Upload
doantuong
View
239
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
VALIDASI METODE ANALISIS LOGAM Mn
DALAM SEDIMEN SUNGAI KALIGARANG
DENGAN ICP-OES DAN GFAAS
Skripsi
Disusun sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
Program Studi Kimia
oleh
Afria Wulan Prihatin
4311412068
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2016
ii
PERNYATAAN
Saya menyatakan bahwa skripsi ini bebas plagiat, dan apabila di kemudian hari
terbukti terdapat plagiat dalam skripsi ini, maka saya bersedia menerima sanksi
sesuai peraturan perundang-undangan.
Semarang, Juni 2016
Afria Wulan Prihatin
NIM. 4311412068
iii
PERSETUJUAN PEMBIMBING
Skripsi ini telah disetujui oleh pembimbing untuk diajukan ke sidang
Panitian Ujian Skripsi Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Negeri Semarang.
Semarang, Mei 2016
Pembimbing I Pembimbing II
Agung Tri Prasetya, S.Si, M.Si Dra. Woro Sumarni, M.Si
196904041994021001 196507231993032001
iv
PENGESAHAN
Skripsi yang berjudul
Validasi Metode Analisis Logam Mn dalam Sungai Kaligarang dengan ICP-
OES dan GFAAS
disusun oleh
Afria Wulan Prihatin
4311412068
telah dipertahankan di hadapan sidang Panitia Ujian Skripsi FMIPA UNNES pada
tanggal 15 Juni 2016.
Panitia:
Ketua Sekretaris
Prof. Dr. Zaenuri, S.E, M.Si,Akt Dr. Nanik Wijayati, M.Si
NIP. 196412281988031001 NIP. 196910231996032002
Penguji 1
Dr. Sri Wardani, M.Si
NIP. 195711081983032001
Penguji 2 Penguji 3
Dra. Woro Sumarni, M.Si Agung Tri Prasetya, S.Si, M.Si
NIP. 196507231993032001 NIP. 196904041994021001
v
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
Motto
Pendidikan mempunyai akar yang pahit namun buahnya manis. (Aristoteles)
Apapun yang ada di depanmu, hadapilah dengan percaya diri dan jangan pernah
mundur. (Tamdjo, Kakek)
The mistakes are proof that you are trying.
Everybody is a genius. But, if you judge a fish by its ability to climb a tree, it will
spend its whole life believing that it is stupid. (Albert Einstein)
Persembahan
Untuk kedua orang tua, kakek dan nenek, Bapak dan Ibu Dosen, dan Prodi Kimia
Jurusan Kimia FMIPA Unnes
vi
Prakata
Syukur alhamdulillah penulis ucapkan kepada Allah SWT atas limpahan
rahmad dan petunjuknya sehingga penulis dapat menyusun skripsi yang berjudul
“Validasi Metode Analisis Logam Mn dalam Sedimen Sungai Kaligarang dengan
ICP-OES dan GFAAS”. Skripsi ini disusun sebagai syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Sains pada Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Negeri Semarang.
Terselesaikannya skripsi ini tak lepas dari campur tangan beberapa pihak
yang turut serta membantu serta membimbing penulis selama penelitian
sampai dengan tersusunnya skripsi ini. Oleh karena itu, penulis bermaksud
ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Rektor Universitas Negeri Semarang.
2. Dekan FMIPA Universitas Negeri Semarang.
3. Ketua Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Semarang
4. Agung Prasetya, S.Si, M.Si selaku dosen pembimbing yang senantiasa
memberikan ilmu, arahan, bimbingan, semangat dan doa selama penyusunan
skripsi ini
5. Dra. Woro Sumarni, M.Si selaku dosen pembimbing kedua yang senantiasa
memberikan arahan, bimbingan, kritik dan saran yang sangat berguna untuk
penyelesaian skripsi ini.
6. Dr. Sri Wardani, M.Si selaku dosen penguji utama yang telah memberikan
arahan, bimbingan, kritik dan saran yang sangat berguna untuk penyelesaian
skripsi ini.
7. Bapak dan Ibu dosen Jurusan Kimia FMIPA Unnes yang telah memberikan
bekal ilmu kepada penulis selama menempuh studi.
8. Kepala Laboratorium FMIPA Unnes dan Laboratorium BBTPPI Semarang
yang telah memberikan izin penelitian dan fasilitas; serta para teknisi
laboratorium yang telah membantu penulis selama penelitian.
vii
9. Kedua orang tua dan keluarga yang selalu memberikan dukungan dan doa; para
sahabat terbaik Aan, Ittaqa, Dhewi, Tari, Hani, Solikhah, Tari dan rombel 2
Kimia 2012.
10. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam penyusunan skripsi ini.
Demikian ucapan terima kasih penulis semoga semua kebaikan yang telah
dilakukan mendapatkan balasan dari Allah SWT. Semoga Skripsi ini dapat
bermanfaat bagi semua pihak.
Semarang,zczczczczczc
Penulis
viii
ABSTRAK
Prihatin, Afria Wulan. 2016. Validasi Metode Analisis Logam Mn dalam Sedimen
Sungai Kaligarang dengan ICP-OES dan GFAAS. Skripsi, Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Semarang.
Pembimbing Agung Tri Prasetya, S.Si, M.Si. Pembimbing pendamping Dra.
Woro Sumarni, M.Si.
Kata kunci: Validasi Metode, Logam Mn, Sedimen sungai, ICP-OES, GFAAS.
Telah dilakukan validasi metode analisis logam Mn dalam Sungai Kaligarang
dengan Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrophotometer (ICP-
OES) dan Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrophotometer (GFAAS).
Sungai Kaligarang merupakan sungai terbesar di Semarang dan banyak industri
yang membuang limbahnya ke sungai tersebut. Penelitian meliputi uji linearitas,
LoD, LoQ, presisi, dan akurasi dari ICP-OES dan GFAAS pada analisis kadar
logam Mn dalam sedimen Sungai Kaligarang. Perbandingan hasil uji validasi
analisis menggunakan ICP-OES dan GFAAS berturut-turut adalah sebagai berikut:
linearitas 0,9986 dan 0,989; LoD 0,636 mg/L dan 0,2607 μg/L; LoQ 2,12 mg/L
dan 0,8689 μg/L; presisi 0,999% dan 17,27%; rata-rata akurasi 85,46% dan
10,07%. Hasil tersebut menunjukkan bahwa limit deteksi GFAAS lebih baik
dibandingkan ICP-OES namun linearitas, presisi, dan akurasi ICP-OES lebih baik
dibandingkan GFAAS. Sehingga dapat disimpulkan bahwa ICP-OES lebih cocok
digunakan untuk analisis logam Mn dalam sedimen dibandingkan dengan GFAAS.
Untuk meningkatkan kevalidan analisis dengan GFAAS, maka perlu dilakukan
pre-treatment untuk menstabilkan pengukuran.
ix
ABSTRACT
Prihatin, Afria Wulan. 2016. Method Validation of Mn Metal Analysis in
Kaligarang river sediment using ICP-OES and GFAAS. Minithesis, Chemistry
Department Fakulty of Mathematics and Natural Sciences Semarang State
University. Supervisor Agung Tri Prasetya, S.Si, M.Si. Secondary Supervisor
Dra. Woro Sumarni, M.Si.
Keywords: method validation, Mn metal, river sediment, ICP-OES, GFAAS.
Method validation of Mn analysis in Kaligarang river have been carried out using
Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrophotometer (ICP-OES) dan
Graphite Furnice Atomic Absorption Spectrophotometer (GFAAS). Kaligarang
river is the largest river in Semarang which is many industries that throw waste
into the river. The studies include testing of linearity, LoD, LoQ, precision, and
accuracy of ICP-OES and GFAAS on analysis of Mn level in Kaligarang river
sediment. Comparison of the results of the validation test analysis using ICP-OES
and GFAAS respectively are as follows: the linearity are 0.9986 and 0.989; LoD
0,636 mg/L and 0,2607 μg/L; LoQ 2,12 mg/L and 0,8689 μg/L; precision 0,999%
and 17.27%; mean of accuracy 85,46% and 10,07%. These results indicate that
GFAAS detection limit is smaller than ICP-OES however linearity, precision, and
accuracy of ICP-OES better than GFAAS. It can be concluded that the ICP-OES is
more suitable for the analysis of Mn metals in sediments than GFAAS. To increase
the validity of the analysis by GFAAS, it is necessary the pre-treatment to stabilize
the measurement.
