kadar arsen pada air tanah dan air permu
BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
A. Arsen
1. Karakteristik arsen
Arsen, arsenik, atau arsenikum adalah unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki simbol As dan nomor atom 33. Ini
adalah bahan metaloid yang terkenal beracun dan memiliki tiga
bentuk alotropik; kuning, hitam, dan abu-abu. Arsen di air di
temukan dalam bentuk senyawa dengan satu atau lebih elemen
lain. Arsen secara kimiawi memiliki karakteristik yang serupa
dengan fosfor, dan sering dapat digunakan sebagai pengganti
dalam berbagai reaksi biokimia dan juga beracun.
2. Dampak arsen terhadap pencemaran lingkungan
Ketika suatu zat berbahaya/beracun telah mencemari
permukaan air, tanah, maka ia dapat menguap, tersapu air hujan
dan atau masuk ke dalam tanah. Pencemaran yang masuk ke dalam
tanah kemudian terendap sebagai zat kimia beracun di tanah. Zat
beracun di tanah tersebut dapat berdampak langsung kepada
manusia ketika bersentuhan atau dapat mencemari air tanah dan
udara
diatasnya.
WHO menetapkan ambang aman tertinggi arsen dalam air tanah
sebesar 50 ppb. Air tanah biasa digunakan sebagai sumber air
minum bagi kelangsungan hidup manusia. Salah satu akibat yang
merugikan dari arsen adalah apabila dalam air minum mengandung
18
unsur arsen melebihi nilai ambang batas, yaitu bila kadarnya
melebihi 100 ppb dalam air minum. Gejala keracunan kronis yang
ditimbulkannya pada tubuh manusia berupa iritasi usus, kerusakan
syaraf dan sel, kelainan kulit atau melanoma serta kanker usus.
Arsen inorganik telah dikenal sebagai racun manusia sejak lama,
yang
dapat
mengakibatkan
kematian.
Dosis
rendah
akan
mengakibatkan kerusakan jaringan. Bila melalui mulut, pada
umumnya efek yang timbul adalah iritasi saluran makanan, nyeri,
mual, muntah dan diare. Selain itu mengakibatkan penurunan
pembentukan sel darah merah dan putih, gangguan fungsi jantung,
kerusakan pembuluh darah, luka di hati dan ginjal.
B. Air Tanah dan Air Permukaan
Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau
bebatuan di bawah permukaan tanah. Air tanah merupakan salah satu
sumber daya air yang keberadaannya terbatas dan kerusakannya dapat
mengakibatkan dampak yang luas serta pemulihannya sulit dilakukan.
Selain air sungai dan air hujan, air tanah juga mempunyai
peranan yang sangat penting terutama dalam menjaga keseimbangan
dan ketersediaan bahan baku air untuk kepentingan rumah tangga
(domestik) maupun untuk kepentingan industri. Dibeberapa daerah,
ketergantungan pasokan air bersih dan air tanah telah mencapai ± 70%.
Jenis air tanah:
19
Air Tanah Preatis
Air tanah preatis adalah air tanah yang letaknya tidak jauh dari
permukaan tanah serta berada di atas lapisan kedap air /
impermeable.
Air Tanah Artesis
Air tanah artesis letaknya sangat jauh di dalam tanah serta
berada di antara lapisan air.
Air permukaan adalah air yang terkumpul di atas tanah atau di
mata air, sungai, danau, lahan basah, atau laut. Air permukaan
berhubungan dengan air bawah tanah atau air atmosfer.Air permukaan
secara alami terisi melalui presipitasi dan secara alami berkurang
melalui penguapan dan rembesan ke bawah permukaan sehingga
menjadi air bawah tanah. Meskipun ada sumber lainnya untuk air
bawah tanah, yakni air jebak dan air magma, presipitasi merupakan
faktor utama dan air bawah tanah yang berasal dari proses ini disebut
air meteor. Air permukaan merupakan sumber terbesar untuk air
bersih. Bentuk air permukaan meliputi sungai, danau, rawa.Sungai
adalah air hujan atau mata air yang mengalir secara alami melalui
suatu lembah atau di antara dua tepian dengan batas jelas, menuju
tempat lebih rendah (laut, danau atau sungai lain).
Bagian-bagian sungai:
Sungai terdiri dari 3 bagian, yaitu bagian hulu, bagian tengah dan
bagian hilir.
20
Bagian hulu sungai terletak di daerah yang relatif tinggi
sehingga air dapat mengalir turun.
Bagian tengah sungai terletak pada daerah yang lebih landai.
Bagian hilir sungai terletak di daerah landai dan sudah
mendekati muara sungai.
