Analisis Kadar Ion Besi (Fe3+), Kadmium (Cd2+), dan Kobal (Co2+) terhadap Aliran Air Sungai Lau Borus Kabupaten Karo dengan Menggunakan Metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)

(1)

(2)

I. Lampiran Data

I. a. Lampiran Data Ion Fe 3+

No. Bulan Sampel Perulangan Absorbansi Absorbansi Rata-rata

1 I Sungai hulu U1

U2 U3 0,1277 0,1281 0,1282 0,1280

Sungai tengah U1

U2 U3 0,1356 0,1357 0,1358 0,1357

Sungai hilir U1

U2 U3 0,1622 0,1623 0,1624 0,1623

2 II Sungai hulu U1

U2 U3 0,1281 0,1282 0,1283 0,1282

Sungai tengah U1

U2 U3 0,1357 0,1358 0,1359 0,1358

Sungai hilir U1

U2 U3 0,1625 0,1627 0,1226 0,1626

3 III Sungai hulu U1

U2 U3 0,1283 0,1285 0,1287 0,1285

(3)

0,1360

0,1361

Sungai hilir U1

U2 U3 0,1627 0,1626 0,1628 0,1627

I.b. Lampiran Data Ion Cd2+

No. Bulan Sampel Perulangan Absorbansi Absorbansi Rata-rata

1 I Sungai hulu U1

U2 U3 0,0179 0,0180 0,0181 0,0180

Sungai tengah U1

U2 U3 0,0183 0,0184 0,0185 0,0184

Sungai hilir U1

U2 U3 0,0194 0,0196 0,0195 0,0195

2 II Sungai hulu U1

U2 U3 0,0182 0,0184 0,0183 0,0183

Sungai tengah U1

U2 U3 0,0183 0,0187 0,0185 0,0185

(4)

0,0197

0,0199

3 III Sungai hulu U1

U2 U3 0,0184 0,0185 0,0186 0,0185

Sungai tengah U1

U2 U3 0,0185 0,0186 0,0187 0,0186

Sungai hilir U1

U2 U3 0,0200 0,0190 0,0210 0,0200

I.c. Lampiran Data Ion Co2+

No. Bulan Sampel Perulangan Absorbansi Absorbansi Rata-rata

1 I Sungai hulu U1

U2 U3 0,0029 0,0030 0,0028 0,0029

Sungai tengah U1

U2 U3 0,0034 0,0036 0,0030 0,0034

Sungai hilir U1

U2 U3 0,0041 0,0043 0,0045 0,0043

(5)

0,0032

0,0030

Sungai tengah U1

0,0034

0,0036

0,0032

0,0035

Sungai hilir U1

0,0047

0,0046

0,0048

0,0047

3 III Sungai hulu U1

0,0031

0,0032

0,0033

Sungai tengah U1

0,0035

0,0036

0,0037

0,0036

Sungai hilir U1

0,0050

0,0049

0,0051

(6)

Lampiran 2. Gambar Penelitian

Gambar 2.a. Filtrasi Sampel terhadap Residu

Gambar 2.b. Filtrasi Tahap I

(7)

Lampiran 3. Gambar Lokasi Penelitian

Gambar 3.a. Lokasi Hulu Sungai

Gambar 3.b. Lokasi Tengah Sungai

(8)

(9)

DAFTAR PUSTAKA

Agusnar, H. 2007. Kimia Lingkungan. Terbitan Pertama. USU Press: Medan.

Alerts, G., and Sri, S.S. 1984. Metode Penelitian Air. Usaha Nasional: Surabaya.

Bailey, R.A., H.M. Clark., J.P.Fe 3+rris., S.Krause., and R.L.Strong. 1978. Chemistry of The Environment. Academic Press: New York.

Bender, G.T. 1987. Principles of Chemical Instrumentation. W.B.Saunders Co2+mpany: Canada.

Co2+ates, D.R. 1981. Environmental Geology. John Wiey & Sons, Inc: United States of America.

Co2+llins. 2010. Co2+llins Wold Atlas. ReFe 3+rence Edition. HarperCo2+llins publishers: London.

Darmono. 1995. Ion dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. UI-Press: Jakarta.

Ebo, A.G.A. 2010. Gunung Sinabung Meletus. Diakses dari

EckenFe 3+lder, W.W. 1989. Industrial Water Polution Co2+ntrol. SeCo2+nd Edition. McGraw-Hill: New York.

Hartuti, E. R. 2009. “Buku Pintar Gempa”. Diva Press. Yogyakarta.

EfFe 3+ndi, H. 2007. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Cetakan ke 7. Percetakan Kansius: Yogyakarta.

Global Volcanism Program di dalam Barasa F,R, Abdul R, Mariani. 2013. Dampak Debu Vulkanik Letusan Gunung Sinabung terhadap Kadar Cu, Pb, dan B Tanah di Kabupaten Karo. Jurnal Online Agroekoteknologi. Vol 1: 4. ISSN No.2337 – 6597.

Khopkar, S.M. 2007. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI-Press: Jakarta.

Manahan, S.E., 1984. Environmental Chemistry. Fourth Edition. PWS Publisher: United States of Aerica.

Moore, J.W. 1991. Inorganic Co2+ntaminations of Surface Water. Springer-Verlag: New York.

Robock, A. 2002. The Earth System: Physical and Chemical Dimensions of Global Environmental Change. John Wiley & Sons, Ltd: Chichester.

(10)

Rohman, A. 2007. “Kimia Farmasi Analisis”. Cetakan 1. Pustaka Pelajar. Yogyakarta.

Satiadarma, K., H.M.Mulja., Daryono, H.T., and Rahmana, E.K., 2004. Asas Pengembangan Prosedur Analisis. Edisi Pertama. Cetakan Pertama. Airlangga University Press: Surabaya.

Suryani, A.S. 2014. Dampak Negatif Abu Vulkanik terhadap Lingkungan dan Kesehatan. Info Singkat Kesejahteraan Sosial. Vol IV: 04. ISSN 2088 – 2351.

(11)

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1.Alat dan Bahan

Di dalam penelitian ini, diperlukan beberapa alat dan bahan untuk mendukung berjalannya penelitian. Adapun alat-alat dan bahan-bahan yang digunakan dideskripsikan di bawah ini.

3.1.1. Alat-alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut:

Nama Alat Merek

Gelas beaker Pyrex 250 mL

Labu takar Labu takar Labu takar

Pyrex 1000 mL Pyrex 100 mL Pyrex 50 mL

Pipet tetes -

Spatula -

Hotplate Cimarec

Kertas saring Whatmann No.42

Neraca analitis AND

Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) GBC AVANTA VER. 2.02

Co2+rong -

Pipet volume Pyrex 10 mL

Botol aquadest Botol Plastik

- -

(12)

3.1.2. Bahan-Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut:

Nama bahan Merek

HNO3(p) p.a (E.Merck)

Akuades -

Larutan standar Fe 3+ 1000 mg/L p.a (E.Merck) Larutan standar Cd 2+ 1000 mg/L p.a (E.Merck) Larutan standar Co2+ 1000 mg/L p.a (E.Merck) Sampel air sungai Lau Borus,Kab. Karo -

3.2Prosedur Penelitian

3.2.1 Pengambilan Sampel

Teknik pengambilan sampel dilakukan dengan menggunakan metode sederhana secara langsung dengan menggunakan botol biasa. Sampel air yang diambil dari hulu dan hilir sungai tanpa adanya gelembung gas ke dalam botol. Adapun syarat alat pengambilan contoh harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: terbuat dari bahan yang tidak memenuhi sifat contoh, mudah dicuci dari bekas contoh sebelumnya, mudah dipindahkan ke dalam botol penampung tanpa ada sisa bahan tersuspensi di dalamnya, mudah dan aman dibawa (SNI 6989.59:2008).

3.2.2 Pengawetan dan Preparasi Sampel

Sampel tidak dapat langsung dianalisis, maka sampel diawetkan dengan ditambahkan HNO3(p) sampai pH + 2. Kemudian diambil sebanyak 100 mL sampel,

dimasukkan ke dalam gelas beaker dan ditambahkan 5 mL HNO3(p). Dipanaskan

sampai larut hampir kering, kemudian ditambahkan 50 mL akuadest dan dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL melalui kertas saring. Diencerkan dengan akuadest sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen.

(13)

3.2.3 Pembuatan Larutan Standar Ion Besi (Fe 3+) 100 mg/L

Sebanyak 1 mL larutan induk ion besi 1000 mg/L dimasukkan ke dalam labu takar 10 mL lalu diencerkan dengan larutan penegncer sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen.

3.2.4 Pembuatan Larutan Standar Ion Besi (Fe 3+) 10 mg/L

Sebanyak 5 mL larutan induk ion besi 100 mg/L dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL lalu diencerkan dengan larutan pengencer sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen.

3.2.5 Pembuatan Larutan Standar Ion Besi (Fe 3+) 1,0 mg/L

Sebanyak 5 mL larutan induk ion besi 10 mg/L dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL lalu diencerkan dengan larutan pengencer sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen.

3.2.6 Pembuatan Larutan Standar Ion Besi (Fe3+) 0,3000; 0,6000; 0,9000; 1,2000 dan 1,5000 mg/L

Sebanyak 15,00; 30,00; 45,00; 60,00 dan 75,00 mL larutan induk ion besi 1 mg/L dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL lalu diencerkan dengan larutan pengencer sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen.

3.2.7 Pembuatan Larutan Standar Ion Kadmium (Cd2+) 100 mg/L

Sebanyak 1 mL larutan induk ion kadmium 1000 mg/L dimasukkan ke dalam labu takar 10 mL lalu diencerkan dengan larutan pengencer sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen.

(14)

3.2.8 Pembuatan Larutan Standar Ion Kadmium (Cd2+) 10 mg/L

Sebanyak 5 mL larutan induk ion kadmium 100 mg/L dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL lalu diencerkan dengan larutan pengencer sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen.

3.2.9 Pembuatan Larutan Standar Ion Kadmium (Cd2+) 1,0 mg/L

Sebanyak 5 mL larutan induk ion kadmium10 mg/L dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL lalu diencerkan dengan larutan pengencer sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen (SNI 01-3554-2006).

3.2.10 Pembuatan Larutan Seri Standar Ion Kadmium (Cd2+) 0,0020; 0,0040; 0,0060; 0,0080; dan 0,0100 mg/L

Sebanyak 0,10; 0,20; 0,30; 0,40; dan 0,50 mL larutan standar ion cadmium (Cd2+) 1 mg/L dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL lalu diencerkan dengan dengan aquadest sampai garis tanda dan dihomogenkan.

3.2.11 Pembuatan Larutan Standar Ion Kobal (Co2+) 100 mg/L

Sebanyak 1 mL larutan induk ion kobal 1000 mg/L dimasukkan ke dalam labu takar 10 mL lalu diencerkan dengan larutan pengencer sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen.

3.2.12 Pembuatan Larutan Standar Ion Kobal (Co2+) 10 mg/L

Sebanyak 5 mL larutan induk ion kobal 100 mg/L dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL lalu diencerkan dengan larutan pengencer sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen.

(15)

3.2.13 Pembuatan Larutan Standar Ion Kobal (Co2+) 1,0 mg/L

Sebanyak 5 mL larutan induk ion kobal 10 mg/L dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL lalu diencerkan dengan larutan pengencer sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen.