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN ............................................................. ii
PERSETUJUAN PEMBIMBING ....................................................................... iii
PENGESAHAN ................................................................................................... iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN .......................................................................... v
PRAKATA .......................................................................................................... vi
ABSTRAK ........................................................................................................ viii
ABSTRACT .......................................................................................................... ix
DAFTAR ISI ........................................................................................................... x
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xiv
BAB
1. PENDAHULUAN .............................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................ 8
1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................................... 9
1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................................ 9
2. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... 10
2.1 Mangan (Mn) .............................................................................................. 10
2.2 Sedimen ...................................................................................................... 13
2.3 ICP-OES ..................................................................................................... 17
2.4 GFAAS ....................................................................................................... 22
2.5 Validasi Metode Analisis ........................................................................... 29
2.5.1 Uji Linearitas ...................................................................................... 30
2.5.2 LoD ..................................................................................................... 30
2.5.3 LoQ ..................................................................................................... 31
2.5.4 Uji Presisi ........................................................................................... 32
2.5.5 Uji Akurasi .......................................................................................... 33
2.6 Uji t ............................................................................................................. 35
3. METODE PENELITIAN ................................................................................. 36
3.1 Lokasi Penelitian ....................................................................................... 36
3.2 Variabel Penelitian .................................................................................... 36
3.2.1 Variabel Bebas ................................................................................... 36
3.2.2 Variabel Terikat .................................................................................. 36
3.2.3 Variabel Terkendali ............................................................................ 36
3.3 Alat dan Bahan .......................................................................................... 37
3.4 Cara Kerja ................................................................................................. 37
3.4.1 Pengambilan Sampel .......................................................................... 37
3.4.2 Preparasi Sampel ................................................................................ 38
3.4.3 Pembuatan Larutan Induk Mn 1000 ppm ........................................... 38
3.4.4 Pembuatan Larutan Baku Mn 100 ppm .............................................. 39
3.4.5 Pembuatan Larutan Standar Mn ......................................................... 39
xi
3.4.6 Validasi Metode Analisis ..................................................................... 39
3.4.5.1 Uji Pendahuluan ........................................................................ 39
3.4.5.2 Uji Linearitas ............................................................................ 40
3.4.5.3 Uji LoD dan LoQ ...................................................................... 41
3.4.5.4 Uji Presisi .................................................................................. 41
3.4.5.5 Uji Akurasi ................................................................................ 41
4. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................ 43
4.1 Preparasi Sampel ....................................................................................... 43
4.2 Uji Validasi Metode ICP-OES dan GFAAS ............................................ 45
4.2.1 Uji Linearitas ...................................................................................... 46
4.2.2 Penentuan LoD dan LoQ .................................................................... 49
4.2.3 Uji Presisi ........................................................................................... 54
4.2.4 Uji Akurasi ......................................................................................... 58
4.3 Uji t .......................................................................................................... 65
5. PENUTUP ........................................................................................................ 67
5.1 Simpulan .................................................................................................... 67
5.2 Saran .......................................................................................................... 68
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 69
LAMPIRAN .......................................................................................................... 73
xii
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
4.1 Hasil pengukuran larutan standar ICP-OES .................................................... 46
4.2 Hasil pengukuran larutan standar GFAAS .................................................... 48
4.3 Nilai LoD dan LoQ dari ICP-OES ................................................................ 50
4.4 Nilai LoD dan LoQ dari GFAAS ................................................................. 50
4.5 Hasil uji presisi ICP-OES .............................................................................. 55
4.6 Hasil uji presisi GFAAS ................................................................................ 56
4.7 Hasil uji akurasi ICP-OES .............................................................................. 58
4.8 Hasil uji akurasi GFAAS .............................................................................. 59
4.9 Program Pemanasan untuk melapisi dinding tungku grafit dengan tungsten
carbide .......................................................................................................... 62
4.10 Program pemanasan untuk mengoptimalkan analisis Mn dengan sodium
tungsten modifier ............................................................................................ 63
4.11 Hasil uji t ...................................................................................................... 65
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1 Skema alat GFAAS ......................................................................................... 24
2.2 Tahapan temperatur furnace dalam GFAAS.................................................... 25
4.1 Kurva kalibrasi hasil pengukuran dengan ICP-OES ....................................... 47
4.2 Kurva kalibrasi hasil pengukuran dengan GFAAS ......................................... 48
4.3 Limit deteksi, limit kuantitasi, dan daerah kerja ICP-OES pada analisis Mn
dalam sedimen Sungai Kaligarang .................................................................. 52
4.4 Limit deteksi, limit kuantitasi, dan daerah kerja GFAAS pada analisis Mn
dalam
sedimen Sungai Kaligarang ............................................................................ 52
4.5 Limit deteksi beberapa metode analisis .......................................................... 53
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1. Skema kerja penelitian .............................................................................. 73
2. Perhitungan pembuatan larutan ................................................................. 78
3. Analisis data .............................................................................................. 79
4. Dokumentasi penelitian ............................................................................. 88
5. Denah lokasi pengambilan sampel ............................................................ 90
6. Tabel t ........................................................................................................ 91
7. Data hasil analisis ICP-OES ..................................................................... 92
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi
berdampak pesat pula pada kemajuan kehidupan masyarakat. Hal ini ditunjukkan
dengan semakin banyaknya industri yang berkembang di masyarakat. Berbagai
macam industri yang bermunculan tersebut dapat mengakibatkan bertambahnya
tingkat pencemaran lingkungan, diantaranya pencemaran sungai. Pencemaran
yang ditimbulkan bervariasi, mulai dari limbah organik hingga akumulasi logam
berat pada sedimen sungai maupun biota air yang hidup dalam sungai tersebut.
Salah satu sungai besar yang ada di Semarang adalah Sungai Kaligarang, dimana
sungai tersebut seringkali dijadikan sebagai tempat pembuangan.
Sungai Kaligarang merupakan sungai terbesar di kota Semarang yang
memiliki hulu di gunung Ungaran dan hilir di pantai Laut Jawa (Sucipto, 2008).
Alirannya membentang di sepanjang daerah Ungaran, Jembatan Kradenan, Tugu
Soeharto, jalan Panjangan, muara dari Pasar Sampangan, muara dari Pasar BK
dan Kimia Farma, sebelum pabrik Semarang Makmur, sebelum PDAM kota
Semarang, Petompon Semarang, dan Pleret Lemah Gempal Semarang.
Berdasarkan informasi dari Bapedal Provinsi Jawa Tengah (2008) ada sembilan
pabrik yang membuang limbahnya ke Sungai Kaligarang, yaitu sebuah pabrik
ubin, dua pabrik tekstil, sebuah pabrik pipa, pabrik minyak goreng dan kosmetik,
2
pabrik farmasi, pabrik keramik, pabrik baja siku, dan sebuah pabrik seng (Yulianti
& Sunardi, 2010). Adanya berbagai kegiatan industri tersebut ikut berkontribusi
terhadap pencemaran Sungai Kaligarang karena sering kali industri-industri
tersebut membuang limbahnya ke sungai. Pencemaran sungai oleh pengolahan
limbah yang tidak sempurna dari masing-masing industri dapat menyebabkan
keracunan pada ikan dan biota air lainnya. Hal yang paling mengkhawatirkan
adalah limbah yang mengandung logam berat yang pada akhirnya akan sampai
pada manusia.
Logam berat adalah unsur yang mempunyai densitas >5 g/cm3 dalam air
laut, logam berat terdapat dalam bentuk terlarut dan tersuspensi. Selain bersifat
racun, logam berat juga terakumulasi dalam ikan dan biota air melalui proses
biokonsentrasi, bioakumulasi, dan biomagnifikasi oleh biota laut (Fitriyah, 2007).
Peningkatan kadar logam berat dalam perairan akan mengganggu ekosistem biota
air dan dapat pula sampai ke manusia melalui rantai makanan. Logam berat yang
masuk ke dalam tubuh hewan umumnya tidak dikeluarkan lagi dan akan
menumpuk dalam tubuh mereka. Akibatnya, logam-logam ini akan terus ada di
sepanjang rantai makanan dan pada akhirnya sampai ke tubuh manusia. Hal ini
disebabkan karena predator pada satu trofik level memakan mangsa mereka dari
trofik level yang lebih rendah yang telah tercemar (Hutabarat & Evans, 1986).
Darmono (1995) mengungkapkan bahwa toksisitas logam berat pada
manusia dapat menyebabkan timbulnya kerusakan jaringan, terutama jaringan
detoksikasi dan ekskresi (hati dan ginjal). Beberapa logam mempunyai sifat
karsinogenik (pembentuk kanker), maupun teratogenik (perkembangan sel yang
3
tidak normal). Pencemaran logam berat di perairan dapat berasal dari kegiatan
alam maupun industri. Secara alamiah pencemaran logam berat dapat diakibatkan
adanya pelapukan batuan pada cekungan perairan atau adanya kegiatan gunung
berapi (Connel et al., 1995 dalam Gultum, 2014).
Yulianti & Sunardi (2010) mengemukakan bahwa air Sungai
Kaligarang mengandung logam berat. Berbagai jenis logam berat, seperti
Besi (Fe), Seng (Zn), Mangan (Mn), Tembaga (Cu) ditemukan dalam jumlah
yang bervariasi pada semua sampel air yang diambil, meskipun tidak semua
keberadaan logam berat melebihi baku mutu air minum. Sedangkan menurut
Dewi et al. (2014) sungai Kaligarang terkontaminasi oleh logam berat Cd,
Pb, Hg, Fe, Mn, dan Cu pada perairan maupun sedimennya.
Kandungan logam berat dalam sedimen cenderung tinggi karena sifat
logam berat di perairan yang mengendap dalam jangka waktu tertentu dan
kemudian terakumulasi di dasar perairan (Palar, 1994). Mance (1978) dalam
Firmansyah (2013) juga mengatakan bahwa secara normal, kandungan logam
berat dalam sedimen akan lebih tinggi dibanding perairannya, di samping
karena logam berat tersebut secara alami terdapat di batuan sedimen, juga karena
sifat sedimen yang lebih stabil dan cenderung menangkap logam berat yang
masuk ke perairan.
Pada umumnya logam berat yang terakumulasi pada sedimen tidak terlalu
berbahaya bagi makhluk hidup di perairan, tetapi oleh adanya pengaruh kondisi
akuatik yang bersifat dinamis seperti perubahan pH akan menyebabkan logam
yang terendapkan dalam sedimen terionisasi ke perairan. Hal inilah yang
4
merupakan bahan pencemar dan akan memberikan sifat toksik terhadap organisme
yang hidup bila jumlahnya berlebihan dan akan membahayakan kesehatan
manusia yang mengkonsumsi organisme tersebut (Siaka, 1998). Salah satu logam
berat yang terkandung dalam Sungai Kaligarang yang juga memiliki dampak
negatif bagi manusia adalah Mangan (Mn).
Mangan (Mn) termasuk logam berat dan sangat rapuh tetapi mudah
teroksidasi. Konsentrasi Mn di dasar perairan sekitar 60% lebih besar daripada
konsentrasinya di daratan. Keberadaan Mn tersebar secara luas di tanah, sedimen
air, dan material biologis (Siegel, 2000). Mangan termasuk unsur esensial bagi
manusia dan spesies lain dari kingdom animalia untuk proses metabolisme
layaknya peran Mn pada tumbuhan, namun keberadaan Mn pada level yang tinggi
dapat mengakibatkan keracunan (Gabriella, 2008).
Logam Mn termasuk dalam logam berat yang memiliki tingkat toksisitas
rendah (Siaka, 1998). Berdasarkan Peraturan pemerintah No. 82 tahun 2000,
diketahui bahwa konsentrasi Mn yang dianjurkan dalam air yang digunakan untuk
memenuhi kebutuhan sehari-hari adalah kurang dari 0,5 mg/L (Gultum, 2014).
Meskipun tingkat toksisitasnya rendah, namun akumulasi logam Mn secara terus
menerus dalam jangka waktu yang lama dapat mengakibatkan dampak negatif
pada kesehatan manusia. Efek toksisitas logam Mn antara lain gangguan
kejiwaan, perlakuan kasar, kerusakan saraf, gejala kelainan otak serta tingkah laku
yang tidak normal (Palar, 1994). Toksisitas Mn sering terjadi karena pekerjaan
seseorang (misal, pengelas, penambang logam) dan melalui makanan yang
terkontaminasi Mn. Kedua hal tersebut dapat mengakibatkan gangguan pada
5
sistem saraf, paru-paru, hati, sistem reproduksi dan janin. Neurotoksisitas Mn
diakibatkan oleh akumulalsi logam Mn pada jaringan otak. Logam Mn dapat
terakumulasi dengan mudah pada jaringan otak, khususnya pada bagian basal
ganglia, dan dapat menyebabkan timbulnya suatu sindrom neurologi yang
menyerupai penyakit parkinson. Sindrom tersebut sering dijumpai pada pekerja
pertambangan, industri pembuatan baterai, pabrik baja dan besi serta otomotif
pesawat, dimana pekerjaan tersebut tidak lepas dari logam Mn sebagai salah satu
bahan utamanya. Selain itu, dosis Mn yang relatif tinggi dapat menyebabkan
replikasi DNA dan mutasi genetik pada mikroorganisme dan sel mamalia. Pada
sel mamalia, kelebihan Mn dapat merusak DNA dan kromosom. Keberadaan Mn
dalam jumlah besar dapat mengganggu fertilitas mamalia (Gabriella, 2008).