Jenis-jenis sungai dibagi menjadi 5, yaitu sungai hujan, sungai gletser,
sungai campuran, sungai permanen dan sungai periodik.
Sungai hujan adalah sungai yang berasal dari hujan.
Sungai gletser adalah sungai yang airnya berasal dari gletser
atau bongkahan es yang mencair.
Sungai campuran adalah sungai yang airnya berasal dari hujan
dan salju yang mencair.
Sungai permanen adalah sungai yang airnya relatif tetap.
Sungai periodik adalah sungai dengan volume air tidak tetap.
C. Total Dissolved Solid (TDS) dan Total Suspended Solid (TSS)
Total Dissolved solids atau “benda padat yang terlarut” yaitu
semua mineral, garam, logam, serta kation-anion yang terlarut di air.
Termasuk semua yang terlarut diluar molekul air murni (H2O). Secara
21
umum, konsentrasi benda-benda padat terlarut merupakan jumlah
antara kation dan anion didalam air. TDS terukur dalam satuan Parts
per Million (ppm) atau perbandingan rasio berat ion terhadap air. Total
padatan terlarut merupakan bahan- bahan terlarut dalam air yang tidak
tersaring dengan kertas saring millipore dengan ukuran pori 0,45 μm.
Padatan ini terdiri dari senyawa-senyawa anorganik dan organik yang
terlarut dalam air, mineral dan garam-garamnya. Penyebab utama
terjadinya TDS adalah bahan anorganik berupa ion-ion yang umum
dijumpai di perairan. Sebagai contoh air buangan sering mengandung
molekul sabun, deterjen dan surfaktan yang larut air, misalnya pada air
buangan rumah tangga dan industri pencucian.
Total suspended solid atau padatan tersuspensi total (TSS) adalah
residu dari padatan total yang tertahan oleh saringan dengan ukuran
partikel maksimal 2μm atau lebih besar dari ukuran partikel koloid.
Yang termasuk TSS adalah lumpur, tanah liat, logam oksida, sulfida,
ganggang, bakteri dan jamur. TSS memberikan kontribusi untuk
kekeruhan (turbidity) dengan membatasi penetrasi cahaya untuk
fotosintesis dan visibilitas di perairan. Sehingga nilai kekeruhan tidak
dapat dikonversi ke nilai TSS. Kekeruhan adalah kecenderungan
ukuran sampel untuk menyebarkan cahaya. Sementara hamburan
diproduksi oleh adanya partikel tersuspensi dalam sampel. Kekeruhan
adalah murni sebuah sifat optik. Pola dan intensitas sebaran akan
22
berbeda akibat perubahan dengan ukuran dan bentuk partikel serta
materi.
D. Penyiapan sampel
Metode Destruksi
Destruksi merupakan suatu perlakuan pemecahan senyawa
menjadi unsur-unsurnya sehingga dapat dianalisis. Istilah destruksi ini
disebut juga perombakan, yaitu dari bentuk organik logam menjadi
bentuk logam-logam anorganik. Pada dasarnya ada dua jenis destruksi
yang dikenal dalam ilmu kimia yaitu destruksi basah (oksida basah)
dan destruksi kering (oksida kering). Kedua destruksi ini memiliki
teknik pengerjaan dan lama pemanasan atau pendestruksian yang
berbeda.
Metode Destruksi Basah
Destruksi basah adalah perombakan sampel dengan asam-asam
kuat baik tunggal maupun campuran, kemudian dioksidasi dengan
menggunakan zat oksidator. Pelarut-pelarut yang dapat digunakan
untuk destruksi basah antara lain asam nitrat, asam sulfat, asam
perklorat, dan asam klorida. Kesemua pelarut tersebut dapat digunakan
baik tunggal maupun campuran. Kesempurnaan destruksi ditandai
dengan diperolehnya larutan jernih pada larutan destruksi, yang
menunjukkan bahwa semua konstituen yang ada telah larut sempurna
atau perombakan senyawa-senyawa organik telah berjalan dengan
baik. Senyawa-senyawa garam yang terbentuk setelah destruksi
23
merupakan senyawa garam yang stabil dan disimpan selama beberapa
hari. Pada umumnya pelaksanaan kerja destruksi basah dilakukan
secara metode Kjeldhal. Dalam usaha pengembangan metode telah
dilakukan modifikasi dari peralatan yang digunakan (Raimon, 1993).
E. Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
1. Konsep Dasar Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
AAS (Atomic Absorption Spectrometry) merupakan salah satu
metode analisis kuantitatif untuk mengetahui keberadaan dan
menentukan kadar logam terhadap sampel dengan memanfaatkan
absorpsi radiasi atom bebas, yakni berdasarkan pada penguraian
molekul menjadi atom (atomisasi) dengan energi dari api atau arus
listrik.
