

Konsentrasi logam (m g/kg)

300
250
200

Fe
Cu

150
Zn
Pb

100
50
0
stasiun 1 stasiun 2 stasiun 3 stasiun 4 stasiun 5

Gambar 6

Pengaruh interaksi jenis logam
dengan stasiun terhadap konsentrasi

9

Berdasarkan Gambar 6 terlihat bahwa ada
interaksi pada logam Pb dengan stasiun yang
berpengaruh terhadap konsentrasi logam. Hal
ini terlihat pada stasiun 4. Logam Pb memberikan hasil lebih tinggi dibandingkan dengan Fe, Cu, Zn, dan Pb.
Hasil pengukuran menunjukkan bahwa
konsentrasi logam Fe, Cu, dan Zn tertinggi
terdapat pada stasiun 2, yaitu kawasan industri Petrokimia. Menurut Anonim 2002, industri ini memproduksi bahan kimia dan pupuk
fosfat yang menghasilkan gips kasar sebagai
hasil sampingnya. Kemudian gips kasar ini
digunakan untuk reklamasi pantai (daerah reklamasi pantai disajikan pada peta pencuplikan
sampel) (Anonim 1994). Oleh karena itu, meningkatnya konsentrasi logam di kawasan industri Gresik dapat disebabkan terjadinya pelindian unsur-unsur yang terkandung dalam
gips kasar tersebut. Konsentrasi tertinggi logam Pb ditemukan pada stasiun 4 (kawasan
industri Pertamina). Tingginya konsentrasi Pb
di stasiun ini berkaitan dengan aktivitas industri maupun buangan minyak dari kapal-kapal
yang berlabuh di sekitarnya. Minyak umumnya mengandung Pb, karena Pb merupakan
zat aditif pada minyak yang berguna meningkatkan mutu atau sebagai antiketuk
(Eckenfelder 2000).
Hasil uji Duncan pada α=0.05 (Lampiran
8b) menunjukkan bahwa konsentrasi Fe dan
Cu pada kelima stasiun tidak berbeda nyata.
Konsentrasi Zn pada stasiun 2 dan 5 berbeda
nyata dengan konsentrasi Zn pada stasiun 1, 3,
dan 4. Pada stasiun 4, konsentrasi Pb berbeda
nyata dengan konsentrasi Pb pada stasiun 1, 2,
dan 3. Uji lanjut Duncan juga menunjukkan
bahwa pada stasiun 1 konsentrasi Fe dan Pb
berbeda nyata dengan konsentrasi Zn. Konsentrasi Fe, Cu, dan Pb pada stasiun 1, 2, dan
3 berbeda nyata dengan konsentrasi Zn pada
stasiun-stasiun yang sama. Pada stasiun 4,
konsentrasi Fe dan Cu memberikan perbedaan
nyata terhadap konsentrasi Zn dan Pb. Selain
itu, konsentrasi Zn juga berbeda nyata dengan
konsentrasi Pb. Dan pada stasiun 5, konsentrasi Fe dan Cu berbeda nyata dengan konsentrasi Zn. Hasil-hasil ini memperkuat hipotesis
awal bahwa interaksi antara jenis logam dan
stasiun berpengaruh terhadap konsentrasi logamnya.

SIMPULAN
Metode spektrometri pendar sinar-X dapat
digunakan untuk mendeteksi unsur-unsur lo-

gam yang terdapat dalam sedimen. Unsur Fe,
Cu, dan Zn dalam sedimen yang terdapat pada
kelima stasiun pencuplikan dari perairan pesisir di kawasan industri Gresik, Jawa Timur.
Logam Pb hanya terdapat pada empat lokasi
pencuplikan.
Konsentrasi Fe, Cu, Zn, dan Pb sangat
variatif, hal ini karena jenis industri yang ada
di sekitar lokasi sampling bervariasi. Konsentrasi Fe, Cu, dan Zn tertinggi terdapat pada
stasiun 2 (kawasan industri Petrokimia), berturut-turut adalah 42.73, 117.50, dan 250.88
mg/kg. Konsentrasi Pb tertinggi terdapat pada
stasiun 4 (kawasan industri Pertamina), yaitu
231.34 mg/kg.
Hasil analisis sidik ragam yang terdiri dari
2 faktor dengan RAL metode tetap menunjukkan bahwa ada interaksi antara jenis logam
dengan stasiun yang berpengaruh terhadap
konsentrasi logam. Konsentrasi logam Cu pada kelima stasiun, konsentrasi Zn pada stasiun
2, 3, dan 5, serta konsentrasi Pb pada stasiun 2
dan 4 telah melewati kisaran kadar alamiah
logam dalam sedimen menurut RNO (1981)
dalam Razak (1986). Hal ini erat kaitannya
dengan perkembangan industri di kawasan tersebut.

