Air mempunyai sifat melarutkan bahan kimia. Abel Wolman menyatakan bahwa air rumusnya adalah : H
2
O + X, dimana X merupakan zat – zat yang dihasilkan air buangan manusia selama beberapa tahun. Dengan bertambahnya aktivitas manusia,
maka faktor X tersebut dalam air akan bertambah dan merupkan masalah.
Faktor X merupakan zat – zat kimia yang mudah larut dalam air dan dapat menimbulkan masalah sebagai berikut :
a. Toksisitas
b. Reaksi – reaksi kimia yang menyebabkan :
1. Pengendapan yang berlebihan.
2. Timbulnya busa yang menetap, yang sulit untuk dihilangkan.
3. Timbulnya respon fisiologis yang tidak diharapkan terhadap rasa
4. Perubahan perwujudan fisik air.
Zat – zat kimia yang larut dalam air yang dapat mengganggu atau membahayakan kesehatan manusia antara lain :
a. Arsen
- Kadar maksimum yang masih dibolehkan dalam air 0,05 mgl.
- Dikenal sebagai racun.
- Chronic effect, bersifat karsinogenik dengan melalui kontak dengan arsen atau
melalui makanan food intake.
Universitas Sumatera Utara
b. Merkuri air raksa
- Kadar maksimum yang masih dibolehkan dalam air minum 0,02 mgl.
- Dikenal sebagai racun pada pekerja dan ikan.
- Terdapat di dalam air alam kurang 1 mgl.
- Terdapat di dalam makanan 10 – 70.
c. Kromium
- Kadar maksimum yang masih dibolehkan dalam air 0,05 mgl.
- Karsinogenik pada pernafasan.
- Bersifat komulatif dalam daging tikus pada kadar mgl Sutrisno, 2006.
2.3 Proses Pengolahan Air
Yang dimaksud dengan pengolahan adalah usaha – usaha teknis yang dilakukan untuk mengubah sifat – sifat suatu zat. Hal ini penting artinya bagi air minum, karena
dengan adanya pengolahan ini, maka akan didapatkan suatu air minum yang memenuhi standar air minum yang telah ditetapkan.
Dalam proses pengolahan air ini pada lazimnya dikenal dengan dua cara, yakni : -
Pengolahan lengkap complete treatment process, yaitu air akan mengalami pengolahan lengkap, baik fisik, kimiawi dan bakteriologik. Pada pengolahan
dengan cara ini biasanya dilakukan terhadap air sungai yang kotorkeruh. Pada hakekatnya, pengolahan lengkap ini terbagi dalam tiga tingkat pengolahan, yaitu:
1. Pengolahan fisik, yaitu suatu tingkat pengolahan yang bertujuan untuk
mengurangimenghilangkan kotoran – kotoran yang kasar, penyisihan lumpur dan
Universitas Sumatera Utara
pasir, serta mengurangi kadar zat – zat organik yang ada dalam air yang akan diolah.
2. Pengolahan kimia, yaitu suatu tingkat pengolahan dengan menggunakan zat – zat
kimia untuk membantu proses pengolahan selanjutnya. Misalnya : dengan pembubuhan kapur dalam proses pelunakan dan sebagainya.
3. Pengolahan bakteriologi, yaitu suatu tingkat pengolahan untuk
membunuhmemusnahkan bakteri – bakteri yang terkandung dalam air minum yakni dengan carajalan membubuhkan kaporit.
Pengolahan sebagian atau partial treatment , misalnya diadakan pengolahan kimiawi danatau pengolahan bakteri logik saja.
Pengolahan ini pada umumnya dilakukan untuk : a.
Mata air bersih b.
Air dari sumur yang dangkaldalam
2.3.1 Unit – Unit Pengolahan Air Minum
Adapun unit – unit pengolahan air minum terdiri dari : 1.
Bangunan Penangkap Air 2.
Bangunan Pengendap Pertama 3.
Pembunuh Koagulant 4.
Bangunan Pengaduk Cepat 5.
Bangunan Pembentuk Floc 6.
Bangunan Pengendap Kedua 7.
Bangunan Penyaring 8.
Reservoir Tandon 9.
Pemompaan
Universitas Sumatera Utara
1. Bangunan Penangkap Air
Bangunan penangkap air ini merupakan suatu bangunan untuk menangkapmengumpulkan air dari suatu sumber asal air, untuk dapat dimanfaatkan.
Fungsi dari bangunan penangkap air ini sangat penting artinya untuk menjaga kontinuitas pengaliran.
2. Bangunan Pengendap Pertama
Bangunan pengendap pertama dalam pengolahan ini berfungsi untuk mengendapkan partikel – partikel padat dari air sungai dengan gaya gravitasi.
