Uji cepat residu insektisida organofosfat dan organoklorin dengan alat multimeter digital
UJI CEPAT RESIDU INSEKTISIDA
ORGANOFOSFAT DAN ORGANOKLORIN
DENGAN ALAT MULTIMETER DIGITAL
LALU MOHAMAD NIRWAN
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Uji Cepat Residu
Insektisida Organofosfat dan Organoklorin dengan Alat Multimeter Digital adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2014
Lalu Mohamad Nirwan
NIM G44096016
2
ABSTRAK
LALU MOHAMAD NIRWAN. Uji Cepat Residu Insektisida Organofosfat dan
Organoklorin dengan Alat Multimeter Digital. Dibimbing oleh IRMA H
SUPARTO dan ASEP NUGRAHA ARDIWINATA.
Pengembangan metode untuk pemantauan residu pestisida di lapangan yang
cepat, akurat, serta murah sangat dibutuhkan, salah satunya dengan alat
multimeter digital. Metode pengujian ini berdasarkan adanya perbedaan tahanan
arus yang dimiliki oleh berbagai bahan aktif. Nilai hasil pengujian standar dan
contoh divalidasi dengan beberapa parameter, yaitu linearitas, ketepatan,
ketelitian, dan batas deteksi. Validasi metode yang dilakukan pada insektisida
klorpirifos, diazinon, dan diklorvos dari golongan organofosfat serta DDT, aldrin,
dan heptaklor dari golongan organoklorin dalam contoh sayuran bawang merah,
cabai merah, dan kubis, memberikan ketelitian dan batas deteksi yang cukup baik.
Akan tetapi, linearitas dan ketepatannya masih kurang baik. Berdasarkan hasil ini,
metode analisis residu pestisida dalam sayuran dengan bantuan multimeter digital
berpotensi untuk dikembangkan sebagai metode pengujian, dengan melakukan
beberapa perbaikan pada tahap ekstraksi contoh.
Kata kunci: multimeter digital, organofosfat, organoklorin, pestisida, validasi
ABSTRAK
LALU MOHAMAD NIRWAN. Rapid Test for Organophosphate and
Organochlorine Insecticide Residues with Digital Multimeter. Supervised by
IRMA H SUPARTO and ASEP NUGRAHA ARDIWINATA.
Development of rapid, acurate, and affordable method for monitoring of
insecticide residues in the field is a need, for example is by using digital
multimeter. This testing method is based on the various current resistance of the
active components. Testing results of pesticide standards and samples were
validated by several parameters, namely linearity, accuracy, precision, and limit of
detection. The method validation performed on chlorpyrifos, diazinone, and
dichlorvos from the organophospate group as well as DDT, aldrine, and
heptachlor from the organochlorine group in onion, chilli, and cabbage, gave good
results for precision and limit of detection. However, the linearity and accuracy
were still below the acceptable requirements. These results show that the
analytical method of pesticide residues in vegetables by means of a digital
multimeter has the potential to be used as a test method, by improving the
extraction phase of samples.
Key words: digital multimeter, organochlorine, organophosphate, pesticide,
validation
UJI CEPAT RESIDU INSEKTISIDA
ORGANOFOSFAT DAN ORGANOKLORIN
DENGAN ALAT MULTIMETER DIGITAL
LALU MOHAMAD NIRWAN
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
1
Judul Skripsi : Uji Cepat Residu Insektisida Organofosfat dan Organoklorin
dengan Alat Multimeter Digital
Nama
: Lalu Mohamad Nirwan
NIM
: G44096016
Disetujui oleh
Dr dr Irma Herawati Suparto, MS
Pembimbing I
Dr Asep Nugraha Ardiwinata, MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
1
PRAKATA
Bismillaahirrahmaanirrahiim. Alhamdulillaahirabbil’alamiin. Segala puji
dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan begitu
banyak nikmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen
Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian
Bogor.
Keberhasilan penulis menyelesaikan karya ilmiah dengan judul Uji Cepat
Residu Insektisida Organofosfat dan Organoklorin dengan Alat Multimeter
Digital ini tidak terlepas dari bantuan dan kontribusi berbagai pihak. Pertamatama ucapan terima kasih penulis haturkan kepada Ibu Dr dr Irma Herawati
Suparto, MS selaku dosen pembimbing pertama dan Bapak Dr Asep Nugraha
Ardiwinata, MSi selaku pembimbing kedua atas kesabaran dan perhatiannya.
Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada segenap dosen Departemen Kimia,
Institut Pertanian Bogor, semua staf Laboratorium Residu Bahan Agrokimia
(Bapak Eman Sulaeman, Bapak Aji, dan Bapak Cahyadi) atas bantuan serta
diskusinya, kepada Bapak Ama dan almarhumah Ibu Hanifah atas bantuannya,
serta kepada sahabat-sahabat mahasiswa S1 Penyelenggaraan Khusus Kimia IPB
angkatan 2009 dan 2010 atas persahabatan dan kebersamaannya. Taklupa
tentunya, penghargaan, cinta, dan sayang yang tiada terhingga penulis
persembahkan kepada kedua orang tua tercinta, adikku tercinta, dan seluruh
keluarga besar atas semua dukungannya.
Penulis menyadari bahwa laporan yang disusun ini masih memiliki banyak
kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran sangat penulis harapkan. Akhir kata,
semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua. Amin.
Bogor, Juli 2014
Lalu Mohamad Nirwan
2
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vii
DAFTAR LAMPIRAN
vii
PENDAHULUAN
1
METODE
2
Bahan dan Alat
2
Langkah Kerja
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
3
Tahanan Arus pada Larutan Standar
3
Nilai Perolehan Kembali Standar Insektisida pada Contoh Sayuran
5
Keterulangan dan Batas Deteksi pada Larutan Standar dan Contoh
Sayuran
6
Pengukuran Linieritas Larutan Standar Insektisida dan Contoh Sayuram 7
SIMPULAN DAN SARAN
9
DAFTAR PUSTAKA
9
RIWAYAT HIDUP
17
1
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
Nilai perolehan kembali standar insektisida pada contoh sayuran dengan
alat multimeter digital
Nilai keterulangan dan batas deteksi pengukuran larutan standar insektisida
dengan alat multimeter digital
Nilai keterulangan pengukuran insektisida dalam contoh sayuran dengan
alat multimeter digital
Linearitas pengukuran deret standar insektisida organofosfat dan
organoklorin dengan alat multimeter digital
Hasil pengukuran linearitas contoh sayuran yang ditambahkan deret
standar organofosfat dan organoklorin dengan alat multimeter digital
5
6
6
8
8
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
Struktur bahan aktif dalam standar insektisida organofosfat dan
organoklorin
Data pengukuran deret standar organofosfat dan organoklorin
Data nilai perolehan kembali (akurasi) pada contoh sayuran
Data batas deteksi dan keterulangan (presisi) pada standar
Data keterulangan (presisi) pada contoh sayuran
Data pengukuran linearitas contoh yang ditambahkan deret standar
organofosfat dan organoklorin
11
12
13
14
15
16
1
PENDAHULUAN
Penggunaan pestisida sangat membantu meningkatkan produksi pertanian.
Diperkirakan bahwa tanpa pestisida, produksi hasil pertanian akan berkurang
30%, bahkan 60% (Atmawidjaja et al. 2004). Faktor penyebab tingginya
penggunaan pestisida di negara berkembang adalah keengganan petani
menghadapi risiko gagal panen dan masih kurangnya pengetahuan petani akan
dampak negatif dari penggunaan pestisida terhadap lingkungan. Penggunaan
pestisida telah berkontribusi pada peningkatan produksi pertanian sejak tahun
1970. Sejak itu, dari tahun ke tahun, jumlah pestisida yang beredar di Indonesia
terus meningkat. Pada tahun 2006, jumlah pestisida yang beredar sebanyak 1336
formulasi, dan tahun 2011 meningkat menjadi 2247 formulasi. Jenis pestisida
yang paling banyak digunakan adalah insektisida (887 merek), disusul oleh
herbisida (656 merek), fungisida (387 merek), dan jenis lainnya (317 merek)
(Kementan 2011).
Golongan insektisida yang paling banyak digunakan adalah organofosfat
dan organoklorin. Organoklorin digunakan secara luas di sektor pertanian karena
efektif dan harganya murah, tetapi insektisida jenis ini memiliki sifat persisten dan
toksik. Sifat persisten organoklorin telah dibuktikan oleh berbagai penelitian,
dengan masih ditemukannya residu dari berbagai jenis insektisida organoklorin di
daerah pertanian meskipun sudah tidak digunakan lagi oleh petani (Ramadhani
2010). Organofosfat merupakan insektisida yang paling toksik pada manusia.
Kelainan yang dapat ditimbulkan berupa gangguan pada sistem syaraf terutama
pada pekerja di bidang pertanian di negara-negara berkembang.
Dampak negatif insektisida yang tinggi terhadap lingkungan menyebabkan
perlunya pemantauan (monitoring) residu insektisida pada bahan makanan seperti
sayur-mayur dan buah-buahan. Deteksi residu insektisida lazim dilakukan dengan
metode kromatografi gas (GC) atau kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT).
Kedua metode ini akurat, cepat, dan selektif. Selain itu, jenis insektisida yang
dapat dideteksi cukup banyak, yaitu 122–129 jenis, bahkan bisa mencapai 140
jenis dengan teknik derivatisasi (Walorczyk 2006). Akan tetapi, di negara
berkembang seperti Indonesia, analisis residu insektisida dengan GC dan KCKT
tergolong cukup mahal. Selain itu, proses preparasinya cukup rumit serta
menggunakan banyak pelarut sehingga diperlukan suatu metode analisis
pendukung yang cepat, murah, dan selektif untuk analisis di lapangan.
Salah satu teknik analisis yang hendak dikembangkan adalah dengan
menggunakan multimeter digital (MMD). Selain murah dan cepat, teknik ini juga
diharapkan lebih praktis untuk digunakan di lapangan. Analisis dengan alat MMD
menggunakan prinsip bahwa tahanan (resistans) terhadap arus listrik yang
dihasilkan oleh setiap senyawa kimia dalam residu insektisida berbeda-beda.
Perbedaan tahanan arus ini dapat disebabkan oleh kekhasan komponen penyusun
bahan aktif, seperti adanya unsur Cl, P, dan N, atau unsur lainnya (SKKNI 2010).
Metode analisis ini belum lazim digunakan dan juga belum ada publikasinya.
Oleh karena itu, validasi perlu dilakukan agar metode ini dapat digunakan untuk
memantau residu insektisida.
Penelitian ini bertujuan mengevaluasi kemampuan alat MMD mendeteksi
larutan standar insektisida organofosfat dan organoklorin pada berbagai
2
konsentrasi, serta pada sampel sayuran yang ditambahkan standar insektisida.