3.2.14 Pembuatan Larutan Standar Ion Kobal (Co2+) 0,0020; 0,0040; 0,0060; 0,0080 dan 0,0100 mg/L

Sebanyak 0,10; 0,20; 0,30, 0,40; dan 0,50 mL larutan induk ion kobal 1 mg/L dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL lalu diencerkan dengan larutan pengencer sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen.

3.2.15 Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Besi (Fe3+)

Larutan seri standar ion besi 0,3 mg/L kemudian diukur absorbansinya dengan

spektrofotometer serapan atom pada λspesifik = 248,3 nm. Perlakuan dilakukan sebanyak tiga kali dan dilakukan hal yang sama untuk larutan seri standar 0,60; 0,90; 1,20; dan 1,50 mg/L.

3.2.16 Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Kadmium (Cd2+)

Larutan seri standar ion kadmium 0,002 mg/L kemudian diukur absorbansinya

dengan spektrofotometer serapan atom pada λspesifik = 228,8 nm. Perlakuan dilakukan sebanyak tiga kali dan dilakukan hal yang sama untuk larutan seri s tandar 0,0040; 0,0060; 0,0080; dan 0,0100 mg/L.

3.2.17 Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Kobal (Co2+)

Larutan seri standar ion kobal 0,002 mg/L kemudian diukur absorbansinya

dengan spektrofotometer serapan atom pada λspesifik = 240,7 nm. Perlakuan dilakukan sebanyak tiga kali dan dilakukan hal yang sama untuk larutan seri standar 0,0040; 0,0060; 0,0080; dan 0,0100 mg/L.

(16)

3.2.18 Pengawetan dan Preparasi Sampel

Sampel ditambahkan HNO3(p) sampai pH < 2. Diambil sebanyak 100 mL kemudian

dimasukkan ke dalam beaker glass dan ditambahkan 5 mL HNO3(p). Dipanaskan

sampai hampir kering, kemudian ditambahkan 50 mL a kuades dan dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL melalui kertas saring. Diencerkan dengan akuades sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen.

3.2.19 Pengukuran Kadar Ion besi dalam Sampel

Absorbansi larutan diukur dengan Spektrofotometri Serapan Atom pada

λspesifik= 248,3 nm. Perlakuan dilakukan sebanyak 3 kali untuk setiap sampel.

3.2.20 Pengukuran Kadar Ion Kadmium dalam Sampel

Absorbansi larutan diukur dengan Spektrofotometri Serapan Atom pada

λspesifik= 228,8 nm. Perlakuan dilakukan sebanyak 3 kali untuk setiap sampel.

3.2.21 Pengkuran Kadar Ion Kobal dalam Sampel

Absorbansi larutan diukur dengan Spektrofotometri Serapan Atom pada

(17)

3.3 Bagan Penelitian

3.3.1 Preparasi dan Penentuan Kadar Ion Besi (Fe3+)Pada Sampel air Sungai Lau Borus

← ditambahkan HNO3(p) hingga pH + 2,5

← dimasukkan ke dalam beaker glass 100 mL ← ditambahkan 5 mL HNO3(p)

← dipanaskan perlahan di atas hotplate hingga sisa volume 15 mL

← ditambahkan 50 mL akuades

← diencerkan dengan akuades sampai garis tanda ← diaduk sampai homogen

← diukur absorbansinya dengan SSA pada λspesifik 248,3 nm

Catatan : Dilakukan perlakuan yang sama untuk ion kadmium (Cd2+) dan kobal (Co2+) dengan nilai absorbansinya pada λspesifik Cd 2+ (228,8 nm) dan λspesifik Co2+ (240,7 nm)

Sampel air sungai 100 mL

Hasil Sampel air Sungai Lau Borus

(18)

BAB 4

PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian 4.1.1. Ion Besi (Fe 3+)

Pengukuran absorbansi ion besi (Fe3+) dilakukan dengan menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA), dan pembuatan kurva kalibrasi larutan standar ion besi (Fe3+) dilakukan dengan menyiapkan larutan seri standar dengan berbagai konsentrasi yaitu pada 0,0000; 0,3000; 0,6000; 0,8000; 1,2000 dan 1,5000 mg/L, kemudian diukur absorbansinya pada panjang gelombang 248,3 nm. Kondisi alat Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) pada pengukuran ion besi (Fe3+) dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Kondisi Alat Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Merk GBC AVANTA VER. 2.02

No Parameter Ion Besi (Fe 3+)

1 Panjang gelombang (nm) 248,3

2 Tipe nyala Udara-C2H2

3 Kecepatan aliran gas pembakar (L/min) 1,20

4 Kecepatan aliran udara (L/min) 10,0

5 Tinggi tungku (mm) 8,0

(19)

Tabel 4.2. Data Absorbansi Larutan Seri Standar Ion Besi (Fe3+)

Konsentrasi (mg/L) Absorbansi Rata-rata 0,0000

0,3000 0,6000 0,9000 1,2000 1,5000

0,0003 0,0248 0,0514 0,0712 0,0957 0,1244

Gambar 4.1. Kurva Kalibrasi Larutan Seri Standar Ion Besi (Fe3+)

4.1.1.1. Pengolahan Data

4.1.1.2. Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least Square

Kurva pengukuran absorbansi larutan seri standar ion besi (Fe3+) terhadap konsentrasi larutan standar ion besi (Fe3+) pada Tabel 4.2 diplot, sehingga diperoleh kurva kalibrasi berupa garis linier. Selanjutnya persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi dihitung dengan menggunakan metode least square dengan data pada Tabel 4.3.

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

rba

-ra

Konsentrasi (mg/L)

Y = 0,0812X + 0,0003 r2_{= 0,9992}

(20)

Tabel 4.3. Perhitungan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi Ion Besi (Fe3+) Berdasarkan Pengukuran Absorbansi Larutan Seri Standar Ion Besi (Fe3+)

No Xi Yi (Xi-��) (Xi-��) (�� − ��)2 (�� − ��)2 (Xi-��) (Xi-��) 1 2 3 4 5 6 Ʃ 0,0000 0,3000 0,6000 0,9000 1,2000 1,5000 4,5000 0,0003 0,0248 0,0514 0,0712 0,0957 0,1244 0,3678 -0,7500 -0,4500 -0,1500 0,1500 0,4500 0,7500 0,0000 -0,0610 -0,0365 -0,0099 0,0099 0,0344 0,0631 0,0000 0,5625 0,2025 0,0225 0,0225 0,2025 0,5625 1,5750

3,721x 103 1,3322x10-3 0,9801x10-4 0,9801x10-4 1,1833x10-3 3,981x10-3 0,0104 0,0457 0,0164 0,0014 0,0014 0,0154 0,0473 0,1279

��= Ʃ��

� =

4,5000

6 = 0,75

��= Ʃ��

� =

0,3678

6 = 0,0613

Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi dapat dihitung dari persamaan garis:

Y = aX + b Dimana

a = slope

b = intersept

Selanjutnya harga slope dapat ditentukan dengan menggunakan metode least square sebagai berikut:

a = ∑��(Xi−��) (Xi−��) Ʃ(Xi−��)2 a = 0,1279

1,5750

(21)

b = Y – aX

b = 0,0613 – 0,0812 (0,75) b = 0,0003

Maka, persamaan garis regresinya adalah

Y = 0,0812 X + 0,0003

4.1.1.3. Koefisien Korelasi

Koefisien korelasi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

r = ∑��(Xi−��) (Xi−��)

�Ʃ(Xi−��)2_Ʃ(Yi_−��₎2 r = 0,1279

�(1,575)(0,0104 ) r = 0,1279

0,1280

r = 0,9992

Dari hasil perhitungan kurva standar diperleh persamaan garis regresi Y = 0,0812 X + 0,0003, dengan koefisien korelasi (r) 0,9992. Koefisien korelasi ini dapat diterima karena memenuhi syarat yang ditetapkan > 0,99 (Miller J.C, 1991).

Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa terdapat korelasi positif antara konsentrasi dan absorbansi yaitu konsentrasi dan absorbansi berbanding lurus. Semakin tinggi konsentrasi, maka absorbansi juga semakin meningkat.

4.1.1.4. Penentuan Konsentrasi Ion Besi (Fe3+) dari Sampel Air Sungai Lau Borus di Kabupaten Karo

Konsentrasi ion besi (Fe3+) dapat dihitung dengan menggunakan data hasil pengukuran absorbansi ion besi (Fe3+) dalam sampel. Data selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.4.

(22)

Tabel. 4.4 Data Absorbansi Ion Besi (Fe3+) dalam Sampel Air Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

No Sampel Air Sungai Lau

Borus

Perulangan Absorbansi Absorbansi Rata-rata

1 2 Hulu Tengah U1 U2 U3 U1 U2 U3 0,1280 0,1282 0,1285 0,1357 0,1358 0,1360 0,1282 0,1358

3 Hilir U1

U2 U3 0,1623 0,1626 0,1627 0,1625

Penentuan absorbansi ion besi (Fe3+) pada sampel dilakukan dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) pada panjang gelombang 248,3 nm dan penetapan kadar sampel dilakukan dengan menggunakan metode adisi standar. Konsentrasi ion besi (Fe3+) pada sampel dapat diukur dengan mensubstitusikan nilai Y (absorbansi) ion besi (Fe3+) ke persamaan:

Y = 0,0812 X + 0,0003

Tabel. 4.5 Analisis Data Statistik Penentuan Konsentrasi Ion Besi (Fe3+) pada Sampel Air Hulu Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

No Xi (Xi – X)2

1 2 3 Ʃ 1,5760 1,5785 1,5822 4,7367

8,2573 x 10-6 1,6851 x 10-7 1,0785 x 10-5 1,9211 x 10-5

(23)

�� = Ʃ��

� =

4,7367

3 = 1,5789

SD = �Ʃ(Xi−�)2

�−1

SD = �1,9211 x 10−5 2

SD = �9,6005� 10−6 SD = 0,0003

Kadar ion besi (Fe3+) dari hulu sungai Lau Borus adalah ��+SD = 1,5789 + 0,0003 mg/L.

Dengan cara yang sama dapat ditentukan konsentrasi ion besi (Fe3+) pada air tengah dan hilir sungai Lau Borus Kabupaten Karo.

Tabel 4.6 Analisis Data Statistik Penentuan Konsentrasi Ion Besi (Fe3+) pada Sampel Air Tengah Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

No Xi (Xi – X)2

1 2 3

1,6708 1,67211

1,6745 5,0175

2,6962 x 10-6 1,6851 x 10-7 4,2129 x 10-6 7,0777 x 10-6

��= Ʃ��

� =

5,0175

3 = 1,6725

SD =�Ʃ(Xi−��)2

�−1

SD = �7,0777 x 10−6 2

(24)

SD = �3,5388 � 10−6 SD = 0,0018

Kadar ion besi (Fe3+) dari tengah sungai Borus adalah ��+SD = 1,6725 + 0,0018 mg/L.