SARAN
Metode spektrometri pendar sinar-X merupakan metode alternatif untuk penentuan logam. Namun teknologi ini relatif mahal, dibandingkan metode konvensional, sehingga
penerapannya di laboratorium penelitian secara umum masih terbatas.
Selain itu perlu juga diteliti kandungan
logam dalam sedimen berdasarkan ukuran
partikelnya yang lebih spesifik, yaitu batu, kerikil, pasir kasar, pasir agak kasar, pasir sedang, pasir agak halus, pasir halus, lumpur,
dan lempung serta mencari metode lain dalam
penyiapan sampel.
Oleh karena pada sampel sedimen di perairan pesisir di kawasan industri Gresik, Jawa
Timur ini mengandung logam dengan konsentrasi yang melebihi kisaran kadar alamiah logam, sehingga tidak disarankan untuk pembudidayaan hasil laut (udang, kerang, dan
lain-lain).

10

DAFTAR PUSTAKA
Anderson, JR. 2004. Sand sieve analysis.
http://gpc.edu/~janderso/historic/labma
n /sievean.htm [29 Nov 2004].
Anindita AD. 2002. Kandungan logam berat
Cd, Cu, Ni, Pb, dan Zn terlarut di
dalam badan air dan sedimen pada
perairan sekitar pelabuhan perikanan
Pelabuhan Ratu, Sukabumi. [skripsi].
Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu
Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
[Anonim]. Undang-Undang RI. No. 4 Tahun
1982. Pasal 1 ayat 7.
[Anonim]. 1994. Laporan hasil analisis
dampak
lingkungan
(ANDAL)
kawasan industri Gresik [Desember
1994].
[Petrokimia Gresik]. 2002. Profile PT
Petrokimia Gresik: chemical product.
http://www. petrokimia-gresik. com/
chemical_product.asp [ 22 Mar 2006]
Bryan
WG.
1976.
Heavy
metals
contamination. Di dalam: R Johnston,
editor. Marine Pollution. London:
Academic Press.
Clark RB. 1986. Marine Pollution. Oxford :
Clarendon Press.
Dahuri R, Jacub R, Ginting SP, Sitepu MJ.
1996. Pengelolaan Sumber Daya
Wilayah Pesisir dan Lautan secara
Terpadu. Jakarta: Pradnya Paramita.
Darmono. 1995. Logam dalam Sistem Biologi
Makhluk Hidup. Jakarta: UI-Press.
Eckenfelder WWJr. 2000. Industrial Water
Pollution Control. Ed. ke-3. USA:
McGraw-Hill Companies.
Frieberg L, Nordberg GF, Von BV. 1979.
Handbook on the Toxicology of Metal.
North Holland: Elsevier.
Gaspersz V. 1991. Metode Perancangan
Percobaan untuk Ilmu-ilmu Pertanian,
Ilmu-ilmu Teknik, dan Biologi.
Bandung: Armico.
Furba HU, Segebade CH, ScMitt BF. 1981.
Instrumental multielement activation
analysis of soil sampler. J. Radioanal.
Chem. 67(1): 101.
Haldstead BW. 1972. Toxicity of marine
organism caused by pollutant. In:
Marine Pollution and Sealife. England:
FAO Fishes News (Book) Ltd.
Hammer MJ. 1975. Water and Waste-Water
Technology. New York: John Wiley &
Sons.