Insektisida organofosfat yang diuji adalah klorpirifos, diazinon, dan diklorvos,
sedangkan insektisida organoklorin meliputi 1,1,1-trikloro-2,2-di(4-klorofenil)
etana (DDT), aldrin, dan heptaklor. Penggunaan alat MMD diharapkan dapat
dikembangkan sebagai metode pendukung yang lebih cepat, murah, dan sederhana
dalam analisis residu insektisida di lingkungan pertanian, dibandingkan dengan
metode analisis dengan GC atau KCKT.
METODE
Kegiatan yang dilakukan meliputi 4 tahapan, yaitu (1) pengukuran larutan
standar insektisida organofosfat dan organoklorin pada rentang konsentrasi 0–2.5
ppm dengan alat MMD; (2) pengambilan contoh sayuran; (3) pengukuran residu
organofosfat dan organoklorin pada contoh sayuran dengan alat MMD; dan (4) uji
validasi dan pengolahan data. Tahap uji validasi dan pengolahan data meliputi 3
tahapan, yaitu (1) pengolahan data tahanan (R) dari larutan standar insektisida
organofosfat dan organoklorin yang diperoleh dengan alat MMD; (2) pengolahan
data konsentrasi residu insektisida organofosfat dan organoklorin; dan (3) uji
validasi alat yang meliputi ketepatan, ketelitian, linearitas, dan batas deteksi.
Bahan dan Alat
Bahan penelitian meliputi bahan tanaman dan bahan kimia. Tanaman
sayuran yang digunakan adalah kubis, bawang merah, dan cabai merah dari pasar
sekitar Bogor. Bahan kimia yang digunakan ialah larutan aseton mutu GC
(Merck), standar tunggal organofosfat (klorpirifos, diazinon, dan diklorvos) dan
organoklorin (DDT, aldrin, dan heptaklor). Alat-alat yang digunakan dalam
penelitian adalah MMD merek APPA 109N, peralatan kaca seperti gelas ukur,
gelas piala, labu ukur, corong, corong pisah, labu bundar, dan pipet.
Langkah Kerja
Pengukuran Standar Insektisida
Larutan standar organofosfat dan organoklorin masing-masing dibuat dalam
10 konsentrasi (0, 0.05, 0.15, 0.20, 0.25, 0.50, 1.00, 1.50, 2.00, dan 2.50 ppm)
sebanyak 50 mL. Setiap larutan standar diukur dengan alat MMD sebanyak 7 kali
ulangan. Hasil pengukuran diuji regresi antara konsentrasi (ppm) dan nilai tahanan
(R, ohm) yang terukur.
Pengukuran Residu Insektisida
Sebanyak 10 g contoh sayuran dicacah, kemudian diekstraksi dengan 50 mL
aseton. Ekstrak disaring dengan kertas saring berukuran 11.00 cm × 100 circle
dan didiamkan selama 2 menit (Wheeler et al. 1983). Setelah itu, filtrat diukur
nilai tahanannya dengan alat MMD.
3
Uji Validasi dan Pengolahan Data
Metode MMD divalidasi berdasarkan kriteria standar ISO/IEC 17025:2005
(Anwar 2008). Uji validasi mencakup 2 golongan insektisida (organofosfat dan
organoklorin) dan 3 contoh sayuran (kubis, bawang merah, dan cabai merah).
Ketepatan (Accuracy). Metode penambahan standar digunakan, yaitu
dengan menambahkan sejumlah pestisida dengan konsentrasi tertentu pada contoh
uji, lalu diukur dengan MMD. Persen perolehan kembali dinyatakan sebagai
nisbah antara hasil yang diperoleh dan hasil sebenarnya:
% Perolehan kembali (recovery) = {(RF – RA) / R*A}
100
RF = tahanan arus total contoh yang diperoleh dari pengukuran
RA = tahanan arus contoh sebenarnya
R*A = tahanan arus residu insektisida yang ditambahkan
Ketelitian (Precision). Ketelitian dapat dinyatakan sebagai keterulangan
(repeatability) atau ketertiruan (reproducibility). Sejumlah pestisida dengan
konsentrasi tertentu ditambahkan pada contoh uji, lalu diukur dengan MMD.
Proses tersebut dilakukan 7 kali ulangan, kemudian dihitung simpangan baku
relatifnya, yaitu koefisien varians (KV):
RSD =
× 100
Linearitas. Linearitas ditentukan sebagai koefisien korelasi r dari kurva
hubungan antara konsentrasi dan nilai tahanan yang diperoleh.
Batas Deteksi. Blangko diukur 7 kali, lalu dihitung simpangan baku
responsnya (SD). Batas deteksi (LOD) dihitung sebagai 3 SD.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tahanan Arus pada Larutan Standar
Semua komponen dalam rangkaian listrik mempunyai tahanan yang akan
melawan aliran arus dan karena itu, melemahkan arus tersebut. Demikian pula
larutan senyawa kimia tertentu akan memberikan nilai tahanan tertentu pula.
Dalam larutan, besarnya tahanan suatu larutan akan sangat dipengaruhi oleh
konsentrasinya (SKKNI 2010). Seperti diperlihatkan pada Gambar, larutan
standar insektisida organoklorin maupun organofosfat yang diujikan menunjukkan
penurunan nilai tahanan pada konsentrasi yang semakin tinggi.
4
.
Tahanan (kilo ohm)
120
100
80
60
40
20
0
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
Konsentrasi standar insektisida organoklorin (ppm)
(a)
Tahanan (kilo ohm)
120
100
80
60
40
20
0
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
Konsentrasi standar insektisida organofosfat (ppm)
(b)
Gambar
Tahanan larutan standar tunggal insektisida organoklorin (a): DDT
(
), aldrin (
), heptaklor (
), dan organofosfat (b):
klorpirifos (
), diazinon (
), diklorvos (
), pada berbagai
nilai konsentrasi dari 0 sampai 2.5 ppm. Data selengkapnya di
Lampiran 2.
Insektisida organoklorin seperti DDT, aldrin, dan heptaklor selalu memiliki
lebih dari 1 atom klorin. Sementara insektisida organofosfat dicirikan oleh
keberadaan atom fosforus pentavalen dan oksigen, selain terdapat pula atom
nitrogen, klorin, atau sulfur, sebagaimana dijumpai dalam struktur klorpirifos,
diazinon, dan diklorvos (Lampiran 1). Pasangan elektron bebas yang dimiliki oleh
atom-atom tersebut dapat memengaruhi jumlah elektron yang mengalir melewati
konduktor dengan bergerak ke arah berlawanan. Gesekan yang ditimbulkan oleh
elektron-elektron ini karena bergerak berlawanan dengan arus akan menghasilkan
tahanan atau hambatan arus.
5
Nilai Perolehan Kembali Standar Insektisida pada Contoh Sayuran
Ketepatan atau akurasi metode MMD ditentukan dengan menghitung persen
perolehan kembali (recovery) semua contoh sayuran setelah ditambahkan dengan
sejumlah tertentu standar insektisida (spike). Teknik ini, yang lazim disebut
metode penambahan standar, pada prinsipnya mengevaluasi persentase jumlah
analit yang terukur dibandingkan dengan jumlah analit yang ditambahkan secara
kuantitatif ke dalam contoh uji. Adanya interaksi matriks contoh dengan analit
yang ditambahkan dapat memberikan hasil pengukuran analit yang lebih besar
atau lebih kecil daripada seharusnya. Semakin kecil selisih yang didapat, metode
uji dinyatakan semakin tepat.
Dalam penentuan ketepatan metode MMD, contoh sayuran ditambahkan
standar tunggal insektisida dengan konsentrasi 0.1 ppm kemudian diukur
tahanannya. Penentuan dilakukan sebanyak 7 kali ulangan, dan diperoleh persen
perolehan kembali seperti ditunjukkan pada Tabel 1. Menurut FAO/IAEA (1999),
nilai perolehan kembali yang dibolehkan untuk pestisida adalah 70–110%.
Menurut Gonzales dan Herrador (2007) serta Rohman et al. (2012), nilai
perolehan kembali untuk pestisida dengan konsentrasi 1.0–0.01 ppm adalah 60–
120%. Berdasarkan ketentuan ini, beberapa pengukuran insektisida dalam contoh
sayuran masih memiliki nilai persen perolehan kembali melebihi atau kurang dari
kisaran yang diperbolehkan.
Tabel 1 Nilai perolehan kembali standar insektisida pada contoh sayuran dengan
alat multimeter digital*
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Persen perolehan kembali
Bawang merah Cabai merah
170.76
53.13
94.77
80.11
96.53
47.10
149.33
92.71
107.42
81.02
101.24
36.50
Kubis
87.69
225.88
101.99
110.06
75.22
54.72
*Data selengkapnya di Lampiran 3.
Nilai perolehan kembali di atas 120% menunjukkan bahwa pengukuran
residu insektisida DDT dan klorpirifos pada bawang merah serta aldrin pada kubis
memberikan hasil yang lebih besar daripada seharusnya (galat positif).
Sebaliknya, nilai perolehan kembali di bawah 60% menunjukkan bahwa
pengukuran residu insektisida DDT, heptaklor, dan diklorvos pada cabai merah,
serta diklorvos pada kubis memberikan hasil di bawah nilai semestinya (galat
negatif). Hal ini menunjukkan bahwa matriks contoh sayuran belum
memungkinkan untuk mengukur secara tepat semua jenis residu insektisida
organoklorin dan organofosfat dengan alat MMD, tanpa adanya perlakuan
tambahan pada proses ekstraksi contoh. Perlakuan tambahan yang mungkin
dilakukan untuk mengurangi efek matriks contoh adalah proses clean up. Proses
ini dapat dilakukan dengan cara melewatkan ekstrak contoh ke dalam kolom
kromatografi berisi florisil yang telah diaktifkan dengan dipanaskan pada suhu
6
105°C dan natrium sulfat anhidrat, lalu dielusi dengan 50 mL pelarut n-heksana
(Paramita 2010). Florisil menjerap kotoran dan matriks lain pada sayuran, yang
dapat mengganggu respons alat selama pengukuran, sedangkan natrium sulfat
anhidrat menjerap sisa air pada ekstrak. Dengan ekstrak contoh yang lebih bersih,
diharapkan hasil pengukuran yang lebih tepat akan didapatkan.
Keterulangan dan Batas Deteksi pada Larutan Standar dan Contoh Sayuran
Ketelitian atau presisi metode MMD ditentukan dengan mengukur nilai
keterulangan pada larutan standar dan contoh sayuran. Keterulangan merupakan
tingkatan presisi yang hanya mengevaluasi galat yang berasal dari metode.