Tabel 4.7 Analisis Data Statistik Penentuan Konsentrasi Ion Besi (Fe 3+) pada Sampel Air Hilir Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

No Xi (Xi – X)2

1 2 3

1,9984 2,0021 2,0033 6,0040

8,2573 x 10-6 6,7407 x 10-7 4,2129 x 10-6 1,3144 x 10-5

��= Ʃ��

� =

6,0040

3 = 2,0013

SD = �Ʃ(Xi−��)2

�−1

SD = �1,3144 x 10−5 2

SD = � 6,5721 � 10−6 SD = 0,0025

(25)

Tabel 4.8 Hasil Penentuan Kadar Ion Besi (Fe3+) dari Air Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

No Air Sungai Borus Konsentrasi Sampel (mg/L) Jumlah Kadar (mg/L) 1

Hulu Tengah

1,5789 1,6725

1,5755 +0,0003 1,6725 + 0,0018

2 Hilir 2,0014 2,0013 + 0,0025

4.1.2. Ion Kadmium (Cd2+)

Pengukuran absorbansi ion kadmium (Cd2+) dilakukan dengan menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA), dan pembuatan kurva kalibrasi larutan standar ion kadmium (Cd2+) dilakukan dengan menyiapkan larutan seri standar dengan berbagai konsentrasi yaitu pada 0,0000; 0,0020; 0,0040; 0,0060; 0,0080 dan 0,0100 mg/L, kemudian diukur absorbansinya pada panjang gelombang 228,8 nm. Kondisi alat Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) pada pengukuran ion kadmium (Cd2+) dapat dilihat pada Tabel 4.9.

Tabel 4.9. Kondisi Alat Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Merk GBC AVANTA VER. 2.0

No Parameter Kadmium (Cd 2+)

1 Panjang gelombang (nm) 228,8

2 Tipe nyala Udara-C2H2

3 Kecepatan aliran gas pembakar (L/min) 1,20

4 Kecepatan aliran udara (L/min) 10,0

5 Tinggi tungku (mm) 8,0

(26)

Tabel 4.10. Data Absorbansi Larutan Seri Standar Ion Kadmium (Cd2+)

No Konsentrasi (mg/L) Absorbansi Rata-rata 1 2 3 4 5 6 0,0000 0,0020 0,0040 0,0060 0,0080 0,0100 0,0003 0,0056 0,0083 0,0112 0,0142 0,0172

Gambar 4.2. Kurva Kalibrasi Larutan Seri Standar Ion Cadmium (Cd2+)

4.1.2.1. Pengolahan Data

4.1.2.2. Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least Square

Kurva pengukuran absorbansi larutan seri standar ion kadmium (Cd2+) terhadap konsentrasi larutan standar ion kadmium (Cd2+) pada Tabel 4.9 diplot, sehingga diperoleh kurva kalibrasi berupa garis linier. Selanjutnya persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi dihitung dengan menggunakan metode least square dengan data pada Tabel 4.11.

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018 0,02

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012

A bs or ba ns i R at a-rat a Konsentrasi (mg/L)

Y = 1,6571X + 0,0011

(27)

Tabel 4.11. Perhitungan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi Ion Kadmium (Cd2+) Berdasarkan Pengukuran Absorbansi Larutan Seri Standar Ion Kadmium (Cd2+)

No Xi Yi (Xi-��) (Xi-��) (�� − ��)2 (�� − ��)2 (Xi-��) (Xi-��) 1 2 3 4 5 6 Ʃ 0,0000 0,0020 0,0040 0,0060 0,0080 0,0100 0,0300 0,0003 0,0050 0,0083 0,0112 0,0142 0,0174 0,0564 -0,0050 -0,0030 -0,0010 0,0010 0,0030 0,0050 0,0000 -0,0091 -0,0044 -0,0011 0,0018 0,0048 0,0080 0,0000 0,000025 0,000009 0,000001 0,000001 0,000009 0,000025 0,00007

8,281x 10-5 1,936x10-5 0,121x10-5 0,324x10-5 2,304x10-5 0,64x10-4 0,00019 0,0000455 0,0000132 0,0000011 0,0000018 0,0000144 0,00004 0,000116

��= Ʃ��

� =

0,0300

6 = 0,005

��= Ʃ��

� =

0,0564

6 = 0,0094

Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi dapat dihitung dari persamaan garis:

Y = aX + b Dimana

a = slope b = intersept

Selanjutnya harga slope dapat ditentukan dengan menggunakan metode least square sebagai berikut:

a = ∑��(Xi−��) (Xi−��)

Ʃ(Xi−��)2 a = 0,000116

0,00007

(28)

b = Y – aX

b = 0,0094 – 1,6571 (0,005) b = 0,0011

Maka, persamaan garis regresinya adalah

Y = 1,6571 X + 0,0011

4.1.2.3. Koefisien Korelasi

Koefisien korelasi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

r = ∑��(Xi−��) (Xi−��)

�Ʃ(Xi−��)2_Ʃ_(Yi_−��₎2 r = 0,000116

�(0,00007 )(0,00019 ) r = 1,16 � 10−

4 1,164 � 10−4 r = 0,9965

Dari hasil perhitungan kurva standar diperleh persamaan garis regresi Y = 1,6571 X + 0.0011, dengan koefisien korelasi (r) 0,9965. Koefisien korelasi ini dapat diterima karena memenuhi syarat yang ditetapkan > 0,99 (Miller J.C, 1991).

4.1.2.4. Penentuan Konsentrasi Ion Kadmium (Cd2+) dari Sampel Air Sungai Lau Borus di Kabupaten Karo

Konsentrasi ion kadmium (Cd2+) dapat dihitung dengan menggunakan data hasil pengukuran absorbansi ion kadmium (Cd2+) dalam sampel. Data selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.12.

(29)

Tabel 4.12. Data Absorbansi Ion Kadmium (Cd2+) dalam Sampel Air Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

No Sampel Perulangan Absorbansi Absorbansi Rata-rata 1 2 3 Sungai hulu Sungai tengah Sungai hilir U1 U2 U3 U1 U2 U3 U1 U2 U3 0,0180 0,0183 0,0185 0,0184 0,0185 0,0186 0,0195 0,0197 0,0200 0,0182 0,0185 0,0197

Penentuan absorbansi ion kadmium (Cd2+) pada sampel dilakukan dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) pada panjang gelombang 228,8 nm dan penetapan ladar sampel dilakukan dengan menggunakan metode adisi standar. Konsentrasi ion kadmium (Cd2+) pada sampel dapat diukur dengan mensubstitusikan nilai Y (absorbansi) ion kadmium (Cd2+) ke persamaan:

Y = 1,6571 X + 0,0011

Tabel 4.13. Analisis Data Statistik Penentuan Konsentrasi Ion Kadmium (Cd2+) pada Sampel Air Hulu Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

No Xi (Xi – X)2

1 2 3 Ʃ 0,0101 0,0103 0,0105 0,0309

4 x 10-8 0 4 x 10-8 8 x 10-8

(30)

��= Ʃ��

� =

0,03009

3 = 0,0103

SD = �Ʃ(Xi−��)2

�−1

SD = �8 x 10−8 2

SD = √4 � 108 SD = 0,0002

Kadar ion kadmium (Cd2+) dari hulu sungai Lau Borus adalah ��+SD = 0,0103 + 0,0002 mg/L.

Dengan cara yang sama dapat ditentukan konsentrasi ion kadmium (Cd2+) pada air tengah sungai Lau Borus Kabupaten Karo.

Tabel 4.14. Analisis Data Statistik Penentuan Konsentrasi Ion Kadmium (Cd2+) pada Sampel Air Tengah Sungai Borus Kabupaten Karo

No Xi (Xi – X)2

1 2 3

0,0100 0,0100 0,0101 0,0301

3,6416 x 10-9 0 3,6416 x 10-9 7,2833 x 10-9

��= Ʃ��

� =

0,0301

3 = 0,0100

SD = �Ʃ(Xi−��)2

�−1

SD = �7,2833 x 10−9 2

SD = �36,4169 � 10−10 SD = 0,00006

(31)

Kadar ion kadmium (Cd2+) dari tengah sungai Lau Borus adalah ��+SD = 0,0100 + 0,0006 mg/L.

Tabel 4.15. Analisis Data Statistik Penentuan Konsentrasi Ion Kadmium (Cd2+) pada Sampel Air Hilir Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

No Xi (Xi – X)2

1 2 3

0.0111 0.0112 0.0114 0,0337

1,7 x 10-8 1,1 x 10-9 2,7 x 10-8 4,6 x 10-8

��= Ʃ��

� =

0,0337

3 = 0,0112

SD = �Ʃ(Xi−��)2

�−1

SD = �4,6 x 10−8 2

SD = �2,3 � 10−8 SD = 0,0001

Kadar ion Kadmium (Cd2+) dari hilir sungai Lau Borus adalah ��+SD = 0,0112 + 0,0001 mg/L.

Tabel 4.16. Hasil Penentuan Kadar Ion Kadmium (Cd2+) dari Air Sungai Lau Borus, Kabupaten Karo

(32)

No Air Sungai Lau Borus

Konsentrasi Sampel (mg/L) Jumlah Kadar (mg/L)

1 2

Hulu Tengah

0,0103 0,0100

0,0103 + 0,0002 0,0100 + 0,00006

3 Hilir 0,0112 0,0112 + 0,0001

4.1.3. Ion Kobal (Co2+)

Pengukuran absorbansi ion kobal (Co2+) dilakukan dengan menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA), dan pembuatan kurva kalibrasi larutan standar ion kobal (Co2+) dilakukan dengan menyiapkan larutan seri standar dengan berbagai konsentrasi yaitu pada 0,0000; 0,0200; 0,0400; 0,0600; 0,0800 dan 0,1000 mg/L, kemudian diukur absorbansinya pada panjang gelombang 240,7 nm. Kondisi alat Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) pada pengukuran ion kobal (Co2+) dapat dilihat pada Tabel 4.15.

Tabel 4.17. Kondisi Alat Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Merk GBC AVANTA VER. 2.02

No Parameter Ion Kobal (Co2+)

1 Panjang gelombang (nm) 240,7

2 Tipe nyala Udara-C2H2

3 Kecepatan aliran gas pembakar (L/min) 1,20

4 Kecepatan aliran udara (L/min) 10,0

5 Tinggi tungku (mm) 8,0

6 Pusat tungku (mm) 1,3

(33)

No Konsentrasi (mg/L) Absorbansi Rata-rata 1 2 3 4 5 6 0,0000 0,0020 0,0040 0,0060 0,0080 0.0100 0,0002 0,0015 0,0027 0,0039 0,0047 0,0055

Gambar 4.3. Kurva Kalibrasi Larutan Seri Standar Ion Kobal (Co2+)

4.1.3.1. Pengolahan Data

4.1.3.2. Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least Square

Kurva pengukuran absorbansi larutan seri standar ion kobal (Co2+) terhadap konsentrasi larutan standar ion kobal (Co2+) pada Tabel 4.16 diplot, sehingga diperoleh kurva kalibrasi berupa garis linier. Selanjutnya persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi dihitung dengan menggunakan metode least square dengan data pada Tabel 4.17.