Bila suatu sinar yang berasal dari sumber cahaya dikenakan pada
atom, maka atom akan menyerap energi cahaya tersebut. Akibatnya
elektron pada atom itu akan berpindah dari keadaan awal (sebelum
mengabsorpsi cahaya) ke keadaan eksitasi, yang tereksitasi akan
memancarkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu, lalu
elektron pada atom kembali ke keadaan awal (ground state) disebut
emisi.Absorpsi cahaya oleh atom akan menghasilkan dua peristiwa,
yaitu absorpsi atom dan emisi atom. Absorpsi atom adalah proses
absorpsi dari cahaya pada panjang gelombang
spesifik oleh atom-atom dari suatu unsur. AAS memiliki range
ukur optimum pada panjang gelombang 200-300 nm (Skoog et al.,
2000).
2. Hukum Dasar dalam AAS
24
Apabila cahaya dengan panjang gelombang tertentu dilewatkan
pada suatu sel yang mengandung atom-atom bebas yang
bersangkutan maka sebagian cahaya tersebut akan diserap dan
intensitas penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya
atom bebas logam yang berada pada sel. Hubungan antara
absorbansi dengan konsentrasi diturunkan dari:
Hukum dasar pada AAS “Hukum Lambert – Beer”, yaitu : “Bila
cahaya monokromatis melalui media transparan maka bertambah
turunnya intensitas cahaya yang dipancarkan sebanding dengan
bertambahnya kepekatan media.”
3. Jenis – Jenis Atomisasi dalam Atomic Absorption Spectrometry
(AAS)
Ada dua komponen utama dalam AAS, yaitu introduksi
sampel dan sumber atomisasi. Ada 4 jenis AAS dalam
-
pembentukan atom (pengatomisasian), yaitu :
Atomisasi dengan nyala (Flame-ASS)
Generasi Hidrida (Hydride Generation Methode)
Graphite Furnace or Electrothermal AAS (GFAAS or ETA-AAS)
Atomisasi dengan Metode Penguapan (Vapour Generation
methode)
F. Graphite Furnace or Electrothermal AAS (GFAAS or ETA-AAS)
Dari kelemahan yang dimiliki flame-AAS maka dikembangkan
teknik tanpa nyala menggunakan tungku grafit sebagai pengganti nyala
yang mempunyai efesiensi atomisasi 90% dibanding nyala efesiensi
atomisasi 10%.
25
Prosesnya : larutan sampel (1 – 200
μl ) diinjeksikan ke dalam
tabung grafit, yaitu dengan memasukkan ujung mikropipet melalui port
di outlet water jacket, lalu ke gas inlet orifice di bagian tengah tube
grafit, yang dipasang diantara 2 buah elektroda. Lalu arus listrik
dialirkan sehingga tabung grafit naik suhunya yaitu sampai suhu yang
dapat mengevaporasi pelarut dalam larutan. Arus listrik diatur,
digunakan untuk mengatur suhu dapat mencapai 3000K. Arus listrik
akan meningkat ketika pertama kali sampel menjadi abu, lalu terjadi
vaporisasi sehingga dihasilkan atom logam. Sehingga unsur logam dan
metaloid yang dapat diatomkan dalam flame-AAS dapat diatomkan
disini dengan mengatur suhu grafit.
Tungku grafit yang digunakan berupa tabung silinder (hollow
graphite cylinder) tersebut dari grafit terkompresi dengan atau tanpa
pelapisan grafit pirolitik. Alat ini mengandung 50 mm panjang dan 9
mm diameter dalam, sehingga sinar radiasi melewati sepanjang sumbu
dari tube. Tungku dipanaskan dengan listrik yang dapat diatur suhunya.
Tungku dihubungkan dengan platform untuk memasukkan gas inert ke
dalam tabung untuk mencegah oksidasi tabung grafit selama proses
pemanasan. Tahapan proses yang terjadi dalam tungku adalah :
1) Tahap pengeringan (drying) dengan cara penguapan pelarut (100
0
C – 200 0C)
2) Pengabuan (ashing) bahan organik (6000C – 1000 0C)
3) Pengatoman (atomization), gas inert dialirkan dan kemudian logam
diuapkan (1500 0C – 3000 0C) dan absorbansinya diukur. Suatu
modifier dapat ditambahkan untuk mencegah hilangnya analit.
26
G. Validasi metode
Validasi metode analisis adalah proses di mana suatu metode
ditetapkan melalui serangkaian uji laboratorium untuk mengetahui
bahwa parameter metode yang diuji memenuhi persyaratan untuk
penerapan metode yang dimaksud. Tujuan utama validasi adalah
untuk
menjamin
memberikan
metode analisis yang digunakan mampu
hasil yang cermat,
handal,
dan
dapat
dipercaya.