Keterulangan dievaluasi melalui pengulangan analisis pada suatu contoh yang
stabil dan homogen oleh seorang analis dalam suatu kondisi lingkungan yang
relatif sama (diupayakan dalam 1 rangkaian pengerjaan), menggunakan pereaksi
dan peralatan yang sama. Hasil uji kemudian dihitung %RSD-nya, dan
dibandingkan dengan nilai CVHorwitz. Metode memiliki keterulangan yang baik
jika nilai %RSD 2/3 CVHorwitz. Nilai keterulangan pengukuran larutan standar
insektisida (Tabel 2) dan contoh sayuran (Tabel 3) diperoleh dengan mengukur
tahanan dengan alat MMD sebanyak 7 kali ulangan pada level konsentrasi standar
0.1 ppm dan contoh dengan penambahan standar 0.1 ppm.
Tabel 2 Nilai keterulangan dan batas deteksi pengukuran larutan standar
insektisida dengan alat multimeter digital*
Bahan aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Rerata (kiloohm)
73.047
54.646
106.000
95.264
103.057
101.470
SD
0.0934
0.0412
0.0671
0.0663
0.0725
0.0681
%RSD
0.1279
0.0753
0.0633
0.0696
0.0704
0.0671
LOD
0.2802
0.1235
0.2012
0.1989
0.2175
0.2041
Keterangan: SD = simpangan baku, RSD = simpangan baku relatif, LOD = batas deteksi
*Data selengkapnya di Lampiran 4.
Tabel 3 Nilai keterulangan pengukuran insektisida dalam contoh sayuran dengan
alat multimeter digital*
%RSD
Golongan
Bahan aktif
Bawang
Cabai merah
Kubis
merah
DDT
0.0474
0.2741
0.1681
Organoklorin
Aldrin
0.0904
0.3378
0.0660
Heptaklor
0.0403
0.2692
0.1163
Klorpirifos
0.0467
0.0889
0.0923
Organofosfat
Diazinon
0.0384
0.2305
0.1082
Diklorvos
0.0367
0.4271
0.1602
Keterangan: RSD = simpangan baku relatif
*Data selengkapnya di Lampiran 5.
7
Berdasarkan data pada Tabel 2, nilai keterulangan yang diperoleh berkisar
0.06–0.13 dengan nilai %RSD paling tinggi pada pengukuran DDT dan terkecil
pada pengukuran heptaklor. Hasil ini menunjukkan bahwa pengukuran insektisida
dengan menggunakan alat MMD cukup teliti. Nilai %RSD hasil pengukuran
sesuai dengan yang dipersyaratkan, yaitu kurang dari 2/3 CVHorwitz. Pengukuran
insektisida dengan konsentrasi 0.1 ppm memiliki syarat maksimum CVHorwitz
sebesar 16.00 (Gonzales dan Herrador 2007), sedangkan menurut Rohman et al
(2012), %RSD untuk pengukuran insektisida sebesar 4.55 sampai 10.90.
Contoh sayuran yang ditambahkan dengan standar 0.1 ppm memiliki %RSD
yang lebih tinggi dari %RSD standar tunggal (Tabel 3). Nilai %RSD tertinggi
untuk contoh kubis diperoleh pada pengukuran DDT dengan %RSD 0.17 dan nilai
terendah pada pengukuran aldrin dengan %RSD 0.07. Untuk contoh bawang
merah, pengukuran aldrin memiliki %RSD tertinggi, yaitu 0.09, sedangkan
pengukuran diazinon paling rendah (%RSD = 0.04). Contoh cabai merah
memberikan %RSD tertinggi pada pengukuran diklorvos (0.43) dan terendah pada
pengukuran diazinon (0.23). Perbedaan nilai RSD antara standar tunggal dan
contoh yang ditambahkan standar dapat disebabkan oleh keberadaan berbagai
komponen penyusun dalam matriks sayuran yang dapat memengaruhi nilai
tahanan yang diperoleh. Matriks contoh yang rumit dapat dikurangi dengan
melakukan proses clean up sebelum dianalisis.
Tabel 2 juga memperlihatkan batas deteksi dari alat MMD. Batas deteksi
adalah jumlah terkecil analit dalam contoh yang dapat dideteksi dan masih
memberikan respons signifikan dibandingkan dengan blangko. Pada analisis
dengan menggunakan instrumen, batas deteksi dapat dihitung dengan mengukur
respons blangko beberapa kali, lalu dihitung simpangan bakunya. Batas deteksi
tertinggi diperoleh untuk standar DDT, yaitu 0.28 ppm, dan terendah untuk
standar aldrin, yaitu 0.12 ppm. Batas deteksi pengukuran diklorvos ialah 0.22
ppm, sedangkan heptaklor, klorpirifos, dan diazinon 0.20 ppm. Semua nilai ini
sesuai dengan persyaratan untuk batas deteksi insektisida, yaitu berkisar 1.61–
2.97 ppm (Rohman et al. 2012).
Pengukuran Linearitas Larutan Standar dan Contoh Sayuran
Hubungan yang linear antara tahanan dan konsentrasi analit diuji dengan
mengukur nilai koefisien korelasi (r) dalam pengukuran tahanan larutan standar
dengan rentang konsentrasi 0.05–2.5 ppm. Linearitas menunjukkan keragaman di
sekitar arah garis regresi, yaitu persamaan garis lurus yang diperoleh dengan
metode kuadrat terkecil. Linearitas yang baik adalah yang memenuhi syarat dapat
diterima secara statistik, yaitu 0.9900 (Anwar 2008). Berdasarkan Tabel 4,
linearitas pengukuran deret standar organoklorin dan organofosfat masih di bawah
0.9900, tetapi melebihi 0.9000.
Pada insektisida golongan organoklorin, linearitas tertinggi diperoleh pada
pengukuran standar DDT, yaitu 0.96, dan terendah pada pengukuran standar
heptaklor, yaitu 0.91. Sementara itu, linearitas tertinggi pada pengukuran
insektisida golongan organofosfat diperoleh pada standar diazinon (0.96) dan
terendah pada standar diklorvos (0.92). Nilai linearitas yang belum mencapai 0.99
dapat diakibatkan oleh kemampuan deteksi alat yang belum maksimal. Upaya
8
memaksimalkan deteksi residu oleh alat MMD perlu dilakukan, baik pada contoh
uji maupun pada alat. Salah satu perlakuan yang dapat dicoba adalah mengubah
komposisi contoh uji dengan menambahkan larutan elektrolit seperti NaCl.
Penambahan NaCl dapat meningkatkan efisiensi ekstraksi (Kin dan Huat 2009).
Perlakuan lainnya adalah dengan mengubah elektrode yang digunakan pada alat
MMD dari semula besi, menjadi jenis logam lain seperti tembaga atau zink. Jenis
elektrode yang berbeda dapat memberikan respons yang berbeda (Harvey 2000).
Tabel 4 Linearitas pengukuran deret standar organofosfat dan organoklorin
dengan alat multimeter digital*
Golongan
Bahan aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Organoklorin
Organofosfat
Linearitas (R)
0.9550
0.9481
0.9092
0.9491
0.9624
0.9244
*Data selengkapnya di Lampiran 2.
Setelah linearitas pengukuran larutan standar diuji, selanjutnya dilakukan uji
linearitas pada larutan contoh sayuran yang ditambahkan standar dengan
konsentrasi 0.05 sampai dengan 2.5 ppm. Hasilnya diberikan pada Tabel 5.
Tabel 5 Hasil pengukuran linearitas contoh sayuran yang ditambahkan deret
standar organofosfat dan organoklorin dengan alat multimeter digital*
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Linearitas pada contoh sayuran (R)
Bawang merah Cabai merah
Kubis
0.5239
0.6481
0.6481
0.3942
0.3664
0.3664
0.9547
0.7921
0.9129
0.5722
0.4548
0.7956
0.6739
0.4005
0.3417
0.8922
0.7667
0.9055
*Data selengkapnya di Lampiran 6.
Data pada Tabel 5 juga menunjukkan nilai linearitas yang rendah, sebagian
besar masih di bawah 0.9000. Hanya 3 nilai melebihi 0.9000, tetapi belum
mencapai 0.9900. Hal ini cukup berbeda dengan linearitas pengukuran standar
tunggal yang umumnya bernilai di atas 0.9000. Matriks yang sangat kompleks dan
berbeda-beda di setiap jenis sayuran mungkin mengakibatkan perbedaan hasil ini.
Oleh karena itu, diperlukan perlakuan tambahan dalam proses ekstraksi contoh,
antara lain dengan melakukan proses clean up untuk mengurangi matriks contoh
sayuran sehingga pada saat ekstrak diukur, hasil yang diperoleh lebih baik. Selain
itu, penambahan larutan elektrolit seperti NaCl juga perlu diujikan.
9
SIMPULAN DAN SARAN
Validasi metode analisis residu pestisida pada sayuran dengan alat MMD
menunjukkan ketelitian (%RSD) dan batas deteksi yang cukup baik, tetapi
linearitas dan ketepatan (% perolehan kembali) belum baik. Berdasarkan hasil ini,
metode tersebut berpotensi untuk dikembangkan sebagai metode pengujian,
dengan melakukan beberapa perbaikan, misalnya dengan melakukan clean up atau
menambahkan larutan elektrolit NaCl pada tahap ekstraksi contoh atau dengan
memodifikasi elektrode yang digunakan.
DAFTAR PUSTAKA
Anwar C. 2008. Validasi Metode Analisis Kimia Kuantitatif. Bogor (ID): Balai
Besar Industri Agro.
Atmawidjaja S. Tjahyono HD. Rudianto. 2004. Pengaruh Perlakuan terhadap
Kadar Residu Pestisida Metidation pada Tomat. Laporan Penelitian
6064282. Ditjen Dikti. Jakarta (ID): Departemen Pendidikan dan
Kebudayaan. hlm 25-31.
[FAO/IAEA] Food and Agriculture Organization/International Atomic Energy
Agency. 1999. Report of the Joint FAO/IAEA Expert Consultation on
Practical Procedures to Validate Method Performance of Analysis of
Pesticide and Veterinary Drug Residues and Trace Organic Contaminants
in Food. Miskole (CH): FAO/IAEA.
Gonzales AG, Herrador MA. 2007. A practical guide to analytical method
validation, including measurement uncertainty and accuracy profiles. Trends
Anal Chem. 26(3):227-238.
Harvey D. 2000. Modern Analytical Chemistry. Boston (US): McGraw-Hill.
[Kementan] Kementerian Pertanian RI. 2011. Pedoman Pembinaan Penggunaan
Pestisida. Jakarta (ID): Direktorat Pupuk dan Pestisida, Direktorat Jenderal
Prasarana dan Sarana.