0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012

A b sor b an si R at a -r at a Konsentrasi (mg/L)

Y = 0,5328X + 0,0004 r2 = 0,9973

(34)

Tabel 4.19. Perhitungan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi

IonKobal (Co2+) Berdasarkan Pengukuran Absorbansi Larutan Seri Standar Ion Kobal (Co2+)

No Xi Yi (Xi-��) (Xi-��) (�� − ��)2 (�� − ��)2 (Xi-��) (Xi-��) 1 2 3 4 5 6 Ʃ 0,0000 0,0020 0,0040 0,0060 0,0080 0.0100 0,0300 0,0002 0,0015 0,0027 0,0039 0,0047 0,0055 0,0185 -0,0050 -0,0030 -0,0010 0,0010 0,0030 0,0050 0,0000 -0,0028 -0,0015 -0,0003 0,0008 0,0016 0,0024 0,0000 0,25x10-4 0,09X10-4 0,01X10-4 0,01X10-4 0,09X10-4 0,25X10-4 0,00007 8,313x10-6 2,506x10-6 1,469x10-7 6,669x10-7 2,613x10-6 5,840x10-6 2,008x10-5 1,44x10-5 4,75x10-6 3,83x10-7 8,16x10-7 4,85x10-6 1,20x10-5 3,73x10-5

��= Ʃ��

� =

0,0300

6 = 0,005

��= Ʃ��

� =

0,0185

6 = 0,0030

Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi dapat dihitung dari persamaan garis:

Y = aX + b Dimana

a = slope b = intersept

Selanjutnya harga slope dapat ditentukan dengan menggunakan metode least square sebagai berikut:

a = ∑��(Xi−��) (Xi−��)

Ʃ(Xi−��)2 a = 0,0000373

0,00007

(35)

b = Y – aX

b = 0,0030 – (0,5328) (0,005) b = 0,0004

Maka, persamaan garis regresinya adalah

Y = 0,5328 X + 0,0004

4.1.3.3. Koefisien Korelasi

Koefisien korelasi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

r = ∑��(Xi−��) (Xi−��)

�Ʃ(Xi−��)2_Ʃ_(Yi_−��₎2 r = 3,73 x 10−5

�(0,00007 )(0,0000 2) r = 3,73 � 10−5

3,74 � 10−5 r = 0,9973

Dari hasil perhitungan kurva standar diperleh persamaan garis regresi Y = 0,5328 X + 0,0004, dengan koefisien korelasi (r) 0,9973. Koefisien korelasi ini dapat diterima karena memenuhi syarat yang ditetapkan > 0,99 (Miller J.C, 1991).

4.1.3.4. Penentuan Konsentrasi Ion Kobal (Co2+) dari Sampel Air Sungai Lau Borus di Kabupaten Karo

(36)

Konsentrasi ion kobal (Co2+) dapat dihitung dengan menggunakan data hasil pengukuran absorbansi ion kobal (Co2+) dalam sampel. Data selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.20.

Tabel 4.20. Data Absorbansi Ion Kobal (Co2+) dalam Sampel Air Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

No Sampel Perulangan Absorbansi Absorbansi Rata-rata 1

Sungai hulu

Sungai Tengah

Sungai hilir

0,0029 0,0031 0,0033 0,0034 0,0035 0,0036 0,0043 0,0047 0,0050

0,0031

0,0035

0,0046

Penentuan absorbansi ion kobal (Co2+) pada sampel dilakukan dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) pada panjang gelombang 240,7 nm dan penetapan ladar sampel dilakukan dengan menggunakan metode adisi standar. Konsentrasi ion kobal (Co2+) pada sampel dapat diukur dengan mensubstitusikan nilai Y (absorbansi) ion kobal (Co2+) ke persamaan:

Y = 0,5328X + 0,0004

Tabel 4.21. Analisis Data Statistik Penentuan Konsentrasi Ion Kobal (Co2+) pada Sampel Air Hulu Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

(37)

No Xi (Xi – X)2 1 2 3 Ʃ 0,0046 0,0050 0,0054 0,0150

1,08 x 10-4 0,0001 9,21 x 10-5 3,00 x 10-4

��= Ʃ��

� =

0,0150

3 = 0,0050

SD = �Ʃ(Xi−��)2

�−1

SD = �3 x 10−4 2

SD = �1,5 � 10−4 SD = 0,0012

Kadar ion kobal (Co2+) dari hulu sungai Lau Borus adalah ��+SD = 0,0050 + 0,0012 mg/L.

Dengan cara yang sama dapat ditentukan konsentrasi ion kobal (Co2+) pada air hilir sungai Lau Borus Kabupaten Karo.

Tabel 4.22. Analisis Data Statistik Penentuan Konsentrasi Ion Kobal (Co2+) pada Sampel Air Tengah Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

No Xi (Xi – X)2

1 2 3 Ʃ 0,0059 0,0060 0,0060 0,0183

1,5656 x 10-8 3,9140 x 10-9 3,9140 x 10-9 2,3484 x 10-8

��= Ʃ��

� =

0,01832

3 = 0,0061

SD = �Ʃ(Xi−�)2

(38)

SD = �2,3484 x 10−8 2

SD = �1,1742 � 10−8 SD = 0,0001

Kadar ion kobal (Co2+) dari tengah sungai Lau Borus adalah ��+SD = 0,0061 + 0,0001 mg/L.

Tabel 4.23. Analisis Data Statistik Penentuan Konsentrasi Ion Kobal (Co2+) pada Sampel Air Hilir Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

No Xi (Xi – X)2

1 2 3

0,0073 0,0080 0,0086 0,0239

4,44 x 10-7 1,11 x 10-9 4,01 x 10-7 8,46 x 10-7

��= Ʃ��

� =

0,0239

3 = 0,0079

SD = �Ʃ(Xi−��)2

�−1

SD = �0,846 x 10−8 2

SD = �0,432 � 10−8 SD = 0,0006

Kadar ion kobalt (Co2+) dari hilir sungai Lau Borus adalah ��+SD = 0,0079 + 0,0006 mg/L.

Tabel 4.24. Hasil Penentuan Kadar Ion Kadmium (Co2+) dari Air Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

(39)

No Air Sungai Baros

Konsentrasi Sampel (mg/L) Jumlah Kadar (mgL)

1 3

Hulu Tengah

0,0050 0,0061

0,0005 + 0,0012 0,0061 + 0,0001

2 Hilir 0,0079 0,0079 + 0,0006

4.2. Pembahasan

Penentuan kadar ion besi (Fe 3+), kadium (Cd 2+), dan kobal (Co2+) terhadap air sungai Lau Borus, Kabupaten Karo yang merupakan air sungai aliran lahar dingin letusan Gunung Sinabung dilakukan dengan mengasamkan air sampel hilir sungai dan hulu sungai menggunakan asam nitrat (HNO3) dan diukur pH nya. Pengasaman ini

bertujuan untuk mengawetkan sampel terlebih dahulu sebelum dilakukan analisis ion lebih lanjut. Sampel yang telah diasamkan kemudian disaring agar dapat memisahkan dengan kotoran berbentuk padatan, kemudian sampel didektruksi dengan HNO3(p).

Nilai absorbansi dan konsentrasi sampel diukur dengan menggunakan alat Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) sesuai dengan kualifikasi alat yang telah tertulis sebelumnya, yaitu: tipe nyala udara-C2H2, kecepatan aliran gas pembakar 1,20

L/min, kecepatan aliran udara 10,0 L.min, tinggi tungku 8,0 mm, dan pusat tungku 1,3

mm. Sementara panjang gelombang (λ) yang digunakan untuk setiap atom adalah

Besi (Fe 3+) λspesifik 248,3 nm, kadmium (Cd 2+) λspesifik 228,8 nm dan kobal (Co2+)

λspesifik 240,7 nm. Adapun kadar ion dari ketiga logam yang telah dianalisis adalah besi (Fe 3+) sebesar 1,5755 mg/L, ion kadmium (Cd 2+) sebesar 0,0103 mg/L, dan ion kobal (Co2+) sebesar 0,0005 mg/L pada hulu sungai, sedangkan pada hilir sungai yaitu kadar ion besi (Fe 3+) sebesar 1,9979 mg/L, ion kadmium (Cd 2+) sebesar 0,0112 mg/L, dan ion kobal (Co2+) sebesar 0,0079 mg/L.

Dari hasil penelitian diperoleh bahwa kadar ion pada daerah hilir sungai lebih besar dari pada daerah hulu sungai. Hal ini disebabkan karena pada daerah hilir Sungai Borus tempat berkumpulnya titik air dari aliran atas Gunung Sinabung menuju ke dataran yang lebih rendah dalam aliran sungai. Dan hasilnya diketahui bahwa air

(40)

sungai Lau Borus sudah tercemar untuk ion Fe 3+ (besi) dan Cd 2+ (kadmium), yaitu kadarnya sudah melewati ambang batas normal berdasarkan PP N0. 82 Tahun 2001 untuk semua golongan air pada semua lokasi baik hulu maupun hilir sungai. Sedangkan untuk kadar ion kobal (Co2+) masih dikategorikan dalam batas normal dikarenakan data menunjukkan dibawah batas kadar aman. Adapun kadar yang diperbolehkan sesuai dengan ketetapan di atas adalah ion besi (Fe 3+) 0,3 mg/L, ion cadmium (Cd 2+) 0,003 mg/L, dan ion kobal (Co2+) 1,00 mg/L.

(41)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan penelitian dan analisis data yang telah dilakukan pada air Sungai Lau Borus yang berasal dari Gunung Sinabung. Pasca erupsi diperoleh kadar yaitu ion besi (Fe 3+) sebesar 1,5755 mg/L, ion kadmium (Cd2+) sebesar 0,0103 mg/L, dan kobal (Co2+) sebesar 0,0005 mg/L pada hulu sungai, sedangkan pada hilir sungai yaitu kadar ion besi (Fe 3+) sebesar 1,9979 mg/L, ion kadmium (Cd 2+) sebesar 0,0112 mg/L, dan ion kobal (Co2+) sebesar 0,0079 mg/L. Dimana pada konsentrasi besi (Fe 3+) dan kobal (Cd2+) pada sampel air di hulu sungai maupun hilir melewati ambang batas maksimal untuk kualitas air berdasarkan Peraturan Pemerintah (PP) No 82 Tahun 2001. Sedangkan untuk kadar ion kobal (Co2+) baik di hilir maupun hulu sungai masih dikategorikan tidak melewati kadar ambang batas maksimal untuk kualitas air. Secara keseluruhan kadar ion di hilir sungai lebih tinggi daripada di hulu yang disebabkan adanya aktivitas erupsi gunung sinabung yang mengalir ke hilir sungai.

5.2. Saran

Adapun saran yang harus diperhatikan untuk penelitian selanjutnya adalah

- Sebaiknya untuk peneliti selanjutnya dapat menjangkau kawasan aliran sungai Lau Borus dengan variasi desa lainnya.

(42)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Gunung Berapi

Di dataran tinggi Kabupaten Karo, Sumatera Utara, Indonesia, terdapat salah satu gunung berapi yang dikenal dengan Gunung Sinabung. Koordinat puncak Gunung Sinabung adalah 03 derajat 10 menit LU dan 98 derajat 23 menit BT dengan puncak tertinggi dari gunung ini adalah 2.460 meter dari permukaan laut yang menjadi puncak tertinggi di Sumatera Utara. Gunung ini belum pernah meletus sejak 1600 (Global Volcanism Program, 2008).

