SEMINAR NASIONAL II

SDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

EVALUAS][ HASIL ANAL ISIS LOGAM BERAT Cd, Co, CrDAN Ph DALAM CUPLIKAN AIR SUNGAI CODE

SUPRIYANTO C, SAMIN BK.Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan-BATAN

Jl. Babarsari Po Box 1008 Yogyakarta

Abstrak

EVALUASI HASIL ANALISIS LOGAM BERAT Cd, Co, Cr DAN PB DALAM CUPLIKAN AIRSUNGAI CODE. Telah dilakukan evaluasi kadar logam-logam berat Cd, Co, Cr dan Pb yang ada dalamcuplikan air sungai Code, menggunakan metode nyala spektrometri serapan atom. Evaluasi dilakukanberdasarkan 4 (empat) daerah pengambilan cuplikan masing-masing daerah Boyong, Gondolayu, Tungkak,dan daerah Pacar Wonokromo Bantu!. Diperoleh rerata kadar logam-logam berat Cd, Co, Cr dan Pb dalamair sungai Code pada 4 (empat) daerah cenderung mengalami peningkatan setelah sungai Code memasukidaerah perkotaan seperti daerah Gondolayu, Tungkak, sampai ke daerah Pacar, Wonokromo. BerdasarkanPP No. 82 Tahun 2001, diperoleh rerata kadar Cd, Co, Cr dan Pb di daerah Boyong sampai dengan daerahPacar masih berada di bawah batas yang diijinkan (batas maksimum kadar Cd, Co, Cr dan Pb yangdiijinkan masing-masing adalah 0,01 ppm, 0,2 ppm, 0,05 pprn dan;0,03 ppm). Kelayakan alat uji SSAditunjukan dari perolehan harga presisi dan kepekaan masing-masing 0,019 ppm dan 0,65 % masih beradadi bawah syarat acuan ASTM

Kata kunci: logam berat, metode nyala AAS, air sungai Code.

Abstract

EVALUATION OF ANALYSIS RESULT OF HEA VY METALS SUCH AS Cd, Co, Cr AND Pb IN CODERIVER WATER SAMPLES. Evaluation of analysis result of heavy metals such as Cd, Co, Cr and Pb inCode river water samples has been done. The evaluation was based on four location of sampling wereBoyong, Gondolayu, Tungkak, and Pacar, Wonokromo. The average of heavy metals concentration of Cd,Co, Cr and Pb in Code river water samples atfour locations tends to increase as Code river passing throughthe urban areas such as Gondolayu, Tungkak, until Pacar, Wonokromo. Based on the government regulationNo. 82, 2001, the concentration average of Cd, Co, Cr and Pb in location of Boyong, Gondolayu, Tungkak,and Pacar Wonokromo obtained were under the permissible limit (the maximum permissible limit of Cd, Co,Cr and Pb are 0.01 ppm, 0.2 ppm, 0.05 ppm dan 0.03 ppm respectively). The validity of AAS instrument wasproven by the precision and sensitivity value obtained of 0.019 ppm and 0.65 % respectively that less thanASTM references, requirement.

Key words : heavy metal, flame AAS method, Code river water.

PENDAHULUAN

Logam berat umumnya bersifat racunterhadap makhluk hidup, meskipun beberapadiantaranya diperlukan dalam jumlah keci!.Dengan melalui beberapa perantara sepertiudara, makanan, maupun air yangterkontaminasi oleh logam berat, logamtersebut dapat terdistribusi ke bagian tubuh

manusia dan sebagian akan terakumulasi. Didalam tubuh manusia maupun hewan, logamberat akan terikat pada protein pengikat logammisalnya metalotionin, sistein, danhaemogloobin. Protein tersebut akanmentransfer logam berat ke organ-organ tubuhsehingga akan terjadi akumulasi logam beratpada organ tubuh tertentu. Jika keadaan iniberlangsung terns menerns, dalam jangka waktu

Supriyanto dkk 231 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

yang lama akan dapat mencapai jumlah yangmembahayakan kesehatan manusia. [I]

