BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
Air merupakan kebutuhan pokok bagi kehidupan manusia di bumi ini. Sesuai dengan kegunaanya air dipakai sebagai air minum, air untuk mandi dan
mencuci, air untuk pengairan pertanian, air untuk kolam perikanan dan air untuk sanitasi dan transportasi. Kegiatan industri dan teknologi tidak dapat lepas dari
kebutuhan akan air. Air yang terdapat di bumi tidak pernah terdapat dalam keadaan bersih, tetapi selalu ada senyawa atau mineral yang terlarut di dalamnya
Wardhana, 2004. Dengan semakin meningkatnya perkembangan sektor industri dan
transportasi, baik industri minyak dan gas bumi, pertanian, industri kimia, industri logam, dan jenis aktivitas manusia lainnya maka semakin meningkat pula
tingkatan pencemarannya pada perairan. Untuk mencegah terjadinya pencemaran lingkungan oleh berbagai aktifitas tersebut maka perlu dilakukan pengendalian
terhadap pencemaran lingkungan dengan menetapkan baku mutu lingkungan termasuk baku mutu air. Baku mutu air adalah batas kadar yang di tetapkan atau
yang diperkenankan bagi zat atau bahan pencemar terdapat di dalam air tetapi air tersebut tetap dapat digunakan sesuai dengan kriterianya.
Sumber air dapat dikategorikan menjadi 4 golongan yaitu : a.
Golongan A yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu.
b. Golongan B yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku untuk diolah
sebagai air minum dan keperluan rumah tangga lainnya. c.
Golongan C yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan pertanian.
d. Golongan D yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian dan
dapat digunakan untuk usaha perkotaan, industri dan listrik tenaga air Kristanto, 2002.
2.2 Pencemaran
Berdasarkan keputusan Mentri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup No 02MENKLH1988 yang dimaksud pencemaran adalah masuknya atau
dimasukkannya makhluk hidup, zat energi, dan komponen lain ke dalam air dan udara atau berubahnya tatanan atau komposisi air dan udara oleh kegiatan
manusia atau proses alam sehingga kualitas udara dan air menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai peruntukkanya Kristanto, 2002.
2.2.1 Pencemaran air
Pencemaran air adalah adanya benda-benda asing yang mengakibatkan air tersebut tidak dapat digunakan sesuai dengan peruntukannya secara normal.
Ciri-ciri air yang mengalami polusi sangat bervariasi tergantung dari jenis air dan polutannya atau komponen yang mengakibatkan polusi. Sebagai contoh adalah
kehidupan air akan berkurang pada air sungai yang terpolusi logam berat, bau yang menyengat yang timbul ada pantai dan laut, sungai dan danau yang terpolusi.
Tanda-tanda polusi air yang berbeda ini disebabkan oleh sumber dan jenis polutan
yang berbeda-beda. Polutan air dapat dikelompokkan berdasarkan sifatnya menjadi 9 yaitu padatan, bahan buangan yang membutuhkan oksigen,
mikroorganisme, komponen organik sintetik, nutrien tanaman dan minyak Agusnar, 2007.
Beberapa bahan polutan yang terdapat pada sumber air, antara lain kuprum Cu. Bahan itu berasal dari pelapukan pada air minum dan kontaminan alamiah
dari hasil pelapukan pipa air minum dan kontaminan alamiah dari hasil pelapukan batuan yang dilewati oleh air dalam perjalanannya Widowati, 2008.
2.2.2 Sifat – Sifat Air Tercemar
Untuk mengetahui apakah suatu air terpolusi atau tidak diperlukan pengujian untuk menentukan sifat-sifat air sehingga dapat diketahui apakah
terjadinya penyimpangan batas-batasan polusi air. Sifat-sifat air yang umum diuji dan dapat digunakan adalah nilai pH, suhu, warnabaurasa, jumlah padatan, nilai
BODCOD, pencemaran mikroorganisme patogen, kandungan minyak, kandungan logam berat, kandungan bahan radioaktif Agusnar, 2007.
2.3 Sungai
Sungai merupakan jalan air alami mengalir menuju samudera, danau, laut, atau ke sungai lain. Kemanfaatan terbesar sebuah sungai adalah untuk irigasi
pertanian, bahan baku air minum, sebagai saluran pembuangan air hujan dan air limbah, bahkan sebenarnya potensial untuk dijadikan objek wisata sungai Novia,
2012.