Pada tanggal 27 Agustus 2010, aktivitas Gunung Sinabung mulai terjadi dan mengeluarkan asap dan abu vulkanis. Pada dini hari sekitar pukul 00.15 WIB tanggal 29 Agustus 2010, Gunung Sinabung mengeluarkan lava. Abu gunung ini cenderung mengalir dari arah barat daya menuju timur laut (Ebo, 2010). Kemudian, pada September 2013, Gunung Sibanung meletus. Letusannya melepaskan awan panas dan abu vulkanik yang menjangkau kawasan Sibolangit dan Berastagi. Guguran lava pijar dan semburan awan panas masih terus dihasilkan sampai Januari 2014 dan hingga kini rentetan gempa, letusan, dan luncuran awan panas masih terjadi secara terus-menerus (Suryani, 2014). Sampai saat ini, letusan Gunung Sinabung masih terjadi sehingga statusnya masih dinyatakan awas.

Komponen utama erupsi gunung berapi adalah magma yang berbentuk padat, lithic material atau memadat menjadi partikel besar yang dikenal sebagai ash (abu) atau tephra. Erupsi gunung juga mengandung gas, dengan air (H2O), nitrogen (N2) dan

karbon dioksida (CO2). Gas ini telah menjadi sumber utama atmosfer planet dan

samudera, air mengembun ke dalam samudera, CO2 diubah oleh tanaman menjadi

(43)

komponen utama atmosfer adalah N2 (78%) dan O2 (21%) yang merupakan sumber

emisi vulkanik (Robock, A., 2002).

Beberapa metode untuk mensurvei dan memprediksi aktivitas gunung api telah digunakan saat ini, dan beberapa metode tersebut berhasil untuk beberapa gunung api. Tetapi, mereka tidak dapat diprediksi secara sempurna kecuali metode tersebut dapat menentukan posisi magma, waktu, sifat dasar, jarak dan durasi erupsi, dan lain-lain. Untuk tujuan dalm hal mensurvei dan memprediksi aktivitas gunung api, fenomena sifat dasar harus dipelajari secara keseluruhan dan detail. Hal ini penting untuk mengetahui apakah parameter aktivitas vulkanik harus diobservasi secara kontinius. Akan tetapi, banyak penomena yang belum dipelajari secara sempurna, khusunya dari segi aspek kimia.

Mayoritas gunung berapi terjadi disepanjang garis tepi piring destruktif di “daerah tumbukan” dimana satu piring fase berada di bawah yang lainnya. Pergeseran dan tekanan menyebabkan batuan meleleh dan membentuk magma yang dipaksa naik ke atas permukaan bumi dimana gunung api bererupsi sebagai lelehan batu (lava) atau sebagai partikel abu atau cinder (abu api) (Collins, 2010).

Sejumlah skema dapat digunakan untuk mengklasifikasi erupsi gunung berapi. Mereka pada umumnya diklasifikasikan pada dasar periode aktivitas mereka, jenis aktifitas dan jenis tanah pembentuknya.

1. Periode aktifitas.

Aktif jika erupsi telah terjadi dalam waktu bersejarah, sebaliknya tidak aktif, tidur, atau padam.

2. Jenis aktifitas.

Sebagian besar didasarkan pada kekerasan erupsi dan derajat eksploitasi. Nama yang digunakan diturunkan dari lokasi gunung berapi yang menunjukkan jenis aktifitas.

(44)

3. Sifat topografis gunung

Sistem yang paling sederhana untuk klasifikasi berdasarkan periode aktivitas – seperti aktif, diam, atau tidur. Gunung berapi dapat tetap tidak aktif untuk ratusan atau ribuan tahun sebelum fase erupsi lainnya diselesaikan (Coates, 1981).

2.2. Air

Air adalah senyawa penting bagi semua bentuk kehidupan di bumi ini, sebagian besar permukaan bumi tertutup oleh air sehingga sangat berpengaruh terhadap iklim. Air yang tersebar di alam tidak ada yang berbentuk murni, akan tetapi tidak semua air di alam sudah terpolusi. Sebagai Contoh, perairan di daerah pegunungan dan hutan yang bebas dari polusi, masih mengandung bahan-bahan terlarut seperti CO2, O2, dan N2,

serta bahan tersuspensi seperti debu dan partikel-partikel lainnya yang terbawa dari atmosfer.

Ciri-ciri air yang mengalami polusi sangat bervariasi tergantung dari jenis air dan polutannya atau komponen yang mengakibatkan polusi. Polutan air dapat dikelompokkan atas sembilan golongan berdasarkan sifat-sifatnya sebagai berikut: - padatan

- bahan buangan yang membutuhkan oksigen (Oxigen Demanding Wastes) - mikroorganisme

- komponen organik sintetik - nutrient tanaman

- minyak

- senyawa anorganik dan mineral - bahan radioaktif

- panas

Pengelompokan di atas bukan merupakan pengelompokan baku, karena suatu jenis polutan mungkin dapat dimasukkan ke dalam lebih dari satu kelompok (Agusnar, H. 2007).

(45)

Komposisi dasar air alam tergantung pada pengikatan dan pelepasan solut melalui pereaksi kimia dan proses fisika. Untuk kebanyakan bagian, solut mengalami lingkaran geologikal dimana material memasuki larutan sebagai produk reaksi udara dengan batu, vulkanisasi, dan lain-lain, dialirkan ke perairan dimana mereka mengalami reaksi lebih lanjut, disimpan di dalam sendimen, dan akhirnya dibentuk menjadi batuan baru, yang mengulangi siklus di atas. Lebih singkatnya, proses ini memiliki jangka waktu yang sangat panjang. Material volatil yang masuk ke dalam atmosfer untuk bagian dari siklus tersebut, dan beberapa elemen merupakan bagian dari biokimia, seperti geomaterial, pemprosesan. Perpindahan secara fisika pada material yang sangat kecil mengendap di dalam air dan sebagai debu dan hemburan air laut di dalam air juga mempunyai bagian di dalam proses ini ((Bailey, R.A. 1978).

Air merupakan sumber kehidupan untuk makhluk hidup karena penting untuk proses kehidupan. Air dikenal sebagai sumber alam yang paling berlimpah, dan berikut merupakan pembagian kualitas air:

− Air merupakan satu-satunya material yang memiliki tiga sifat fisika di permukaan bumi; yaitu gas, cair, dan padat.

− Air bersifat renewable karena siklus hidrologinya.

− Dalam bentuk asli air berwarna bening, tidak berasa, dan transparan. Semua sifat memiliki keuntungan yang besar, seperti pertumbuhan tanaman. Contoh, ketransparanan air membiarkan cahaya berpenetrasi di dalam sungai dan laut sehingga penting dalam sumber makanan hewan dan tumbuhan.

− Air mempunyai viskositas yang sangat rendah. Mobilitasnya membiarkannya untuk mudah berpindah.

− Air merupakan salah satu dari sedikit senyawa yang mengembang ketika membeku.

− Air mempunyai kapasitas panas yang sangat tinggi dari semua zat alam kecuali ammonia.

− Air mempunyai tegangan permukaan yang tidak umum sehingga tidak hanya membiarkan zat untuk mendorong dirinya sendiri, tetapi juga mendukung objek dengan densitas yang lebih tinggi dan membasahi material lainnya.

(46)

Sifat unik yang dimiliki air menjadikan zat ini merupakan pelarut yang sangat sempurna untuk berbagai material, sehingga air adalah dasar medium transportasi untuk nutrient dan hasil limbah dalam proses kehidupan. (Manahan, E.S, 1984).

Ion di dalam air, baik ion ringan maupun ion berat, jarang sekali berbentuk atom tersendiri, tetapi biasanya terikat oleh senyawa lain sehingga berbentuk molekul. Ikatan itu dapat berupa garam organik, seperti senyawa metal, etil, fenil maupun garam anorganik berupa oksida, klorida, sulfide, karbonat, dihidroksida, dan sebagainya. Bentuk ion dari garam tersebut biasanya banyak ditemukan dalam air kemudian bersenyawa atau diserap dan tertimbum dalam tanaman dan hewan air. Ion kemudian bersenyawa dalam bahan kimia jaringan dan membentuk senyawa organik. Ion ringan atau elemen makro tertentu, yang biasanya esensial dan bersenyawa dengan protein jaringan makhluk hidup, berguna untuk proses pertumbuhan. Sedangkan ion berat yang nonesensial juga dapat bersenyawa dengan protein jaringan dan tertimbun serta berikat dengan protein, sehingga senyawa disebut metalotionein yang dapat menyebabkan toksik (Darmono, 1995).

2.3. Ion

Ion berasal dari kerak bumi yang berupa bahan-bahan murni, organik, dan anorganik. Ion merupakan bahan pertama yang dikenal oleh manusia dan digunakan sebagai alat-alat yang berperanan penting dalam sejarah perdaban manusia. Ion mula-mula diambil dari pertambangan di bawah tanah (kerak bumi). Secara alami siklus perputaran ion adalah, dari kerak bumi kemudian ke lapisan tanah, kemudian ke makhluk hidup (tanaman, hewan, dan manusia), ke dalam air, mengendap dan akhirnya kembali ke makro dan ion mikro, dimana ion makro ditemukan lebih dari 1.000 mg/kg dan ion mikro jumlahnya kurang dari 500 mg/kg.

(47)

Tabel 2.1. Ion-ion Makro dan Mikro yang Ditemukan dalam Kerak Bumi (Darmono, 1995)

Kelompok Ion Simbol Jumlah (mg/kg)

Makro Aluminium Al 81.300

Besi Fe 3+ 50.000

Kalsium Ca 36.300

Kalium K 25.900

Magnesium Mg 20.900

Mangan Mn 1.000

Mikro Barium Ba 425

Nikel Ni 75

Seng Zn 70

Tembaga Cu 55

Plumbum Pb 12,5

Uranium, U 2,7

Timah putih Sn 2

Kadmium Cd 2+ 0,2

Merkuri Hg 0,08

Perak Ag 0,07

Emas Au 0,004

*Ion ringan

(48)

2.4. Besi (Fe 3+)

Besi adalah salah satu elemen kimiawi yang dapat ditemui pada hampir setiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologis dan semua badan air. Pada umumnya, besi yang ada di dalam air dapat bersifat:

− Terlarut sebagai Fe 2+ (Fero) atau Fe 3+ (Feri)

− Tersuspensi sebagai butir koloidal (diameter <1 μm) atau lebih besar, seperti Fe2O3, FeO, Fe(OH)3 dan sebagainya

− Tergabung dengan alat zat organis atau zat padat yang inorganis (seperti tanah liat) Pada air permukaan jarang ditemukan kadar Fe lebih besar dari 1 mg/l, tetapi di dalam air tanah kadar Fe dapat jauh lebih tinggi. Konsentrasi Fe yang tinggi ini dapat dirasakan dan dapat menodai kain dan perkakas dapur (Alerts, G. 1984).

2.5. Kadmium (Cd 2+)

Kadmium banyak digunakan di dalam industri metalurgi, pelapisan ion, pigmen, baterai, peralatan elektronik, pelumas, peralatan fotografi, gelas, keramik, tekstil, dan plastic (EckenFender, 1989). Di dalam air, Cd 2+ terdapat dalam jumlah yang sangat sedikit (renik) dan bersifat tidak larut dalam air. Kadar Cd 2+ dalam kerak bumi sekitar 0,2 mg/kg (Moore, 1991).