Kin CM, Huat TG. 2009. Comparison of HS-SDME with SPME and SPE for the
determination of eight organochlorine and organophosphorus pesticide
residues in food matrices. JF Chromatogr Sci. 47:694-699
Paramita YA. 2010. Pengaruh perubahan musim terhadap residu insektisida
organoklorin pada ikan, air, dan sedimen di DAS Citarum Hulu segmen
Cisanti sampai Nanjung, Jawa Barat [tesis]. Bandung (ID): Institut
Teknologi Bandung.
Ramadhani WN. 2010. Organochlorin insecticide residue in paddy field upper
course Citarum River Watershed [tesis]. Bandung (ID): Institut Teknologi
Bandung.
Rohman A, Lukitaningsih E, Sutriyanto E, Wardani MK. 2012. Analytical method
validation of selected organochlorine pesticides in fortified rice using gas
chromatography with electron capture detector. J Food Pharm. 12(2):21-27.
10
[SKKNI] Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia. 2010. Arus, Tegangan,
dan Tahanan Listrik. Jakarta (ID): SKKNI.
Walorczyk S. 2006. Application of gas chromatography/tandem quadrupole mass
spectrometry to the multi-residue analysis of pesticides in green leafy
vegetables. Institute of Plant Protection - National Research Institute.
Władysława Wegorka 20:60-318.
Wheeler WB, Edelstein RL, Thompson NP. 1983. Extraction of Pesticide
Residues from Plants in Human Welfare and The Environment. California
(US): Pergamon Pr.
11
Lampiran 1
Struktur bahan aktif dalam standar insektisida organofosfat dan
organoklorin.
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
DDT
Aldrin
Cl
Cl
Cl
Cl
O
Cl
Cl
O
H3C
Cl
Cl
Heptaklor
H3C
N
P
H3C
Cl
Cl
S
O
Klorpirifos
CH3
O
N
N
S
Cl
P
CH3
O
P
H3C
CH3
O
O
O
Diazinon
O
O
Cl
H3C
CH3
Diklorvos
12
Lampiran 2 Data pengukuran deret standar organofosfat dan organoklorin
Konsentrasi
(ppm)
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
R
DDT
75.59286
72.86143
69.58143
68.08429
66.45857
64.68714
54.76571
43.22286
40.70714
37.65286
0.9550
Aldrin
55.4671
54.6886
53.4371
52.3957
51.0700
47.9343
41.2071
34.5786
33.5729
31.5500
0.9481
Rerata Tahanan (kiloohm)
Heptaklor Klorpirifos Diazinon
110.6071
85.9850
92.5063
105.3714
83.4563
90.3213
98.2714
80.8900
87.9188
86.4443
78.1238
86.2538
82.1829
74.5988
81.7250
63.4471
65.4275
71.4150
55.3886
49.5638
61.0588
37.5814
43.3900
38.7225
29.4800
36.6638
33.7588
17.7271
29.5800
28.5838
0.9092
0.9491
0.9624
Diklorvos
109.0214
101.5843
96.31429
87.69286
84.62714
75.73143
65.42714
49.97571
35.50286
35.81429
0.9244
13
Lampiran 3 Data nilai perolehan kembali (akurasi) pada contoh sayuran
1. Pengukuran contoh bawang merah
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan Aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Rerata Tahanan (kiloohm)
Awal Diperkaya Sebenarnya
53.2
177.62
72.86
53.2
105.03
54.69
53.2
154.92
105.37
53.2
195.61
95.36
53.2
164.07
103.21
53.2
156.04
101.58
% Recovery
170.76
94.77
96.53
149.33
107.42
101.24
2. Pengukuran contoh cabai merah
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan Aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Rerata Tahanan (kiloohm)
Awal Diperkaya Sebenarnya
48.41
87.12
72.86
48.41
92.22
54.69
48.41
98.04
105.37
48.41
136.82
95.36
48.41
132.03
103.21
48.41
85.49
101.58
% Recovery
53.13
80.11
47.10
92.71
81.02
36.50
3. Pengukuran contoh kubis
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan Aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Rerata Tahanan (kiloohm)
Awal Diperkaya Sebenarnya
62.3
126.19
72.86
62.3
185.83
54.69
62.3
169.77
105.37
62.3
167.26
95.36
62.3
139.93
103.21
48.41
85.49
101.58
Contoh perhitungan:
% Perolehan kembali (recovery) = {(RF – RA) / R*A}
=
= 87.69%
100
100
% Recovery
87.69
225.88
101.99
110.06
75.22
36.50
14
Lampiran 4 Data batas deteksi dan keterulangan (presisi) pada standar
Rerata Tahanan (kiloohm)
DDT
Aldrin Heptaklor Klorpirifos Diazinon Diklorvos
1
73.080
54.670
106.06
95.350
103.030
101.48
2
73.080
54.630
105.96
95.280
103.030
101.51
3
73.190
54.570
106.08
95.210
103.070
101.36
4
73.030
54.700
106.07
95.330
103.130
101.53
5
72.920
54.630
105.96
95.220
103.040
101.53
6
73.090
54.660
105.95
95.290
102.940
101.49
7
72.940
54.660
105.92
95.170
103.160
101.39
Rerata
73.047
54.646
106.000
95.264
103.057 101.470
SD
0.0934
0.0412
0.0671
0.0663
0.0725
0.0681
RSD
0.1279
0.0753
0.0633
0.0696
0.0704
0.0671
LOD
0.2802
0.1235
0.2012
0.1989
0.2175
0.2042
Keterangan: SD = simpangan baku, RSD = simpangan baku relatif, LOD = batas
deteksi
Ulangan
Contoh perhitungan:
Simpangan baku relatif (RSD)
RSD =
100
=
100
= 0.1279
Batas deteksi (LOD)
LOD = 3 × SD = 3 × 0.0934 = 0.2802
15
Lampiran 5 Data keterulangan (presisi) pada contoh sayuran
1. Pengukuran contoh bawang merah
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan
Aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Tahanan (kiloohm)
SD
RSD
0.0590
0.0474
0.0469
0.0904
0.0410
0.0403
0.0665
0.0467
0.0426
0.0384
0.0377
0.0367
LOD
0.1770
0.1406
0.1230
0.1995
0.1278
0.1132
Rerata
38.714
43.814
49.631
88.411
83.619
37.081
Tahanan (kiloohm)
SD
RSD
0.1061
0.2741
0.1480
0.3378
0.1336
0.2692
0.0786
0.0889
0.1927
0.2305
0.1584
0.4271
LOD
0.3184
0.4439
0.4008
0.2359
0.5782
0.4751
Rerata
63.890
123.533
107.534
104.963
77.633
55.590
Tahanan (kiloohm)
SD
RSD
0.1074
0.1681
0.0816
0.0660
0.1250
0.1163
0.0969
0.0923
0.0840
0.1082
0.0891
0.1602
LOD
0.3222
0.2448
0.3750
0.2907
0.2520
0.2672
Rerata
124.419
51.834
101.721
142.393
110.871
102.843
2. Pengukuran contoh cabai merah
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan
Aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
3. Pengukuran contoh kubis
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan
Aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
16
Lampiran 6 Data pengukuran linearitas contoh yang ditambahkan deret standar
organofosfat dan organoklorin
1. Pengukuran contoh bawang merah
Konsentrasi
(ppm)
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
DDT
151.70
124.42
118.22
80.71
61.99
58.43
54.18
44.34
49.85
41.43
Aldrin
55.52
51.83
43.75
35.96
27.67
26.06
30.12
22.38
30.33
25.61
Rerata Tahanan (kiloohm)
Heptaklor Klorpirifos Diazinon Diklorvos
103.36
169.81
131.23
104.21
101.72
142.41
110.87
102.84
100.36
119.33
113.10
101.87
100.70
118.29
98.73
100.84
100.73
119.96
98.35
98.91
88.16
105.68
99.22
90.68
53.86
100.41
82.58
83.37
33.86
92.64
79.15
80.69
31.16
91.88
87.76
76.79
18.54
90.89
72.54
69.77
2. Pengukuran contoh cabai merah
Konsentrasi
(ppm)
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
DDT
42.80
38.71
36.44
34.28
32.17
31.62
31.33
30.71
27.95
27.59
Aldrin
46.30
43.81
42.56
35.59
30.03
40.05
31.50
35.29
34.02
30.72
Rerata Tahanan (kiloohm)
Heptaklor Klorpirifos Diazinon
53.14
106.30
92.32
49.63
88.41
83.62
42.28
82.56
47.48
36.52
65.59
37.24
29.65
50.03
40.36
30.95
40.05
36.98
26.98
31.50
31.91
26.81
35.29
29.18
15.63
34.02
28.31
10.53
43.72
27.81
Diklorvos
36.36
37.08
31.95
32.08
32.70
31.76
29.88
27.55
25.51
27.23
RerataTahanan (kiloohm)
Heptaklor Klorpirifos Diazinon
120.36
107.70
88.01
107.47
104.96
77.63
104.88
103.91
66.09
103.86
90.46
44.72
98.30
90.17
33.73
102.50
67.89
25.77
92.05
63.53
32.24
77.58
51.58
29.21
68.31
57.86
42.32
67.45
47.62
26.46
Diklorvos
59.94
55.59
53.33
53.14
52.23
45.77
40.67
39.49
36.70
32.20
3. Pengukuran contoh kubis
Konsentrasi
(ppm)
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
DDT
67.31
63.89
60.19
58.74
60.19
45.50
45.31
44.47
40.38
37.07
Aldrin
127.400
123.53
115.26
104.40
93.58
92.40
102.57
103.56
99.25
88.86
17
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Lombok pada tanggal 13 Juni 1988. Penulis adalah
anak pertama dari 2 bersaudara dari pasangan Bapak Lalu Adil dan Ibu Baiq
Wirnus. Penulis menamatkan pendidikan di SMA Negeri 5 Mataram pada tahun
2006. dan pada tahun yang sama melanjutkan pendidikan di Program Keahlian
Analisis Kimia, Direktorat Program Diploma, Institut Pertanian Bogor, Setelah
lulus pada tahun 2009, penulis melanjutkan studi di Program S1 Penyelenggaraan
Khusus Kimia di Departemen Kimia, Institut Pertanian Bogor.
Selama menjalani perkuliahan di D3, penulis pernah menjalani praktik
lapangan di Balai Besar Industri Agro, dengan judul laporan Evaluasi Akurasi dan
Presisi Metode Penentuan Lemak dan Minyak Dalam Limbah Cair Secara
Gravimetri. Penulis juga pernah melakukan magang di Balai Penelitian Tanah
Bogor pada tahun 2007. Tahun 2010 penulis diterima sebagai PNS dan hingga
saat ini bekerja di Laboratorium Pengujian Balai Pengkajian Teknologi Pertanian,
Nusa Tenggara Barat.