Di Daerah Istimewa Yogyakarta, sepertidi daerah yang lain di Indonesia mengalamiperkembangan industri yang pesat, sehinggadampak negatif yang timbul adalah terjadinyapencemaran lingkungan, baik pencemaran air,pencemaran tanah, dan pencemaran udara.Pencemaran yang terjadi ini lambat laun akanmenyebabkan timbulnya penyakit yang dapatmengakibatkan kematian, diantaranya adalahdiare, demam berdarah, kuning, pemafasan, danpenyakit kanker. Salah satu pencemaran yangdapat menyebabkan penyakit yang berbahayaadalah pencemaran logam-Iogam berat beracundan berbahaya (B-3), seperti logam-Iogam Pb,Mn, Cu, Cr, Cd, dan Fe. Dalam badan, airlogam-Iogam tersebut terdapat dalam senyawa­senyawa yang beracun. [2] Meskipun kadarlogam-Iogam tersebut dalam perairan rendah,lama kelamaan dapat terakumulasi dalam biotaair dan melalui rantai makanan dapat masuk kedalam tubuh manusia, sehingga dapatmengakibatkan gangguan kesehatan. Saat iniPemerintah Daerah Istimewa Yogyakartabekerjasama dengan institusi baik institusiperguruan tinggi maupun lembaga penelitiansedang menggalakkan program kali bersih(Prokasih) terutama sungai yang melintasidaerah perkotaan di Daerah IstimewaYogyakarta. Untuk mendukung programpemerintah tersebut, perlu diketahui keberadaanlogam-Iogam berat yang ada di dalam air kaliCode yang membelah daerah perkotaanYogyakarta.

Diperkirakan kali Code yang ada didaerah perkotaan tercemar oleh logam-Iogamberat. Hal ini bukanlah tidak beralasan, sebabada dua hal yang berkaitan dengan pencemaranyaitu tingkat kepadatan penduduk danpertumbuhan berbagai industri di DaerahIstimewa Yogyakarta. Tingkat kepadatanpenduduk memberikan andil pencemaranberupa limbah rumah tangga, sedangkanpertumbuhan industri memberikan andilpencemaran berupa limbah industri baik padatmaupun cairo Disamping itu pencemaran kaliCode dapat juga terjadi berdasar proses alamiahseperti pengikisan batuan yang berada di sekitarperairan, dan partikulat-partikulat debu yangmengandung logam berat yang dibawa oleh airhujan.

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 2]-22 DESEMBER2006ISSN 1978-0176

Tingkat kontaminasi logam-Iogam beratseperti Cd, Co, Cr, dan Pb dapat ditentukandengan indikator cuplikan air kali Code. Salahsatu metode analisis yang dapat digunakanadalah metode nyala spektrometri serapan atomdengan beberapa keuntungan antara lainmudah, cepat, cuplikan yang dibutuhkan relatifkecil, mempunyai sensitifitas tinggi. [3]

BAHAN DAN TATA KERJA

Bahan

Bahan-bahan yang digunakan adalahcuplikan air kali Code, larutan spektrosol (Cd,Co, Cr, dan Pb ) sebagai larutan standar buatanBDH, sebagai pelarut digunakan HN03 pekatbuatan Merck, bahan bakar gas asetilen buatanAneka Gas Industri Yogyakarta, dan akuatridesbuatan PTAPB-BATAN Yogyakarta.

Tata Kerja

Pada penelitian ini digunakan satuperangkat alat atomic absorption spectrometry(AAS) tipe AA-300-P buatan Varian TechtronAustralia, gelas beker 250 ml, labu ukur 10 ml,vial polietilen ukuran 5 ml, mikro pipeteffendorf I0-100~1,dan neraca analitik.

Pencucian Wadah dan Peralatan Preparasi

Peralatan dan wadah yang akandigunakan untuk analisis, dicuci dengan sabunkemudian dibilas dan dibersihkan denganakuades. Peralatan dan wadah yang sudahbersih direndam dalam asam nitrat 1 : 3 selama24 jam, kemudian dibilas dengan akuatrides 3-4kali sampai diperoleh pH air bilasan normal(pH 7), Hasil pencucian dikeringkan dalamoven dan dipanaskan pada suhu 50-60°C.Setelah kering kemudian dimasukkan dalamkantong plastik dan disimpan dalam ruangbebas debu.

Pengambilan Cuplikan (Sampling)

Sebelum dilakukan pengambilancuplikan, wadah cuplikan dibilas dengan airsungai sebanyak 3 kali, baru dilakukanpengambilan cuplikan air sungai. kedalamwadah yang telah berisi cuplikan air sungaiCode ditambahkan 1 ml asam nitrat pekat,kemudian cuplikan dibawa ke laboratoriumuntuk dilakukan preparasi. Cuplikan air sungaidiambil dari 4 lokasi masing-masing daerah

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 232 Supriyanto dkk

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DES EMBER 2006ISSN 1978-0176

hulu Gembatan Boyong, Sleman), daerah kota IGembatan Gondolayu, Yogyakarta), daerahkota II Gembatan Tungkak, Yogyakarta), dandaerah hilir Gembatan Pacar, Wonokromo,Bantul).