Kadar Cd2+ pada perairan tawar alami sekitar 0,0001 – 0.01 mg/liter, sedangkan pada perairan laut sekitar 0,0001 mg/liter (McNeely et al., 1979). Menurut WHO, kadar Cd2+ maksimum pada air diperuntukkan bagi air minum adalah 0,005 mg/liter (Moore, 1991). Pada perairan yang diperuntukkan bagi kepentingan pertanian dan perternakan, kadar Cd2+ sebaiknya tidak melebihi 0,005 mg/liter. Untuk melindungi kehidupan pada ekosistem akuatik, perairan sebaiknya memiliki kadar Cd2+ sekitar 0,0002 mg/liter (Moore, 1991).

Kadmium bersifat kumulatif dan sangat toksik bagi manusia karena dapat mengakibatkan gangguan fungsi ginjal dan paru-paru, meningkatkan tekanan darah,

(49)

dan mengakibatkan kemandulan pada pria dewasa. Toksisitas kadmium dipengaruhi oleh pH dan kesadahan. Selain itu, keberadaan zinc dan timbal dan meningkatkan toksisitas kadmium. (Effendi, 2003).

2.6. Kobal (Co2+)

Kobal termasuk unsur renik yang dibutuhkan dalam pertumbuhan dan reproduksi tumbuhan dan hewan. Bersama-sama dengan ion yang lain, misalnya tembaga, zinc, besi, dan magnesium, kobal dibutuhkan oleh enzim sebagai koenzim yang berfungsi untuk mengikat molekul substrat (Effendi, H. 2003). Perairan tawar alami biasanya memiliki kadar kobal < 0,001 mg/liter, perairan di daerah pertambangan dan industri memiliki kadar kobal antara 0,001 – 0,01 mg/liter (Moore, 1991); sedangkan perairan laut memiliki kadar kobal sangat rendah, yakni sekitar 0,0005 mg/liter . Pada perairan yang diperuntukkan bagi kepentingan pertanian, kadar kobal sebaiknya tidak melebihi 0,05 mg/liter (Effendi, H. 2003).

Kobal merupakan salah satu elemen penting untuk tubuh manusia. Kekurangan elemen esensial ini dapat menstimulasi beberapa penyakit sedangkan kobal berbahaya dan menganggu kesehatan jika kelebihan. Co2+ dari golongan ion esensial membutuhkan beberapa aktivitas metabolisme di dalam organisme. Efek toksologi jumlah besar Co2+ menstimulasi vasodilasi, kemarahan dan cardiomyophaty di dalam manusia dan hewan.

2.7. Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)

Peristiwa serapan atom pertama kali diamati oleh Fraunhofer, ketika menelaah garis-garis hitam pada spektrum matahari. Sedangkan yang memanfaatkan prinsip serapan atom pada bidang analisis adalah seorang Australia bernama Alan Walsh di tahun 1955 (Khopkar, 2007).

(50)

Metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) berprinsip pada absorpsi cahaya oleh atom. Atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Spektrum atomik untuk masing-masing unsur terdiri atas garis-garis resonansi. Garis-garis lain yang bukan garis resonansi dapat berupa spektrum yang berasosiasi dengan tingkat energi molekul, biasanya berupa pita-pita lebar atau garis tidak berasal dari eksitasi tingkat dasar yang disebabkan proses atomisasinya (Khopkar, 2007)

Sistem peralatan spektrofotometer serapan atom dapat dilihat pada gambar berikut ini ;

A C D

Gambar 2.1 Sistem peralatan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) (Rohman, 2007).

Berikut penjelasan dari sistem peralatan Sepktrofotometri Serapan Atom :

A. Sumber sinar

Sumber sinar yang biasa dipakai adalah lampu katoda berongga. Lampu ini terdiri atas tabung kaca tertutup yang mengandung suatu katoda dan anoda. Katoda sendiri berbentuk silinder berongga yang terbuat dari ion atau dilapisi dengan ion tertentu. Tabung ion ini diisi dengan gas mulia (neon atau argon) dengan tekanan rendah. Neon biasanya lebih disukai karena memberikan intensitas pancaran lampu yang lebih rendah. (Rohman, 2007)

B. Tempat Sampel

Dalam analisis spektrofotometri serapan atom, sampel yang akan dianalisis harus diuraikan menjadi atom – atom netral yang masih dalam keadaan asas.

Read Out Sumber Sinar Nyala

Monokromator

Detektor

(51)

Ada berbagai macam alat yang dapat digunakan untuk mengubah suatu sampel menjadi uap atom – atom yaitu dengan nyala (flame) dan dengan tanpa nyala (flameless) (Rohman, 2007).

C. Monokromator

Monokromator berfungsi untuk memisahkan dan memilih panjang gelombang yang di gunakan dalam analisis. Dalam monokromator juga terdapat suatu alat yang digunakan untuk memisahkan radiasi resonansi dan kontinyu yang disebut dengan chopper ( Rohman, 2007)

D. Detektor

Dalam spektrofotometer serapan atom detektor berfungsi mengubah intensitas radiasi yang datang menjadi arus listrik. Ada dua cara yang dapat digunakan dalam sistem deteksi yaitu: (a) yang memberikan respon terhadap radiasi resonansi dan radiasi kontinyu; dan (b) yang hanya memberikan respon terhadap radiasi resonansi. Cara terbaik adalah dengan menggunakan detektor yang hanya peka terhadap radiasi resonan yang termodulasi (Rohman, 2007). E. Sistem Pencatat ( Read-Out)

Sistem pencatat yang digunakan pada spektrofotometer serapan atom berfungsi untuk mengubah sinyal yang diterima menjadi sinyal digital, yaitu dalam satuan absorbansi. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva dari suatu recorder yang menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi (Rohman, 2007).

Pada spektroskopi pembangkit sinyal adalah hasil antaraksi energi radiasi elektromagnet dengan elektron dalam atom/molekul analit yang menyebabkan transisi elektron valensi atom /molekul dari tingkat energi elektron dasarnya ke tingkat energi elektron tertentu yang lebih tinggi atau meningkatkan energi vibrasi-rotasi ikatan antar atom dalam molekul (Satiadarma, K. 2004).

Teknik spektrofotometri serapan atom memiliki bentuk umum dengan spektroskopi lainnya di dalam instrument yang terdiri dari sumber, sel, monokromator dan detektor. Ada dua jenis instrument di dalam SSA yaitu; single-beam dan double-beam.

(52)

- Instrumen SSA Single-Beam

Jenis instrument SSA yang sedikit rumit adalah single-beam. Bagian optik dari jenis instrument single-beam terdiri atas: lampu katoda cekung, lampu dan nyala api, monokromator, dan detektor.

Instrumen SSA single-beam dikalibrasi dengan mengisi blank dan mengatur elektronik untuk membaca absorbansi 0. Kalibrasi lebih lanjut dilakukan dengan mengisi larutan standart. Data hasil absorbansi diplot dengan konsentasi untuk memperoleh kurva standar .

- Instrumen SSA Double-Beam

Instrumen SSA double-beam dikenalkan karena ketidakstabilan yang disebabkan oleh pengapungan sumber intensitas dan elektronik. Instrumen double-beam lebih stabil. Hal ini disebabkan karena adanya komponen baru yaitu sektor mirror yang memberi kemungkinan garis edar refensi optic.

Instrumen double-beam harus dikalibrasi sebelum digunakan untuk mengukur konsentrasi analit. Metode kalibrasi adalah sama dengan intrumen single-beam. Sampel dianalisis dengan prosedur yang sama. Instrumen double-beam cenderung lebih stabil, sehingga mereka cenderung membutuhkan kalibrasi yang lebih sedikit. Instrumen double-beam secara frekuensi lebih sensitive dan lebih tepat penggunaanya. Tetapi instrumen ini mudah menyimpang dari hukum Beer, karena deviasi ini terjadi pada nilai absorbansi yang tinggi dan nilai di dalam kurva kalibrasi memiliki deviasi negatif (Bender, G.T. 1987).

(53)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Indonesia merupakan negara yang memiliki gunung merapi cukup banyak yang tersebar di seluruh penjuru nusantara meliputi Sumatera, Jawa, dan Irian Jaya. Di Sumatera Utara terdapat beberapa gunung api yang masih aktif, di antaranya Gunung Sinabung dan Gunung Sibayak.

Gunung Sinabung merupakan sebuah gunung di dataran tinggi Kabupaten Karo, Sumatera Utara. Ketinggian gunung Sinabung lebih kurang 2.460 meter. Gunung Sinabung ini menjadi puncak tertinggi di Sumatera Utara. Ketinggian Gunung Sinabung dapat dilihat dari berbagai arah di sekitar gunung tersebut meliputi dari Kecamatan Tiga Pancur, Kecamatan Simpang Empat, Kecamatan Naman Teran, dan terlihat juga dari kota Berastagi.

Awal September 2013, Gunung Sinabung mengeluarkan awan panas yang bercampur dengan gas, saat itu tanda-tanda Gunung Sinabung akan meletus semakin kuat setelah adanya gejala-gejala yang meliputi gempa tremor disekitar kawah, awan panas yang semakin banyak, serta adanya debu vulkanik yang terlontar ke udara bersamaan dengan awan panasnya. Erupsi Gunung Sinabung di kecamatan Karo menyebabkan gangguan yang signifikan dan perhatian yang menarik mengenai efek debu yang dikeluarkan dari erupsi gunung pada sumber alam, contohnya pada air sungai.

Terbukti dalam sejarah ketergantungan skala erupsi dan pola perpindahan abu dalam beberapa hari, minggu dan bulan, gunung merupakan suatu indikator keseimbangan antara bumi dan gravitasi di alam semesta ini. Proses dalam

(54)

keseimbangan tersebut dikarenakan adanya sistem yang bekerja dalam inti bumi, sehingga sewaktu-waktu gunung dapat mengeluarkan lahar panas dan debu awan panas akibat tidak ada keseimbangan antara gunung dan inti bumi.

Apabila gunung berapi meletus, magma yang terdapat dibawah gunung berapi akan keluar sebagai lahar atau lava. Selain aliran lava, material lain yang juga berbahaya dari gunung berapi yang sedang meletus adalah aliran lumpur, abu dan gas beracun.

Hujan abu lebat terjadi ketika letusan gunug api sedang berlangsung. Material berukuran halus (abu dan pasir halus) yang diterbangkan angin dan jatuh sebagai hujan abu. Karena ukurannya yang sangat halus, material ini akan sangat berbahaya bagi pernapasan, mata, pencemaran air, dan pengerusakkan tumbuh-tumbuhan (Hartuti,2009).

Seperti halnya erupsi vulkanik Gunung Sinabung ini yang menghasilkan emisi gas dan partikel halus, mempuyai pengaruh pada sumber air di daerah tersebut. Kandungan ion yang dikeluarkan oleh abu dari Gunung Sinabung telah diasosiasikan dengan bertambahnya konsentrasi ion yang telah dijatuhkan secara langsung ke permukaan air dan dialirkan secara cepat ke sungai dan danau. Hal ini menyebabkan penggunaan air sungai untuk masyarakat dalam jarak aman dari pusat erupsi sangat terbatas. Air sungai tersebut telah terkontaminasi oleh dampak erupsi Gunung Sinabung karena adanya aliran lahar dingin dan material debu dari gunung secara langsung.