2.3.1 Pencemaran Sungai
Pencemaran sungai adalah tercemarnya air sungai yang disebabkan oleh limbah industri, limbah penduduk, limbah peternakan, bahan kimia dan unsur hara
yang terdapat dalam air serta gangguan kimia dan fisika yang dapat mengganggu kesehatan manusia Novia, 2012.
Pencemaran sungai dapat diklasifikasikan sebagai organik, anorganik, radioaktif, dan basaasam. Saat ini hampir 10 juta zat kimia telah dikenal manusia
dan hampir 100.000 zat kimia telah digunakan secara komersial. Kebanyakan sisa zat kimia tersebut dibuang ke badan air atau air tanah. Pestisida, detergen, PCPs
Polychlorinated Phenols adalah salah satu contohnya. Pestisida digunakan di pertanian, kehutanan dan rumah tangga. PCP dapat ditemukan sebagai pengawet
kayu, dan deterjen digunakan secara luas sebagai zat pembersih di rumah tangga Agus, 2012.
2.3.2 Penyebab Pencemaran Air Sungai
1. Sumber polusi air sungai antara lain limbah industri, pertanian dan rumah
tangga. Ada beberapa tipe polutan yang dapat masuk perairan yaitu: bahan- bahan yang mengandung bibit penyakit, bahan-bahan yang banyak
membutuhkan oksigen untuk penguraiannya, bahan-bahan kimia organik dari industri, bahan-bahan yang tidak sedimen dan bahan-bahan yang mengandung
radioaktif dan panas. 2.
Penggunaan insektisida seperti DDT Dicholoro Diphenil Trichonethan oleh para petani untuk memberantas hama tanaman dan serangga penyebar
penyakit lain secara berlebihan dapat mengakibatkan pencemaran air.
Terjadinya pembusukan yang berlebihan diperairan dapat menyebabkan pencemaran dan pembuangan sampah dapat mengakibatkan kadar oksigen
terlarut dalam air semakin berkurang karena sebagian besar dipergunakan oleh bakteri pembusuk.
3. Pembuangan sampah organik maupun yang anorganik yang dibuang kesungai
terus-menerus selain mencemari air, dimusim hujan ini akan menimbulkan banjir Agus, 2012.
2.3.4 Dampak Dari Pencemaran Air Sungai
Pencemaran air dapat berdampak sangat luas, misalnya dapat meracuni air minum, meracuni makanan hewan, menjadi penyebab ketidak seimbangan
ekosistem sungai dan danau, pengerusakan hutan akibat hujan asam dan sebagainya. Dampak terhadap kesehatan yaitu peran air sebagai pembawa
penyakit menular bermacam-macam antara lain: a.
Air sebagai media untuk hidup mikroba patogen b.
Air sebagai sarang insekta penyebar penyakit c.
Air sebagai media untuk hidup vektor penyakit Agus, 2012.
2.3.5 Cara Pelestarian Daerah Aliran Sungai
1. Melestarikan hutan di hulu sungai 2. Tidak buang air di sungai
3. Tidak membuang sampah di sungai 4. Tidak membuang limbah rumah tangga dan industri Novia, 2012.
2.4 Tembaga Cu
Tembaga dengan nama kimia cupprum dilambangkan dengan Cu. Unsur logam ini berbentuk kristal dengan warna kemerahan. Dalam tabel periodik unsur-
unsur kimia, tembaga menempati posisi dengan nomor atom 29 dan mempunyai bobot atau berat atom 63,546. Unsur tembaga di alam dapat ditemukan dalam
bentuk logam bebas, akan tetapi lebih banyak ditemukan dalam bentuk persenyawaan atau sebagai senyawa padat dalam bentuk mineral Palar, 2004.
Tembaga selain ditemukan dalam bentuk sulfida, juga berada di alam sebagai unsur meski dalam jumlah yang sedikit. Hal ini karena kereaktifannya
yang rendah. Tembaga merupakan unsur logam essensial yang dibutuhkan agar eritrosit dapat berkembang secara tepat. Tembaga mempermudah penyerapan Fe
dalam sintesis hemoglobin. Karena itu kekurangan logam ini akan menyebabkan anemia Lu, 1995.