Kontaminasi Mn dalam makanan sebisa mungkin harus dicegah. Salah
satu upaya yang dapat dilakukan adalah dengan mengidentifikasi terlebih dulu
lingkungan tempat tinggal. Sungai merupakan faktor yang ikut menyumbangkan
kontaminasi Mn pada makanan, untuk itu perlu dilakukan analisis kandungan Mn
dalam Sungai Kaligarang, terutama dalam sedimennya.
Analisis secara kualitatif maupun kuantitatif logam Mn dalam sungai
dilakukan untuk mengetahui tingkat bahayanya. Pada proses analisis kadar logam
ada beberapa metode yang dapat dilakukan diantaranya dengan menggunakan
instrumen Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrophotometer
(ICP-OES) dan Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrophotometer
(GFAAS). ICP adalah sebuah teknik analisis yang digunakan untuk mendeteksi
trace metals dalam sampel lingkungan pada umumnya. Prinsip utama ICP dalam
6
penentuan elemen adalah pengatomisasian elemen sehingga memancarkan cahaya
panjang gelombang tertentu yang kemudian dapat diukur.
ICP-OES merupakan salah satu jenis ICP yang memanfaatkan plasma
sebagai sumber atomisasi dan eksitasi. Plasma adalah suatu gas terionisasi tinggi
yang terdiri atas campuran ion, atom, dan elektron. Keuntungan dari ICP-OES
dengan kemampuan mengidentifikasi dan mengukur semua unsur yang dianalisis
bersamaan, ICP cocok untuk mengukur konsentrasi semua unsur dari ultratrace
sampai ke tingkat komponen utama. Kelemahan dari ICP-OES adalah belum
mampu mengukur analit dengan konsntrasi kurang dari 0,1 ppb (Perkin-Elmer,
2008).
Sedangkan Graphite Furnace Atomic Absoprtion Spectrophotometer
(GFAAS) merupakan jenis spektrofotometer yang menggunakan tungku grafit
untuk menguapkan sampel. Secara singkat teknik ini didasarkan pada kenyataan
bahwa atom bebas akan menyerap cahaya pada frekuensi atau penjang gelombang
tertentu sehingga dapat disebut spektrometer penyerapan atom. Pada batas-batas
tertentu, jumlah cahaya yang dapat diserap secara linier berkorelasi dengan analit
yang hadir. Pada GFAAS, sampel ditempatkan dalam tabung grafit kemudian
dipanaskan dalam serangkaian langkah untuk menguapkan pelarut dan
mengatomkan komponen utama sampel. Semua analit dikabutkan (atomisasi) dan
atom akan tertahan dalam tabung (dan lintasan cahaya yang melewati tabung)
untuk jangka waktu yang lebih lama. Akibatnya, sensitivitas dan limit deteksinya
lebih tinggi bila dibandingkan dengan Flame Atomic Absorption
Spectrophotometer (FAAS). GFAAS memungkinkan penentuan kadar lebih dari 40
7
unsur dalam mikroliter sampel dengan limit deteksi 100 sampai 1000 kali lebih
baik daripada FAAS. Limit deteksi unsur Mn pada GFAAS adalah 0,005 μg/L dan
pada ICP-OES sebesar 0,1 μg/L (Perkin-Elmer, 2008). Keunggulan dari GFAAS
adalah limit deteksi yang baik sehingga memungkinkan untuk analisis analit
dengan konsentrasi terendah 0,01 μg/L. Sedangkan kelemahan dari GFAAS
adalah pre-treatment pada sampel maupun alat yang cukup sulit untuk
menghasilkan hasil analisis yang valid.
Tingkat kevalidan suatu metode dapat diketahui dengan melakukan uji
validasi terhadap metode tersebut. Validasi metode merupakan salah metode
yang cukup penting dalam suatu analisis, karena dapat membuktikan
kehandalan suatu metode dari suatu prosedur yang digunakan. Validasi metode
analisis logam dapat dilakukan dengan beberapa parameter, yaitu: uji akurasi
(ketepatan), uji presisi (sensitivitas), uji linieritas, Limit of Detection (LoD),
Limit of Quantitation (LoQ) (Aradea, 2014). Pada penelitian ini akan dilakukan
validasi metode analisis logam Mn dalam sedimen Sungai Kaligarang dengan
ICP-OES dan GFAAS. Tujuan dilakukannya validasi metode analisis adalah
membuktikan bahwa prosedur analisis yang dilakukan sesuai dengan tujuan yang
ingin dicapai dan menjamin bahwa prosedur penentuan kadar yang digunakan
dapat dipercaya hasil analisisnya. Pada penelitian alasan dilakukannya validasi
metode ICP-OES dan GFAAS adalah untuk mengetahui metode analisis yang
paling cocok untuk analisis logam Mn dalam Sungai Kaligarang. Parameter
validasi yang dilakukan adalah uji linearitas, batas deteksi (LoD) dan batas
8
kuantitasi (LoQ), presisi, dan akurasi. Selain itu juga akan dilakukan uji t
untuk mengetahui seberapa besar perbedaan diantara kedua metode tersebut.
Pada penelitian ini akan dilakukan validasi metode analisis logam mangan
dalam sedimen Sungai Kaligarang. Sebelumnya telah dilakukan uji pendahuluan
guna mengetahui keberadaan unsur-unsur yang terdapat dalam Sungai Kaligarang.
Uji pendahuluan dilakukan pada pertengahan bulan Desember 2014 dan pada uji
pendahuluan tersebut diketahui bahwa unsur mangan merupakan unsur yang
paling banyak diantara unsur-unsur lain dan konsentrasi mangan paling banyak
terdapat di km-6 (dihitung dari Tugu Soeharto). Oleh sebab itu unsur mangan
dipilih untuk dianalisis dengan ICP-OES dan GFAAS. Validasi metode ini
dilakukan antara ICP-OES dan GFAAS karena dari beberapa metode analisis, limit
deteksi GFAAS berada satu tingkat lebih baik dibandingkan dengan ICP-OES
(Perkin-Elmer, 2008), maka kedua metode tersebut dibandingkan satu sama lain.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang di atas, dapat dirumuskan beberapa
permasalahan yaitu :
1. Bagaimana perbandingan validitas (linearitas, LoD, LoQ, akurasi, dan presisi)
metode analisis logam Mn dalam sedimen Sungai Kaligarang dengan ICP-OES
dan GFAAS?
2. Metode analisis manakah (ICP-OES atau GFAAS) yang paling cocok
digunakan untuk analisis logam Mn dalam sedimen Sungai Kaligarang ?
3. Berapa konsentrasi logam Mn dalam sedimen Sungai Kaligarang berdasarkan
metode yang valid ?
9
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini antara lain:
1. Mengetahui perbandingan validitas (linearitas, LoD, LoQ, akurasi, dan presisi)
metode analisis logam Mn dalam sedimen Sungai Kaligarang dengan ICP-OES
dan GFAAS.
2. Mengetahui metode analisis (ICP-OES atau GFAAS) yang paling cocok
digunakan untuk analisis logam Mn dalam sedimen Sungai Kaligarang .
3. Mengetahui konsentrasi logam Mn dalam sedimen Sungai Kaligarang
berdasarkan metode yang valid ?
1.4 Manfaat Penelitian
Dengan dilakukannya penelitian ini, diharapkan dapat :
1. Memberikan informasi tentang validitas (linearitas, LoD, LoQ, akurasi, dan
presisi) metode analisis logam Mn dalam sedimen Sungai Kaligarang dengan
ICP-OES dan GFAAS;
2. Memberikan informasi tentang metode analisis yang paling cocok (ICP-OES
atau GFAAS) untuk analisis logam Mn dalam sedimen Sungai Kaligarang;
3. Memberikan informasi mengenai kadar logam Mn dalam sedimen Sungai
Kaligarang berdasarkan metode yang valid.
10
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mangan (Mn)
Mangan (Mn) adalah metal kelabu-kemerahan. Mineral mangan tersebar
secara luas dalam banyak bentuk oksida, silikat, dan karbonat, dimana bentuk-
bentuk tersebut merupakan persenyawaan yang paling umum. Penemuan sejumlah
besar senyawa mangan di dasar lautan merupakan sumber mangan dengan
kandungan 24%, bersamaan dengan unsur lainnya dengan kandungan yang lebih
sedikit (Gultum, 2014).
Menurut Bahfie & Sungging (2012) mangan jarang ditemukan dalam
keadaan unsur bebas dan sering bercampur dengan besi, seperti mineral-mineral
lainnya. Sebagai unsur bebas, mangan adalah logam yang penting dalam
penggunaan campuran logam-logam di industri baja. Pada baja, mangan bersifat
dapat meningkatkan kualitas tempaan baik dari segi kekuatan, kekerasan, dan
kemampuan pengerasan.
Mangan bersifat metalik dengan titik leleh kira-kira 1244oC dan titik didih
1962oC. Pada keadaan murni, logam mangan bersifat keras, mudah patah, dan
berwarna putih perak. Mangan mudah teroksidasi oleh udara, bereaksi lambat
dengan air, dan membentuk berbagai macam senyawa dengan tingkat oksidasi
yang paling bervariasi yaitu dari +2 hingga +7. Karena tingkat oksidasinya sangat
bervariasi, unsur ini terdistribusi di dalam lebih dari tiga ratus macam mineral.
Mangan juga terdapat sebagai nodul, yaitu endapan mirip batuan dengan
11
komposisi kira-kira 15-30% Mn yang dalam bentuk oksidanya bersama-sama
dengan oksida-oksida Fe, Co, Cu, dan Ni. Nodul ini berupa butiran-butiran bola
dengan diameter beberapa milimeter sampai dengan 15 cm, dan terakumulasi
dalam dasar perairan biasanya lautan, yang terbanyak terdapat di daerah bagian
tenggara kepulauan Hawai (Sugiarto, 2003).
Mangan merupakan elemen penting untuk semua spesies makhluk hidup.
Beberapa organisme seperti diatom, moluska, dan spons mengakumulasi mangan
dalam tubuhnya. Ikan dapat mengakumulasi mangan dalam jaringan tubuhnya
hingga 5 ppm dan mamalia hingga 3 ppm, namun belum pernah ditemukan kadar
mangan dalam ikan maupun mamalia yang lebih dari 1 ppm. Mangan berperan
penting pada produksi besi dan baja. Industri baja tercatat menggunakan sekitar
85 s.d 90% total produksi mangan. Mangan merupakan komponen utama dari
stainless steel dan paduan aluminium tertentu. Mangan dioksida juga digunakan
sebagai katalis. Mangan digunakan pula sebagai dekolorisasi kaca. Kalium
permanganat merupakan oksidator kuat dan digunakan sebagai desinfektan.
