KANDUNGAN Fe, Cu, Zn, DAN Pb
DALAM SEDIMEN PERAIRAN PESISIR
SEKITAR KAWASAN INDUSTRI GRESIK
MAULI RAHMA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
i
ABSTRAK
MAULI RAHMA. Kandungan Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam Sedimen Perairan Pesisir Sekitar Kawasan Industri Gresik. Dibimbing oleh KOMAR SUTRIAH dan JUNE MELLAWATI.
Logam besi (Fe), tembaga (Cu), zink (Zn), dan timbal (Pb) umum digunakan di sektor industri, di antaranya industri pupuk, pestisida, bahan kimia, peleburan logam, deterjen, dan cat. Aktivitas industri ini telah menimbulkan pencemaran logam di daerah perairan pesisir Gresik. Zat pencemar yang berasal dari aktivitas industri ini masuk ke lingkungan perairan dan akan tersebar ke air, terabsorpsi oleh biota laut, serta terakumulasi dalam sedimen. Tujuan penelitian ini ialah mengidentifikasi dan mengukur tingkat cemaran logam Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam sedimen di lima stasiun perairan pesisir sekitar kawasan industri Gresik.
ABSTRACT
MAULI RAHMA. The Content of Fe, Cu, Zn, and Pb in Sediment of Coastal Waters around Gresik industrial area. Supervised by KOMAR SUTRIAH and JUNE MELLAWATI.
Iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), and lead (Pb) metals are commonly used in industrial sectors, including fertilizer, pesticides, chemical, smelting, detergent, and paint industries. This industrial activities, potentially contribute to metals pollution that were found at the coastal waters of Gresik. The pollutants which coming from the industrial activities discharge to coastal water are distributed to waters, absorbed by organisms, and accumulated in sediment. The aim of this research is to identify and measure the level of metal pollutants, i.e. Fe, Cu, Zn, and Pb in sediment on five stations of coastal waters around Gresik industrial area.
Analysis of metals in sediment were carried out by X-ray fluoresence spectrometry using 109Cd as an excitation source. Determination of metal quantity was carried out by comparing between the X-ray intensity of element in sampel and X-ray intensity of element in SL-1 reference standard from International Atomic Energy Agency. The result of this research showed that concentrations of Fe, Cu, Zn, and Pb in sediment sampels
varied. The highest concentration of Fe, Cu, and Zn were 42.73, 117.50, and
i
KANDUNGAN Fe, Cu, Zn, DAN Pb
DALAM SEDIMEN PERAIRAN PESISIR
SEKITAR KAWASAN INDUSTRI GRESIK
MAULI RAHMA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul : Kandungan Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam Sedimen Perairan Pesisir Sekitar Kawasan Industri Gresik
Nama : Mauli Rahma
NIM : G01499071
Disetujui:
Pembimbing I
Drs. Komar Sutriah, M.Si.
Pembimbing II
Dr. June Mellawati, M.Si.
NIP 131950979 NIP 330002682
Diketahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Dr.Ir. Yonny Koesmaryono, M.S.
NIP 131473999
v
PRAKATA
Alhamdulillahirrabbil’aalamiin, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat, kasih sayang, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan sripsi ini. Skripsi ini disusun berdasarkan hasil penelitian yang dilaksanakan mulai Januari 2004 sampai Mei 2004 di Laboratorium Sumber Daya Alam dan Laut Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi BATAN, Pasar Jum’at, Jakarta Selatan dengan judul Kandungan Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam Sedimen Perairan Pesisir Sekitar Kawasan Industri Gresik.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Drs. Komar Sutriah, M.S. dan Dr. June Mellawati, M.Si. yang telah membimbing penulis selama melakukan penelitian dan dalam penulisan skripsi ini. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada pak Suparto dan pak Menry yang banyak membantu penulis selama penelitian.