Tembaga biasanya diperoleh dari udang, hati sapi, tiram, minyak zaitun, kacang buncis, suplemen larutan CuSO
4
dalam kadar mikrogram dan air Cu dengan kadar dalam batas 0,005 sampai 1,5 mgL Gabriel, 2001.
2.4.1 Sifat – Sifat Tembaga Cu
Secara kimia, senyawa-senyawa dibentuk oleh logam Cu tembaga mempunyai bilangan valensi +1 dan +2. Berdasarkan pada bilangan valensi yang
dibawanya, logam Cu dinamakan cuppro untuk bervalensi +1 dan cuppri untuk bervalensi +2 Palar, 2004.
Kedua jenis ion Cu tersebut dapat membentuk kompleksion-kompleksion yang sangat stabil. Sebagai contoh adalah senyawa CuNH
3 6
.Cl
2
. Logam Cu dan
beberapa bentuk persenyawannya, seperti CuO, CuCO
3,
CuOH
2
dan CuCN
2,
tidak dapat larut dalam air dingin atau panas, tetapi mereka dapat dilarutkan dalam asam. Logam Cu sendiri dapat dilarutkan dalam senyawa asam sulfat panas dan
dalam larutan basa amonium hidroksida. Senyawa CuO dapat larut dalam ammonium klorida dan kalium sianida Palar, 2004.
Secara fisik kuprum tidak bermagnet, termal konduktor yang tinggi, tahanan listrik yang rendah, sangat keras, diperoleh dalam 2 bentuk yaitu murni
dan ikatan. Bentuk murni dalam jumlah kecil, bentuk ikatan terdapat dalam jumlah cukup besar dalam bentuk ikatan sulfida, ikatan oksida Gabriel, 2001.
2.4.2 Manfaat Cu Sebagai Mikroelemen Tubuh
Tembaga Cu mempunyai sifat baik dan buruk bagi kesehatan makhluk hidup. Dalam jumlah kecil, Cu dibutuhkan untuk mepertahankan kesehatan.
Namun, dalam konsentrasi yang tinggi Cu bersifat toksik dan bisa mengganggu kesehatan. Kebutuhan akan Cu adalah 0,005 mgharikg berat badan. Manusia
dewasa membutuhkan Cu sebesar 30 µgkg berat badan, anak-anak membutuhkan Cu 40 µgkg berat badan sedangkan bayi membutuhkan Cu 80 µgkg. Konsumsi
Cu yang baik untuk manusia adalah sebesar 2,5 mgkg berat badanhari dan 0,05 mgkg berat badanhari untuk anak-anak atau bayi, kadar Cu yang paling tinggi
ditemukan di otak dan hati Widowati, 2008. Sebagai logam berat tembaga Cu berbeda dengan logam-logam berat
lainnya Hg, Cd, dan Cr. Logam berat Cu digolongkan ke dalam logam berat dipentingkan atau logam berat essensial, artinya meskipun Cu merupakan logam
berat beracun, unsur logam ini sangat diperlukan oleh tubuh meskipun sedikit.
Karena itu Cu termasuk kedalam logam – logam essensial bagi manusia seperti besi Fe dan lain-lain Palar, 2004.
2.4.3 Efek Keracunan Tembaga Cu
Unsur Cu bisa ditemukan pada berbagai jenis makanan, air, dan udara sehingga manusia bisa terpapar Cu melalui jalur makanan, minuman dan saat
bernapas. Cu merupakan unsur yang dibutuhkan manusia dalam jumlah kecil. Apabila jumlah Cu telah melampaui batas aman, akan muncul toksisitas. Manusia
biasanya terpapar Cu melalui tanah, debu, makanan serta minuman yang tercemar Cu yang berasal dari pipa bocor pada pertambangan Cu atau industri yang
menghasilkan limbah Cu Widowati, 2008.
2.4.4 Bentuk-Bentuk Keracunan Tembaga Cu
Sesuai dengan sifatnya sebagai logam berat beracun, Cu dapat mengakibatkan keracunan secara akut dan kronis. Keracunan akut dan kronis ini
terjadinya ditentukan oleh besarnya dosis yang masuk dan kemampuan organisme untuk menetralisir dosis tersebut Palar, 2004.