Parameter metode analisis adalah kecermatan (akurasi), keseksamaan
(presisi), selektivitas, linearitas, rentang, batas kuantitasi (LOQ) dan
batas deteksi (LOD), ketangguhan,dan kekuatan (Horwitz, 1975).
Kecermatan
Kecermatan atau akurasi adalah ukuran yang menunjukkan
derajat kedekatan
hasil. Analisis dengan
kadar
analit yang
sebenarnya. Biasanya dinyatakan sebagai persen perolehan kembali
atau recovery. Ada tiga cara untuk menentukan kecermatan, yaitu
metode perbandingan terhadap standar acuan, metode simulasi (spike
placebo
recovery),
dan
metode
penambahan standar (standard
addition method). Persen perolehan kembali dinyatakan sebagai
rasio antara hasil kadar yang diperoleh dengan kadar yang sebenarnya.
Keseksamaan
27
Keseksamaan atau presisi adalah ukuran yang menunjukkan
derajat kesesuaian antara hasil uji individual yang diukur melalui
penyebaran hasil individu dari hasil rata-rata jika prosedur ditetapkan
secara berulang pada sampel- sampel yang diambil dari campuran
yang homogen (Ganjar & Rohman, 2007).
Keseksamaan diukur sebagai simpangan baku atau simpangan
baku relative (koefisien
keterulangan.
variasi)
Keterulangan
dan
dinyatakan
adalah keseksamaan
sebagai
metode jika
dilakukan berulang kali oleh analis yang sama, pada kondisi yang
sama, dan dalam interval waktu yang pendek. Kriteria seksama
diberikan jika metode memberikan simpangan baku relatif (koefisien
variasi) sebesar 2% atau kurang (Ganjar & Rohman, 2007).
Selektivitas
Selektivitas suatu metode adalah kemampuan dari metode
tersebut untuk mengukur analit tertentu saja secara cermat dan
seksama dengan adanya komponen lain yang mungkin ada di dalam
matriks sampel. Selektivitas sering kali dinyatakan sebagai derajat
penyimpangan metode yang
dilakukan
terhadap sampel dengan
penambahan cemaran, hasil urai, senyawa sejenis, atau senyawa asing
lain ke dalamnya. Hasil dari sampel tersebut dibandingkan dengan
hasil analisis sampel yang tidak mengandung bahan lain yang
ditambahkan (Fifield &
28
Kealey, 2000).
Jika cemaran dan hasil urai yang ditambahkan ke dalam
sampel tidak tersedia, maka selektivitas dapat ditunjukkan dengan
cara menganalisis sampel yang mengandung cemaran atau hasil urai
dengan menggunakan metode tertentu lalu dibandingkan dengan
metode lain untuk pengujian kemurnian, seperti kromatografi (Fifield
& Kealey, 2000).
Linearitas
Linearitas adalah
memberikan
transformasi
kemampuan
metode analisis untuk
respon secara langsung atau
matematika
yang baik
dengan
bantuan
dan proporsional terhadap
konsentrasi analit dalam sampel. Linearitas dapat diperoleh dengan
mengukur
konsentrasi standar
yang berbeda,
minimal
lima
konsentrasi. Data yang diperoleh kemudian diproses menggunakan
regresi linier, sehingga diperoleh nilai slope, intersep, dan koefisien
korelasi. Nilai koefisien korelasi di atas 0,9990 sangat diharapkan
untuk suatu metode analisis yang baik. Selain koefisien korelasi,
simpangan
perhitungan
baku
residual
(S )
matematika tersebut
juga harus dihitung. Semua Y
dapat
diukur
dengan
menggunakan kalkulator atau perangkat lunak komputer (Anderson,
1999).
Rentang
29
Rentang metode adalah pernyataan batas terendah dan tertinggi
analit yang sudah
ditunjukkan
kecermatan, keseksamaan,
dan dapat
ditetapkan
dengan
dan linearitas yang dapat diterima
(Burgess, 2000).
Batas Kuantitasi (LOQ) dan Batas Deteksi (LOD)
Batas kuantitasi merupakan parameter pada analisis renik dan
diartikan sebagai jumlah terkecil analit dalam sampel yang masih dapat
memenuhi kriteria cermat
dan seksama. Batas
deteksi
adalah
jumlah analit terkecil dalam sampel yang masih dapat dideteksi
dan masih memberikan respon yang signifikan bila dibandingkan
dengan blanko (Khopkar, 1990).