Akan tetapi, hal ini masih mendapat perhatian yang kurang dari masyarakat. Terbatasnya pengetahuan akan dampak erupsi Gunung Sinabung pada aliran sungai, membuat masyarakat masih tetap menggunakan air sungai tersebut untuk kebutuhan sehari-hari seperti mencuci, memasak, mandi dan aktivitas lainnya.

Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya, penentuan kadar ion besi (Fe 3+), kadmium (Cd 2+), dan seng (Zn2+) pada air minum dari desa Sukatendel, Surbakti, dan desa Ndokum Siroga Kabupaten Karo Sumatera Utara oleh Anita, I. H. (2015) yang menjelaskan bahwasanya dampak erupsi gunung sinabung telah mencemari sumber air minum di Desa Sukatendel yang dibuktikan dengan tidak memenuhi persyaratan

(55)

menurut PERMENKES RI nomor 492/MenKes/per/VI/2010 untuk kadar ion Cd2+. Hal ini penulis ingin menganalisis dampak erupsi Gunung Sinabung terhadap kontaminasi ion terhadap aliran air Sungai Lau Borus, dengan cara mengambil sampel air Sungai Lau Borus dengan jarak radius + 3 km dari pusat meletusnya Gunung Sinabung yang diwakilkan oleh beberapa titik di aliran sungai yaitu di hulu (Desa Sigarang-garang) , di tengah (Desa Naman ), dan di hilir (Desa Simpang Empat). Air sungai yang diperoleh dianalisa kandungan ion besi (Fe 3+), kadmium (Cd2+), dan kobal (Co2+) dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA).

1.2Permasalahan

Berdasarkan latar belakang dan uraian di atas, maka penulis merumuskan permasalahan sebagai berikut:

1. Apakah aliran air Sungai Lau Borus yang berada di tiga titik yaitu di hulu (Desa Sigarang-garang), di tengah (Desa Naman ), dan di hilir (Desa Simpang Empat) kawasan Gunung Sinabung layak untuk dipergunakan untuk kebutuhan rumah tangga sesuai dengan peraturan pemerintah dan SNI?

2. Bagaimana dampak erupsi Gunung Sinabung terhadap kualitas air sungai?

3. Berapa kadar ion besi (Fe3+), kadmium (Cd2+), kobalt (Co2+) yang diperoleh terhadap sampel air Sungai Lau Borus ?

1.3Pembatasan Masalah

Adapun pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

- Sampel yang digunakan berasal dari aliran Sungai Lau Borus yang mengaliri tiga desa yaitu Desa Sigarang-garang, Desa Naman, Desa Simpang Empat, Kabupaten Karo. Dengan jarak + 3 km dari pusat erupsi berdasarkan pemetaan Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) di kabupaten Karo.

- Ion yang dianalisis adalah besi (Fe3+), kadmium (Cd2+), dan kobal (Co2+). - Karakterisasi dilakukan dengan menggunakan SSA.

(56)

1.4Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Untuk mengetahui kadar ion besi (Fe3+), kadmium (Cd2+), dan kobal (Co2+) dari sampel air Sungai Lau Borus, Kabupaten Karo.

2. Untuk mengetahui perbandingan kadar ion sampel air Sungai Lau Borus terhadap tiga desa yang dialiri air sungai Lau Borus .

3. Untuk mengetahui kelayakan air Sungai Lau Borus untuk dipergunakan berdasarkan Peraturan Pemerintah No 82 tahun 2001 dan SNI.

1.5Manfaat Penelitian

1. Memberikan informasi kepada pembaca dan warga masyarakat mengenai kelayakan air Sungai Lau Borus terhadap tiga desa yang diamati.

2. Memberikan informasi dampak pencemaran air Sungai Lau Borus dari erupsi Gunung Sinabung.

3. Sebagai bahan pengembangan dari penelitian sebelumnya mengenai debu yang masuk ke badan permukaan air sungai.

1.6Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Ilmu Dasar (LIDA) USU, Medan dan Laboratorium PT. Sinarmas Oleochemical, Mabar, Medan.

1.7Metodologi Penelitian

Penelitian ini bersifat eksperimen laboratorium. Ada beberapa tahap dalam penelitian ini, yaitu:

(57)

Tahap pertama adalah teknik pengambilan sampel (teknik sampling) dengan mengambil sampel air berdasarkan jarak dan kedalaman. Sampel diambil dengan 3 titik hulu, tengah, dan hilir.

Tahap kedua adalah preparasi sampel, dimana sampel dan bahan kontrol air di preparasi sesuai standar laboratorium, pereaksi yang digunakan adalah asam nitrat pekat (HNO3(p)).

Tahap ketiga adalah analisis kadar ion besi (Fe3+), kadmium (Cd2+) dan kobal (Co2+) dilakukan dengan metode Spektrofotometri Serapan Atom ( SSA).

(58)

ABSTRAK

Telah dilakukan analisis kadar ion besi (Fe3+), kadmium (Cd2+), dan kobal (Co2+) terhadap badan air Sungai Lau Borus Kabupaten Karo dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). Berdasarkan tiga titik lokasi dalam aliran sungai yaitu Desa Sigarang-Garang, Desa Naman Teran, Desa Simpang Empat, Kabupaten Karo, Sumatera Utara. Sampel dianalisis setiap sekali dua bulan selama enam bulan. Sampel disaring, ditambahkan HNO3(p) sebanyak 5 mL, didekstrusi

hingga sisa volume ± 15 mL, dan dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL melalui kertas saring. Konsentrasi ion besi (Fe3+), kadmium (Cd2+) dan kobal (Co2+) ditentukan dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA), untuk ion besi (Fe) λ spesifik 248,3 nm, untuk ion kadmium (Cd) λ spesifik 228,8 nm dan untuk ion kobal (Co) λ spesifik 240,7 nm. Berdasarkan data tersebut untuk ion Fe3+

dan Cd2+ melebihi ambang batas dan ion Co2+ dapat dikatakan masih berada di bawah batas normal berdasarkan peraturan pemerintah (PP. No 82 tahun 2001). Oleh karena itu, Sungai Lau Borus Kabupaten Karo sudah tercemar oleh ion besi (Fe3+) dan ion kadmium (Cd2+), dan tidak layak untuk dikonsumsi sehari-hari.

Kata kunci: ion besi, kadmium dan kobal, Sungai Lau Borus dan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA).

(59)

THE ANALYSIS OF ION IRON (Fe3+), KADMIUM (Cd2+), AND COBALT (Co2+) FROM THE FLOW OF LAU BORUS RIVER KARO DISTRICT USING ATOMIC

ABSORBTION SPECTROFOTOMETRI (SSA)

ABSTRACT

The analysis of iron (Fe3+), cadmium (C23+) and cobalt (Co2+)ions have been done, and the sample was taken from Lau Borus River, Karo District, North Sumatera and analysed by Atomic Absorption Spectrofotometric (AAS). The flow of the river was based on the three locations, namely Sigarang-garang, Naman Teran and Simpang Empat village, Karo. The sample was analyzed every two months in six months, and it had several stages. Firstly, the sample was filtered, added 5 mL of dilute HNO3, destructed until left ± 15 mL of volume, and finally it was put on 100 mL flask through filter paper. Finally, the concentration of Fe, Cd, and Co was analyzed by AAS with λ 248.3 nm, 288.8 nm and 240.7 nm respectively. From the data, ion Fe and ion Cd was excess from the normal concentration based on the rule of government (PP No.82 tahun 2001), but Co was still below the normal concentration. Eventually, the water of River Borus has been contaminated by Fe and Cd, and it cannot be consumed for daily activities.

Keywords: Ion Fe, Cd and Co, Lau Borus River, and Absorption Atomic Spectrofometri (AAS).

(60)

ANALISIS KADAR ION BESI (Fe

), KADMIUM (Cd

), DAN

KOBAL (Co

) TERHADAP ALIRAN AIR SUNGAI LAU BORUS

KABUPATEN KARO DENGAN MENGGUNAKAN METODE

SPEKTROFOTOMETRI

SERAPAN ATOM

(SSA)

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana Sains

IRVIANDI WINATA

130822008

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2016

(61)

ANALISIS KADAR ION BESI (Fe3+), KADMIUM (Cd2+), DAN KOBAL (Co2+) TERHADAP ALIRAN AIR SUNGAI LAU BORUS KABUPATEN

KARO DENGAN MENGGUNAKAN METODE SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM

(SSA)

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

IRVIANDI WINATA 130822008

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2016

(62)

PERSETUJUAN

Judul : ANALISIS KADAR ION BESI (Fe3+), KADMIUM (Cd2+), DAN KOBAL (Co2+) TERHADAP ALIRAN AIR SUNGAI LAU BORUS KABUPATEN KARO DENGAN MENGGUNAKAN METODE

SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM (SSA)

Kategori : SKRIPSI

Nama : IRVIANDI WINATA

Nomor Induk Mahasiswa : 130822008 Program Studi : SARJANA (S1)

Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di Medan, April 2016

Komisi Pembimbing:

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Prof.Dr.Zul Alfian ,M.Sc Drs. Chairuddin , M.Sc NIP. 195504051983031002 NIP.195909171987011001

Diketahui/Disetujuioleh:

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

Dr. Rumondang BulanNst, MS NIP. 195408301985032001

(63)

PERNYATAAN

ANALISIS KADAR ION BESI (Fe3+), KADMIUM (Cd2+), DAN KOBAL (Co2+) TERHADAP ALIRAN AIR SUNGAI LAU BORUS KABUPATEN

KARO DENGAN MENGGUNAKAN METODE SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM

(SSA)

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, April 2016

IRVIANDI WINATA 130822008

(64)

PENGHARGAAN

Bismillahirrahmanirrohim,

Puji dan Syukur kehadirat Allah SWT atas berkah rahmat dan karunia-Nya saya dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Sains. Serta shalawat dan salam saya sampaikan kepada Rasulullah Muhammad SAW semoga kelak mendapatkan syafaat dari Beliau. Amin.

Penghargaan yang tertinggi atas cinta kasih serta dukungan yang tiada terkira kepada kedua orang tua saya, Ayahanda Erianto dan Ibunda Vivi Herjumei atas segala doa, semangat, bimbingan, pengorbanan dan kasih sayang yang telah diberikan kepada saya sehingga saya bisa menyelesaikan studi saya. Serta kepada adik saya tercinta Dimas Pranata dan M. Naufal Aufa Abid yang telah memberikan dukungan kepada saya.

Dengan segala kerendahan hati, saya mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Drs. Chairuddin, M.Sc selaku dosen pembimbing 1 dan Bapak Prof.Dr.Zul Alfian,M.Sc selaku dosen pembimbing 2 yang telah banyak memberikan pengarahan, bimbingan, dan saran hingga terselesaikannya skripsi saya ini.

2. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, MS, Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU, dan Bapak Dr. Darwin Yunus Nst, MS selaku ketua prodi kimia Ekstensi, serta seluruh staff pegawai Departemen Kimia.

3. Bapak/Ibu dosen Kimia FMIPA USU yang telah memberikan ilmunya kepada saya selama masa studi saya di FMIPA USU.

4. Mahyuni Harahap S.Si, yang telah mendukung dan membantu saya selama ini. 5. Teman-teman seperjuangan Kimia Ekstensi khususnya Stambuk 2013, 2014 yang

telah memberikan semangat, dukungan dan doa kepada saya.