ORGANOFOSFAT DAN ORGANOKLORIN
DENGAN ALAT MULTIMETER DIGITAL
LALU MOHAMAD NIRWAN
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Uji Cepat Residu
Insektisida Organofosfat dan Organoklorin dengan Alat Multimeter Digital adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2014
Lalu Mohamad Nirwan
NIM G44096016
2
ABSTRAK
LALU MOHAMAD NIRWAN. Uji Cepat Residu Insektisida Organofosfat dan
Organoklorin dengan Alat Multimeter Digital. Dibimbing oleh IRMA H
SUPARTO dan ASEP NUGRAHA ARDIWINATA.
Pengembangan metode untuk pemantauan residu pestisida di lapangan yang
cepat, akurat, serta murah sangat dibutuhkan, salah satunya dengan alat
multimeter digital. Metode pengujian ini berdasarkan adanya perbedaan tahanan
arus yang dimiliki oleh berbagai bahan aktif. Nilai hasil pengujian standar dan
contoh divalidasi dengan beberapa parameter, yaitu linearitas, ketepatan,
ketelitian, dan batas deteksi. Validasi metode yang dilakukan pada insektisida
klorpirifos, diazinon, dan diklorvos dari golongan organofosfat serta DDT, aldrin,
dan heptaklor dari golongan organoklorin dalam contoh sayuran bawang merah,
cabai merah, dan kubis, memberikan ketelitian dan batas deteksi yang cukup baik.
Akan tetapi, linearitas dan ketepatannya masih kurang baik. Berdasarkan hasil ini,
metode analisis residu pestisida dalam sayuran dengan bantuan multimeter digital
berpotensi untuk dikembangkan sebagai metode pengujian, dengan melakukan
beberapa perbaikan pada tahap ekstraksi contoh.
Kata kunci: multimeter digital, organofosfat, organoklorin, pestisida, validasi
ABSTRAK
LALU MOHAMAD NIRWAN. Rapid Test for Organophosphate and
Organochlorine Insecticide Residues with Digital Multimeter. Supervised by
IRMA H SUPARTO and ASEP NUGRAHA ARDIWINATA.
Development of rapid, acurate, and affordable method for monitoring of
insecticide residues in the field is a need, for example is by using digital
multimeter. This testing method is based on the various current resistance of the
active components. Testing results of pesticide standards and samples were
validated by several parameters, namely linearity, accuracy, precision, and limit of
detection. The method validation performed on chlorpyrifos, diazinone, and
dichlorvos from the organophospate group as well as DDT, aldrine, and
heptachlor from the organochlorine group in onion, chilli, and cabbage, gave good
results for precision and limit of detection. However, the linearity and accuracy
were still below the acceptable requirements. These results show that the
analytical method of pesticide residues in vegetables by means of a digital
multimeter has the potential to be used as a test method, by improving the
extraction phase of samples.
Key words: digital multimeter, organochlorine, organophosphate, pesticide,
validation
UJI CEPAT RESIDU INSEKTISIDA
ORGANOFOSFAT DAN ORGANOKLORIN
DENGAN ALAT MULTIMETER DIGITAL
LALU MOHAMAD NIRWAN
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
1
Judul Skripsi : Uji Cepat Residu Insektisida Organofosfat dan Organoklorin
dengan Alat Multimeter Digital
Nama
: Lalu Mohamad Nirwan
NIM
: G44096016
Disetujui oleh
Dr dr Irma Herawati Suparto, MS
Pembimbing I
Dr Asep Nugraha Ardiwinata, MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
1
PRAKATA
Bismillaahirrahmaanirrahiim. Alhamdulillaahirabbil’alamiin. Segala puji
dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan begitu
banyak nikmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen
Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian
Bogor.
Keberhasilan penulis menyelesaikan karya ilmiah dengan judul Uji Cepat
Residu Insektisida Organofosfat dan Organoklorin dengan Alat Multimeter
Digital ini tidak terlepas dari bantuan dan kontribusi berbagai pihak. Pertamatama ucapan terima kasih penulis haturkan kepada Ibu Dr dr Irma Herawati
Suparto, MS selaku dosen pembimbing pertama dan Bapak Dr Asep Nugraha
Ardiwinata, MSi selaku pembimbing kedua atas kesabaran dan perhatiannya.
Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada segenap dosen Departemen Kimia,
Institut Pertanian Bogor, semua staf Laboratorium Residu Bahan Agrokimia
(Bapak Eman Sulaeman, Bapak Aji, dan Bapak Cahyadi) atas bantuan serta
diskusinya, kepada Bapak Ama dan almarhumah Ibu Hanifah atas bantuannya,
serta kepada sahabat-sahabat mahasiswa S1 Penyelenggaraan Khusus Kimia IPB
angkatan 2009 dan 2010 atas persahabatan dan kebersamaannya. Taklupa
tentunya, penghargaan, cinta, dan sayang yang tiada terhingga penulis
persembahkan kepada kedua orang tua tercinta, adikku tercinta, dan seluruh
keluarga besar atas semua dukungannya.
Penulis menyadari bahwa laporan yang disusun ini masih memiliki banyak
kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran sangat penulis harapkan. Akhir kata,
semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua. Amin.
Bogor, Juli 2014
Lalu Mohamad Nirwan
2
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vii
DAFTAR LAMPIRAN
vii
PENDAHULUAN
1
METODE
2
Bahan dan Alat
2
Langkah Kerja
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
3
Tahanan Arus pada Larutan Standar
3
Nilai Perolehan Kembali Standar Insektisida pada Contoh Sayuran
5
Keterulangan dan Batas Deteksi pada Larutan Standar dan Contoh
Sayuran
6
Pengukuran Linieritas Larutan Standar Insektisida dan Contoh Sayuram 7
SIMPULAN DAN SARAN
9
DAFTAR PUSTAKA
9
RIWAYAT HIDUP
17
1
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
Nilai perolehan kembali standar insektisida pada contoh sayuran dengan
alat multimeter digital
Nilai keterulangan dan batas deteksi pengukuran larutan standar insektisida
dengan alat multimeter digital
Nilai keterulangan pengukuran insektisida dalam contoh sayuran dengan
alat multimeter digital
Linearitas pengukuran deret standar insektisida organofosfat dan
organoklorin dengan alat multimeter digital
Hasil pengukuran linearitas contoh sayuran yang ditambahkan deret
standar organofosfat dan organoklorin dengan alat multimeter digital
5
6
6
8
8
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
Struktur bahan aktif dalam standar insektisida organofosfat dan
organoklorin
Data pengukuran deret standar organofosfat dan organoklorin
Data nilai perolehan kembali (akurasi) pada contoh sayuran
Data batas deteksi dan keterulangan (presisi) pada standar
Data keterulangan (presisi) pada contoh sayuran
Data pengukuran linearitas contoh yang ditambahkan deret standar
organofosfat dan organoklorin
11
12
13
14
15
16
1
PENDAHULUAN
Penggunaan pestisida sangat membantu meningkatkan produksi pertanian.
Diperkirakan bahwa tanpa pestisida, produksi hasil pertanian akan berkurang
30%, bahkan 60% (Atmawidjaja et al. 2004). Faktor penyebab tingginya
penggunaan pestisida di negara berkembang adalah keengganan petani
menghadapi risiko gagal panen dan masih kurangnya pengetahuan petani akan
dampak negatif dari penggunaan pestisida terhadap lingkungan. Penggunaan
pestisida telah berkontribusi pada peningkatan produksi pertanian sejak tahun
1970. Sejak itu, dari tahun ke tahun, jumlah pestisida yang beredar di Indonesia
terus meningkat. Pada tahun 2006, jumlah pestisida yang beredar sebanyak 1336
formulasi, dan tahun 2011 meningkat menjadi 2247 formulasi. Jenis pestisida
yang paling banyak digunakan adalah insektisida (887 merek), disusul oleh
herbisida (656 merek), fungisida (387 merek), dan jenis lainnya (317 merek)
(Kementan 2011).
Golongan insektisida yang paling banyak digunakan adalah organofosfat
dan organoklorin. Organoklorin digunakan secara luas di sektor pertanian karena
efektif dan harganya murah, tetapi insektisida jenis ini memiliki sifat persisten dan
toksik. Sifat persisten organoklorin telah dibuktikan oleh berbagai penelitian,
dengan masih ditemukannya residu dari berbagai jenis insektisida organoklorin di
daerah pertanian meskipun sudah tidak digunakan lagi oleh petani (Ramadhani
2010). Organofosfat merupakan insektisida yang paling toksik pada manusia.
Kelainan yang dapat ditimbulkan berupa gangguan pada sistem syaraf terutama
pada pekerja di bidang pertanian di negara-negara berkembang.
Dampak negatif insektisida yang tinggi terhadap lingkungan menyebabkan
perlunya pemantauan (monitoring) residu insektisida pada bahan makanan seperti
sayur-mayur dan buah-buahan. Deteksi residu insektisida lazim dilakukan dengan
metode kromatografi gas (GC) atau kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT).
Kedua metode ini akurat, cepat, dan selektif. Selain itu, jenis insektisida yang
dapat dideteksi cukup banyak, yaitu 122–129 jenis, bahkan bisa mencapai 140
jenis dengan teknik derivatisasi (Walorczyk 2006). Akan tetapi, di negara
berkembang seperti Indonesia, analisis residu insektisida dengan GC dan KCKT
tergolong cukup mahal. Selain itu, proses preparasinya cukup rumit serta
menggunakan banyak pelarut sehingga diperlukan suatu metode analisis
pendukung yang cepat, murah, dan selektif untuk analisis di lapangan.
Salah satu teknik analisis yang hendak dikembangkan adalah dengan
menggunakan multimeter digital (MMD). Selain murah dan cepat, teknik ini juga
diharapkan lebih praktis untuk digunakan di lapangan. Analisis dengan alat MMD
menggunakan prinsip bahwa tahanan (resistans) terhadap arus listrik yang
dihasilkan oleh setiap senyawa kimia dalam residu insektisida berbeda-beda.
Perbedaan tahanan arus ini dapat disebabkan oleh kekhasan komponen penyusun
bahan aktif, seperti adanya unsur Cl, P, dan N, atau unsur lainnya (SKKNI 2010).
Metode analisis ini belum lazim digunakan dan juga belum ada publikasinya.
Oleh karena itu, validasi perlu dilakukan agar metode ini dapat digunakan untuk
memantau residu insektisida.
Penelitian ini bertujuan mengevaluasi kemampuan alat MMD mendeteksi
larutan standar insektisida organofosfat dan organoklorin pada berbagai
2
konsentrasi, serta pada sampel sayuran yang ditambahkan standar insektisida.