30
TINJAUAN PUSTAKA
A. Arsen
1. Karakteristik arsen
Arsen, arsenik, atau arsenikum adalah unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki simbol As dan nomor atom 33. Ini
adalah bahan metaloid yang terkenal beracun dan memiliki tiga
bentuk alotropik; kuning, hitam, dan abu-abu. Arsen di air di
temukan dalam bentuk senyawa dengan satu atau lebih elemen
lain. Arsen secara kimiawi memiliki karakteristik yang serupa
dengan fosfor, dan sering dapat digunakan sebagai pengganti
dalam berbagai reaksi biokimia dan juga beracun.
2. Dampak arsen terhadap pencemaran lingkungan
Ketika suatu zat berbahaya/beracun telah mencemari
permukaan air, tanah, maka ia dapat menguap, tersapu air hujan
dan atau masuk ke dalam tanah. Pencemaran yang masuk ke dalam
tanah kemudian terendap sebagai zat kimia beracun di tanah. Zat
beracun di tanah tersebut dapat berdampak langsung kepada
manusia ketika bersentuhan atau dapat mencemari air tanah dan
udara
diatasnya.
WHO menetapkan ambang aman tertinggi arsen dalam air tanah
sebesar 50 ppb. Air tanah biasa digunakan sebagai sumber air
minum bagi kelangsungan hidup manusia. Salah satu akibat yang
merugikan dari arsen adalah apabila dalam air minum mengandung
18
unsur arsen melebihi nilai ambang batas, yaitu bila kadarnya
melebihi 100 ppb dalam air minum. Gejala keracunan kronis yang
ditimbulkannya pada tubuh manusia berupa iritasi usus, kerusakan
syaraf dan sel, kelainan kulit atau melanoma serta kanker usus.
Arsen inorganik telah dikenal sebagai racun manusia sejak lama,
yang
dapat
mengakibatkan
kematian.
Dosis
rendah
akan
mengakibatkan kerusakan jaringan. Bila melalui mulut, pada
umumnya efek yang timbul adalah iritasi saluran makanan, nyeri,
mual, muntah dan diare. Selain itu mengakibatkan penurunan
pembentukan sel darah merah dan putih, gangguan fungsi jantung,
kerusakan pembuluh darah, luka di hati dan ginjal.
B. Air Tanah dan Air Permukaan
Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau
bebatuan di bawah permukaan tanah. Air tanah merupakan salah satu
sumber daya air yang keberadaannya terbatas dan kerusakannya dapat
mengakibatkan dampak yang luas serta pemulihannya sulit dilakukan.
Selain air sungai dan air hujan, air tanah juga mempunyai
peranan yang sangat penting terutama dalam menjaga keseimbangan
dan ketersediaan bahan baku air untuk kepentingan rumah tangga
(domestik) maupun untuk kepentingan industri. Dibeberapa daerah,
ketergantungan pasokan air bersih dan air tanah telah mencapai ± 70%.
Jenis air tanah:
19
Air Tanah Preatis
Air tanah preatis adalah air tanah yang letaknya tidak jauh dari
permukaan tanah serta berada di atas lapisan kedap air /
impermeable.
Air Tanah Artesis
Air tanah artesis letaknya sangat jauh di dalam tanah serta
berada di antara lapisan air.
Air permukaan adalah air yang terkumpul di atas tanah atau di
mata air, sungai, danau, lahan basah, atau laut. Air permukaan
berhubungan dengan air bawah tanah atau air atmosfer.Air permukaan
secara alami terisi melalui presipitasi dan secara alami berkurang
melalui penguapan dan rembesan ke bawah permukaan sehingga
menjadi air bawah tanah. Meskipun ada sumber lainnya untuk air
bawah tanah, yakni air jebak dan air magma, presipitasi merupakan
faktor utama dan air bawah tanah yang berasal dari proses ini disebut
air meteor. Air permukaan merupakan sumber terbesar untuk air
bersih. Bentuk air permukaan meliputi sungai, danau, rawa.Sungai
adalah air hujan atau mata air yang mengalir secara alami melalui
suatu lembah atau di antara dua tepian dengan batas jelas, menuju
tempat lebih rendah (laut, danau atau sungai lain).
Bagian-bagian sungai:
Sungai terdiri dari 3 bagian, yaitu bagian hulu, bagian tengah dan
bagian hilir.
20
Bagian hulu sungai terletak di daerah yang relatif tinggi
sehingga air dapat mengalir turun.
Bagian tengah sungai terletak pada daerah yang lebih landai.
Bagian hilir sungai terletak di daerah landai dan sudah
mendekati muara sungai.