Senyawa lain yang banyak dimanfaatkan adalah mangan dioksida (MnO2) yang
digunakan untuk pupuk dan keramik, serta mangan karbonat (MnCO3) yang
dimanfaatkan sebagai material awal untuk membuat senyawa mangan lainnya
(Gabriella, 2008).
Mangan ditemukan di alam dalam bentuk pyrolusite (MnO2), brounite
(Mn2O3), housmannite (Mn3O4), mangganite (Mn2O3.H2O), psilomelane
[(BaH2O)2.Mn5O10] dan rhodochrosite (MnCO3). Mangan merupakan salah satu
dari tiga elemen penting namun beracun, yang berarti bahwa unsur ini diperlukan
12
bagi manusia untuk bertahan hidup, tetapi juga beracun ketika konsentrasinya
terlalu tinggi dalam tubuh manusia (Gultum, 2014)
Penyerapan mangan oleh manusia terutama terjadi melalui makanan,
seperti ikan, bayam, teh, dan rempah-rempah. Bahan makanan lain yang
mengandung konsentrasi tinggi mangan adalah biji-bijian dan beras, kacang
kedelai, telur, minyak zaitun, kacang hijau, dan tiram. Dalam tubuh, mangan akan
diangkut melalui darah ke hati, ginjal, pankreas, dan kelenjar endokrin. Efek
kelebihan mangan terjadi terutama di saluran pernapasan dan di otak. Efek
toksisitas logam mangan (Mn) antara lain gangguan kejiwaan, perlakuan kasar,
kerusakan saraf, gejala kelainan otak serta tingkah laku yang tidak normal. Pria
yang terkontaminasi mangan dalam jangka waktu lama berpotensi menjadi
impoten (Gabriella, 2008)
Mangan adalah kation logam yang memiliki karakteristik kimia serupa
dengan besi. Mangan berada dalam bentuk manganous (Mn2+
) dan manganik
(Mn4+
). Pada perairan dengan kondisi anaerob akibat dekomposisi bahan organik
dengan kadar tinggi, Mn4+
pada senyawa mangan dioksida mengalami reduksi
menjadi Mn2+
yang bersifat larut. Mangan merupakan nutrien yang esensial bagi
tumbuhan dan hewan. Logam ini berperan dalam pertumbuhan dan proses
metabolisme, serta merupakan salah satu komponen penting pada sistem enzim
(Gultum, 2014).
Defisiensi mangan dapat mengakibatkan pertumbuhan terhambat, serta
sistem saraf dan proses reproduksi terganggu (Effendi, 2003). Toksisitas mangan
13
sudah dapat terlihat pada konsentrasi rendah. Berdasarkan Peraturan Pemerintah
No. 82 Tahun 2000, diketahui bahwa konsentrasi mangan yang dianjurkan dalam
air yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari adalah kurang dari 0,5
mg/L (Gultum, 2014).
Hewan yang kekurangan asupan mangan akan mengalami gangguan
pertumbuhan, gangguan pembentukan tulang, dan gangguan reproduksi. Namun,
dosis mangan yang terlalu tinggi bisa memicu masalah paru-paru, hati, gangguan
pembuluh darah, penurunan tekanan darah, kegagalan perkembangan janin, dan
kerusakan otak. Tes laboratorium pada hewan menunjukkan bahwa keracunan
mangan parah dapat menyebabkan perkembangan tumor. (Gultum, 2014)
Interferensi yang biasa terjadi saat pengukuran kadar mangan
menggunakan teknik atomic absorbtion adalah kehadiran silikon. Interferensi ini
dapat diatasi dengan penambahan CaCl2 0,2%. Kelebihan kadar yang besar dari
unsur lain juga dapat mengganggu sinyal mangan (misalnya kehadiran Fe 10.000
mg/L dapat meningkatkan sinyal Mangan sehingga hasil yang didapatkan tidak
sesuai dengan keadaan yang sebenarnya. Panjang gelombang logam Mn pada
AAS adalah 279,5 nm (Perkin-Elmer, 1996).
2.2 Sedimen
Cemaran logam berat yang berasal dari berbagai industri yang membuang
limbahnya ke Sungai Kaligarang akan terakumulasi pada air sungai, beberapa
organisme air (misal: kerang) dan sedimen. Namun sebagian besar logam berat
akan terakumulasi pada sedimen, hal ini dibuktikan dengan beberapa hasil
14
penelitian yang telah dilakukan menyatakan bahwa kandungan logam berat lebih
banyak terdapat pada sedimen. Seperti penelitian yang telah dilakukan oleh
Hidayat (2003) di pantai utara Kabupaten Pasuruan dan Probolinggo Jawa Timur
memperoleh hasil kandungan logam berat Cd dan Pb paling banyak terdapat pada
sedimen. Menurut Mulyanto (1992) logam berat pada sedimen tersebut
disebabkan karena aktifitas bakteri dan jamur, tetapi cenderung dilarutkan
kembali dalam bentuk ion. Setelah mengalami pengendapan, bahan organik dan
logam akan mengalami diagenesis, yaitu serangkaian proses yang terjadi dalam
suatu larutan yang meliputi pembentukan sedimen pada temperatur rendah,
melibatkan peningkatan bobot molekul dan hilangnya gugus fungsi, sehingga
terbentuklah logam berat pada sedimen perairan yang relatif stabil dan kurang
reaktif. Namun demikian mobilisasi dapat terjadi melalui proses mikrobial.
Logam berat terlarut dalam air akan berpindah ke dalam sedimen jika berikatan
dengan materi organik bebas atau materi organik yang meliputi permukaan
sedimen dan penyerapan langsung oleh permukaan partikel sedimen.
Kandungan logam berat yang menumpuk pada sedimen akan masuk ke
dalam sistem rantai makanan dan berpengaruh pada kehidupan organisme, seperti
penelitian tentang perbandingan unsur non esensial Cd, Hg dan Pb yang terdapat
dalam ikan dan sedimen dari Alaska dan California (Meador, 2005). Jika logam
yang terakumulasi hingga ambang batas dapat menimbulkan masalah bagi
kesehatan seperti mempengaruhi fungsi syaraf, merusak penglihatan,
pendengaran, kemampuan berbicara serta kehilangan koordinasi otak (Boaden,
1985).
15
Pada rantai makanan dimungkinkan terjadinya perpindahan logam berat
dari suatu makhluk hidup ke makhluk hidup lain yang mengkonsumsinya.
Proses sedimentasi sendiri adalah suatu proses pengendapan material yang
ditransport oleh media air, angin, es, atau gletser di suatu cekungan delta yang
terdapat di mulut-mulut sungai.
Baku mutu logam berat di dalam lumpur atau sedimen di Indonesia
belum ditetapkan, padahal senyawa-senyawa logam berat lebih banyak
terakumulasi dalam sedimen (karena proses pengendapan) yang terdapat
kehidupan biota dasar. Biota dasar yang resisten terhadap perubahan kualitas
lingkungan (tercemar oleh logam berat) dapat dijadikan sebagai indikator
pencemaran (Rochyatun et al., 2006)
Sedimen merupakan bahan atau partikel yang terdapat di permukaan bumi
(di daratan ataupun lautan) yang telah mengalami proses pengangkutan dari satu
tempat ke tempat lainnya. Air dan angin merupakan agen pengangkut yang utama.
Sedimen akan mengeras (membatu) menjadi batuan sedimen. Faktor-faktor yang
mengontrol terbentuknya sedimen adalah iklim, topografi, vegetasi dan juga
susunan yang ada dari batuan. Sedangkan faktor yang mengontrol pengangkutan
sedimen adalah air, angin, dan gaya gravitasi. Logam berat dapat terakumulasi
dalam lingkungan terutama ke dalam sedimen hal ini dipengaruhi oleh jenis
sedimen, dimana kandungan logam berat terdapat pada lumpur, lumpur berpasir,
dan sedimen berpasir. (Gultum, 2014)
Sedimen di dasar laut berasal dari berbagai sumber materi yaitu (Ward &
Stanley, 2004) yaitu:
16
(1) Sedimen Lithogenous, yaitu sedimen yang berasal dari erosi pantai dan
material hasil erosi daerah up land dan berasal dari pelapukan (weathering)
batuan dari daratan yang terbawa oleh aliran sungai (fluvial transport) dan
angin (Aeolian transport) yang masuk ke lingkungan laut. Material ini
dapat sampai ke dasar laut melalui proses mekanik, yaitu terbawa oleh arus
sungai atau arus laut dan akan terendapkan jika energi tertransforkan telah
melemah.
(2) Sedimen Hydrogenous, yaitu sedimen yang terbentuk karena adanya reaksi
kimia di dalam air laut dan membentuk partikel yang tidak larut dalam air
laut sehingga akan tenggelam ke dasar laut. Contoh dari sedimen jenis ini
adalah magnetit, phosphorit dan glaukonit.
(3) Sedimen Biogenous, yaitu sedimen yang berasal dari organisme laut yang
telah mati dan terdiri dari serpihan cangkang (shell) yang mengandung Ca,
Mg (calcareous) dan Si (siliceous).
(4) Sedimen Cosmogenous, yaitu sedimen yang berasal dari berbagai sumber
dan masuk ke laut melalui jalur media udara atau angin. Sedimen jenis ini
dapat bersumber dari luar angkasa, aktifitas gunung api atau partikel darat
yang terbawa angin.
Logam berat dapat terakumulasi dalam lingkungan terutama dalam
sedimen karena dapat terikat dengan senyawa organik dan anorganik melalui
proses adsorpsi dan pembentukan senyawa kompleks. Kandungan logam berat
pada sedimen umumnya rendah pada musim kemarau dan tinggi pada musim
penghujan. Penyebab tingginya kadar logam berat dalam sedimen pada musim
17
penghujan kemungkinan disebabkan oleh tingginya laju erosi pada permukaan
tanah yang terbawa ke dalam badan sungai.Sehingga sedimen dalam sungai yang
diduga mengandung logam berat akan terbawa oleh arus sungai menuju muara
dan pada akhirnya terjadi proses sedimentasi. (Gultum, 2014) . Mangan juga
termasuk logam berat yang mudah terakumulasi pada sedimen sungai sama seperti
logam berat lainnya. Mangan dalam sedimen berupa Mn2+
dan Mn4+
atau dalam
bentuk mineralnya seperti pyrolusite, mangganite, dan lain-lain (Gulltum, 2014).