Insektisida organofosfat yang diuji adalah klorpirifos, diazinon, dan diklorvos,
sedangkan insektisida organoklorin meliputi 1,1,1-trikloro-2,2-di(4-klorofenil)
etana (DDT), aldrin, dan heptaklor. Penggunaan alat MMD diharapkan dapat
dikembangkan sebagai metode pendukung yang lebih cepat, murah, dan sederhana
dalam analisis residu insektisida di lingkungan pertanian, dibandingkan dengan
metode analisis dengan GC atau KCKT.
METODE
Kegiatan yang dilakukan meliputi 4 tahapan, yaitu (1) pengukuran larutan
standar insektisida organofosfat dan organoklorin pada rentang konsentrasi 0–2.5
ppm dengan alat MMD; (2) pengambilan contoh sayuran; (3) pengukuran residu
organofosfat dan organoklorin pada contoh sayuran dengan alat MMD; dan (4) uji
validasi dan pengolahan data. Tahap uji validasi dan pengolahan data meliputi 3
tahapan, yaitu (1) pengolahan data tahanan (R) dari larutan standar insektisida
organofosfat dan organoklorin yang diperoleh dengan alat MMD; (2) pengolahan
data konsentrasi residu insektisida organofosfat dan organoklorin; dan (3) uji
validasi alat yang meliputi ketepatan, ketelitian, linearitas, dan batas deteksi.
Bahan dan Alat
Bahan penelitian meliputi bahan tanaman dan bahan kimia. Tanaman
sayuran yang digunakan adalah kubis, bawang merah, dan cabai merah dari pasar
sekitar Bogor. Bahan kimia yang digunakan ialah larutan aseton mutu GC
(Merck), standar tunggal organofosfat (klorpirifos, diazinon, dan diklorvos) dan
organoklorin (DDT, aldrin, dan heptaklor). Alat-alat yang digunakan dalam
penelitian adalah MMD merek APPA 109N, peralatan kaca seperti gelas ukur,
gelas piala, labu ukur, corong, corong pisah, labu bundar, dan pipet.
Langkah Kerja
Pengukuran Standar Insektisida
Larutan standar organofosfat dan organoklorin masing-masing dibuat dalam
10 konsentrasi (0, 0.05, 0.15, 0.20, 0.25, 0.50, 1.00, 1.50, 2.00, dan 2.50 ppm)
sebanyak 50 mL. Setiap larutan standar diukur dengan alat MMD sebanyak 7 kali
ulangan. Hasil pengukuran diuji regresi antara konsentrasi (ppm) dan nilai tahanan
(R, ohm) yang terukur.
Pengukuran Residu Insektisida
Sebanyak 10 g contoh sayuran dicacah, kemudian diekstraksi dengan 50 mL
aseton. Ekstrak disaring dengan kertas saring berukuran 11.00 cm × 100 circle
dan didiamkan selama 2 menit (Wheeler et al. 1983). Setelah itu, filtrat diukur
nilai tahanannya dengan alat MMD.
3
Uji Validasi dan Pengolahan Data
Metode MMD divalidasi berdasarkan kriteria standar ISO/IEC 17025:2005
(Anwar 2008). Uji validasi mencakup 2 golongan insektisida (organofosfat dan
organoklorin) dan 3 contoh sayuran (kubis, bawang merah, dan cabai merah).
Ketepatan (Accuracy). Metode penambahan standar digunakan, yaitu
dengan menambahkan sejumlah pestisida dengan konsentrasi tertentu pada contoh
uji, lalu diukur dengan MMD. Persen perolehan kembali dinyatakan sebagai
nisbah antara hasil yang diperoleh dan hasil sebenarnya:
% Perolehan kembali (recovery) = {(RF – RA) / R*A}
100
RF = tahanan arus total contoh yang diperoleh dari pengukuran
RA = tahanan arus contoh sebenarnya
R*A = tahanan arus residu insektisida yang ditambahkan
Ketelitian (Precision). Ketelitian dapat dinyatakan sebagai keterulangan
(repeatability) atau ketertiruan (reproducibility). Sejumlah pestisida dengan
konsentrasi tertentu ditambahkan pada contoh uji, lalu diukur dengan MMD.
Proses tersebut dilakukan 7 kali ulangan, kemudian dihitung simpangan baku
relatifnya, yaitu koefisien varians (KV):
RSD =
× 100
Linearitas. Linearitas ditentukan sebagai koefisien korelasi r dari kurva
hubungan antara konsentrasi dan nilai tahanan yang diperoleh.
Batas Deteksi. Blangko diukur 7 kali, lalu dihitung simpangan baku
responsnya (SD). Batas deteksi (LOD) dihitung sebagai 3 SD.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tahanan Arus pada Larutan Standar
Semua komponen dalam rangkaian listrik mempunyai tahanan yang akan
melawan aliran arus dan karena itu, melemahkan arus tersebut. Demikian pula
larutan senyawa kimia tertentu akan memberikan nilai tahanan tertentu pula.
Dalam larutan, besarnya tahanan suatu larutan akan sangat dipengaruhi oleh
konsentrasinya (SKKNI 2010). Seperti diperlihatkan pada Gambar, larutan
standar insektisida organoklorin maupun organofosfat yang diujikan menunjukkan
penurunan nilai tahanan pada konsentrasi yang semakin tinggi.
4
.
Tahanan (kilo ohm)
120
100
80
60
40
20
0
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
Konsentrasi standar insektisida organoklorin (ppm)
(a)
Tahanan (kilo ohm)
120
100
80
60
40
20
0
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
Konsentrasi standar insektisida organofosfat (ppm)
(b)
Gambar
Tahanan larutan standar tunggal insektisida organoklorin (a): DDT
(
), aldrin (
), heptaklor (
), dan organofosfat (b):
klorpirifos (
), diazinon (
), diklorvos (
), pada berbagai
nilai konsentrasi dari 0 sampai 2.5 ppm. Data selengkapnya di
Lampiran 2.
Insektisida organoklorin seperti DDT, aldrin, dan heptaklor selalu memiliki
lebih dari 1 atom klorin. Sementara insektisida organofosfat dicirikan oleh
keberadaan atom fosforus pentavalen dan oksigen, selain terdapat pula atom
nitrogen, klorin, atau sulfur, sebagaimana dijumpai dalam struktur klorpirifos,
diazinon, dan diklorvos (Lampiran 1). Pasangan elektron bebas yang dimiliki oleh
atom-atom tersebut dapat memengaruhi jumlah elektron yang mengalir melewati
konduktor dengan bergerak ke arah berlawanan. Gesekan yang ditimbulkan oleh
elektron-elektron ini karena bergerak berlawanan dengan arus akan menghasilkan
tahanan atau hambatan arus.
5
Nilai Perolehan Kembali Standar Insektisida pada Contoh Sayuran
Ketepatan atau akurasi metode MMD ditentukan dengan menghitung persen
perolehan kembali (recovery) semua contoh sayuran setelah ditambahkan dengan
sejumlah tertentu standar insektisida (spike). Teknik ini, yang lazim disebut
metode penambahan standar, pada prinsipnya mengevaluasi persentase jumlah
analit yang terukur dibandingkan dengan jumlah analit yang ditambahkan secara
kuantitatif ke dalam contoh uji. Adanya interaksi matriks contoh dengan analit
yang ditambahkan dapat memberikan hasil pengukuran analit yang lebih besar
atau lebih kecil daripada seharusnya. Semakin kecil selisih yang didapat, metode
uji dinyatakan semakin tepat.
Dalam penentuan ketepatan metode MMD, contoh sayuran ditambahkan
standar tunggal insektisida dengan konsentrasi 0.1 ppm kemudian diukur
tahanannya. Penentuan dilakukan sebanyak 7 kali ulangan, dan diperoleh persen
perolehan kembali seperti ditunjukkan pada Tabel 1. Menurut FAO/IAEA (1999),
nilai perolehan kembali yang dibolehkan untuk pestisida adalah 70–110%.
Menurut Gonzales dan Herrador (2007) serta Rohman et al. (2012), nilai
perolehan kembali untuk pestisida dengan konsentrasi 1.0–0.01 ppm adalah 60–
120%. Berdasarkan ketentuan ini, beberapa pengukuran insektisida dalam contoh
sayuran masih memiliki nilai persen perolehan kembali melebihi atau kurang dari
kisaran yang diperbolehkan.
Tabel 1 Nilai perolehan kembali standar insektisida pada contoh sayuran dengan
alat multimeter digital*
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Persen perolehan kembali
Bawang merah Cabai merah
170.76
53.13
94.77
80.11
96.53
47.10
149.33
92.71
107.42
81.02
101.24
36.50
Kubis
87.69
225.88
101.99
110.06
75.22
54.72
*Data selengkapnya di Lampiran 3.
Nilai perolehan kembali di atas 120% menunjukkan bahwa pengukuran
residu insektisida DDT dan klorpirifos pada bawang merah serta aldrin pada kubis
memberikan hasil yang lebih besar daripada seharusnya (galat positif).
Sebaliknya, nilai perolehan kembali di bawah 60% menunjukkan bahwa
pengukuran residu insektisida DDT, heptaklor, dan diklorvos pada cabai merah,
serta diklorvos pada kubis memberikan hasil di bawah nilai semestinya (galat
negatif). Hal ini menunjukkan bahwa matriks contoh sayuran belum
memungkinkan untuk mengukur secara tepat semua jenis residu insektisida
organoklorin dan organofosfat dengan alat MMD, tanpa adanya perlakuan
tambahan pada proses ekstraksi contoh. Perlakuan tambahan yang mungkin
dilakukan untuk mengurangi efek matriks contoh adalah proses clean up. Proses
ini dapat dilakukan dengan cara melewatkan ekstrak contoh ke dalam kolom
kromatografi berisi florisil yang telah diaktifkan dengan dipanaskan pada suhu
6
105°C dan natrium sulfat anhidrat, lalu dielusi dengan 50 mL pelarut n-heksana
(Paramita 2010). Florisil menjerap kotoran dan matriks lain pada sayuran, yang
dapat mengganggu respons alat selama pengukuran, sedangkan natrium sulfat
anhidrat menjerap sisa air pada ekstrak. Dengan ekstrak contoh yang lebih bersih,
diharapkan hasil pengukuran yang lebih tepat akan didapatkan.
Keterulangan dan Batas Deteksi pada Larutan Standar dan Contoh Sayuran
Ketelitian atau presisi metode MMD ditentukan dengan mengukur nilai
keterulangan pada larutan standar dan contoh sayuran. Keterulangan merupakan
tingkatan presisi yang hanya mengevaluasi galat yang berasal dari metode.