Jenis-jenis sungai dibagi menjadi 5, yaitu sungai hujan, sungai gletser,
sungai campuran, sungai permanen dan sungai periodik.
Sungai hujan adalah sungai yang berasal dari hujan.
Sungai gletser adalah sungai yang airnya berasal dari gletser
atau bongkahan es yang mencair.
Sungai campuran adalah sungai yang airnya berasal dari hujan
dan salju yang mencair.
Sungai permanen adalah sungai yang airnya relatif tetap.
Sungai periodik adalah sungai dengan volume air tidak tetap.
C. Total Dissolved Solid (TDS) dan Total Suspended Solid (TSS)
Total Dissolved solids atau “benda padat yang terlarut” yaitu
semua mineral, garam, logam, serta kation-anion yang terlarut di air.
Termasuk semua yang terlarut diluar molekul air murni (H2O). Secara
21
umum, konsentrasi benda-benda padat terlarut merupakan jumlah
antara kation dan anion didalam air. TDS terukur dalam satuan Parts
per Million (ppm) atau perbandingan rasio berat ion terhadap air. Total
padatan terlarut merupakan bahan- bahan terlarut dalam air yang tidak
tersaring dengan kertas saring millipore dengan ukuran pori 0,45 μm.
Padatan ini terdiri dari senyawa-senyawa anorganik dan organik yang
terlarut dalam air, mineral dan garam-garamnya. Penyebab utama
terjadinya TDS adalah bahan anorganik berupa ion-ion yang umum
dijumpai di perairan. Sebagai contoh air buangan sering mengandung
molekul sabun, deterjen dan surfaktan yang larut air, misalnya pada air
buangan rumah tangga dan industri pencucian.
Total suspended solid atau padatan tersuspensi total (TSS) adalah
residu dari padatan total yang tertahan oleh saringan dengan ukuran
partikel maksimal 2μm atau lebih besar dari ukuran partikel koloid.
Yang termasuk TSS adalah lumpur, tanah liat, logam oksida, sulfida,
ganggang, bakteri dan jamur. TSS memberikan kontribusi untuk
kekeruhan (turbidity) dengan membatasi penetrasi cahaya untuk
fotosintesis dan visibilitas di perairan. Sehingga nilai kekeruhan tidak
dapat dikonversi ke nilai TSS. Kekeruhan adalah kecenderungan
ukuran sampel untuk menyebarkan cahaya. Sementara hamburan
diproduksi oleh adanya partikel tersuspensi dalam sampel. Kekeruhan
adalah murni sebuah sifat optik. Pola dan intensitas sebaran akan
22
berbeda akibat perubahan dengan ukuran dan bentuk partikel serta
materi.
D. Penyiapan sampel
Metode Destruksi
Destruksi merupakan suatu perlakuan pemecahan senyawa
menjadi unsur-unsurnya sehingga dapat dianalisis. Istilah destruksi ini
disebut juga perombakan, yaitu dari bentuk organik logam menjadi
bentuk logam-logam anorganik. Pada dasarnya ada dua jenis destruksi
yang dikenal dalam ilmu kimia yaitu destruksi basah (oksida basah)
dan destruksi kering (oksida kering). Kedua destruksi ini memiliki
teknik pengerjaan dan lama pemanasan atau pendestruksian yang
berbeda.
Metode Destruksi Basah
Destruksi basah adalah perombakan sampel dengan asam-asam
kuat baik tunggal maupun campuran, kemudian dioksidasi dengan
menggunakan zat oksidator. Pelarut-pelarut yang dapat digunakan
untuk destruksi basah antara lain asam nitrat, asam sulfat, asam
perklorat, dan asam klorida. Kesemua pelarut tersebut dapat digunakan
baik tunggal maupun campuran. Kesempurnaan destruksi ditandai
dengan diperolehnya larutan jernih pada larutan destruksi, yang
menunjukkan bahwa semua konstituen yang ada telah larut sempurna
atau perombakan senyawa-senyawa organik telah berjalan dengan
baik. Senyawa-senyawa garam yang terbentuk setelah destruksi
23
merupakan senyawa garam yang stabil dan disimpan selama beberapa
hari. Pada umumnya pelaksanaan kerja destruksi basah dilakukan
secara metode Kjeldhal. Dalam usaha pengembangan metode telah
dilakukan modifikasi dari peralatan yang digunakan (Raimon, 1993).
E. Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
1. Konsep Dasar Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
AAS (Atomic Absorption Spectrometry) merupakan salah satu
metode analisis kuantitatif untuk mengetahui keberadaan dan
menentukan kadar logam terhadap sampel dengan memanfaatkan
absorpsi radiasi atom bebas, yakni berdasarkan pada penguraian
molekul menjadi atom (atomisasi) dengan energi dari api atau arus
listrik.