Jenkins SR, Gould RW, Gedcke D. 1981.
Quantitative X-Ray Spectrometry. New
York: United State of American.
Johnston R. 1976. Marine Pollution. London:
Academic Press.
Mannion
AM,
Bowlby
SR.
1992.
Environmental Issues in the 1990s.
Chichester: John Wiley & Sons.
Mellawati J. 2004. Pencemaran lingkungan
oleh unsur Radioanuklida alam 238U,
232
Th, dan 226Ra di sekitar kawasan
industri fosfat (kajian di perairan
pesisir Gresik). [disertasi]. Bogor:
Sekolah Pasca Sarjana, Institut
Pertanian Bogor.
Moriarty F, Hanson HM. 1988. Heavy metals
in sediments of the river Ecclesbourne,
Derbyshire. Water Research. 22(4):
475-480.
Odum EP. 1971. Fundamentals of Ecology.
Ed. ke-3. Philadelphia: W.B Saunders
Company.
Petrucci RH. 1985. Kimia Dasar: Prinsip dan
Terapan Modern. Jilid ke-2. Ed. ke-4.
Achmadi
SS,
penerjemah;editor.
Jakarta: Erlangga.
Pikir S. 1993. Sedimen dan kerang sebagai
indikator adanya logam berat Cd, Hg,
dan Pb dalam pencemaran di
lingkungan perairan estuari. [disertasi].
Surabaya:
Program
Pascasarjana,
Universitas Airlangga.
Razak H. 1986. Kandungan logam berat di
Perairan Ujung Watu dan Jepara.
Jakarta:
Pusat
Penelitian
dan
Pengembangan Oceonologi LIPI.
Ristin E, Mellawati J, Hutabarat T, Bungkus
P. 1999. Karakterisasi unsur-unsur
dalam batuan sulfur elemental dengan
metode spektrometri pendar sinar X.
Majalah BATAN. 32(1/2): 1-11.
Rochyatun E, Lestari, Rozak A. 2005.
Kualitas lingkungan perairan Banten
dan sekitarnya ditinjau dari kondisi
logam
berat.
Oseanologi
dan
Limnologi di Indonesia. 38: 23-46.
Saeni MS. 1989. Kimia Lingkungan. PAU
Ilmu Hayat. Bogor: IPB.
Solomons W, de Rooji NM, Kerdijk B. 1987.
Sediments
as
a
source
for
contaminant?. Hydrobiologia. 149: 1330.
Simmons IG. 1981. The Ecology of Natural
Resources. London: Edward Arnold.
Skoog DA, Holler FJ, Nieman TA. 1998.
Principles of Instrumental Analysis. Ed
ke-5. Florida: Harcourt Brace College
Publishers.

11

Turner A, Millward GE, Morris AW. 1991.
Particulate metals in five major North
Sea Estuaries. Estuariene, Coastal, and
Shelf Science. 32: 325-346.
Woldseth
R.
1973.
X-Ray
Energy
Spectrometry. Ed. ke-1. California:
Kevex Corporation.

12

LAMPIRAN

13

Lampiran 1 Peta lokasi pencuplikan sedimen

Keterangan:
1
2
3
4
5

= area reklamasi pantai
= Smelting
= Petrokimia
= Petrosida
= Pertamina
= PLTU

Lampiran 2 Data kondisi pencuplikan sedimen (Mellawati 2004)

Stasiun

Kedalaman
(m)

Jarak dari pantai
(m)

1
2
3
4
5

10
10
10
10
20

100
100
100
100
500

Data GPS
(global positioning system)
Lintang Selatan
Bujur Timur
7º-08’-751”
112º-39’-423”
7º-08’-725”
112º-39’-406”
7º-08’-639”
112º-39’-426”
7º-08’-204”
112º-39’-615”
7º-08’-739”
112º-39’-264”

Ket : Kondisi pencuplikan: air surut/air tidak pasang/biasa

14

Lampiran 3 Bagan alir penyiapan sampel sedimen

Sedimen

Dikeringkan
(oven T = 110 ºC)
Bobot tetap

Ditimbang

Dihancurkan dengan penggiling

Ditimbang 25 gram

Diayak (200 mesh)

Dibuat pelet (m= ± 1 gram; P = 10 ton/cm2)

Bobot pelet ditimbang

15

Lampiran 4 Bagan alir analisis sampel sedimen dengan metode XRFS

Kalibrasi alat
(dengan lempeng logam murni Fe, Ni, Cu, Sr, Y, Zr, dan Mo)
t cacah = 900 detik

Pengukuran sampel dan standar acuan IAEA
t cacah = 1800 detik

Pengukuran intensitas sampel dan standar acuan IAEA
menggunakan selubung logam Mo
t cacah = 100 detik

16

SUMBER
TEGANGAN
TINGGI

PENGUAT
AWAL

PENGUAT
AKHIR

MEMORI
MCA

ADC

MONITOR

Lampiran 5 Skema kerja alat XRFS

SUMBER SINAR-X

MCA
CPU

DETEKTOR Si (Li)
DENGAN NITROGEN CAIR

KOMPUTER

PRINTER

16

17

Lampiran 6 Spektrum hasil analisis sampel sedimen menggunakan XRFS dengan sumber
pengeksitasi 109Cd

Scatter Ag

Cacah/salur

1000
Fe-Kα

100
Cu-Kα
Zn-Kα

10
0

2000

3000
Nomor salur

Pb-Lα

4000

5000

18

Lampiran 7 Hasil pengukuran Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam standar SL-1 dan sampel
sedimen

(a) Intensitas dan kadar Fe, Cu, Zn, dan Pb (menurut sertifikat) pada standar SL-1
Logam
Kadar logam (mg/kg)