3. Pembubuhan Koagulant
Koagulant adalah bahan kimia yang dibutuhkan pada air untuk membantu proses pengendapan partikel – partikel kecil yang tak dapat mengendapkan dengan
sendirinya secara gravimetris. Sesuai dengan nama dari unit ini, maka unit ini berfungsi untuk membubuhkan koagulant secara teratur sesuai dengan kebutuhan
dengan dosis yang tepat. Alat pembubuh koagulant yang banyak kita kenal sekarang, dapat dibedakan dari cara
pembubuhannya : -
Secara gravitasi, dimana bahanzat kimia dalam bentuk larutan mengalir dengan sendirinya karena gravitasi.
- Memakai pompa dosering pump ; pembubuhan bahanzat kimia dengan bantuan
pemompaan. Disini perlu kita perhatikan pada pembubuhan koagulant adalah perpipaan yang
mengalirkan bahanzat kimia supaya tidak terlambat. Maka perlu pemeriksaan secara teliti terhadap peralatan – peralatannya.
Universitas Sumatera Utara
Bahanzat kimia yang dipergunakan sebagai koagulant. -
Alumminium Sulfat Biasanya disebut sebagai tawas. Bahan ini banyak dipakai karena efektif untuk
menurunkan kadar karbonate. Bahan ini paling ekonomis murah dan mudah didapat pada pasaran serta mudah disimpan.
Bentuk : serbuk, kristal, koral.
4. Banguanan Pengaduk Cepat Unit ini untuk meratakan bahanzat kimia koagulant yang ditambahkan agar dapat
bercampur dengan air secara baik, sempurna dan cepat. Cara pengadukan :
- Alat mekanis : motor dengan alat pengadukannya.
- Penerjun air : dengan bantuan udara bertekanan.
5. Bangunan Pembentuk
Floc
Unit ini berfungsi untuk membentuk partikel padat yang lebih besar supaya dapat diendapkan dari hasil reaksi partikel kecil koloid dengan bahanzat koagulant yang
kita bubuhkan. Faktor – faktor yang mempengaruhi bentuk floc – floc = partikel yang lebih besar dan
bisa mengendap dengan gravitasi. -
Kekeruhan pada baku air -
Tipe dari suspensi koloid -
pH -
Alkaliniti
Universitas Sumatera Utara
- Bahan koagulant yang dipakai
- Lamanya pengadukan
Pada unit ini kita usahakan supaya tidak terbentuk endapan floc.
6. Bangunan Pengendap Kedua
Unit ini berfungsi untuk mengendapkan floc yang terbentuk pada unit pembentuk floc. Pengendapan disini dengan gaya berat floc sendiri gravitasi. Penanganan bak
pengendap kedua sama dengan pada unit bak pengendapan pertama. Aliran pada unit dijaga sedemikian rupa sehingga tetap tenang.
Dengan teknologi modern : -
Unit pengaduk cepat -
Unit pengaduk lambat -
Unit pengendap kedua Unit – unit tersebut diatas digabungkan menjadi satu unit sendiri yang kompak.
Kita kenal : -
Accelerator Clarifier -
Pulsator Clarifier Bak pengendapan : Accelerator Clarifier
7. Filter Saringan
Dalam proses penjernihan air minum diketahui dua macam filter : -
Saringan pasir lambat slow and filter -
Saringan pasir cepat rapid and filter
Universitas Sumatera Utara
Dari bentuk bangunannya saringan, dikenal dua macam : -
Saringan yang bangunannya terbuka gravity filter -
Saringan yang bangunannya tertutup pressure filter
8. Reservoir Tandon
Air yang telah melalui filter sudah dapat dipakai untuk air minum. Air tersebut telah bersih dan bebas dari bakteriologis dan ditampung pada bak reservoir tandon untuk
diteruskan pada konsumen.