Preparasi Cuplikan

Masing-masing cuplikan air disaringterlebih dahulu dengan penyaring yangdilengkapi pompa vakum. Cuplikan hasilpenyaringan sebanyak 250 ml dimasukan dalambeker gelas, kemudian dipanaskan di ataskompor listrik sampai terbentuk kristal.Ditambahkan 2-3 ml asam nitrat pekat,dipanaskan kembali sampai diperoleh larutancuplikan yang jernih. Hasil pelarutan kristalsetelah dingin dituang ke dalam labu takarukuran 10 ml dan ditambahkan akuatrides

sampai tanda batas.

Uji Kepekaan dan Presisi Alat Uji

Uji kepekaan dan presisi alat uji (AAS)dilakukan dengan membuat 1 buah larutancampuran yang terdiri dari larutan standar Cu1000 ppm, HN03 I N, dan akuatridessedemikian rupa sehingga konsentrasi Cu dalamlarutan 2 ppm, dan konsentrasi HN03 dalamlarutan 0,1 N. Kepekaan alat uji ditentukandengan mengukur serapan larutan tersebutdengan 3 kali pengukuran, sedangkan presisialat uji ditentukan dengan menghitungsimpangan baku dari pengukuran 6 kali serapanlarutan tersebut di atas.

Kondisi Optimum Analisis

Kondisi optimum analisis masing-masingunsur diperoleh dengan mengukur serapanmaksimum masing-masing unsur pada setiapperubahan parameter panjang gelombang, arus

lampu, lebar celah, laju alir cuplikan, laju alirasetilen, dan tinggi pembakar. Larutan yangdigunakan adalah 25 ml larutan Cd konsentrasi5 ppm, 25 ml larutan Co 5 ppm, 25 ml larutanCr 10 ppm, dan 25 mllarutan Pb 10 ppm,

Kurva Kalibrasi Cd, Co, Cr, dan Pb.

Kurva kalibrasi unsur Cd, Co, Cr, dan Pbdiperoleh dengan mengukur serapan larutanstandar masing-masing unsur pada kondisioptimum unsur. Kisaran larutan standarmasing-masing unsur adalah Cd 0,05-0,25 ppm,Co 0,2-1,0 ppm, Cr 1,0-5,0 ppm dan Pb 0,5­2,5ppm. Kurva kalibrasi diperoleh denganmembuat kurva antara konsentrasi terhadapserapan masing-masing unsur.

Teknik Pengukuran Cuplikan Air

Kadar unsur-unsur Cd, Co, Cr, dan Pbdalam cuplikan air sungai Code ditentukandengan menggunakan teknik pengukuran kurvakalibrasi standar yaitu dengan mengukurserapan unsur-unsur Cd, Co, Cr, dan Pb dalamcuplikan, kemudian serapan yang diperolehdiintrapolasikan ke dalam kurva standarmasing-masing unsur sehingga akan diperolehkadar unsur dalam cuplikan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Beberapa parameter yang perludiperhatikan pada analisis logam-logam beratCd, Co, Cr, dan Pb dalam cuplikan air sungaiCode antara lain adalah kondisi optimumanalisis unsur, linearitas kurva kalibrasi unsurdan kelayakan alat uji berupa kepekaan danpresisi i. Kelayakan alat uji yang memenuhipersyaratan, adalah kepekaan < 0,040 ppm danpresisi alat uji < I %.[4]

Tabel 1. Kondisi optimum analisis unsur Cd, Co, Cr, dan Pb

Parameter

Panjang gelombang, nmLebar celah, nm

Arus lampu, mALaju alir cuplikan, ml/menit

Laju alir udara, 1/menit

Laju alir asetilen, 1/menit

Tinggi pembakar, mm

Cd

228,6

0,54

4,5

13,5

1,56

14,5

Co

240,7

0,210

4,513,5

2,2513

Unsur

Cr

357,0

0,510

4,5

13,5

2,7015

Pb

217,0

1,05

4,5

13,5

1,7014

Supriyanto dkk 233 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

Pada Tabel 1 disajikan data kondisioptimum masing-masing unsur, Tabel 2menunjukan linearitas kurva kalibrasi masing­masing unsur dan batas deteksi unsur,sedangkan pada Tabel 3 disajikan datakepekaan dan presisi alat uji AAS denganmetode nyala.

Tabel 2. Linearitas Konsentrasi Standar dan Batas

Deteksi Cd, Co, Cr, dan Pb

SEMINAR NASIONAL II

SDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006

ISSN 1978-0176

kepekaan dan presisi yang masih berada dibawah batas persyaratan.