2.3 Inductively Coupled Plasma Optical Emission
Spectrophotometer (ICP-OES)
Inductively Coupled Plasma (ICP) adalah sebuah teknik analisis yang
digunakan untuk deteksi dari trace metals dalam sampel lingkungan pada
umumnya. Prinsip utama ICP dalam penentuan elemen adalah pengatomisasian
elemen sehingga memancarkan cahaya panjang gelombang tertentu yang
kemudian dapat diukur. ICP-OES merupakan salah satu jenis ICP yang
memanfaatkan plasma sebagai sumber atomisasi dan eksitasi. Plasma adalah suatu
gas terionisasi tinggi yang terdiri dari campuran ion, atom, dan elektron.
Keuntungan dari ICP-OES dengan kemampuan mengidentifikasi dan mengukur
semua elemen yang diukur dengan bersamaan, ICP cocok untuk mengukur semua
konsentrasi elemen dari ultratrace sampai ke tingkat komponen utama, batas
deteksi pada umumnya rendah untuk sebagian besar elemen khas dengan rentang
dari 1 – 100 mg/L. ICP- OES adalah alat yang ampuh untuk penentuan logam
dalam berbagai matriks sampel yang berbeda. Pada teknik ini, sampel cairan yang
disuntikkan ke dalam frekuensi radio (RF) diinduksi plasma argon menggunakan
salah satu dari berbagai nebulizers. Sampel kabut mencapai plasma yang cepat
18
kering, menguap, dan energi melalui eksitasi tumbukan pada suhu tinggi.
Pengukuran elemen tunggal dapat dilakukan dengan efektif dan sederhana tabung
monokromator/kombinasi photomultiplier (PMT), dan penentuan multielement
simultan dilakukan hingga 70 elemen dengan kombinasi polikromator dan
detektor array.
ICP-OES adalah salah satu yang paling kuat dan populer diantara alat-alat
analisis untuk penentuan unsur trace dalam berbagai jenis sampel. Teknik ini
didasarkan pada emisi spontan dari foton dari atom dan ion dalam debit RF. Cair
dan gas sampel dapat disuntikkan langsung ke instrumen, sedangkan sampel padat
memerlukan ekstraksi atau destruksi asam sehingga analit dalam suatu larutan
dapat dianalisis. Larutan Sampel dikonversi menjadi aerosol dan diarahkan ke
saluran pusat plasma. ICP memiliki suhu sekitar 10.000 K, sehingga aerosol cepat
menguap. Unsur analit dibebaskan sebagai atom bebas dalam keadaan gas.
Eksitasi tumbukan lebih lanjut dalam plasma menanamkan energi
tambahan untuk atom, mempromosikan mereka ke keadaan tereksitasi. Energi
yang cukup dibutuhkan untuk mengubah atom menjadi ion dan kemudian
mempromosikan ion ke keadaan tereksitasi. Kedua spesies dalam keadaan
tereksitasi kemudian ke keadaan dasar melalui emisi foton. Foton memiliki energi
karakteristik yang ditentukan oleh struktur tingkat energi terkuantisasi untuk atom
atau ion. Dengan demikian panjang gelombang foton dapat digunakan untuk
mengidentifikasi elemen-elemen dari mana mereka berasal. Jumlah foton
berbanding lurus dengan konsentrasi unsur yang berasal dalam sampel.
19
Keuntungan utama dari analisis dengan ICP adalah sumber eksitasi
lainnya berasal dari kemampuan yang efisien dalam melakukan penguapan,
atomisasi, eksitasi, dan ionisasi untuk berbagai elemen dalam berbagai matriks
sampel. Hal ini terutama disebabkan oleh suhu tinggi, di zona pengamatan ICP
yaitu 6000-7000 K. Suhu ini jauh lebih tinggi daripada suhu maksimum api atau
tungku (3300 K). Suhu tinggi dari ICP juga membuatnya mampu menganalisis
unsur refraktori dan menjadikan ICP kurang rentan terhadap gangguan matriks.
Berikut ini adalah daftar beberapa karakteristik yang paling menguntungkan dari
ICP menurut Hou (2000):
(1) Suhu tinggi (7000-8000 K);
(2) Kerapatan elektron tinggi (1014-1016 cm-3
);
(3) Cukup besar tingkat ionisasi untuk banyak elemen;
(4) Kemampuan simultant multielement (lebih dari 70 elemen termasuk P dan
S);
(5) Emisi background rendah, dan gangguan kimia yang relatif rendah;
(6) Stabilitas tinggi menyebabkan akurasi dan presisi yang sangat baik;
(7) Batas deteksi yang sangat baik untuk sebagian besar unsur (0,1-100 μg/mL);
(8) Lebar linear dynamic range (LDR) empat sampai enam kali lipat;
(9) Berlaku untuk unsur-unsur refraktori;
(10) Analisis biaya efektif.
Di antara semua teknik spektrometri atom yang biasa digunakan, ICP-OES
adalah salah satu metode analisis dengan gangguan yang paling sedikit. Plasma
argon bersifat inert jika dibandingkan dengan reaktivitas kimia api. Suhu tinggi
20
plasma membantu mengurangi gangguan kimia. Suhu cukup tinggi untuk
memecah sebagian besar spesies menjadi atom atau ion untuk eksitasi dan emisi
berikutnya. Sebaliknya, dalam api suhu rendah, gangguan kimia dapat menjadi
masalah yang parah.
Prinsip umum dari alat ini adalah dengan mengukur intensitas
energi/radiasi yang dipancarkan oleh unsur-unsur yang mengalami perubahan
tingkat energi atom (eksitasi/ionisasi). Larutan sampel dihisap dan dialirkan
melalui tabung kapiler ke nebulizer. Nebulizer akan mengubah larutan sampel
menjadi bentuk aerosol yang diinjeksi oleh ICP. Pada temperatur plasma maka
sampel akan mengalami ionisasi dan eksitasi. Atom yang tereksitasi akan kembali
ke dalam keadaan awal (ground state) dan memancarkan sinar radiasi. Sinar
radiasi ini akan didispersi dengan komponen optik. Sinar yang terdispersi, secara
berurutan akan muncul pada masing-masing panjang gelombang unsur dan diubah
dalam bentuk sinyal listrik yang besarnya sebanding dengan sinar yang
dipancarkan oleh suatu unsur. Sinyal ini kemudian diperoses oleh bagian sistem
pengolahan data.
Berikut adalah Instrumentasi dalam ICP:
(1) Plasma
Plasma adalah sebuah gas terionisasi yang dihasilkan ketika obor dinyalakan
medan magnet yang kuat.
(2) Medan magnet
Medan magnet adalah medan vektor yang dapat memberikan suatu gaya
magnet pada muatan listrik bergerak dan pada dipol magnetik. Ketika
21
ditempatkan dalam medan magnet, magnet dipol cenderung untuk
menyelaraskan dengan medan magnet dari RF generator dihidupkan. Argon
gas yang mengalir melalui dinyalakan dengan satuan Tesla (biasanya sebuah
strip tembaga di luar tabung). Argon gas yang terionisasi dalam bidang ini
dan mengalir dalam suatu pola simetris rotationally ke arah medan magnet
kumparan RF. Yang stabil, suhu tinggi plasma sekitar 7000 K ini kemudian
dihasilkan sebagai hasil dari tumbukan inelastis dibuat antara atom argon
netral dan partikel bermuatan.
(3) Pompa peristaltik
Pompa peristaltik adalah jenis pompa perpindahan positif digunakan untuk
memompa berbagai cairan. Fluida yang terkandung dalam tabung fleksibel
yang dipasang di dalam casing pompa melingkar memberikan sebuah berair
atau sampel organik menjadi nebulizer.
(4) Nebulizer
Nebulizer berfungsi untuk mengubah cairan sampel menjadi aerosol.
(5) Spray chamber
Spray chamber berfungsi untuk mentransportasikan aerosol ke plasma, pada
spray chamber ini aerosol mengalami desolvasi atau volatisasi yaitu proses
penghilangan pelarut sehingga didapatkan aerosol kering yang bentuknya
telah seragam.
(6) RF generator
RF generator adalah alat yang menyediakan tegangan (700-1500 Watt)
untuk menyalakan plasma dengan Argon sebagai sumber gasnya. Tegangan
22
ini ditransferkan ke plasma melalui load coil, yang mengelilingi puncak dari
obor.
(7) Difraksi kisi
Dalam optik, kisi difraksi adalah komponen optik dengan pola yang teratur,
yang terbagi menjadi beberapa sinar cahaya perjalanan di arah yang berbeda
di mana ia dipisahkan menjadi komponen-komponen radiasi dalam
spektrometer optik. Intensitas cahaya kemudian diukur dengan
photomultiplier.
(8) Photomultiplier
Photomultiplier merupakan sebuah tabung vakum, dan lebih khusus lagi
phototubes, dan alat ini sangat sensitif terhadap detektor cahaya dalam
bentuk sinar ultraviolet, cahaya tampak, dan inframerah (Hou, 2000).
Walaupun ICP-OES memilkiki banyak keunggulan, namun masih terdapat
beberapa kelemahan. Salah satunya limit deteksi dari ICP-OES yang hanya bisa
mengukur sampai sekitar 100 ppb, di bawah konsentrasi itu ICP-OES belum
mampu membaca analit dalam sampel. Sampel yang rentang konsentrasi analitnya
di bawah daerah kerja dari ICP-OES dapat dianalisis menggunakan instrumen
lain, diantaranya GFAAS dengan limit deteksi hingga 0,001 ppb (Perkin-Elmer,
2008).
2.4 Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrophotometer
(GFAAS)
Metode Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrophotometer sering
kali digunakan untuk menentukan unsur tingkat ultra-trace (μg/L) dari berbagai
unsur dan dari berbagai sampel. GFAAS merupakan jenis spektrometer yang
23
menggunakan graphite tube untuk menguapkan sample. Secara singkat teknik ini
didasarkan pada kenyataan bahwa atom bebas akan menyerap cahaya pada
frekuensi atau penjang gelombang tertentu sehingga dapat disebut spektrometer
penyerapan atom. Pada batas-batas tertentu, jumlah cahaya yang dapat diserap
secara linier berkorelasi dengan analit yang hadir. Pada GFAAS, sampel
ditempatkan dalam tabung grafit kemudian dipanaskan dalam serangkaian
langkah untuk menguapkan pelarut dan mengatomkan komponen utama sampel.
Semua analit dikabutkan (atomisasi) dan atom akan tertahan dalam tabung (dan
lintasan cahaya yang melewati tabung) untuk jangka waktu yang lebih lama.
Akibatnya, sensitivitas dan limit deteksintya lebih tinggi bila dibandingkan
dengan FAAS. GFAAS memungkinkan penentuan kadar lebih dari 40 unsur dalam
mikroliter sampel dengan limit deteksi 100 sampai 1000 kali lebih baik daripada
FAAS. Limit deteksi unsur Mn pada GFAAS adalah 0,005 μg/L dan pada ICP-
OES sebesar 0,1 μg/L (Perkin-Elmer, 2008).