2.4 Kandungan Logam
2.4.1 Arsenik As
Arsenik adalah zat padat yang berwarna abu – abu seperti baja, getas dan memiliki kilap logam. Jika dipanaskan, arsenik bersublimasi dan timbul bau seperti bawang
putih yang khas ; ketika dipanaskan dalam aliran udara yang bebas, arsenik terbakar dengan nyala biru, menghasilkan asap putih arsenik III oksida, As
4
O
6
. Semua senyawa arsenik beracun. Unsur ini tak larut dalam asam klorida, dan asam sulfat
encer: tetapi larut dengan mudah dalam asam nitrat encer, menghasilkan ion arsenit, dan dalam asam nitrat pekat atau dalam air raja atau dalam natrium hipoklorit,
membentuk arsenat : As + 4 H
+
+ NO3
-
As
3+
+ NO + 2H
2
O 3As + 5HNO
3
p + 2H
2
O 3AsO
4 3-
+ 5 NO + 9H
+
2As + 5 OCl
-
+ 3 H2O 2AsO4
3-
+ 5Cl
-
+ 6H
+
Universitas Sumatera Utara
Ada dua deret senyawa arsenik yang umum : yaitu dari arsenik III dan arsenik V. Senyawa – senyawa arsenik III dapat diturunkan dari arsenik trioksida amfoter,
As
2
O
3
, yang menghasilkan garam, baik dengan asam kuat misalnya arsenik III klorida, AsCl
3
, maupun dengan basa kuat misalnya, natrium arsebit, Na
3
AsO
3
. Maka dalam larutan yang sangat asam, ion arsenik III, As
3+,
adalah yang stabil. Senyawa – senyawa arsenik V diturunkan dari arsenik pentoksida, As
2
O
5
. Ini adalah anhidrida dari asam arsenat H
3
AsO
4
, yang membentuk garam – garam seperti natrium arsenat Na
3
AsO
4
. Maka arsenik V terdapat dalam larutan terutama sebagai ion arsenat AsO
4 3-
Vogel, 1979.
Arsen yang terdapat dalam air bisa berasal dari persenyawaan – persenyawaan arsen yang banyak digunakan sebagai insektisida lead arsenate, calcium arsenate.
Persenyawaan arsen termasuk salah satu di antara racun sistemik yang paling penting, dan dapat berakumulasi dalam tubuh manusia. Arsen dapat menyebabkan gangguan
pada sistem pencernaan dan kemungkinan dapat menyebabkan kanker kulit, hati dan empedu.
Menurut standar kualitas air – minum yang ditetapkan oleh Dep. Kes. R.I. kehadiran As dalam konsentrasi 0,05 mgl masih diperbolehkan Sutrisno, 2006.
Universitas Sumatera Utara
2.4.2 Kromium Cr
Kromium adalah logam kristalin yang putih, tak begitu liat dan tak dapat ditempa
dengan berarti. Ia melebur pada 1765 C. Logam ini larut dalam asam klorida encer
atau pekat. Jika tak terkena udara, akan terbentuk ion kromium – kromium II : Cr + 2H
+
Cr
2+
+ H
2
Cr + 2HCl Cr
2+
+ 2Cl
-
+ H
2
Dengan adanya oksigen dari atmosfer, kromium sebagian atau seluruhnya menjadi teroksidasi atau seluruhnya menjadi teroksidasi ke keadaan tervalen :
4Cr
2+
+ O
2
+ 4H
+
4Cr
3+
+ 2H
2
O Asam sulfat encer menyerang kromium perlahan – lahan, dengan membentuk
hidrogen. Dalam asam sulfat pekat panas, kromium melarut dengan mudah, pada mana ion – ion kromium II dan kromium III dan anion kromat dan dikromat,
dalam mana keadaan oksidasi kromium adalah +6. Ion kromium III atau kromo, Cr
2+
diturunkan dari kromium II oksida, CrO. Ion ini membentuk larutan yang berwarna biru. Ion kromium II agak tidak stabil, karena
merupakan zat pereduksi yang kuat – ion ini bahkan menguraikan air perlahan – lahan dengan membentuk hidrogen. Oksigen dari atmosfer dengan mudah
mengoksidasinya menjadi ion kromium III. Karena ion ini jarang ditemui dalam analisis kualitatif anorganik. Ion kromium III atau kromi, Cr
3+
adalah stabil, dan diturunkan dari dikromium trioksida atau kromium trioksida, Cr
2
O
3.
Dalam larutan, ion – ion ini berwarna hijau atau lembayung
Vogel, 1979.
Universitas Sumatera Utara
Kromium sebagai ion bervalensi enam bersifat karsinogenik pada saluran pernapasan kumulatif pada tingkat konsentrasi mgl dalam air minum. Tidak ada efek
yang dapat diamati pada efek yang dapat diamati pada pemeriksaan tunggal terhadap 4 keluarga dalam 3 tahun yang diberi air dengan konsentrasi Cr sampai 1 mgl. Unsur
ini tidak penting dan tidak menguntungkan. Konsentrasi unsur ini dalam air minum yang melebihi standar maksimum yang ditetapkan kemungkinan dapat menyebabkan
kanker kulit dan alat – alat pernapasan. Konsentrasi maksimal chromium dalam air minum yang ditetapkan sebagai standar oleh Departemen Kesehatan R.I. adalah
sebesar 0,05 mgl. Angka ini sesuai dengan angka standar yang ditetapkan baik oleh US Public Health Service, maupun WHO European, maupun WHO International
Sutrisno, 2006.