Tabel3. Data Kepekaan dan Presisi Alat Uji AAS

No ParameterCu (2ppm)1

Kepekaan,ppm0,019Syarat acuan, ppm

0,0402

Presisi, % 0,65Slarat acuan, %

1,0

Pada Tabel 1 dan 2 masing-masingdisajikan kondisi optimum analisis, linearitaskonsentrasi dan batas deteksi unsur Cd, Co, Cr,dan Pb. Kondisi optimum analisis diperolehdengan mengukur serapan yang optimum padapanjang gelombang maksimum dari masing­masing unsur pada setiap perubahan parameterlebar celah, arus lampu, laju alir cuplikan danasetilen, dan tinggi pembakar. Linearitaskonsentrasi menunjukan daerah kerja yangoptimum masing-masing unsur, dan batasdeteksi diperoleh berdasarkan perhitunganstatistik dari kurva kalibrasi masing-masingunsur.

Pada Tabel 3 disajikan data kepekaan danpresisi yang menunjukan validasi alat uji(AAS). Harga kepekaan alat uji diperolehdengan mengukur serapan larutan standar Cukonsentrasi 2 ppm dengan 3 kali pengukuran.Berdasarkan data serapan yang diperolehdihitung kepekaan alat uji (S) dengan formula S= 0,0044 (CI/AI), CI dan Al masing-masingadalah konsentrasi dan serapan standar Cu yangdipilih. Nilai presisi alat uji (s) diperolehdengan mengukur serapan larutan standar Cukonsentrasi 2 ppm dengan 6 kali pengukuran.Berdasar data serapan yang diperoleh, dihitungpresisi alat uji (s) dengan formula s = (A-B) x

0,40, dengan A adalah nilai serapan tertinggidan B adalah nilai serapan terendah dari 6 nilaisera pan yang diperoleh. Berdasarkanperhitungan diperoleh data kepekaan dan presisialat uji SSA masing-masing 0,019 ppm dan0,65 % (Tabel 3). Berdasarkan data tersebut,alat uji SSA masih layak digunakan dengan

UnsurCd

Co

CrPb

Linearitas(ppm)0,05-0,250,2-1,01,0-5,00,5-2,5

Batas Deteksi(ppm)0,020,020,030,18

Parameter lain yang menentukankeakuratan hasil yang diperoleh adalahpengambilan cuplikan (sampling). Kandunganlogam-logam berat dalam berbagai badan airberbeda-beda, sehingga dalam pengambilancuplikan diperlukan variabel pengambilancuplikan, Dalam penelitian ini pengambilancuplikan hanya berdasarkan variabeltempat/daerah pengambilan cuplikan. Tempatatau daerah pengambilan cuplikan mengacupada pedoman sampling dari Bapedalda DaerahIstimewa Y ogyakarta, mulai dari daerah sumbermata air sungai Code yaitu daerah Boyong,Sleman, daerah Gondolayu, Jembatan Tungkakmasing-masing daerah perkotaan, dan daerahhilir yaitu Jembatan Pacar Wonokromo, Bantul.

Pada Tabel 4 disajikan rerata kadarlogam-logam berat Cd, Co, Cr, dan Pb dalamcuplikan air sungai Code berdasarkanperbedaan tempat pengambilan cuplikan.Berdasarkan Tabel 4 rerata kadar Cd, Co, Cr,dan Pb menunjukan perbedaan yang nyata biladitinjau dari daerah pengambilan cuplikan.Rerata kadar Cd, Co, Cr, dan Pb cenderungmeningkat apabila dibandingkan dari daerahhulu sungai (daerah Boyong). Peningkatanrerata kadar Cd, Co, Cr, dan Pb dalam cuplikanair sungai Code setelah melalui daerahperkotaan dapat disebabkan karena adanyaaktivitas penduduk di daerah perkotaan,keberadaan rumah sakit, dan berbagai industri.Berdasarkan hal tersebut membuktikan bahwa

sungai Code yang masuk melewati daerahperkotaan tercemar logam-Iogam berat,sedangkan keberadaan logam berat Cd, Co, Cr,dan Pb di daerah pengambilan cuplikan dekatdengan mata air (daerah Boyong), menunjukanbahwa pencemaran logam-logam berat terjadisecara alamiah seperti pengikisan batuan­batuan mineral dan partikel-partikellogam yangada di udara akibat adanya hujan.