Spektrometri Serapan Atom (SSA) adalah teknik untuk mengukur jumlah
unsur kimia yang terkandung dalam sampel lingkungan dengan mengukur radiasi
yang diserap oleh analit yang ada dalam sampel. Hal ini dapat diketahui dengan
membaca spektrum yang dihasilkan ketika sampel tereksitasi dengan radiasi.
Atom menyerap sinar ultraviolet atau sinar tampak dan menyebabkan transisi ke
tingkat energi yang lebih tinggi. Metode serapan atom mengukur jumlah energi
dalam bentuk energi foton dari cahaya yang diserap oleh sampel. Sebuah detektor
mengukur panjang gelombang cahaya yang ditransmisikan oleh sampel, dan
membandingkannya dengan panjang gelombang yang awalnya melewati sampel.
24
Sebuah prosesor sinyal kemudian mengintegrasikan perubahan panjang
gelombang yang diserap, yang muncul dalam pembacaan sebagai puncak
penyerapan energi pada diskrit panjang gelombang. Energi yang dibutuhkan untuk
sebuah elektron meninggalkan atom dikenal sebagai energi ionisasi dan spesifik
untuk setiap unsur. Ketika sebuah elektron berpindah dari satu tingkat energi ke
yang lain dalam atom, foton dipancarkan dengan energi E. Atom dari unsur
memancarkan garis spektral karakteristik. Setiap atom memiliki pola tersendiri
yang berbeda dari panjang gelombang yang akan menyerap energi, karena
konfigurasi yang unik dari elektron di kulit terluarnya. Hal ini memungkinkan
analisis kualitatif sampel. Konsentrasi dihitung berdasarkan hukum Beer-Lambert.
Absorbansi berbanding lurus dengan konsentrasi analit yang diserap. Konsentrasi
biasanya ditentukan dari kurva kalibrasi yang diperoleh dengan menggunakan
konsentrasi standar diketahui. Namun, menerapkan hukum Beer-Lambert
langsung dalam AAS sulit karena variasi atomisasi efisiensi dari matriks sampel,
non-keseragaman konsentrasi dan panjang lintasan atom analit (dalam GFAAS)
(Garcia, 2008).
Berikut adalah skema alat GFAAS (Perkin-Elmer, 2012):
25
Gambar 2.1. Skema alat GFAAS
Spektrosmeter nyala api (FAAS) dan graphit furnace (GFAAS) telah
digunakan selama bertahun-tahun untuk analisis logam. Prosedur ini digunakan
lebih maksimal dalam bahan dan aplikasi lingkungan. Hal ini dikarenakan alat
tersebut mempunyai batas deteksi yang lebih rendah dan berlaku untuk unsur
kelumit di berbagai sampel.
Pada analisis GFAAS, Ada 5 tahap dasar yang terjadi saat analisis
berdasarkan kenaikan temperatur yang ditunjukkan oleh gambar di bawah ini:
Gambar 2.2 Tahapan Temperatur Furnace dalam GFAAS
(Filho dan Salazar, 2012)
Tahap pertama yaitu sampel diinjeksikan oleh automatic injector dan
program analisis mulai berjalan. Temperatur dari furnace perlahan naik sampai
tahap selanjutnya yaitu tahap pengeringan (dry). Pada tahap ini pelarut sampel
akan diuapkan, dan proses ini berlangsung agak lama sampai pelarut sampel
habis. Kemudian tahap selanjutnya adalah tahap pengabuan (ash). Pada tahap ini
temperatur furnace akan berangsur-angsur naik untuk menguapkan komponen-
26
komponen yang belum hilang pada tahap pengeringan. Setelah itu, temperatur
akan naik dengan cepat pada tahap atomisasi (atomize), berbeda dengan tahap-
tahap selanjutnya, gas inert, biasanya argon, ikut berperan dalam tahap ini
sehingga dapat memaksimalkan interaksi atom dengan electromagnentic lamp dan
dapat memaksimalkan absorbasi pengukuran. Terakhir adalah tahap pembersihan
(clean out) untuk membersihkan residu yang tertinggal akibat penggunaan suhu
yang tinggi. Setelah semua tahapan sudah terlewati, sistem akan melakukan
pendinginana (cool down) (Filho dan Salazar, 2012).
GFAAS memiliki beberapa keunggulan dari FAAS, diantaranya:
(1) Sampel yang dianalisis dapat berupa larutan, sluri, atau padatan.
(2) Mempunyai atomizer yang lebih efisien daripada FAAS dan dapat langsung
menerima jumlah sample yang sangat kecil. Hal ini juga berlaku untuk
unsur yang mudah teroksidasi. Sampel ditempatkan langsung ke dalam
tungku grafit dan tungku dipanaskan secara elektrik dengan beberapa tahap
untuk mengeringkan sampel, abu bahan organik, dan menguapkan atom
analit (Perkin-Elmer, 2008).
GFAAS telah digunakan terutama untuk analisis unsur dengan konsentrasi
rendah logam dalam sampel air. GFAAS juga dapat digunakan untuk menentukan
konsentrasi logam dalam tanah, tetapi preparasi sampel untuk logam dalam tanah
agak luas. Kecanggihan lain yang dimiliki GFAAS adalah mempunyai sejumlah
lampu sehingga mampu melakukan analisis lebih dari satu unsur secara
bersamaan dan otomatis. Selain berbagai keunggulan yang dapat dilakukan oleh
27
GFAAS, juga terdapat beberapa kelemahan di dalamnya. Pengukuran
menggunakan GFAAS juga masih bisa dipengaruhi oleh adanya interferensi.
Ada 3 macam gangguan (interferensi) dalam AAS secara umum:
(1) Gangguan Spektra
Gangguan spektra terjadi bila panjang gelombang dari unsur yang diperiksa
berhimpit dengan panjang gelombang dari atom atau molekul lain yang
terdapat dalam larutan yang sedang diperiksa. Jarak antara spektrum yang
satu dengan yang lain kurang dari 0,01 nm. Gangguan ini jarang dijumpai
pada AAS karena penggunaan sumber cahaya yang spesifik untuk unsur
yang bersangkutan (Roth & Blasvhke, 1988 dalam Dewi, 2011).
(2) Gangguan Fisika
Gangguan fisika dapat terjadi karena perubahan viskositas larutan yang
mempengaruhi kecepatan sampel menuju detektor dan konsentrasi sampel.
Oleh karena itu, sifat-sifat fisika zat yang diperiksa dan larutan pembanding
harus sama. Sifat ini dapat diperbaiki dengan menggunakan pelarut organik
sehingga sensivitas dapat dinaikkan 3 atau 5 kali bila dibandingkan dengan
pelarut air (Harmita, 2006 dalam Noriyanti, 2012)
(3) Gangguan Kimia
Gangguan kimia terbagi dua yaitu, gangguan kimia dalam bentuk uap dan
bentuk padat. Gangguan kimia biasanya memperkecil jumlah atom pada
level energi terendah (ground state). Dalam nyala, atom dalam bentuk uap
dapat berkurang karena terbentuknya senyawa seperti senyawa oksida atau
klorida. Dengan menggunakan nyala yang sesuai atau dengan
28
menambahkan unsur yang lebih mudah terionisasi dalam jumlah berlebih,
gangguan ini dapat dikurangi (Ebdon, 2006 dalam Noriyanti, 2012).
Gangguan bentuk padat disebabkan karena terbentuknya senyawa yang
sukar menguap atau sukar terdisosiasi dalam nyala. Hal ini terjadi pada saat
pelarut menguap meninggalkan partikel-partikel padat saat melewati nyala.
Gangguan padat dapat diatasi dengan mengubah kondisi nyala, misalnya dengan
menambah aliran bahan bakar atau menggunakan nyala dengan suhu yang lebih
tinggi, misalnya N2O-asetilen sehingga dapat memperkecil pembentukan oksida
yang stabil (Ebdon, 2006 dalam Dewi, 2011).
Layaknya interferensi yang terjadi pasa AAS secara umum, pada
pengukuran menggunakan GFAAS juga tak lepas dari beberapa gangguan yang
terjadi pada tiap tahap pengukurannya. Gangguan terbesar biasanya terjadi saat
proses pengabuan (ash) karena ikut menguapnya analit dalam sampel atau bisa
saja terjadi karena analit susah terlepas dari komponen yang mengikatnya (Filho
dan Salazar, 2012). Guna mengurangi interferensi ini maka dibutuhkan suatu
matrix modifier yang berfungsi untuk menstabilkan instrumen saat proses
pengukuran. Matrix modifier ini juga dapat meningkatkan suhu pada tahap
pengabuan sehingga mampu melepaskan analit dari komponen yang mengikatnya.
Matrix modifier ini bersifat spesifik bagi setiap unsur yang akan dianalisis dengan
GFAAS (Pybus, 2010). Matrix modifier ditambahkan dalam jumlah yang relatif
sedikit ke dalam sampel. Sampel yang digunakan dalam analisis dengan GFAAS
berupa larutan untuk mempermudah pengukuran analit di dalamnya, sehingga
apabila sampel masih berupa padatan, dalam hal ini adalah sedimen, maka perlu
29
dilakukan pemisahan logam yang akan dianalisis dari matrix penyusunnya.
Salah satu metode untuk pemisahan logam adalah dengan cara destruksi
basah yang dapat dilakukan melalui peleburan dengan asam-asam mineral pekat
dan zat-zat pengoksidasi kuat. Asam-asam yang merupakan pengoksidasi bahan
mineral atau matriks sampel umumnya digunakan dalam destruksi basah adalah
HCl, HNO3, H2SO4, HClO4, H2O2, HF, dan H3PO4 (Mester dan Sturgeon, 2003
dalam Pote, 2013). Penggunaan asam-asam mineral sangat menguntungkan
karena kelebihan asam mudah dihilangkan, misalnya dengan penguapan, selain
itu juga dapat dibuat berbagai variasi campuran asam-asam tersebut. Akua regia
atau air raja adalah salah satu hasil kombinasi asam-asam mineral yaitu dari tiga
bagian HCl pekat dan satu bagian HNO3 pekat, karena daya oksidasinya yang
sangat tinggi. Akua regia dapat melarutkan hampir semua logam termasuk logam-
logam mulia, seperti Au, Pt, Pd dan lain-lain yang bersifat refractory
(Trisunaryanti, 2002). Menurut Murwatiningsih (2015) penggunaan pelarut aqua
regia mampu mendekomposisikan logam lebih sempurna.
Interferensi kimia karena pembentukan senyawa yang mempunyai
volatilitas rendah dapat dieliminasi atau dikurangi dengan menggunakan nyala
yang lebih tinggi atau dengan menambahkan suatu zat pembebas atau zat
pelindung (Harvey, 2000 dalam Pote, 2013). Interferensi juga disebabkan oleh
adanya senyawa tambahan yang terbentuk lebih volatil (Pote, 2013).