2.4.3 Merkuri Hg
Merkuri adalah satu – satunya mineral yang biasa dari air raksa adalah “cinabar”
HgS. Hg terjadi dari senyawa ini dengan melalui pembakaran udara :
HgS
Solid
+ O
2
Hg + SO
2
Tidak seperti logam – logam yang lain, Hg merupakan zat cair pada temperatur kamar. Sifat ini ditunjukkan oleh namanya “hydrargyrum” yang berarti perak cair. Zat
cair ini tidak sangat mudah menguap tekanan gasuapnya adalah 0,0018 mm Hg pada 25
C, tetapi uap tersebut sangat beracun, dan exposure yang lebih lama dengan zat cair itu harus dihindarkan.
Kandungan air raksa dalam air minum dalam konsentrasi yang melebihi standar maksimal yang ditetapkan akan dapat meracuni sel – sel tubuh, dapat merusak ginjal,
hati dan syaraf. Selain itu, dapat pula menyebabkan keterbelakangan mental dan
Universitas Sumatera Utara
celebral palsy pada bayi. Konsentrasi maksimum yang diperbolehkan sebagai standar yang ditetapkan oleh Dep. Kes. R.I. untuk unsur ini dalam air adalah sebesar 0,001
mgl. US Public Health Service maupun WHO tidak memasukkan unsur Hg ini di dalam standar persyaratan air minum Sutrisno, 2006.
Reaksi – reaksi ion merkuri II dapat dipelajari dengan larutan merkuri II nitrat encer 0,05 M.
1. Hidrogen sulfida gas atau larutan jenuh : Dengan adanya asam klorida encer,
mula- mula akan terbentuk endapan putih merkuri II klorosulfida yang terurai bila
ditambahkan hidrogen sulfida lebih lanjut, dan akhirnya terbentuk endapan hitam merkuri II sulfida.
3Hg
2+
+ 2Cl
-
+ 2H
2
S Hg
3
S
2
Cl
2
+ 4H
+
Hg
3
S
2
Cl
2
+ H2S 3HgS + 2H
+
+ 2Cl
-
Merkuri II sulfida merupakan salah satu endapan yang paling sedikit K
s
= 4 x 10
-54
. Endapan ini tak larut dalam air, asam nitrat dalam air, asam nitrat encer panas,
hidroksida, alkali atau amonium sulfida tak berwarna. Natrium sulfida 2M melarutkan endapan, pada mana ion kompleks disulfomerkurat II terbentuk :
HgS + S
2-
[HgS
2
]
2-
Dengan menambahkan amonium klorida pada larutan, merkurium II sulfida mengendap lagi. Air raja melarutkan endapan :
3HgS + 6HCl + 2HNO
3
3HgCl
2
+ 3S + 3S + 2 NO + 4 H
2
O
Universitas Sumatera Utara
Merkuri II klorida praktis tak berdisosiasi pada kondisi – kondisi ini. Belerang tetap tertinggal sebagai endapan putih, tetapi dengan mudah melarut jika dipanaskan,
dengan membentuk asam sulfat : 2HNO
3
+ S SO
4 2-
+ 2H
+
+ 2NO 2.
Larutan amonia : endapan putih dengan komposisi tercampur; pada dasarnya terdiri dari
merkuri II oksida dan merkuri II amidonitrat : 2Hg
2+
+ NO
3-
+ 4NH
3
+ H
2
O HgO. HgNH
2
NO
3
+ 3NH
4 +
Garam ini, seperti kebanyakan senyawa – senyawa merkuri, bersublimasi pada tekanan atmosfer Vogel, 1979.
2.5 Spektrofotometri Serapan Atom
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. Sebelumnya ahli kimia banyak bergantung pada cara – cara spektrofotometrik
atau metode analisis spektrografik. Beberapa cara ini yang sulit dan memakan waktu, kemudian segera digantikan dengan spektroskopi serapan atom atau atomic
absorption spectroscopy AAS. Metode ini sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah. Teknik ini mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan metode
spektroskopi emisi konvensional. Pada metode konvensional, emisi tergantung pada sumber eksitasi. Bila eksitasi dilakukan secara termal, maka ia bergantung pada
temperatur sumber. Selain itu eksitasi termal tidak selalu spesifik, dan eksitasi secara serentak pada berbagai spesies dalam suatu campuran dalam suatu campuran dapat
Universitas Sumatera Utara
saja terjadi. Sedangkan dengan nyala, eksitasi unsur – unsur dengan tingkat tingkat energi eksitasi yang rendah dapat dimungkinkan. Tentu saja perbandingan benyaknya
atom yang tereksitasi terhadap atom yang berada pada tingkat dasar harus cukup besar, karena metode serapan atom hanya tergantung pada perbandingan ini dan tidak
bergantung pada temperatur. Metode serapan sangatlah spesifik. Logam – logam yang membentuk campuran kompleks dapat dianalisis dan selain itu tidak selalu diperlukan
sumber energi yang besar Khopkar, 2008.