A. Keracunan Akut
Gejala-gejala yang dapat dideteksi sebagai akibat keracunan akut tersebut adalah
1. Adanya rasa logam di pernapasan penderita.
2. Adanya rasa terbakar pada epigastrum dan muntah yang terjadi secara
berulang – ulang. Pada 14 orang penderita lainnya terjadi pula diare pada hari pertama dan
kedua setelah terpapar oleh CuSO
4
. Sementara itu pada 20 orang penderita lainnya
gejala tersebut berlanjut dengan terjadinya pendarahan pada jalur gastrointestinal. Selanjutnya melalui biopsi yang dilakukan terhadap hati beberapa orang penderita
menunjukkan terjadinya centrobularnecrosis dan biliary statis Palar, 2004.
B. Keracunan Kronis
Pada manusia keracunan Cu secara kronis dapat dilihat dengan timbulnya penyakit Wilson dan Kinsky. Gejala dari penyakit Wilson ini adalah terjadinya
kerusakan pada otak serta terjadinya penurunan kerja ginjal dan pengendapan Cu dalam kornea mata. Penyakit Kinsky dapat diketahui dengan terbentuknya rambut
yang kaku dan berwarna kemerahan pada penderita. Sementara pada hewan seperti kerang, bila dalam tubuhnya telah terakumulasi dalam jumlah tinggi, maka
bagiam otot tubuhnya akan memperlihatkan warna kehijauan. Hal ini dapat menjadi petunjuk apakah kerang tersebut masih bisa dikonsumsi oleh manusia
Palar, 2004.
2.5 Spektrofotometi Serapan Atom SSA
Peristiwa serapan atom pertama kali diamati oleh Fraunhofer, ketika mengamati garis-garis hitam pada spektrum matahari. Spektroskopi serapan atom
pertama kali digunakan pada tahun 1995 oleh Walsh. Sesudah itu tidak kurang dari 65 unsur diteliti dan dapat dianalisis dengan cara tersebut. Spektroskopi
serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsur-unsur logam dalam jumlah sekelumit dan sangat kelumit. Cara ini cocok untuk analisis kelumit logam
karena mempunyai kepekaan yang tinggi batas deteksi kurang dari 1 ppm, pelaksanaannya relative sederhana dan interfrensinya sedikit. Spektroskopi
serapan atom didasarkan pada penyerapan energi sinar oleh atom-atom netral, dan sinar yang diserap biasanya sinar tampak atau sinar ultraviolet. Dalam garis
besarnya prinsip spektroskopi serapan atom sama saja dengan spektrofotometri sinar tampak dan ultraviolet. Perbedaan terletak pada bentuk spektrum, cara
pengerjaan sampel dan peralatannya Rohman, 2007.
2.5.1 Instrumentasi SSA :
1. Sumber sinar
Sumber sinar yang lazim adalah lampu katoda berrongga hallow cathode lamp. Lampu ini terdiri atas tabung kaca tertutup yang mengandung satu katoda
dan anoda. Katoda sendiri berbentuk silinder berongga yang terbuat dari logam atau dilapisi dengan logam tertentu. Tabung logam ini diisi dengan gas mulia
neon dan argon dengan tekanan rendah 10-15 torr. Neon biasanya lebih disukai karena memberi intensitas pancaran lampu yang lebih rendah. Bila antara anoda
dan katoda diberi suatu selisih tegangan yang tinggi 600 volt, maka katoda akan memancarkan berkas-berkas elektron yang bergerak menuju anoda yang mana
kecepatan dan energinya sangat tinggi. Elektron-elektron dengan yang mana kecepatan dan energinya sangat tinggi, elektron-elektron dengan energi tinggi ini
dalam perjalanannya menuju anoda akan bertabrakan dengan gas-gas mulia diisikan tadi Rohman, 2007.
2. Tempat sampel
Dalam analisis dengan spektrofotometri serapan atom, sampel yang akan dianalisis harus diuraikan menjadi atom-atom netral yang masih dalam keadaan
dasar. Ada terbagi macam alat yang dapat digunakan untuk mengubah suatu
sampel menjadi uap atom-atom yaitu: dengan nyala flame dan dengan tanpa nyala flameles Rohman, 2007.
a. Nyala flame
Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berupa padatan atau cairan menjadi bentuk uap atomnya, dan juga berfungsi untuk atomisasi. Pada
spektrofotometri emisi atom, nyala ini berfungsi untuk mengeksitasikan atom dari tingkat dasar menjadi tingkat yang lebih tinggi Rohman, 2007.