2.5 Validasi Metode Analisis
30
Validasi metode merupakan suatu proses pembuktian melalui pengujian
analisis di laboratorium untuk memberikan data-data tentang keandalan suatu
metode dari suatu prosedur yang digunakan. Seperti penelitian yang telah
dilakukan oleh Mabury (2000) tentang analisis logam berat dalam sedimen sungai
Core menggunakan ICP-AES dan GFAAS yang memberikan uji linearitas yang
sama-sama bagus untuk kedua alat tersebut, namun belum dilakukan validasi
metode dengan para meter lain seperti uji LoD, LoQ, presisi, dan akurasi. Hasil uji
validasi dari pengembangan metode analisis dapat dinyatakan dalam beberapa
parameter yaitu:
2.5.1 Uji Linearitas
Linearitas adalah suatu koefisien korelasi antara konsentrasi larutan standar
baku dengan absorbansi yang dihasilkan yang merupakan suatu garis lurus.
Metode analisis yang menggambarkan kemampuan suatu alat untuk memperoleh
hasil pengujian yang sebanding dengan kadar analitik alat dalam sampel uji pada
rentang konsentrasi tertentu atau untuk membuktikan adanya hubungan yang
linier antara konsentrasi analit yang sebenarnya dengan respon alat. Uji linearitas
dilakukan dengan membuat kurva kalibrasi yang dapat menghasilkan persamaan
garis regresi serta nilai koefisien determinasi yaitu untuk mengetahui hubungan
antara konsentrasi larutan baku dengan nilai absorbsi yang dihasilkan.
Sebagai parameter adanya hubungan linier digunakan koefisien korelasi (R)
pada analisis regresi linier y = ax+b. Pada suatu analisis, harga koefisien korelasi
(R) ini sebaiknya >0,99 (Miller dan Miller, 1991).
31
2.5.2 Limit of Detection (LoD)
Limit of Detection atau limit deteksi adalah jumlah terkecil analit dalam
sampel yang dapat dideteksi yang masih memberikan respon signifikan
dibandingkan dengan blangko. Batas deteksi merupakan parameter uji batas.
Penentuan batas deteksi suatu metode berbeda-beda tergantung pada metode
analisis itu menggunakan instrumen atau tidak. Pada analisis yang tidak
menggunakan instrumen batas tersebut ditentukan dengan mendeteksi analit
dalam sampel pada pengenceran bertingkat. Pada analisis instrumen batas deteksi
dapat dihitung dengan mengukur respon blangko beberapa kali lalu dihitung
simpangan baku respon blangko (Harmita, 2004).
Riyanto (2014) menyatakan untuk penentuan limit deteksi dapat dihitung
berdasarkan pada standar deviasi (SD) dengan rumus:
SD =
LoD =
Keterangan:
SD : Nilai standar deviasi
LoD : Limit deteksi
y : Nilai absorbansi/intensitas hasil pengukuran
: Absorbansi/intensitas perhitungan dalam persamaan regresi
n : Jumlah ulangan
2.5.3 Limit of Quantitation (LoQ)
Limit of Quantitation (LoQ) adalah parameter yang menunjukkan jumlah
terkecil dari analit yang terkandung dalam sampel yang dapat dikuantifikasi
secara presisi dan akurat. Parameter ini digunakan untuk pengujian kuantitatif
32
analit dengan jumlah kecil yang terkandung dalam sampel dan digunakan untuk
pengukuran cemaran serta produk degradasi.
Untuk penentuan limit kuantitasi dapat digunakan rumus:
SD =
LoQ =
Keterangan:
SD : Nilai standar deviasi
LoQ : Limit kuantitasi
y : Nilai absorbansi/intensitas hasil pengukuran
: Absorbansi/intensitas perhitungan dalam persamaan regresi
n : Jumlah ulangan
2.5.4 Uji Presisi
Presisi adalah suatu ukuran penyebaran (dispersi suatu kumpulan hasil),
kedekatan dari suatu rangkaian pengukuran berulang-ulang satu sama lain. Presisi
diterapkan pada pengukuran berulang-ulang sehingga menunjukkan hasil
pengukuran individual didistribusikan sekitar nilai rata-rata tanpa menghiraukan
letak nilai rata-rata terhadap nilai benar.
Presisi menggambarkan kesalahan acak dari suatu hasil pengukuran.
Kesalahan acak berasal dari pengaruh-pengaruh yang tidak dapat diperkirakan,
bervariasi terhadap ruang, dan bersifat sementara. Kesalahan acak sulit untuk
dihindari, banyak berhubungan dengan instrument ukur, peralatan contoh yang
diukur, prosedur, dan lingkungan. Iriani (2006) menjelaskan bahwa dalam
penentuan presisi dapat dilakukan dengan tiga pendekatan, antara lain:
1. Replicability yaitu pengulangan yang dilakukan oleh pelaksana, waktu, contoh,
alat dan laboratorium yang sama.
33
2. Repeatibility adalah pengulangan yang dilakukan oleh pelaksana, contoh, alat
dan laboratorium sama tetapi dengan waktu yang bebeda (hari yang berbeda).
3. Reproducebility : Intra (dalam satu laboratorium) contoh metoda dan alat sama
pelaksana berbeda, waktu bisa sama atau beda. Inter (berbeda laboratorium)
contoh dan metoda sama, pelaksana dan alat berbeda waktu bisa sama atau
berbeda.
Presisi dinyatakan sebagai presentase Relative Standard Deviation
(%RSD) dari suatu seri pengukuran (Sumardi, 2002).
SD =
% RSD =
x 100%
Keterangan :
xi : Nilai data pengukuran
: Rata-rata pengukuran
n : Jumlah ulangan
RSD menunjukkan ketelitian dari metode uji :
RSD 1% (sangat teliti)
1% >RSD> 2% (teliti)
2% >RSD> 5% (ketelitian sedang)
RSD >5% (tidak teliti)
Namun jika komponen yang dianalisis merupakan trace analysis maka
presentase RSD yang disyaratkan adalah 0% ± 20. Dengan artian bahwa pada
34
kisaran 0% ± 20 metode uji tergolong teliti atau dengan kata lain uji presisi
dikatakan lebih baik jika nilai yang diperoleh semakin kecil (Aradea, 2014).
2.5.5 Uji Akurasi (ketepatan)
Akurasi adalah suatu kedekatan kesesuaian antara hasil analisis dengan
nilai benar analit (atau nilai benar analit yang bisa diterima) (Aradea, 2014). Ada
tiga macam metode yang dapat dilakukan untuk uji akurasi, antara lain:
(1) Material standar dilakukan dengan membandingkan hasil akurasi analisis uji
terhadap cuplikan acuan standar atau Standard Reference Material atau
Certified Reference Material (CRM).
(2) Metode baku dilakukan dengan membandingkan hasil analisis analit dengan
metode yang divalidasi terhadap hasil dengan metode standar.
(3) Perolehan kembali (recovery) dilakukan dengan menambahkan sejumlah
kadar analit yang telah diketahui konsentrasinya ke dalam matriks sampel
yang akan dianalisis.
Uji perolehan kembali (recovery) lebih sering digunakan dibanding dengan
material standar dan metode baku, karena uji recovery lebih mudah dilakukan dan
dengan biaya yang dikeluarkan relatif lebih murah. Uji perolehan kembali
dilakukan untuk mengukur ketepatan hasil dari analisis yang telah dilakukan.
Dicoba dua perlakukan yang diambil dari satu sampel atau sampel yang sama,
masing-masing satu untuk sampel yang ditambahkan standar dan satu lagi untuk
larutan blangko (contoh tanpa penambahan larutan standar). Uji akurasi dapat
diukur dengan menentukan presentase perolehan kembali (% recovery) dari analit
35
yang ditambahkan ke dalam contoh. Suatu metode dikatakan valid apabila nilai
presentase recovery dari suatu standar antara 90-110% (Sumardi, 2002). Namun
jika komponen yang dianalisis merupakan trace analysis maka presentase
recovery yang disyaratkan adalah 100% ± 20 (80% s.d 120%), dengan kata lain
uji akurasi dikatakan semakin baik jika nilai yang diperoleh mendekati 100%.
% Recovery =
x 100%
2.6 Uji t
Uji t tidak berpasangan dilakukan untuk mengetahui perbedaan hasil
analisis konsentrasi kedua metode. Menurut Sukestiyarno (2012), uji t tidak
berpasangan atau sering diistilahkan dengan Independent sample t-test adalah
jenis uji statistika yang bertujuan untuk membandingkan rata-rata dua grup yang
tidak saling berpasangan atau saling bebas. Tidak saling berpasangan dapat
diartikan bahwa penelitian dilakukan untuk dua subjek sampel yang berbeda.
Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:
67
BAB V
PENUTUP
5.1 Simpulan
Berdasarkan analisis data dan pembahasan, maka diperoleh simpulan
sebagai berikut:
1. Pada analisis logam Mn dalam sedimen Sungai Kaligarang metode yang
paling cocok digunakan adalah ICP-OES karena limit deteksi dan daerah
kerja dari ICP-OES yang sesuai dengan konsentrasi analit dalam sampel, serta
dilihat dari presisi dan akurasinya juga menunjukkan hasil yang lebih baik
daripada GFAAS. Metode GFAAS memerlukan perlakuan khusus pada sampel
sebelum analisis supaya hasilnya valid.
2. Hasil uji validasi analisis logam Mn dalam Sungai Kaligarang dengan ICP-
OES dan GFAAS menunjukkan linearitas ICP-OES sebesar 0,9986 dengan
LoD sebesar 0,636 mg/L dan LoQ sebesar 2,12 mg/L, sedangkan linearitas
GFAAS sebesar 0,989 dengan LoD dan LoQ berturut-turut sebesar 0,26 μg/L
dan 0,8698 μg/L. Presisi dari analisis ICP-OES dan GFAAS berturut-turut
adalah 0,999% dan 17,27%. Sedangkan rata-rata persentase akurasi dari ICP-
OES adalah 85,46% dan GFAAS sebesar 10,07%. Sementara itu, hasil uji t
menyatakan hasil pengukuran ICP-OES dan GFAAS berbeda secara
signifikan.
3. Konsentrasi logam Mn dalam sedimen sungai Kaligarang yang benar adalah
sebesar 1395,29 ppm (b/b) berdasarkan pengukuran ICP-OES dengan tingkat
akurasi 85,46%
69
5.2 Saran
Berdasarkan penelitian dan analisis hasil yang telah dilakukan, berikut
adalah beberapa saran untuk memperbaiki penelitian yang lebih lanjut:
1. Pada penelitian selanjutnya, perlu dilakukan uji validasi dengan metode lain.
Misalnya untuk uji presisi bisa menggunakan metode repitabilitas atau
reprodusibilitas. Uji akurasi bisa dilakukan membandingkan hasil analisis
dengan material standar atau metode baku.