Keterulangan dievaluasi melalui pengulangan analisis pada suatu contoh yang
stabil dan homogen oleh seorang analis dalam suatu kondisi lingkungan yang
relatif sama (diupayakan dalam 1 rangkaian pengerjaan), menggunakan pereaksi
dan peralatan yang sama. Hasil uji kemudian dihitung %RSD-nya, dan
dibandingkan dengan nilai CVHorwitz. Metode memiliki keterulangan yang baik
jika nilai %RSD 2/3 CVHorwitz. Nilai keterulangan pengukuran larutan standar
insektisida (Tabel 2) dan contoh sayuran (Tabel 3) diperoleh dengan mengukur
tahanan dengan alat MMD sebanyak 7 kali ulangan pada level konsentrasi standar
0.1 ppm dan contoh dengan penambahan standar 0.1 ppm.
Tabel 2 Nilai keterulangan dan batas deteksi pengukuran larutan standar
insektisida dengan alat multimeter digital*
Bahan aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Rerata (kiloohm)
73.047
54.646
106.000
95.264
103.057
101.470
SD
0.0934
0.0412
0.0671
0.0663
0.0725
0.0681
%RSD
0.1279
0.0753
0.0633
0.0696
0.0704
0.0671
LOD
0.2802
0.1235
0.2012
0.1989
0.2175
0.2041
Keterangan: SD = simpangan baku, RSD = simpangan baku relatif, LOD = batas deteksi
*Data selengkapnya di Lampiran 4.
Tabel 3 Nilai keterulangan pengukuran insektisida dalam contoh sayuran dengan
alat multimeter digital*
%RSD
Golongan
Bahan aktif
Bawang
Cabai merah
Kubis
merah
DDT
0.0474
0.2741
0.1681
Organoklorin
Aldrin
0.0904
0.3378
0.0660
Heptaklor
0.0403
0.2692
0.1163
Klorpirifos
0.0467
0.0889
0.0923
Organofosfat
Diazinon
0.0384
0.2305
0.1082
Diklorvos
0.0367
0.4271
0.1602
Keterangan: RSD = simpangan baku relatif
*Data selengkapnya di Lampiran 5.
7
Berdasarkan data pada Tabel 2, nilai keterulangan yang diperoleh berkisar
0.06–0.13 dengan nilai %RSD paling tinggi pada pengukuran DDT dan terkecil
pada pengukuran heptaklor. Hasil ini menunjukkan bahwa pengukuran insektisida
dengan menggunakan alat MMD cukup teliti. Nilai %RSD hasil pengukuran
sesuai dengan yang dipersyaratkan, yaitu kurang dari 2/3 CVHorwitz. Pengukuran
insektisida dengan konsentrasi 0.1 ppm memiliki syarat maksimum CVHorwitz
sebesar 16.00 (Gonzales dan Herrador 2007), sedangkan menurut Rohman et al
(2012), %RSD untuk pengukuran insektisida sebesar 4.55 sampai 10.90.
Contoh sayuran yang ditambahkan dengan standar 0.1 ppm memiliki %RSD
yang lebih tinggi dari %RSD standar tunggal (Tabel 3). Nilai %RSD tertinggi
untuk contoh kubis diperoleh pada pengukuran DDT dengan %RSD 0.17 dan nilai
terendah pada pengukuran aldrin dengan %RSD 0.07. Untuk contoh bawang
merah, pengukuran aldrin memiliki %RSD tertinggi, yaitu 0.09, sedangkan
pengukuran diazinon paling rendah (%RSD = 0.04). Contoh cabai merah
memberikan %RSD tertinggi pada pengukuran diklorvos (0.43) dan terendah pada
pengukuran diazinon (0.23). Perbedaan nilai RSD antara standar tunggal dan
contoh yang ditambahkan standar dapat disebabkan oleh keberadaan berbagai
komponen penyusun dalam matriks sayuran yang dapat memengaruhi nilai
tahanan yang diperoleh. Matriks contoh yang rumit dapat dikurangi dengan
melakukan proses clean up sebelum dianalisis.
Tabel 2 juga memperlihatkan batas deteksi dari alat MMD. Batas deteksi
adalah jumlah terkecil analit dalam contoh yang dapat dideteksi dan masih
memberikan respons signifikan dibandingkan dengan blangko. Pada analisis
dengan menggunakan instrumen, batas deteksi dapat dihitung dengan mengukur
respons blangko beberapa kali, lalu dihitung simpangan bakunya. Batas deteksi
tertinggi diperoleh untuk standar DDT, yaitu 0.28 ppm, dan terendah untuk
standar aldrin, yaitu 0.12 ppm. Batas deteksi pengukuran diklorvos ialah 0.22
ppm, sedangkan heptaklor, klorpirifos, dan diazinon 0.20 ppm. Semua nilai ini
sesuai dengan persyaratan untuk batas deteksi insektisida, yaitu berkisar 1.61–
2.97 ppm (Rohman et al. 2012).
Pengukuran Linearitas Larutan Standar dan Contoh Sayuran
Hubungan yang linear antara tahanan dan konsentrasi analit diuji dengan
mengukur nilai koefisien korelasi (r) dalam pengukuran tahanan larutan standar
dengan rentang konsentrasi 0.05–2.5 ppm. Linearitas menunjukkan keragaman di
sekitar arah garis regresi, yaitu persamaan garis lurus yang diperoleh dengan
metode kuadrat terkecil. Linearitas yang baik adalah yang memenuhi syarat dapat
diterima secara statistik, yaitu 0.9900 (Anwar 2008). Berdasarkan Tabel 4,
linearitas pengukuran deret standar organoklorin dan organofosfat masih di bawah
0.9900, tetapi melebihi 0.9000.
Pada insektisida golongan organoklorin, linearitas tertinggi diperoleh pada
pengukuran standar DDT, yaitu 0.96, dan terendah pada pengukuran standar
heptaklor, yaitu 0.91. Sementara itu, linearitas tertinggi pada pengukuran
insektisida golongan organofosfat diperoleh pada standar diazinon (0.96) dan
terendah pada standar diklorvos (0.92). Nilai linearitas yang belum mencapai 0.99
dapat diakibatkan oleh kemampuan deteksi alat yang belum maksimal. Upaya
8
memaksimalkan deteksi residu oleh alat MMD perlu dilakukan, baik pada contoh
uji maupun pada alat. Salah satu perlakuan yang dapat dicoba adalah mengubah
komposisi contoh uji dengan menambahkan larutan elektrolit seperti NaCl.
Penambahan NaCl dapat meningkatkan efisiensi ekstraksi (Kin dan Huat 2009).
Perlakuan lainnya adalah dengan mengubah elektrode yang digunakan pada alat
MMD dari semula besi, menjadi jenis logam lain seperti tembaga atau zink. Jenis
elektrode yang berbeda dapat memberikan respons yang berbeda (Harvey 2000).
Tabel 4 Linearitas pengukuran deret standar organofosfat dan organoklorin
dengan alat multimeter digital*
Golongan
Bahan aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Organoklorin
Organofosfat
Linearitas (R)
0.9550
0.9481
0.9092
0.9491
0.9624
0.9244
*Data selengkapnya di Lampiran 2.
Setelah linearitas pengukuran larutan standar diuji, selanjutnya dilakukan uji
linearitas pada larutan contoh sayuran yang ditambahkan standar dengan
konsentrasi 0.05 sampai dengan 2.5 ppm. Hasilnya diberikan pada Tabel 5.
Tabel 5 Hasil pengukuran linearitas contoh sayuran yang ditambahkan deret
standar organofosfat dan organoklorin dengan alat multimeter digital*
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Linearitas pada contoh sayuran (R)
Bawang merah Cabai merah
Kubis
0.5239
0.6481
0.6481
0.3942
0.3664
0.3664
0.9547
0.7921
0.9129
0.5722
0.4548
0.7956
0.6739
0.4005
0.3417
0.8922
0.7667
0.9055
*Data selengkapnya di Lampiran 6.
Data pada Tabel 5 juga menunjukkan nilai linearitas yang rendah, sebagian
besar masih di bawah 0.9000. Hanya 3 nilai melebihi 0.9000, tetapi belum
mencapai 0.9900. Hal ini cukup berbeda dengan linearitas pengukuran standar
tunggal yang umumnya bernilai di atas 0.9000. Matriks yang sangat kompleks dan
berbeda-beda di setiap jenis sayuran mungkin mengakibatkan perbedaan hasil ini.
Oleh karena itu, diperlukan perlakuan tambahan dalam proses ekstraksi contoh,
antara lain dengan melakukan proses clean up untuk mengurangi matriks contoh
sayuran sehingga pada saat ekstrak diukur, hasil yang diperoleh lebih baik. Selain
itu, penambahan larutan elektrolit seperti NaCl juga perlu diujikan.
9
SIMPULAN DAN SARAN
Validasi metode analisis residu pestisida pada sayuran dengan alat MMD
menunjukkan ketelitian (%RSD) dan batas deteksi yang cukup baik, tetapi
linearitas dan ketepatan (% perolehan kembali) belum baik. Berdasarkan hasil ini,
metode tersebut berpotensi untuk dikembangkan sebagai metode pengujian,
dengan melakukan beberapa perbaikan, misalnya dengan melakukan clean up atau
menambahkan larutan elektrolit NaCl pada tahap ekstraksi contoh atau dengan
memodifikasi elektrode yang digunakan.
DAFTAR PUSTAKA
Anwar C. 2008. Validasi Metode Analisis Kimia Kuantitatif. Bogor (ID): Balai
Besar Industri Agro.
Atmawidjaja S. Tjahyono HD. Rudianto. 2004. Pengaruh Perlakuan terhadap
Kadar Residu Pestisida Metidation pada Tomat. Laporan Penelitian
6064282. Ditjen Dikti. Jakarta (ID): Departemen Pendidikan dan
Kebudayaan. hlm 25-31.
[FAO/IAEA] Food and Agriculture Organization/International Atomic Energy
Agency. 1999. Report of the Joint FAO/IAEA Expert Consultation on
Practical Procedures to Validate Method Performance of Analysis of
Pesticide and Veterinary Drug Residues and Trace Organic Contaminants
in Food. Miskole (CH): FAO/IAEA.
Gonzales AG, Herrador MA. 2007. A practical guide to analytical method
validation, including measurement uncertainty and accuracy profiles. Trends
Anal Chem. 26(3):227-238.
Harvey D. 2000. Modern Analytical Chemistry. Boston (US): McGraw-Hill.
[Kementan] Kementerian Pertanian RI. 2011. Pedoman Pembinaan Penggunaan
Pestisida. Jakarta (ID): Direktorat Pupuk dan Pestisida, Direktorat Jenderal
Prasarana dan Sarana.