2.5.1 Teori Spektrofotometri Serapan Atom
Spektroskopi serapan atom adalah bentuk dari spektroskopi penyerapan yang digunakan untuk mengetahui gas atomik logam – logam. Metode ini sering digunakan
untuk menggatikan nyala yang pada umumnya merupakan penyelesaian dari analisis pada atom – atom logam. Spektroskopi serapan atom secara luas digunakan untuk
analisis kuantitatif dari logam – logam secara lengkap ; terbatas untuk mendeteksi hal – hal yang berasal dari pengelompokan logam – logam tersebut persepuluh dari
pertrilliun. Pembatasan deteksi juga begitu, tetapi, secara luas ; tergantung dari analisa logam dan posisinya yang sesuai sebagai instrumen. Spektroskopi serapan atom
mempunyai bagian - bagian yang sama dari spektrokopi penyerapan pada umumnya yaitu terdiri dari sumber cahaya, sell, monokromator dan detektor. Perbedaan dari
spektroskopi yang lainnya yaitu spektrokopi serapan atom menggunakan nyala, spektroskopi serapan atom sering menggunakan garis sumber cahaya yang merupakan
lanjutan sumber cahaya lainnya. Selain itu, pengukuran dalam spektroskopi serapan atom berdasarkan penyerapan. Bender, 1987
Universitas Sumatera Utara
Metode AAS berprinsip pada absorbsi cahaya oleh atom. Atom – atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya.
Misalkan natrium menyerap pada 589 nm, uranium pada 358,5 nm, sedangkan kalium 766,5 nm. Cahaya pada panjang gelombang ini cukup energi untuk mengubah tingkat
elektronik suatu atom. Transisi elektronik suatu unsur bersifat spesifik. Dengan absorpsi energi, berarti memperoleh lebih banyak energi, suatu atom pada keadaan
dasar dinaikan tingkat energinya ke tingkat eksitasi. Tingkat – tingkat eksitasinya pun bermacam-macam. Misalkan unsur Na dengan nomor atom 11 mempunyai
konfigurasi 1s
2
2s
2
sp
6
3s
1
, tingkat dasar untuk elektron valensi 3s, artinya tidak memiliki kelebihan energi. Elektron ini dapat tereksitasi ke tingkat 3p dengan energi
2,2 eV ataupun ke tingkat 4p dengan energi 3,6 eV, masing – masing sesuai dengan panjang gelombang sebesar 589 dan 330 nm. Kita dapat memilih di antara panjang
gelombang ini yang menghasilkan garis spektrum yang tajam dan dengan intensitas maksimum. Inilah yang dikenal dengan garis – garis resonansi. Garis – garis lain
yang bukan garis resonansi dapat berupa spektrum yang berasosiasi dengan tingkat energi molekul, biasanya berupa pita – pita lebar ataupun garis tidak berasal dari
eksitasi tingkat dasar yang disebabkan proses atomisasinya Khopkar, 2008.
Universitas Sumatera Utara
2.5.2 Instrumentasi Spektrofotometer Serapan Atom
Skema komponen – komponen pada sebuah spektrofotometri serapan atom secara umum dapat dilihat pada gambar 2.1 di bawah ini :
Gambar 2.1 : Skema komponen – komponen Spektrofotometri Serapan Atom Keterangan Gambar :
1 : Sumber Cahaya
6 : Elektronik Amplifier
2 : Penukar
7 : Pembaca Keluar
3 : Nyala atau Dapur Api
4 : Monokromator
5 : Detektor
A. Lampu katoda berongga
Seperangkat sumber yang dapat memberikan garis emisi yang tajam dari suatu unsur spesifik tertentu dikenal dengan sebagai lampu pijar hollow katoda. Lampu ini
memiliki dua elektroda, satu diantaranya berbentuk silinder dan terbuat dari unsur dan terbuat dari unsur yang sama dengan unsur yang dianalisis. Lampu ini diisi dengan gas
mulia bertekanan rendah. Dengan pemberian tegangan pada arus tertentu, logam mulai memijar, dan atom – atom logam katodanya akan teruapkan dengan pemercikan.
Atom akan tereksitasi kemudian mengemisikan radiasi pada panjang gelombang – panjang gelombang tertentu. Khopkar, 2008.