6. Panci English Club (Bella, Sofi, Rachmat, dek Minta, Edo, Bg riski) yang turut membantu.

7. Serta terkhusus rekan-rekan dari PT.SINARMAS OLEOCHEMICAL-SOCIMAS (Pak Bahari selaku Manager Qc, Pak Almer ,Pak Charlie, Bg alfret,Bg althur, Bg erik, Bg Julpan, Bg Paulus, Esran,Omboy) .

Untuk semuanya semoga Allah membalasnya dengan kebaikan, kesehatan dan senantiasa diberikan rezeki yang berlimpah. Amin.

Saya menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, karena keterbatasan saya baik dalam literatur maupun pengetahuan. Oleh karena itu, saya mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini, dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.

(65)

ABSTRAK

Kata kunci: ion besi, kadmium dan kobal, Sungai Lau Borus dan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA).

(66)

THE ANALYSIS OF ION IRON (Fe3+), KADMIUM (Cd2+), AND COBALT (Co2+) FROM THE FLOW OF LAU BORUS RIVER KARO DISTRICT USING ATOMIC

ABSORBTION SPECTROFOTOMETRI (SSA)

ABSTRACT

Keywords: Ion Fe, Cd and Co, Lau Borus River, and Absorption Atomic Spectrofometri (AAS).

(67)

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN ii

PERNYATAAN iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK v

ABSTRACT vi

DAFTAR ISI vii

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR SINGKATAN xi

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Permasalahan 3

1.3. Pembatasan Masalah 3

1.4. Tujuan Penelitian 4

1.5. Manfaat Penelitian 4

1.6. Lokasi Penelitian 4

1.7. Metodologi Penelitian 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Gunung Berapi 6

2.2. Air 8

2.3. Ion 10

2.4. Besi (Fe) 12

2.5. Kadmium (Cd) 12

2.6. Kobal (Co) 13

2.7. Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) 13

BAB 3. BAHAN DAN METODE PENELITIAN 3.1. Alat dan Bahan

3.1.1. Alat-alat 17

3.1.2. Bahan-bahan 18

3.2. Prosedur Penelitian

3.2.1. Pengambilan Sampel 18

3.2.1. Pengawetan dan Preparasi Sampel 18

3.2.2. Pembuatan Larutan Standar Ion Besi (Fe3+) 100mg/L 19 3.2.3. Pembuatan Larutan Standar Ion Besi (Fe3+) 10mg/L 19 3.2.4. Pembuatan Larutan Standar Ion Besi (Fe3+) 1,0mg/L 19 3.2.5. Pembuatan Larutan Standar Ion Besi (Fe3+) 0,3000; 0,6000;

0,9000; 1,2000 dan 1,5000mg/L 19

(68)

3.2.7. Pembuatan Larutan Standar Ion Kadmium (Cd2+)10mg/L 20 3.2.8. Pembuatan Larutan Standar Ion Kadmium (Cd2+)1,0mg/L 20 3.2.9. Pembuatan Larutan Standar Ion Kadmium (Cd2+) 0,0020; 0,0040;

0,0060; 0,0080; dan 0,0100mgL 20

3.2.10. Pembuatan Larutan Standar Ion Kobal (Co2+)100mg/L 20 3.2.11. Pembuatan Larutan Standar Ion Kobal (Co2+)10mg/L 20 3.2.12. Pembuatan Larutan Standar Ion Kobal (Co2+)1mg/L 21 3.2.13. Pembuatan Larutan Standar Ion Kobal (Co2+) 0,0020; 0,0040;

0,0060; 0,008; dan 0,0010 mg/L 21

3.2.14. Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Besi 21

3.2.15. Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Kadmium 21

3.2.16. Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Kobal 21

3.2.17. Pengawetan dan Preparasi Sampel 22

3.2.18. Pengukuran Kadar Ion Besi dalam Sampel 22 3.2.19. Pengukuran Kadar Ion Kadmium dalam Sampel 22 3.2.20. Pengukuran Kadar Ion Kobal dalam Sampel 22 3.3. Bagan Penelitian

3.3.1. Preparasi dan Penentuan Kadar Ion Besi (Fe) pada Sampel 23

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil 24

4.2. Pembahasan 46

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 48

5.2. Saran 48

DAFTAR PUSTAKA 49

(69)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Ion-ion Makro dan Mikro yang Ditemukan dalam 11 Kerak Bumi

Tabel 4.1. Kondisi Alat Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Merk 24 GBC AVANTA VER.2.02

Tabel 4.2. Data Absorbansi Larutan Seri Standar Ion Besi (Fe3+) 25 Tabel 4.3. Perhitungan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi 26

Ion Besi (Fe3+) Berdasarkan Pengukuran Absorbansi Larutan Seri Standar Ion Besi (Fe3+)

Tabel 4.4. Data Absorbansi Ion Besi (Fe3+) dalam Sampel Air Sungai Lau Borus 28 Kabupaten Karo

Tabel 4.5. Analisis Data Statistik Penentuan Konsentrasi Ion Besi (Fe3+) 29 Pada Sampel Air Hulu Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

Tabel 4.6. Analisis Data Statistik Penentuan Konsentrasi Ion Besi (Fe3+) 30 Pada Sampel Air Hilir Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

Tabel 4.7. Hasil Penentuan Kadar Ion Besi (Fe3+) dari Air Sungai Lau Borus 30 Kabupaten Karo

Tabel 4.8. Kondisi Alat Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Merk 31 GBC AVANTA VER.2.02

Tabel 4.9. Data Absorbansi Larutan Seri Standar Ion Kadmium (Cd2+) 32 Tabel 4.10. Perhitungan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi 32

Ion Kadmium (Cd2+) Berdasarkan Pengukuran Absorbansi Larutan Seri Standar Ion Kadmium (Cd)

Tabel 4.11. Data Absorbansi Ion Kadmium (Cd2+) dalam Sampel 33 Air Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

Tabel 4.12. Analisis Data Statistik Penentuan Konsentrasi Ion Kadmium (Cd2+) 35 Pada Sampel Air Hulu Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

Tabel 4.13. Analisis Data Statistik Penentuan Konsentrasi Ion Kadmium (Cd2+) 36 Pada Sampel Air Hilir Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

Tabel 4.14. Hasil Penentuan Kadar Ion Kadmium (Cd2+) dari Air Sungai Lau 37 Borus Kabupaten Karo

Tabel 4.15. Kondisi Alat Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Merk 37 GBC AVANTA VER.2.02

Tabel 4.16. Data Absorbansi Larutan Seri Standar Ion Kobal (Co2+) 38 Tabel 4.17. Perhitungan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi 39

Ion Kobal (Co2+) Berdasarkan Pengukuran Absorbansi Larutan Seri Standar Ion Kobal (Co2+)

Tabel 4.18. Data Absorbansi Ion Kobal (Co2+) dalam Sampel Air Sungai Lau 39 Borus Kabupaten Karo

Tabel 4.19. Analisis Data Statistik Penentuan Konsentrasi Ion Kobal (Co2+) 41 Pada Sampel Air Hulu Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

Tabel 4.20. Analisis Data Statistik Penentuan Konsentrasi Ion Kobal (Co2+) 43 Pada Sampel Air Hilir Sungai Lau Borus Kabupaten Karo

Tabel 4.21. Hasil Penentuan Kadar Ion Kobal (Co2+) dari Air Sungai Lau Borus 44 Kabupaten Karo

(70)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Sistem Peralatan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) 14 Gambar 4.1. Kurva Kalibrasi Larutan Seri Standar Ion Besi (Fe) 25 Gambar 4.2. Kurva Kalibrasi Larutan Seri Standar Ion Kadmium (Cd) 32 Gambar 4.3. Kurva Kalibrasi Larutan Seri Standar Ion Kobal (Co) 40

Gambar Lampiran Penelitian 56

(71)

DAFTAR SINGKATAN

λ = Panjang Gelombang Cd = Kadmium

Co = Kobal Fe = Besi

PP = Peraturan Pemerintah SNI = Standar Nasional Indonesia SSA = Spektrofotometri Serapan Atom Zn = Seng

(1)

THE ANALYSIS OF ION IRON (Fe3+), KADMIUM (Cd2+), AND COBALT (Co2+) FROM THE FLOW OF LAU BORUS RIVER KARO DISTRICT USING ATOMIC

ABSORBTION SPECTROFOTOMETRI (SSA)

ABSTRACT

destructed until left ± 15 mL of volume, and finally it was put on 100 mL flask through filter paper. Finally, the concentration of Fe, Cd, and Co was analyzed by

AAS with λ 248.3 nm, 288.8 nm and 240.7 nm respectively. From the data, ion Fe and

ion Cd was excess from the normal concentration based on the rule of government (PP No.82 tahun 2001), but Co was still below the normal concentration. Eventually, the water of River Borus has been contaminated by Fe and Cd, and it cannot be consumed for daily activities.

Keywords: Ion Fe, Cd and Co, Lau Borus River, and Absorption Atomic Spectrofometri (AAS).

(2)

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN ii

PERNYATAAN iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK v

ABSTRACT vi

DAFTAR ISI vii

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR SINGKATAN xi

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Permasalahan 3

1.3. Pembatasan Masalah 3

1.4. Tujuan Penelitian 4

1.5. Manfaat Penelitian 4

1.6. Lokasi Penelitian 4

1.7. Metodologi Penelitian 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Gunung Berapi 6

2.2. Air 8

2.3. Ion 10

2.4. Besi (Fe) 12

2.5. Kadmium (Cd) 12

2.6. Kobal (Co) 13

2.7. Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) 13

BAB 3. BAHAN DAN METODE PENELITIAN 3.1. Alat dan Bahan

3.1.1. Alat-alat 17

3.1.2. Bahan-bahan 18

3.2. Prosedur Penelitian

3.2.1. Pengambilan Sampel 18

3.2.1. Pengawetan dan Preparasi Sampel 18

0,9000; 1,2000 dan 1,5000mg/L 19

3.2.6. Pembuatan Larutan Standar Ion Kadmium (Cd2+)100mg/L 19

(3)

3.2.7. Pembuatan Larutan Standar Ion Kadmium (Cd2+)10mg/L 20 3.2.8. Pembuatan Larutan Standar Ion Kadmium (Cd2+)1,0mg/L 20 3.2.9. Pembuatan Larutan Standar Ion Kadmium (Cd2+) 0,0020; 0,0040;

0,0060; 0,0080; dan 0,0100mgL 20

0,0060; 0,008; dan 0,0010 mg/L 21

3.2.14. Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Besi 21

3.2.15. Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Kadmium 21

3.2.16. Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Kobal 21

3.2.17. Pengawetan dan Preparasi Sampel 22

3.2.18. Pengukuran Kadar Ion Besi dalam Sampel 22 3.2.19. Pengukuran Kadar Ion Kadmium dalam Sampel 22 3.2.20. Pengukuran Kadar Ion Kobal dalam Sampel 22 3.3. Bagan Penelitian

3.3.1. Preparasi dan Penentuan Kadar Ion Besi (Fe) pada Sampel 23

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil 24

4.2. Pembahasan 46

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 48

5.2. Saran 48

DAFTAR PUSTAKA 49

(4)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1. Ion-ion Makro dan Mikro yang Ditemukan dalam 11

Kerak Bumi