Bila suatu sinar yang berasal dari sumber cahaya dikenakan pada
atom, maka atom akan menyerap energi cahaya tersebut. Akibatnya
elektron pada atom itu akan berpindah dari keadaan awal (sebelum
mengabsorpsi cahaya) ke keadaan eksitasi, yang tereksitasi akan
memancarkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu, lalu
elektron pada atom kembali ke keadaan awal (ground state) disebut
emisi.Absorpsi cahaya oleh atom akan menghasilkan dua peristiwa,
yaitu absorpsi atom dan emisi atom. Absorpsi atom adalah proses
absorpsi dari cahaya pada panjang gelombang
spesifik oleh atom-atom dari suatu unsur. AAS memiliki range
ukur optimum pada panjang gelombang 200-300 nm (Skoog et al.,
2000).
2. Hukum Dasar dalam AAS
24
Apabila cahaya dengan panjang gelombang tertentu dilewatkan
pada suatu sel yang mengandung atom-atom bebas yang
bersangkutan maka sebagian cahaya tersebut akan diserap dan
intensitas penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya
atom bebas logam yang berada pada sel. Hubungan antara
absorbansi dengan konsentrasi diturunkan dari:
Hukum dasar pada AAS “Hukum Lambert – Beer”, yaitu : “Bila
cahaya monokromatis melalui media transparan maka bertambah
turunnya intensitas cahaya yang dipancarkan sebanding dengan
bertambahnya kepekatan media.”
3. Jenis – Jenis Atomisasi dalam Atomic Absorption Spectrometry
(AAS)
Ada dua komponen utama dalam AAS, yaitu introduksi
sampel dan sumber atomisasi. Ada 4 jenis AAS dalam
-
pembentukan atom (pengatomisasian), yaitu :
Atomisasi dengan nyala (Flame-ASS)
Generasi Hidrida (Hydride Generation Methode)
Graphite Furnace or Electrothermal AAS (GFAAS or ETA-AAS)
Atomisasi dengan Metode Penguapan (Vapour Generation
methode)
F. Graphite Furnace or Electrothermal AAS (GFAAS or ETA-AAS)
Dari kelemahan yang dimiliki flame-AAS maka dikembangkan
teknik tanpa nyala menggunakan tungku grafit sebagai pengganti nyala
yang mempunyai efesiensi atomisasi 90% dibanding nyala efesiensi
atomisasi 10%.
25
Prosesnya : larutan sampel (1 – 200
μl ) diinjeksikan ke dalam
tabung grafit, yaitu dengan memasukkan ujung mikropipet melalui port
di outlet water jacket, lalu ke gas inlet orifice di bagian tengah tube
grafit, yang dipasang diantara 2 buah elektroda. Lalu arus listrik
dialirkan sehingga tabung grafit naik suhunya yaitu sampai suhu yang
dapat mengevaporasi pelarut dalam larutan. Arus listrik diatur,
digunakan untuk mengatur suhu dapat mencapai 3000K. Arus listrik
akan meningkat ketika pertama kali sampel menjadi abu, lalu terjadi
vaporisasi sehingga dihasilkan atom logam. Sehingga unsur logam dan
metaloid yang dapat diatomkan dalam flame-AAS dapat diatomkan
disini dengan mengatur suhu grafit.
Tungku grafit yang digunakan berupa tabung silinder (hollow
graphite cylinder) tersebut dari grafit terkompresi dengan atau tanpa
pelapisan grafit pirolitik. Alat ini mengandung 50 mm panjang dan 9
mm diameter dalam, sehingga sinar radiasi melewati sepanjang sumbu
dari tube. Tungku dipanaskan dengan listrik yang dapat diatur suhunya.
Tungku dihubungkan dengan platform untuk memasukkan gas inert ke
dalam tabung untuk mencegah oksidasi tabung grafit selama proses
pemanasan. Tahapan proses yang terjadi dalam tungku adalah :
1) Tahap pengeringan (drying) dengan cara penguapan pelarut (100
0
C – 200 0C)
2) Pengabuan (ashing) bahan organik (6000C – 1000 0C)
3) Pengatoman (atomization), gas inert dialirkan dan kemudian logam
diuapkan (1500 0C – 3000 0C) dan absorbansinya diukur. Suatu
modifier dapat ditambahkan untuk mencegah hilangnya analit.
26
G. Validasi metode
Validasi metode analisis adalah proses di mana suatu metode
ditetapkan melalui serangkaian uji laboratorium untuk mengetahui
bahwa parameter metode yang diuji memenuhi persyaratan untuk
penerapan metode yang dimaksud. Tujuan utama validasi adalah
untuk
menjamin
memberikan
metode analisis yang digunakan mampu
hasil yang cermat,
handal,
dan
dapat
dipercaya.