Universitas Sumatera Utara
A. Nyala
Nyala yang digunakan pada SSA harus mampu memberikan suhu ≥ 2000 K. Untuk
mencapai suhu setinggi ini biasanya digunakan gas pembakar dalam suatu gas pengoksida oksidan seperi misalnya udara dan nitrogen oksida N
2
O. Suhu maksimum yang dihasilkan pada pembakaran berbagai campuran gas pembakar
dengan gas pengoksida adalah sebagai berikut :
Tabel 2.1 : Jenis – jenis gas pembakar pada SSA Gas pembakar Gas oksidan Temperatur K
Asitilena Udara
2400 – 2700 Asitilena
Dinitrogen oksida 2900 – 3100
Asitilena Oksigen
3300 – 3400 Hidrogen
Udara 2300 – 2400
Hidrogen Oksigen
2800 – 3000 Sianoen
Oksigen 4800
B. Monokromator
Dalam spektroskopi serapan atom fungsi monokromator adalah untuk memencilkan garis resonansi dari semua garis tak diserap yang dipancarkan oleh sumber radiasi.
Dalam kebanyakan instrumen komersial digunakan kisi difraksi karena sebaran yang dilakukan oleh kisi lebih seragam dari pada yang dilakukan prisma, dan akibatnya
instrumen kisi difraksi dapat memelihara daya pisah yang lebih tinggi sepanjang jangka panjang gelombang yang lebih lebar.
Universitas Sumatera Utara
C. Detektor
Dalam spektrofotometer serapan atom, mengingat kepekaan spektral yang lebih baik yang diperlakukan, digunakan penggandaan foton. Keluaran dari detektor diumpankan
ke suatu sistem peragaan yang sesuai, dan dalam hubungan ini hendaknya diingat bahwa radiasi yang diterima oleh detektor berasal tidak hanya dari garis resonansi
yang telah diseleksi tetapi dapat juga timbul dari emisi dalam nyala. Emisi ini dapat disebabkan oleh emisi atom yang timbul dari atom – atom yang sedang diselidiki, dan
dapat juga dari emisi pita molekul.
D. Amplifier
Amplifier berfungsi untuk memperkuat sinyal yang diterima dari detektor sebelum sampai ke rekorder.
E. Rekorder
Rekorder pada instrumen SSA berfungsi untuk mengubah sinyal yang diterima menjadi bentuk digital, yaitu dengan satuan absorbansi. Isyarat dari detektor dalam
bentuk tenaga listrik akan diubah oleh rekorder dalam bentuk nilai bacaan serapan atom Maria, 2009.
Universitas Sumatera Utara
2.5.3 Pembagian Spektroskopi Serapan Atom
Instrumen spektroskopi serapan atom terbagi atas dua jenis yaitu :
1. Instrumen spektroskopi serapan atom mempunyai pengelompokkan yaitu spektroskopi
serapan atom cahaya tunggal. Bentuk atau bagannya dapat dilihat pada gambar 2.2 dibawah ini :
Spektrokopi Serapan Atom Cahaya Tunggal Single-Beam
Gambar 2.2: Skema Spektroskopi Serapan Atom Cahaya Tunggal Single Beam
Keterangan Gambar : 1
: Sumber Lampu Katoda 11
: Kisi 2
: Lensa 12
: Cermin 3
: Nyala 13
: Irisan Keluar 4
: Irisan Masuk 14
: Pipa Photomultiplier 5
: Cermin 15
: Penguat Elektronik 6
: Pipa Aspirator 16
: Elektronik dan Pembaca Keluar 7
: Sampel 8
: Chamber Premix dan Aspirator 9
: Tempat Pembakar 10
: Poros Untuk Mengubah Gelombang
Universitas Sumatera Utara
Lampu katoda . Hampir semua instrumen penyerapan atom menggunakan lampu
katoda sebagai sumber energi radiasi. Lampu katoda merupakan sumber garis atomik untuk emisi yang baik. Lampunya dirancang oleh pemesinan atau pembuatan lampu
katoda dari analisa logam – logam yang penting. Katoda ditempatkan pada gelas pembungkus yang mengandung logam – logam anoda. Ketika lampu katoda
dihubungkan dengan pensuplaian energi, maka akan mengeluarkan energi radiasi. Energi radiasi merupakan karateristik dari elemen katoda dan neon. Menggunakan
kalsium sebagai sampelnya, mari kita lihat alur garis emisi kalsium sebagai lampu. Prosesnya dapat dituliskan sebagai berikut :
elektrikal Ne Ne
+
+ e energi
Pensuplaian dapat ditetapkan sebagai katoda yang mempunyai energi negatif. Elektron dipercepat ke arah anoda. Energi tersebut diperoleh dari prosesnya. Karena energi,
elektron lanjutan menggunakan ion neon yang lebih dan digunakan sebagai anoda.
Pembakar dan nyala. Komponen selanjutnya adalah pembakar dan nyala. Nyala,
pembakar dan nebulizer pada instrumen spektroskopi serapan atom dalam pengukurannya mempunyai tujuan yang sama dan digunakan pada spektroskopi emisi
nyala. Nyala merupakan tempat penyelesaian kation untuk menghasilkan atom – atom logam.
