STUDI PERBANDINGAN KADAR LOGAM BERAT (Fe , Mn , Zn , Pb , Cu , Al ) DAN Na PADA DEBU ERUPSI GUNUNG SINABUNG DAN TANAH SEBELUM ERUPSI TESIS
STUDI PERBANDINGAN KADAR LOGAM BERAT (Fe , Mn ,
Zn , Pb , Cu , Al ) DAN Na PADA DEBU ERUPSI
GUNUNG SINABUNG DAN TANAH
SEBELUM ERUPSI
TESIS
OLEH
MALEMTA TARIGAN
127006007/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
STUDI PERBANDINGAN KADAR LOGAM BERAT (Fe , Mn ,
Zn , Pb , Cu , Al ) DAN Na PADA DEBU ERUPSI
GUNUNG SINABUNG DAN TANAH
SEBELUM ERUPSI
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Master Sains Dalam Program Studi Ilmu Kimia Pada Fakultas Matematika Dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Oleh
MALEMTA TARIGAN
127006007/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Telah diuji pada Tanggal : 22 Juli 2014 PANITIA PENGUJI TESIS KETUA : Prof.Dr.Zul Alfian, Msc ANGGOTA : 1. Prof.Dr.Harry Agusnar, Msc, M.Phil
2. Prof.Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D
3. Prof. Dr. Harlem Marpaung
4. Jamahir Gultom, Ph.D
PERSETUJUAN
Judul Tesis :STUDI PERBANDINGAN KADAR LOGAM BERAT(Fe , Mn , Zn , Pb , Cu , Al ) DAN Na PADA DEBU ERUPSI GUNUNG SINABUNG DAN
TANAH SEBELUM ERUPSI
NamaMahasiswa : MALEMTA TARIGAN Nomor Pokok : 127006007 Program studi : MAGISTER (S2) ILMU KIMIA
Menyetujui
Komisi Pembimbing
(Prof.Dr.Zul Alfian,MSc) (Prof.Dr.Harry Agusnar,MSc,M.Phil) Ketua Anggota Ketua Prodi S2/S3 Ilmu Kimia Dekan(Prof.Basuki Wirjosentono, MS,Ph.D) (Dr.Sutarman,M.Sc )
Tanggal Lulus : 22 Juli 2014
PERNYATAAN ORISINALITAS
STUDI PERBANDINGAN KADAR LOGAM BERAT (Fe , Mn ,
Zn , Pb , Cu , Al ) DAN Na PADA DEBU ERUPSI
GUNUNG SINABUNG DAN TANAH
SEBELUM ERUPSI
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di perguruan tinggi dan sepanjang sepengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis di dalam naskah dan disebutkan sumbernya dalam daftar pustaka.
Medan , 1 September 2014 Penulis MALEMTA TARIGAN
STUDI PERBANDINGAN KADAR LOGAM BERAT (Fe , Mn ,
Zn , Pb , Cu , Al ) DAN Na PADA DEBU ERUPSI
GUNUNG SINABUNG DAN TANAH
SEBELUM ERUPSI
ABSTRAK
Kadar logam berat yang terkandung di dalam debu hasil erupsi gunung Sinabung di tanah karo telah dianalisa, acuan logam-logam berat yang dianalisa antara lainlogam Fe ,Mn , Zn , Pb , Cu , Al dan Na. Masing-masing logam berat pada sampel debu erupsi selanjutnya diukur konsentrasinya menggunakan alasing-masing konsentrasi logam berat pada sampel debu erupsi diperoleh sebagai berikut : Fe (37,06 ppm), Mn (0,20 ppm), Zn (1,76 ppm), Pb (0,03 ppm), Cu (0,05 ppm), Al (94,20 ppm) dan Na (19,21 ppm). Debu erupsi yang terdapat pada tanaman juga turut dianalisis konsentrasi logam beratnya dengan cara mengekstraksi bagian daun dari tanaman Kol, Cabai merah, terong belanda, tomat, daun prey dan jeruk. Hasil uji konsentrasi logam berat yang diperoleh sebagai berikut: tanaman kol (Fe 0,56 ppm , Mn 0,189 ppm, Zn 0,133 ppm, Pb tidak terdeteksi, Cu 0,019 ppm, Al 0,45 ppm, Na 0,15 ppm); Tanaman cabai merah (Fe 0,10 ppm, Mn 0,014 ppm, Zn 0,017 ppm, Pb 0,016 ppm, Cu 0,04 ppm, Al 0,024 ppm, Na 7,11 ppm); Tanaman terong belanda (Fe 0,28 ppm, Mn 0,012 ppm, Zn 0,019 ppm, Pb 0,03 ppm, Cu 0,002 ppm, Al 0,25 ppm, Na 6,757 ppm); Tanaman tomat (Fe 0,39 ppm, Mn 0,002 ppm, Zn 0,044 ppm, Pb 0,017 ppm, Cu 0,021 ppm, Al 0,186 ppm, Na 6,857 ppm); Tanaman daun prey (Fe 0,26 ppm, Mn 0,033 ppm, Zn 0,015 ppm, Pb 0,017 ppm, Cu 0,004 ppm , Al 0,337 ppm, Na 7,157 ppm); Tanaman jeruk (Fe 0,208 ppm, Mn 0,018 ppm,, Zn 0,021 ppm, Pb 0,03 ppm, Cu 0,009 ppm, Al 0,123 ppm, Na 7,15 ppm).