Kin CM, Huat TG. 2009. Comparison of HS-SDME with SPME and SPE for the
determination of eight organochlorine and organophosphorus pesticide
residues in food matrices. JF Chromatogr Sci. 47:694-699
Paramita YA. 2010. Pengaruh perubahan musim terhadap residu insektisida
organoklorin pada ikan, air, dan sedimen di DAS Citarum Hulu segmen
Cisanti sampai Nanjung, Jawa Barat [tesis]. Bandung (ID): Institut
Teknologi Bandung.
Ramadhani WN. 2010. Organochlorin insecticide residue in paddy field upper
course Citarum River Watershed [tesis]. Bandung (ID): Institut Teknologi
Bandung.
Rohman A, Lukitaningsih E, Sutriyanto E, Wardani MK. 2012. Analytical method
validation of selected organochlorine pesticides in fortified rice using gas
chromatography with electron capture detector. J Food Pharm. 12(2):21-27.
10
[SKKNI] Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia. 2010. Arus, Tegangan,
dan Tahanan Listrik. Jakarta (ID): SKKNI.
Walorczyk S. 2006. Application of gas chromatography/tandem quadrupole mass
spectrometry to the multi-residue analysis of pesticides in green leafy
vegetables. Institute of Plant Protection - National Research Institute.
Władysława Wegorka 20:60-318.
Wheeler WB, Edelstein RL, Thompson NP. 1983. Extraction of Pesticide
Residues from Plants in Human Welfare and The Environment. California
(US): Pergamon Pr.
11
Lampiran 1
Struktur bahan aktif dalam standar insektisida organofosfat dan
organoklorin.
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
DDT
Aldrin
Cl
Cl
Cl
Cl
O
Cl
Cl
O
H3C
Cl
Cl
Heptaklor
H3C
N
P
H3C
Cl
Cl
S
O
Klorpirifos
CH3
O
N
N
S
Cl
P
CH3
O
P
H3C
CH3
O
O
O
Diazinon
O
O
Cl
H3C
CH3
Diklorvos
12
Lampiran 2 Data pengukuran deret standar organofosfat dan organoklorin
Konsentrasi
(ppm)
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
R
DDT
75.59286
72.86143
69.58143
68.08429
66.45857
64.68714
54.76571
43.22286
40.70714
37.65286
0.9550
Aldrin
55.4671
54.6886
53.4371
52.3957
51.0700
47.9343
41.2071
34.5786
33.5729
31.5500
0.9481
Rerata Tahanan (kiloohm)
Heptaklor Klorpirifos Diazinon
110.6071
85.9850
92.5063
105.3714
83.4563
90.3213
98.2714
80.8900
87.9188
86.4443
78.1238
86.2538
82.1829
74.5988
81.7250
63.4471
65.4275
71.4150
55.3886
49.5638
61.0588
37.5814
43.3900
38.7225
29.4800
36.6638
33.7588
17.7271
29.5800
28.5838
0.9092
0.9491
0.9624
Diklorvos
109.0214
101.5843
96.31429
87.69286
84.62714
75.73143
65.42714
49.97571
35.50286
35.81429
0.9244
13
Lampiran 3 Data nilai perolehan kembali (akurasi) pada contoh sayuran
1. Pengukuran contoh bawang merah
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan Aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Rerata Tahanan (kiloohm)
Awal Diperkaya Sebenarnya
53.2
177.62
72.86
53.2
105.03
54.69
53.2
154.92
105.37
53.2
195.61
95.36
53.2
164.07
103.21
53.2
156.04
101.58
% Recovery
170.76
94.77
96.53
149.33
107.42
101.24
2. Pengukuran contoh cabai merah
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan Aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Rerata Tahanan (kiloohm)
Awal Diperkaya Sebenarnya
48.41
87.12
72.86
48.41
92.22
54.69
48.41
98.04
105.37
48.41
136.82
95.36
48.41
132.03
103.21
48.41
85.49
101.58
% Recovery
53.13
80.11
47.10
92.71
81.02
36.50
3. Pengukuran contoh kubis
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan Aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Rerata Tahanan (kiloohm)
Awal Diperkaya Sebenarnya
62.3
126.19
72.86
62.3
185.83
54.69
62.3
169.77
105.37
62.3
167.26
95.36
62.3
139.93
103.21
48.41
85.49
101.58
Contoh perhitungan:
% Perolehan kembali (recovery) = {(RF – RA) / R*A}
=
= 87.69%
100
100
% Recovery
87.69
225.88
101.99
110.06
75.22
36.50
14
Lampiran 4 Data batas deteksi dan keterulangan (presisi) pada standar
Rerata Tahanan (kiloohm)
DDT
Aldrin Heptaklor Klorpirifos Diazinon Diklorvos
1
73.080
54.670
106.06
95.350
103.030
101.48
2
73.080
54.630
105.96
95.280
103.030
101.51
3
73.190
54.570
106.08
95.210
103.070
101.36
4
73.030
54.700
106.07
95.330
103.130
101.53
5
72.920
54.630
105.96
95.220
103.040
101.53
6
73.090
54.660
105.95
95.290
102.940
101.49
7
72.940
54.660
105.92
95.170
103.160
101.39
Rerata
73.047
54.646
106.000
95.264
103.057 101.470
SD
0.0934
0.0412
0.0671
0.0663
0.0725
0.0681
RSD
0.1279
0.0753
0.0633
0.0696
0.0704
0.0671
LOD
0.2802
0.1235
0.2012
0.1989
0.2175
0.2042
Keterangan: SD = simpangan baku, RSD = simpangan baku relatif, LOD = batas
deteksi
Ulangan
Contoh perhitungan:
Simpangan baku relatif (RSD)
RSD =
100
=
100
= 0.1279
Batas deteksi (LOD)
LOD = 3 × SD = 3 × 0.0934 = 0.2802
15
Lampiran 5 Data keterulangan (presisi) pada contoh sayuran
1. Pengukuran contoh bawang merah
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan
Aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
Tahanan (kiloohm)
SD
RSD
0.0590
0.0474
0.0469
0.0904
0.0410
0.0403
0.0665
0.0467
0.0426
0.0384
0.0377
0.0367
LOD
0.1770
0.1406
0.1230
0.1995
0.1278
0.1132
Rerata
38.714
43.814
49.631
88.411
83.619
37.081
Tahanan (kiloohm)
SD
RSD
0.1061
0.2741
0.1480
0.3378
0.1336
0.2692
0.0786
0.0889
0.1927
0.2305
0.1584
0.4271
LOD
0.3184
0.4439
0.4008
0.2359
0.5782
0.4751
Rerata
63.890
123.533
107.534
104.963
77.633
55.590
Tahanan (kiloohm)
SD
RSD
0.1074
0.1681
0.0816
0.0660
0.1250
0.1163
0.0969
0.0923
0.0840
0.1082
0.0891
0.1602
LOD
0.3222
0.2448
0.3750
0.2907
0.2520
0.2672
Rerata
124.419
51.834
101.721
142.393
110.871
102.843
2. Pengukuran contoh cabai merah
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan
Aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
3. Pengukuran contoh kubis
Golongan
Organoklorin
Organofosfat
Bahan
Aktif
DDT
Aldrin
Heptaklor
Klorpirifos
Diazinon
Diklorvos
16
Lampiran 6 Data pengukuran linearitas contoh yang ditambahkan deret standar
organofosfat dan organoklorin
1. Pengukuran contoh bawang merah
Konsentrasi
(ppm)
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
DDT
151.70
124.42
118.22
80.71
61.99
58.43
54.18
44.34
49.85
41.43
Aldrin
55.52
51.83
43.75
35.96
27.67
26.06
30.12
22.38
30.33
25.61
Rerata Tahanan (kiloohm)
Heptaklor Klorpirifos Diazinon Diklorvos
103.36
169.81
131.23
104.21
101.72
142.41
110.87
102.84
100.36
119.33
113.10
101.87
100.70
118.29
98.73
100.84
100.73
119.96
98.35
98.91
88.16
105.68
99.22
90.68
53.86
100.41
82.58
83.37
33.86
92.64
79.15
80.69
31.16
91.88
87.76
76.79
18.54
90.89
72.54
69.77
2. Pengukuran contoh cabai merah
Konsentrasi
(ppm)
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
DDT
42.80
38.71
36.44
34.28
32.17
31.62
31.33
30.71
27.95
27.59
Aldrin
46.30
43.81
42.56
35.59
30.03
40.05
31.50
35.29
34.02
30.72
Rerata Tahanan (kiloohm)
Heptaklor Klorpirifos Diazinon
53.14
106.30
92.32
49.63
88.41
83.62
42.28
82.56
47.48
36.52
65.59
37.24
29.65
50.03
40.36
30.95
40.05
36.98
26.98
31.50
31.91
26.81
35.29
29.18
15.63
34.02
28.31
10.53
43.72
27.81
Diklorvos
36.36
37.08
31.95
32.08
32.70
31.76
29.88
27.55
25.51
27.23
RerataTahanan (kiloohm)
Heptaklor Klorpirifos Diazinon
120.36
107.70
88.01
107.47
104.96
77.63
104.88
103.91
66.09
103.86
90.46
44.72
98.30
90.17
33.73
102.50
67.89
25.77
92.05
63.53
32.24
77.58
51.58
29.21
68.31
57.86
42.32
67.45
47.62
26.46
Diklorvos
59.94
55.59
53.33
53.14
52.23
45.77
40.67
39.49
36.70
32.20
3. Pengukuran contoh kubis
Konsentrasi
(ppm)
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
DDT
67.31
63.89
60.19
58.74
60.19
45.50
45.31
44.47
40.38
37.07
Aldrin
127.400
123.53
115.26
104.40
93.58
92.40
102.57
103.56
99.25
88.86
17
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Lombok pada tanggal 13 Juni 1988. Penulis adalah
anak pertama dari 2 bersaudara dari pasangan Bapak Lalu Adil dan Ibu Baiq
Wirnus. Penulis menamatkan pendidikan di SMA Negeri 5 Mataram pada tahun
2006. dan pada tahun yang sama melanjutkan pendidikan di Program Keahlian
Analisis Kimia, Direktorat Program Diploma, Institut Pertanian Bogor, Setelah
lulus pada tahun 2009, penulis melanjutkan studi di Program S1 Penyelenggaraan
Khusus Kimia di Departemen Kimia, Institut Pertanian Bogor.
Selama menjalani perkuliahan di D3, penulis pernah menjalani praktik
lapangan di Balai Besar Industri Agro, dengan judul laporan Evaluasi Akurasi dan
Presisi Metode Penentuan Lemak dan Minyak Dalam Limbah Cair Secara
Gravimetri. Penulis juga pernah melakukan magang di Balai Penelitian Tanah
Bogor pada tahun 2007. Tahun 2010 penulis diterima sebagai PNS dan hingga
saat ini bekerja di Laboratorium Pengujian Balai Pengkajian Teknologi Pertanian,
Nusa Tenggara Barat.