Monokromator. Sebuah monokromator mempunyai kualitas yang tinggi yang
dilengkapi dengan usaha untuk menolak radiasi yang menghasilkan nyala. Radiasi tersebut mengandung emisi nyala diluar secara termal dan emisi termal dari
komponen – komponen dan radikal.
Universitas Sumatera Utara
Detektor. Peralatan yang terakhir yang digunakan dalam instrumen spekroskopi
serapan atom adalah pipa “photo multiplier”.
2. Spektroskopi serapan atom cahaya ganda mempunyai keadaan yang lebih stabil.
Spektroskopi cahaya ganda mempunyai komponen yang baru seperti cermin sektor, pada bagian tengahnya terdapat cermin silver yang digambarkan pada gambar 2.3
dibawah ini : Spektroskopi Serapan Atom Cahaya Ganda “Double Beam”
Gambar 2.3 : Skema Spektroskopi Serapan Atom Cahaya Ganda Double Beam
Keterangan Gambar : 1
: Sumber Lampu Katoda 2
: Lensa 3
: Cermin Sektor 4
: Cermin Pengatur 5
: Jalan Kecil Penunjuk 6
: Cermin Pengatur 7
: Penggerak 8
: Cermin Setengah Perak 9
: Irisan Masuk 10
: Cermin
Universitas Sumatera Utara
11 : Kisi
12 : Cermin
13 : Irisan Keluar
14 : Penguat Elektronik
15 : Penguat Elektronik
16 : Elektronik dan Pembaca Keluar
2.5.4 Pengukuran Kuantitatif
Pengukuran secara kuantitatif dapat dibuat dengan menggunakan kurva kalibrasi sebelumnya atau dengan metode dari penambahan standar. Dalam kasus yang
berbeda, kondisi pengeoperasian harus dioptimalkan terlebih dahulu dengan menganggap rentang konsentrasi sampel yang diduga dan kelinieran tanggapan. Ini
termasuk pemilihan garis resonansi yang semestinya biasanya dibuat tabel referensi, pengaturan lampu yang sesuai, temperatur nyala dan laju penguapan sampel,
penempatan pembakar dan lebar celah monokromator. Larutan standar yang terbaik disiapkan dengan pencairan yang semestinya dari 1000 ppm larutan yang tersedia dan
harus disesuaikan sedekat mungkin dengan komposisi kasar untuk sampel – sampel ini. Presisi yang relatif dari sebuah pengukuran serapan atom adalah baik, dalam
banyak kasus 0,5 -2 dapat dicapai tanpa kesulitan dimana digunakan nyala atomisasi. Presisi untuk metode tanpa nyala walau bagaimana pun sering jauh lebih
buruk sebagai hasil beberapa gangguan yang akan dibahas di bawah. Kurva kalibrasi selalu menunjukkan lengkungan menuju sumbu konsentrasi ketika melewati sumbu
satu. Ini tidak linier disebabkan tidak terserapnya radiasi yang mencapai detektor atau ketika setengah lebar dari garis emisi dari lampu yang semestinya atau melampaui
Universitas Sumatera Utara
garis absorbansi. Radiasi yang tidak terserap dapat dijangkau detektor banyaknya sumber, termasuk garis emisi dari unsur katoda mendekati garis resonansi yang
terpilih atau gas pengisi, sebaran radiasi dalam monokromator dan radiasi yang melewati nyala atau penguapan sampel. Fifield, 1987
2.5.5 Interferensi
Yang dimaksud dengan gangguan – gangguan interference pada SSA adalah peristiwa – peristiwa yang menyebabkan pembacaan absorbansi unsur yang dianalisis
menjadi lebih kecil atai lebih besar dari nilai yang sesuai dengan konsentrasinya dalam sampel. Gangguan – gangguan yang dapat terjadi dalam SSA adalah sebagai
berikut : 1.
Gangguan yang berasal dari matriks sampel yang mana dapat mempengaruhi banyaknya sampel yang mencapai nyala. Sifat – sifat tertentu matriks sampel
dapat berpengaruh terhadap laju aliran bahan bakar gas pengoksidasi. Sifat – tersebut adalah : viskositas, tegangan permukaan, berat jenis, dan tekanan uap.
Gangguan matrik yang lain adalah pengandapan unsur yang dianalisis sehingga jumlah atom yang mencapai nyala menjadi lebih sedikit dari
konsentrasi yang seharusnya terdapat dalam sampel. 2.
Gangguan kimia yang dapat mempengaruhi jumlah banyaknya atom yang terjadi di dalam nyala. Terbentuknya atom – atom netral yang masih dalam
keadaan azas di dalam nyala sering terganggu oleh dua peristiwa kimia yaitu : a.