Kata kunci : Debu erupsi gunung Sinabung ,ICP , logam Fe ,Mn , Zn , Pb ,
Cu , Al , Na
COMPARATIVE STUDY OF HEAVY METAL CONTENT ( Fe,
Mn , Zn , Pb , Cu , Al ) AND Na IN DUST ERUPTION
SINABUNG AND LANDBEFORE ERUPTION
ABSTRACT
Levels of heavy metals contained in the dust from the eruption of Mount Sinabung
in Karo land has been analyzed , reference to heavy metals were analyzed include
metals Fe , Mn , Zn , Pb , Cu , Al and Na . Each of these heavy metals in dust
samples eruption subsequently measured concentration using Inductively Coupled
Plasma tool ( ICP ) . Each concentration of heavy metals in dust samples eruption
obtained as follows: Fe ( 37.06 ppm ) , Mn ( 0.20 ppm ) , Zn ( 1.76 ppm ) , Pb (
0.03 ppm ) , Cu ( 0 , 05 ppm ) , Al ( 94.20 ppm ) and Na ( 19.21 ppm ) . Eruption
dust contained in the plant were also analyzed the concentration of heavy metals
by extracting the leaves of the plant cabbage , red chili , Dutch eggplant ,
tomatoes , and citrus leaves prey . The result of heavy metal concentrations were
obtained as follows : cabbage ( 0.56 ppm Fe , Mn 0.189 ppm , 0.133 ppm Zn , Pb
was not detected , 0,019 ppm Cu , Al 0.45 ppm , 0.15 ppm Na ) ; Red pepper plant
( 0.10 ppm Fe , Mn 0,014 ppm , 0,017 ppm Zn , Pb 0.016 ppm , 0.04 ppm Cu , Al
0.024 ppm , 7.11 ppm Na ) ; Dutch eggplant plant ( 0.28 ppm Fe , Mn 0.012 ppm ,
0.019 ppm Zn , Pb 0.03 ppm , 0,002 ppm Cu , Al 0.25 ppm , 6,757 ppm Na ) ;
Tomato plants ( 0.39 ppm Fe , Mn 0.002 ppm , 0.044 ppm Zn , Pb 0.017 ppm ,
0.021 ppm Cu , Al 0.186 ppm , 6.857 ppm Na ) ; Plant leaves prey ( 0.26 ppm Fe ,
Mn 0.033 ppm , 0.015 ppm Zn , Pb 0.017 ppm , 0.004 ppm Cu , Al 0.337 ppm ,
7.157 ppm Na ) ; Citrus plants ( Fe 0.208 ppm , 0.018 ppm Mn ,, 0,021 ppm Zn ,
Pb 0.03 ppm , 0,009 ppm Cu , Al 0.123 ppm , 7.15 ppm Na ) .
Keywords : Dust eruption of Mount Sinabung , ICP , Fe , Mn , Zn , Pb , Cu , Al ,
NaKATA PENGANTAR
Pertama-tama penulis memanjatkan puji dan syukur kepada Allah Bapa Yang Maha Kuasa atas segala berkat dan rahmatNya sehingga tesis yang berjudul “Studi Perbandingan Kadar Logam Berat ( Fe , Mn , Zn , Pb , Cu , Al Dan Na Pada Debu Erupsi Gunung Sinabung Dan Tanah Sebelum Erupsi” telah dapat diselesaikan.
Dengan selesainya tesis ini , penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc(CTM), Sp.A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister. Dekan Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Dr. Sutarman MSc. Ketua Program Studi Magister Ilmu Kimia Prof. Basuki Wirjosentono, M.S., Ph.D., dan Sekretaris Program Studi Magister Ilmu Kimia Dr. Hamonangan Nainggolan, MSc atas kesempatan yang diberikan menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-tingginya ditujukan kepada :
1. Bapak Prof.Dr.Zul Alfian, MSc, selaku Pembimbing Utama dan Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, MSc., M.Phil, selaku anggota komisi pembimbing yang telah memberikan perhatian , dorongan , bimbingan , saran , dan arahan dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing dalam penyusunan tesis ini.
2. Bapak Prof. Dr. Harlem Marpaung, Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, M.S., Ph.D, Bapak Jamahir Gultom, Ph.D, selaku penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran yang sangat berharga untuk menyelesaikan tesis ini.
3. Ibu Dr. Ivan Elisabeth Purba, M.Kes, selaku Rektor Universitas Sari Mutiara Indonesia yang telah member izin untuk mengikuti perkuliahan di
Program Magister Ilmu Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
4. Kepada seluruh staf pengajar dan civitas akademika Program Magister
Ilmu Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan selama penulis mengikuti perkuliahan.