2. Sebelum melakukan analisis menggunakan GFAAS sebaiknya dilakukan
pemilihan modifier dan pengatutan suhu yang tepat untuk logam yang akan
dianalisis.
3. Sebelum melakukan analisis perlu menyesuaikan rentang konsentrasi analit
dengan daerah kerja dari alat yang akan digunakan.
4. Untuk menyesuaikan konsentrasi analit dengan daerah kerja dari alat yang
akan digunakan, jika pengenceran yang harus dilakukan terlalu besar, maka
dapat dilakukan pengurangan berat sampel sebelum dipreparasi untuk
memperkecil konsentrasi analit dalam sampel.
5. Untuk melakukan uji recovery sebaiknya memperhatikan petunjuk
penambahan spike, supaya tidak terlalu kecil atau terlalu besar.
69
DAFTAR PUSTAKA
Andarani, P. & D. Roosmini. 2010. Profil Pencemaran Logam Berat (Cu, Cr, dan
Zn) pada Air Permukaan dan Sedimen di Sekitar Industri Tekstil
PT X (Sungai Cikijing). Bandung: ITB
Aradea, A. 2014. Your Reliable Partner For Accredited Lab. Semarang. PT
Merck Tbk
Bahfie, F & P. Sungging. 2012. Studi Proses Reduksi Mineal Mangan
Menggunakan Gelombang Mikro dengan Pengaruh Variasi Daya dan
Waktu Radiasi. Jurnal teknik pomits Vol. 1, No. 1, (2012) 1-5
Boaden, P.J.S., & R. Seed. 1985. An Introductiont Coastal Ecology. New York.
Btachie USA.
Darmono. 1995. Logam Dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. Jakarta: UI Press
Dewi. 2011. Analisis Cemaran Logam Timbal (Pb), Tembaga (Cu), dan Kadmium
(Cd) dalam Tepung Gandum secara Spektrofotometri Serapan Atom.
Skripsi. Depok : FMIPA UI.
Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air bagi Pengolahan Sumber Daya dan
Lingkungan Perairan. Yogyakarta. Penerbit Kanisius
EPA-Ohio. 2001. Sediment Sampling Guide and Methodologies 2nd edition.
Ohio: Environmental Protection Agency.
Filho, H. J. & R. F. Salazar. 2012. State-of-the-Art and Trends in Atomic
Absorption Spectrometry. Brazil. Universidade de São Paulo.
Firmansyaf, A. D., B. Yulianto, & S. Sedjati. 2013. Studi Kandungan Logam
Berat Besi (Fe) dalam Air, Sedimen dan Jaringan Lunak Kerang Darah
(Anadara Granosa Linn) di Sungai Morosari dan Sungai Gonjol
Kecamatan Sayung, Kabupaten Demak. Journal Of Marine Research,
2 (2): 45-54
Fitriyah, K.R., 2007. Studi Pencemaran Logam Berat Kadmium (Cd), Merkuri
(Hg), dan Timbal (Pb) pada Air Laut, Sedimen dan Kerang Bulu
(Anadara antiquata) di Perairan Pantai Lekok Pasuruan. Skripsi.
Malang. Universitas Islam Negeri Malang.
Gabriella, J. Lesny, I. Michalik. Environmental Aspect Of Manganese Chemistry.
HEJ: ENV-100702-A
Garcia, R & A.P. Baez. 2012. Atomic Absorption Spectrometry (AAS), Atomic
Absorption Spectroscopy. Dr. Muhammad Akhyar Farrukh (Ed.), ISBN:
978-953-307-817-5. InTech
71
Gultum, M.S. 2014. Distribusi Logam Berat Cr dan Mn pada Sedimen di Sekitar
Perairan Pelabuhan Panjang dengan Spektroskopi Serapan Atom (SSA).
Bandar Lampung. Universitas Lampung
Hadi, Anwar. 2016. Penentuan Akurasi melalui Uji Perolehan Kembali (Recovery
Test, %R). Diunduh melalui www.infolabling.com [18 Juni 2016]
Harmita. 2004. Petunjuk Pelaksanaan Validasi Metode dan Cara Perhitungannya.
Majalah Ilmu Kefarmasian, Vol. I, No.3, Desember 2004, 117 – 135
ISSN : 1693-9883
Hidayat, K.S. 2003. Survey Kadar Logam Berat Pb dan Cd Pada Kerang Bulu
(Anadara antiquate) di Pantai Utara Kabupaten Pasuruan dan
Probolinggo Jawa Timur. Laporan Skripsi. Malang. Manajemen
Sumber Daya Perairan Universitas Brawijaya.
Hidayati, E. N., M. Alauhdin, A.T. Prasetya. 2014. Perbandingan Metode
Destruksi pada Analisis Pb dalam Rambut dengan AAS. Indo. J. Chem.
Sci. 3 (1)
Hou, X. & B. T. Jones. 2000. Inductively Coupled Plasma/Optical Emission
Spectrometry. R. A. Meyers (Ed) Encyclopedia of Analytical
Chemistry:9468–9485.
Hutabarat, S & S.M. Evans. 1986. Pengantar Oseanografi. Jakarta. UI Press
Iriani, N. 2006. Validasi Metoda Analisis Protein Dengan Auto Analyzer II. Temu
Teknis Nasional Tenaga Fungsional Pertanian 2006. Bogor: Pusat
Penelitian dan Pengembangan Peternakan.
Loureiro, V.R, M. A. D. Saleh, & P. M. Moraes. 2007. Maanganese
Determination by GFAAS in Feces and Fish Feed Slurries. J. Bras.
Chem. Soc., Vol. 18, No. 6, 1235-1241.
Mabury. 2000. An Undergraduate Experiment for Measurement of Trace Metals
in Core Sediment by ICP-AES And GFAAS. Canada. University of
Toronto.
Meador, J.P., D.W. Ernest, A.N. Kogley. 2005. Science of the Total
Environmental. 339:189.
Miller, J. C. & J. N. Miller. 1991. Statistika untuk Kimia Analitik Edisi
Kedua. Translated by Drs. Suroso, M.Sc. Bandung: Institut Teknologi
Bandung
Mulyanto. 1992. Monitoring Pencemaran Logam Berat Raksa (Hg), Kadmium
(Cd), dan Timbal (Pb) di Perairan Pantai Utara Jawa Timur. Laporan
P4M No: 129/P4M/DPPML/L-331/PSL/1992. PSLH UNIBRAW.
Malang
72
Murwatiningsih, E., W. Sunarto, E. B. Susatyo, 2015. Perbandingan Destruksi
Kering dan Basah untuk Analisis Pb P Ada Sedimen Sungai Kaligelis.
Indonesian Journal of Chemical Science. Indo. J . Chem. Sci. 4 (1)
Noriyanti, T. 2012. Analisis Kalsium, Kadmium dan Timbal pada Susu Sapi
Secara Spektrofotometri Serapan Atom. Skripsi. Depok: FMIPA UI.
Palar, H. 1994. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta : Rineka
Cipta.
Perkin-Elmer Corporation. 1996. Analytical Methods for Atomic Absorption
Spectroscopy. USA. Perkin Elmer
Perkin-Elmer Corporation. 2008. As Techniques for the Analysis of Envirimental
Samples. USA. Perkin Elmer
Perkin-Elmer Corporation. 2008. World Leader in AA, ICP-OES, and ICP-MS.
USA. Perkin-Elmer
Pote, L.L., N.H. Aprilita, & A. Suratman. 2013. Penghilangan Interferensi Fe dan
Mn dengan Ekstraksi Pelarut pada Penentuan Co dan Cu dalam
Pirolusit Menggunakan Spektrometri Serapan Atom. Berkala MIPA,
23(2)
Pszonicki, L. & A.M. Essed. 1993. Palladium and Magnesium Nitrate as
Modifiers for the Determination of Lead by GraphiteFurnace Atomic
Absorption Spectrometry. Poland. Institute of Nuclear Chemistry and
Technology.
Pybus, J. 2010. Reduce-Palladium Matrix Modifier in Graphite Furnace Atomic
Absorption. New Zealand. Department of Clinical Chemistry Auckland
Hospital.
Riyanto. 2014. Validasi & Verifikasi Metode Uji. Yogyakarta. Deepublish.
Rochayatun, E., M.T. Kaisupy, A. Rozak. 2006. Distribusi Logam Berat dalam
Air dan Sedimen di Perairan Muara Sungai Cisadane. Makara, sains,
vol. 10, NO. 1, 35-40
Salmin. 2005. Oksigen Terlarut (DO) dan Kebutuhan Oksigen Biologi (BOD)
sebagai Salah Satu Indikator untuk Menentukan Kualitas Perairan.
Jurnal Oseana 30(3): 21-26
Siaka, M. I. 1998. The Application of Atomic Absorption Spectroscopy to the
Determination of Selected Trace Element in Sediment of The Coxs
River Catchemen. Skripsi. University of Western Sydney Nepean.
Siegel, A. 2000. Manganese and Its Role in Biological System. CRC Press, 816 p.
Vol. 37
73
Sucipto. 2008. Kajian Sedimentasi di Sungai Kaligarang dalam Upaya
Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Kaligarang, Semarang. Tesis.
Semarang: Universitas Diponegoro.
Sugiyarto, K.H. 2003. Kimia Anorganik. Yogyakarta. Universitas Negeri
Yogyakarta.
Sukestiyarno. 2012. Statistika Dasar. Semarang. Universitas Negeri Semarang.
Sumardi. 2002. Validasi Metode Pengujian. Makalah disampaikan pada pelatihan
asesor laboratorium Penguji. Jakarta. Pusat Standarisasi dan Akreditasi
Sekretariat Jenderal Departemen Pertanian
Trisunaryanti W., Mudasir, & S. Saroh. 2002. Study of Matrix Effect on The
Analysis of Ni and Pd by AAS in The Destruats of Hidrocracking
Catalysts Using Aqua Regia and H2SO4. Indo. J. Chem., 2(3), 177-
185.
Ward, A. D. & W.S. Trimble. 2004. Eviromental Hidrology 2nd Edition. United
States of Amerika. New York.
Welz, B., G. Schlemmer, J. R. Mudakavi. 1988. Determination of Arsenic,
Cadmium, Copper, Magnganese, lead, Antimony, Selenium and
Thallium in Water. Diunduh dari http://pubs.rsc.org [20 April 2016].
Yulianti, D & Sunardi. 2010. Identifikasi Pencemaran Logam pada Sungai
Kaligarang dengan Metode Analisis Aktivasi Netron Cepat (AANC). E-
journal Unnes 8(1): 34-45.