Disosiasi senyawa – senyawa yang tidak sempurna b.
Ionisasi atom – atom di dalam nyala
Universitas Sumatera Utara
3. Gangguan oleh absorbansi yang disebabkan bukan oleh absorbansi atom yang
dianalisis; yakni absorbansi oleh molekul – molekul yang tidak terdisosiasi di dalam nyala. Gangguan ini dapat diatasi dengan cara sebagai berikut :
a. Penggunaan nyala suhu atomisasi yang lebih tinggi
b. Penambahan senyawa penyangga
c. Pengekstrasian unsur yang akan dianalisis
d. Pengekstrasian ion atau gugus pengganggu
4. Gangguan oleh penyerapan non-atomik non atomic absorption. Gangguan ini
berarti terjadinya penyerapan cahaya dari sumber sinar yang bukan berasal dari atom – atom yang akan dianalisis. Penyerapan non-atomik dapat disebabkan
adanya penyerapan cahaya oleh partikel – partikel padat yang berada di dalam nyala. Cara mengatasinya adalah dengan bekerja pada panjang gelombang
yang lebih besar atau pada suhu yang lebih tinggi Gandjar, 2008.
Universitas Sumatera Utara
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan suatu sarana utama untuk meningkatkan derajat kesehatan masyarakat, karena air merupakan salah satu media dari berbagai macam penularan, terutama
seperti yang telah kita ketahui bahwa penyakit perut adalah penyakit yang paling banyak terjadi di Indonesia. Oleh karena itu sumber daya air harus dilindungi agar
tetap dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta makhluk hidup lain. Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan generasi mendatang.
Dengan perkembangan peradaban serta semakin bertambahnya jumlah penduduk di dunia ini, dengan sendirinya menambah aktivitas kehidupannya yang
mau tidak mau menambah pengotoran atau pencemaran air yang pada hakikatnya dibutuhkan. Padahal beberapa abad yang lalu, manusia dalam memenuhi kebutuhan
akan air khususnya air minum cukup mengambil dari sumber-sumber air yang ada didekatnya dengan menggunakan peralatan yang sangat sederhana. Namun sekarang
ini, khususnya di kota yang sudah langka akan air minum bersih tidak mungkin mempergunakan cara demikian. Dimana – mana air sudah tercemar, dan ini berarti
harus mempergunakan suatu peralatan yang modern untuk mendapatkan air minum agar terbebas dari penyakit Sutrisno, 2004.
Universitas Sumatera Utara
Air sungai Sei Pallau di Kelurahan Belawan II Kecamatan Medan Belawan merupakan kawasan yang mendapat tekanan berat dari aktivitas industri PT. Smart
Tbk SINARMAS GROUP. Disepanjang alirang sungai terdapat aktivitas manusia seperti pertanian, pemukiman warga, petambakan, gudang – gudang penyimpanan
barang dan lalu lintas kapal nelayan kecil. Ditambah lagi dengan banyaknya industri seperti pabrik karet, pabrik baja, pabrik semen, pabrik kaca, pabrik kelapa sawit, dan
pabrik es cold storage menambah daftar penyebab tercemarnya air sungai tersebut. Begitu juga dengan air limbah industri PT. SMART Tbk SINARMAS GROUP,
diperkirakan banyak kandungan logam – logam berat yang terkandung dalam air limbah tersebut yang akan diteliti.
Tidak saja berasal dari buangan limbah industri domestik seperti yang berada dan limbah pertanian yang ada disepanjang daerah aliran sungai, tetapi juga
kurangnya kesadaran sebagian masyarakat yang membuang sampah dan kotoran ke dalam sungai. Sehingga kehadiran unsur Cr, Hg, As, Cd, Cu, Zn, Pb, Ni, Al dan Sn
merupakan sekian dari sejumlah logam berat yang umum berada mungkin telah mencemari sungai tersebut. Logam – logam tersebut merupakan toksik bagi tubuh dan
dapat mengganggu kesehatan apabila terkonsumsi.
Pemilihan lokasi pengambilan sampel di kawasan air sungai Sei Pallau di Kelurahan Belawan II Kecamatan Medan Belawan berdasakan pengamatan secara
ornagoleptis. Air sungai tersebut berbau tidak sedap, warna air keruh dan kotor serta dekat dengan kawasan industri, tetapi air tersebut masih digunakan masyarakat sekitar
untuk berbagai kegiatan sehari – hari seperti mencuci dan mandi. Oleh karena itu
Universitas Sumatera Utara
peneliti tertarik untuk melakukan penelitian terhadap tingkat pencemaran yang terjadi berdasarkan peraturan pemerintah tentang klasifikasi mutu air.
1.2 Permasalahan