Parameter metode analisis adalah kecermatan (akurasi), keseksamaan
(presisi), selektivitas, linearitas, rentang, batas kuantitasi (LOQ) dan
batas deteksi (LOD), ketangguhan,dan kekuatan (Horwitz, 1975).
Kecermatan
Kecermatan atau akurasi adalah ukuran yang menunjukkan
derajat kedekatan
hasil. Analisis dengan
kadar
analit yang
sebenarnya. Biasanya dinyatakan sebagai persen perolehan kembali
atau recovery. Ada tiga cara untuk menentukan kecermatan, yaitu
metode perbandingan terhadap standar acuan, metode simulasi (spike
placebo
recovery),
dan
metode
penambahan standar (standard
addition method). Persen perolehan kembali dinyatakan sebagai
rasio antara hasil kadar yang diperoleh dengan kadar yang sebenarnya.
Keseksamaan
27
Keseksamaan atau presisi adalah ukuran yang menunjukkan
derajat kesesuaian antara hasil uji individual yang diukur melalui
penyebaran hasil individu dari hasil rata-rata jika prosedur ditetapkan
secara berulang pada sampel- sampel yang diambil dari campuran
yang homogen (Ganjar & Rohman, 2007).
Keseksamaan diukur sebagai simpangan baku atau simpangan
baku relative (koefisien
keterulangan.
variasi)
Keterulangan
dan
dinyatakan
adalah keseksamaan
sebagai
metode jika
dilakukan berulang kali oleh analis yang sama, pada kondisi yang
sama, dan dalam interval waktu yang pendek. Kriteria seksama
diberikan jika metode memberikan simpangan baku relatif (koefisien
variasi) sebesar 2% atau kurang (Ganjar & Rohman, 2007).
Selektivitas
Selektivitas suatu metode adalah kemampuan dari metode
tersebut untuk mengukur analit tertentu saja secara cermat dan
seksama dengan adanya komponen lain yang mungkin ada di dalam
matriks sampel. Selektivitas sering kali dinyatakan sebagai derajat
penyimpangan metode yang
dilakukan
terhadap sampel dengan
penambahan cemaran, hasil urai, senyawa sejenis, atau senyawa asing
lain ke dalamnya. Hasil dari sampel tersebut dibandingkan dengan
hasil analisis sampel yang tidak mengandung bahan lain yang
ditambahkan (Fifield &
28
Kealey, 2000).
Jika cemaran dan hasil urai yang ditambahkan ke dalam
sampel tidak tersedia, maka selektivitas dapat ditunjukkan dengan
cara menganalisis sampel yang mengandung cemaran atau hasil urai
dengan menggunakan metode tertentu lalu dibandingkan dengan
metode lain untuk pengujian kemurnian, seperti kromatografi (Fifield
& Kealey, 2000).
Linearitas
Linearitas adalah
memberikan
transformasi
kemampuan
metode analisis untuk
respon secara langsung atau
matematika
yang baik
dengan
bantuan
dan proporsional terhadap
konsentrasi analit dalam sampel. Linearitas dapat diperoleh dengan
mengukur
konsentrasi standar
yang berbeda,
minimal
lima
konsentrasi. Data yang diperoleh kemudian diproses menggunakan
regresi linier, sehingga diperoleh nilai slope, intersep, dan koefisien
korelasi. Nilai koefisien korelasi di atas 0,9990 sangat diharapkan
untuk suatu metode analisis yang baik. Selain koefisien korelasi,
simpangan
perhitungan
baku
residual
(S )
matematika tersebut
juga harus dihitung. Semua Y
dapat
diukur
dengan
menggunakan kalkulator atau perangkat lunak komputer (Anderson,
1999).
Rentang
29
Rentang metode adalah pernyataan batas terendah dan tertinggi
analit yang sudah
ditunjukkan
kecermatan, keseksamaan,
dan dapat
ditetapkan
dengan
dan linearitas yang dapat diterima
(Burgess, 2000).
Batas Kuantitasi (LOQ) dan Batas Deteksi (LOD)
Batas kuantitasi merupakan parameter pada analisis renik dan
diartikan sebagai jumlah terkecil analit dalam sampel yang masih dapat
memenuhi kriteria cermat
dan seksama. Batas
deteksi
adalah
jumlah analit terkecil dalam sampel yang masih dapat dideteksi
dan masih memberikan respon yang signifikan bila dibandingkan
dengan blanko (Khopkar, 1990).
30