Suhu yang dicapai oleh nyala tergantung pada gas-gas yang digunakan, misalnya untuk gas batubara-udara, suhunya kira-kira sebesar 1800
⁰
C, gas alam- udara 1700
⁰
C, asetilen-udara 2200
⁰
C dan gas asetilen-dinitrogen oksida N
2
O sebesar 3000
⁰
C Rohman, 2007. b.
Tanpa nyala flameless Teknik atomisasi dengan nyala dinilai kurang peka karena atom gagal
mencapai nyala, tetesan sampel yang masuk ke dalam nyala yang terlalu besar, dan proses atomosasi yang kurang sempurna. Oleh karena itu timbullah suatu
teknik atomisasi yang baru yakni atomisasi tanpa nyala. Pengatoman dapat dilakukan dengan tungku dari grafit seperti tungku yang dikembangkan oleh
Masmann Rohman, 2007. 3.
Monokromator Pada SSA, monokromator dimaksudkan untuk memisahkan dan memilih
panjang gelombang yang digunakan dalam analisis. Disamping sistem optik, dalam monokromator juga terdapat suatu alat yang digunakan untuk memisahkan
radiasi resonansi dan kontinyu yang disebut dengan chopper Rohman, 2007.
4. Detektor
Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melalui tempat
pengatoman. Biasanya digunakan tabung penggandaan foton photomultiplier tube. Ada 2 cara yang dapat digunakan dalam sistem deteksi
yaitu yang memberikan respon terhadap radiasi resonansi dan radiasi kontinyu, dan yang hanya memberikan respon terhadap radiasi resonansi Rohman, 2007.
5. Readout
Readout merupakan suatu alat petunjuk atau dapat juga diartikan sebagai sistem pencatat hasil. Pencatat hasil dilakukan dengan suatu alat yang telah
terkalibrasi untuk pembacaan suatu transmisi atau absorbsi. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva dari suatu recorder yang menggambarkan
absorbansi atau intensitas emisi Rohman, 2007. Untuk keperluan analisis kuantittif dengan SSA, maka sampel harus dalam
bentuk larutan. Untuk menyiapkan larutan, sampel harus diperlakukan sedemikian rupa yang pelaksanaannya tergantung dari macam dan jenis sampel. Yang penting
untuk diingat adalah bahwa larutan yang akan dinalisis haruslah sangat encer Rohman, 2007.
Ada beberapa cara untuk melarutkan sampel, yaitu : -
Langsung dilarutkan dengan pelarut yang sesuai -
Sampel dilarutkan dengan suatu asam -
Sampel dilarutkan dengan suatu basa atau dilebur terlebih dahulu dengan basa kemudian hasil leburan dilarutkan dalam pelarut yang sesuai.
Metode pelarut apapun yang akan dipilih untuk dilakukan analisis dengan SSA, yang terpenting adalah bahwa larutan yang dihasilka harus jernih, stabil, dan
tidak mengganggu zat-zat yang akan dianalisis. Metode kiantifikasi hasil analisis dengan metode SSA yang dilakukan adalah dengan menggunakan kuantifikasi
dengan kurva baku kurva kalibrasi. SSA bukan merupakan metode analisis yang absolut. Suatu perbandingan dengan merupakan metode yang umum dalam
melakukan metode analisis kuantitatif Rohman, 2007.
BAB III METODE PENGUJIAN
3.1 Tempat
Analisa kadar ini dilakukan di Ruang Laboratorium yang terdapat di Balai Riset Standardisasi Industri Medan Jalan Sisingamangaraja No.24 Medan.
3.2 Alat-alat
Alat – alat yang digunakan adalah Corong gelas, Erlenmeyer, Gelas piala, Kaca arloji, Labu semprot, Labu ukur, Lampu katoda berrongga Hallow Cathode
Lamp tembaga, Pemanas listrik, Pipet volumetric, Kertas saring whatmann No. 42, Seperangkat alat saring vakum, Spektrofotometer Serapan Atom SSA-nyala
AA 7000, Timbangan analitik SNI, 2009.
3.3 Bahan-bahan
Kategori