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 234 Supriyanto dkk

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGY AKART A, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Tabel4. Rerata Kadar Cd, Co, Cr, dan Pb Dalam Cuplikan AirSungai Code Berdasarkan Letak Pengambi1an

Lokasi

Boyong

Gondolayu

TungkakPacar

Kadar Cd

~0,074±0,0020,276±0,0020,221±0,0110,218±0,001

Kadar Co

~2,80±0,018,80±0,025,40±0114,60±0,03

Kadar Cr

~2,80±0,00716,00±0,13135,00±1,2112,80±0,01

Kadar Pb

~7,40±0,0713,40±1,0113,40±0,1212,00±0,41

Berdasarkan data pada Tabe14, di daerahGondolayu (daerah perkotaan) kadar logam­logam berat Cd, Co, dan Pb lebih tinggidibandingkan daerah yang lain. Hal ini terjadimengingat didaerah Gondolayu termasukdaerah perkotaan disamping kepadatanpenduduk, daerah Gondolayu relatif dekatdengan pembuangan limbah dari RS. Sardjito,RS. Panti Rapih, dan RS. Bethesda. Kadar Cr didaerah Tungkak lebih tinggi dibanding daerahyang lain, hal ini terjadi mengingat daerahTungkak relatif dekat dengan industripenyamakan kulit.

Berdasarkan data pada Tabel 4, kadar Cd,Co, Cr, dan Pb dalam cuplikan air sungai Codeyang diperoleh apabila dibandingkan denganPeraturan Pemerintah No. 82 Tahun 2001[5]

tentang kualitas air sungai belum melampauibatas maksimum yang diijinkan. Batasmaksimum kadar Cd, Co, Cr, dan Pb yangdiijinkan masing-masing adalah 0,01 ppm, 0,2ppm, 0,05 ppm dan 0,03 ppm.

KESIMPULAN

Berdasarkan data-data hasil perhitungan,dapat disimpulkan bahwa terjadi peningkatankadar logam berat Cd, Co, Cr, dan Pb mulaidari daerah hulu yaitu daerah dekat sumbermata air sungai Code (Boyong), daerahperkotaan (Gondolayu dan Tungkak) sampaidaerah hilir (pacar, Wonokromo).

Berdasarkan perhitungan, dan sesuaidengan Peraturan Pemerintah No 82 Tahun2001 rerata kadar logam-logam berat Cd, Co,Cr, dan Pb di daerah dekat mata air sungaiCode (daerah Boyong) sampai daerah hilir(Pacar) yang diperoleh masih berada di bawahbatas maksimum yang diijinkan.

DAFT AR PUST AKA

1. PALAR H., 1994, Pencemaran dan ToksilwlogiLogam Berat, Rineka Cipta, Jakarta.

2. DARMONO, 1995, Logam Dalam SistemBiologi, VI Pers, Jakarta,

3. VAN LOON, J.C., 1980, Analytical AtomicAbsorption Spectroscopy Selected Methods,Academic Press, New York.

4. Anonim, 1979, American Society for Testing andMaterials, ASTM E 663-78.

5. Anonim, 2001, "Peraturan Pemerintah RepublikIndonesia Nomor 82 Tahun 2001 TentangPengelolaan Kualitas Air dan PengendalianPencemaran Air", Jakarta.

TANYAJAWAB

Pertanyaan :

1. Dari abstrak anda dijelaskan bahwakonsentrasi Cd, Co, Cr dan Pb setelahmemasuki daerah perkotaan mengalamipeningkatan. Berapa perbedaan konsentrasisebelum dan sesudah memasuki daerah

perkotaan ? Jelaskan ! (Tommy Hutabarat)2. Mengapa yang dievalusi logam berat Cd,

Co, Cr dan Pb padahal logam-logam beratyang lain dan bersifat toksik banyak ?

3. Dalam 1 tahun dilakukan berapa kalievalusi ? (Sunardi)

4. Bagaimana cara sampling yang baik ? (IdaYusnaini)

Jawaban :

1. Seperti pada table 4. rerata kadar Cd, Co, crdan Pb dalam cuplikan air sungai Code,kadar logam tersebut naik signifikan mulaidari daerah boyong (daerah pembanding)

Supriyanto dkk 235 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

untuk masing-masing unsure sampai masukdaerah kota I (Gondolayu) Kota II, Kota III.

2. Kadar logam-Iogam berat Cd, Co, Cr danPb dalam air sungai Code diperlukan.Terutama Pb, mengingat analisis Pb denganAAN tidak dapat dilakukan maka logam­logam berat tersebut masuk dalam kategoriB3 (berat, berbahaya, beracun)

3. Evalusi dilakukan 2 kali pada musimkemarau dan musim hujan.

4. Untuk sampling air sungai, kita perhatikanlebar sungai, diambil daerah pinggir kiri,tengah dan pinggir kanan. Waktu samplingsebaiknya pagi dan sore hari. Menggunakanwater sampler.

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 236 Supriyanto dkk