5. Rekan-rekan mahasiswa/i angkatan 2012 yang saling membantu, dan menjalin kerjasama yang baik selama mengikuti perkuliahan di Program Magister Ilmu Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Akhirnya terima kasih kepada istri tercinta Bunga Pinta Br Barus dan putra-putri Roy Andrey Aloisius Tarigan , Sheilla Ruth Ulina Tarigan , dan Hendra Julianto Marselinus Tarigan dengan penuh perhatian , kesabaran dan memberi doa restu serta dorongan , baik materi maupun moril sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih kurang sempurna , oleh karena itu penulis mengharapkan kritikan dan saran yang bersifat membangun dari pihak pembaca demi kesempurnaan tesis ini.
Semoga tesis ini bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan untuk masa yang akan datang.
Medan , September 2014 Penulis Malemta Tarigan
DAFTAR ISI
Halaman ABSTRAK i ABSTRACT ii KATA PENGANTAR iii DAFTAR ISI iv DAFTAR TABEL ix DAFTAR GAMBAR xBAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1
1.2. Rumusan Masalah
2
1.3. Tujuan Masalah
2
1.4. Pembatasan Masalah
3
1.5. Manfaat Penelitian
3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Abu Vulkanik
4
2.2. Efek Pencemaran Udara Terhadap Saluran Pernapasan 5
2.3. Pengaruh Logam Berat Terhadap Kesehatan
6
2.3.1. Besi
6
2.3.2. Mangan
8
2.3.3. Seng
9
2.3.4. Timbal
10
2.3.5. Tembaga
14
2.3.6. Aluminium
18
2.3.7. Natrium
22
2.4. Spektrometri ICP-OES Variant Liberty
23
2.5. Destruksi
29
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Tempat Dan Waktu Penelitian
33
3.2. Metode Penelitian
33
3.3. Bahan Dan Peralatan
33
3.4. Sampel
34
3.5. Persiapan Sampel
34
3.5.1. Persiapan Sampel Debu
34
3.5.2. Persiapan Sampel Daun/Buah
35
3.6. Pembuatan Larutan HNO3 5%
35
3.7. Pembuatan Larutan Standar
35
3.7.1. Fe
35
3.7.2. Mn
36
3.7.3. Zn
36
3.7.4. Pb
37
3.7.5. Cu
37
3.7.6. Al
38
3.7.7. Na
38
3.8. Bagan Penelitian
39 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengukuran Larutan Standar Dengan Alat ICP-OES Varian Liberty
40
4.1.1. Fe
40
4.1.2. Mn
40
4.1.3. Zn
41
4.1.4. Pb
41
4.1.5. Cu
42
4.1.6. Al
42
4.1.7. Na
43
4.2. Debu Hasil Erupsi Gunung Sinabung Yang Diuji Dengan Alat ICP-OES Varian Liberty
43
4.3. Kandungan Logam Berat Pada Tanah Tidak Terkena Erupsi Yang Diuji Dengan Alat ICP-OES Varian Liberty
44
4.4. Hasil Uji Logam Berat Pada Sayuran Dan Buah Dengan Alat ICP-OES Varian Liberty Tertera
Pada Tabel 3
44
4.5. Data Kualitatif Debu Erupsi Gunung Sinabung Uji Dengan Alat XRD Dihasilkan Senyawa Kimia Seperti Tertera Dalam Tabel 4
44
4.6. Pembahasan
44 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
49
5.2. Saran
49 DAFTAR PUSTAKA
50 LAMPIRAN
51
DAFTAR TABEL
Nomor Judul HalamanTabel 1 Kandungan Logam Berat Pada Tanah Sebelum Erupsi Yang Diuji Dengan Alat ICP
57 Tabel 2 Debu Hasil Erupsi Gunung Sinabung Yang Diuji Dengan Alat ICP
57 Tabel 3 Jenis Sampel Yang Diteliti Dari Sayuran Dan Buah Yang Diuji Dengan Alat ICP
58 Tabel 4 Data Kualitatif Uji Debu Erupsi Gunung Sinabung Dengan Alat XRD
59
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul HalamanGambar 1 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Fe Intensitas Vs Konsentrasi (ppm)
51 Gambar 2 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Mn Intensitas Vs Konsentrasi (ppm)
51 Gambar 3 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Zn Intensitas Vs Konsentrasi (ppm)
52 Gambar 4 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Pb Intensitas Vs Konsentrasi (ppm)
52 Gambar 5 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Cu Intensitas Vs Konsentrasi (ppm)
53 Gambar 6 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Al Intensitas Vs Konsentrasi (ppm)
53 Gambar 7 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Na Intensitas Vs Konsentrasi (ppm)
54 Gambar 8 Alat ICP-OES Varian Liberty
55 Gambar 9 Grafik Hasil Pemeriksaan Debu Erupsi Gunung Sinabung Dengan Alat XRD Shimadzu 6100
56