Ucapan terima kasih terdalam penulis haturkan kepada Papa, Mama, kak Ayi, Abang, Cicin, kak Ika, mas Aping, dan Indra Bayu Russiana untuk segala dukungan, doa, kesabaran, dan kasih sayangnya. Untuk Chimoet, Indah, Ipo, dan Pepen, terima kasih atas dukungan dan persahabatannya. Terima kasih juga penulis haturkan untuk mas Heri,
Andri, Enjoy, Hakim, Duki, Tommy, Budi, Wawa, mba Wiwin atas konsultasinya,
keluarga M20, dan teman-teman Kimia 36. Semoga karya ilimiah ini bermanfaat
.
Bogor, Juni 2006
Mauli Rahma
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Dumai pada tanggal 13 Juli 1981 dari pasangan Bapak M. Sidik Hasan dan Ibu Ilma Sari. Penulis merupakan putri ketiga dari empat bersaudara.
Tahun 1999 penulis lulus dari SMUN 82 Jakarta dan pada tahun yang sama penulis masuk IPB melalui jalur Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri (UMPTN) pada program studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama di IPB, penulis aktif di organisasi kemahasiswaan Ikatan Mahasiswa Kimia (IMASIKA) dan menjadi panitia dalam berbagai kegiatan. Selama mengikuti perkuliahan penulis pernah menjadi asisten praktikum untuk mata ajaran Kimia Dasar I, Kimia Fisik I untuk S1 Kimia, Kimia Fisik untuk S1 TPG, Kimia Fisik untuk D3 Ankim, Kimia Analitik untuk S1 Biokimia, dan Kimia Lingkungan untuk S1 Kimia. Pada bulan Juli-Agustus 2002, penulis mengikuti praktik lapangan di Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Juanda di bidang Biosistematika dan Genetika Mikroba dan menulis
laporan praktik lapangan yang berjudul Pengaruh Sistem Fermentasi Acetobacter
vii
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
PENDAHULUAN ... 1
TINJAUAN PUSTAKA Pencemaran Lingkungan ... 1
Unsur Berat ... 2
Pencemaran Perairan oleh Logam ... 2
Sedimen sebagai Media Akumulasi Logam ... 2
Spektrometri Pendar Sinar X (X-Ray Fluoresence Spectrometry) ... 3
BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat ... 4
Metode Penelitian ... 5
HASIL DAN PEMBAHASAN Kalibrasi Peralatan XRFS ... 6
Uji Baku Pembanding ... 6
Uji Kualitatif ... 7
Uji Kuantitatif ... 7
Uji Statistik ... 8
SIMPULAN ... 9
SARAN ... 9
DAFTAR PUSTAKA ... 10
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Spesifikasi 7 logam murni dari IAEA ... 6
2 Hasil analisis unsur dan data sertifikat standar SL-1 dari IAEA ... 6
3 Hasil analisis kualitatif unsur dalam sampel sedimen ... 7
4 Hasil kali kelarutan senyawa sulfida dari Fe, Cu, Zn, dan Pb... 8
5 Kisaran kadar alamiah logam berat dalam sedimen... 8
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1 Skema proses masuknya zat pencemar ke lingkungan laut ... 32 Kurva kalibrasi energi ... 6
3 Konsentrasi logam Fe, Cu, Zn, dan Pb pada ke lima stasiun ... 7
4 Hubungan konsentrasi logam (mg/kg) dengan bobot atom logam (g/mol) pada kelima stasiun ... 7
5 Hubungan konsentrasi logam (mg/kg) dengan densitas logam (g/mol) pada kelima stasiun ... 8
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Peta lokasi sampling sedimen ... 13
2 Data kondisi sampling sedimen ... 13
3 Bagan alir preparasi sampel sedimen... 14
4 Bagan alir analisis sampel sedimen dengan XRFS ... 15
5 Skema kerja alat XRFS ... 16
6 Spektrum hasil analisis sampel sedimen menggunakan XRFS dengan sumber pengeksitasi 109Cd ... 17
7 Hasil pengukuran Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam standar SL-1 dan sampel sedimen: (a) Intensitas dan kadar Fe, Cu, Zn, dan Pb (menurut sertifikat) pada standar SL-1; (b) Intensitas dan konsentrasi Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam sampel sedimen ... 18
PENDAHULUAN
Perkembangan industrialisasi di Indonesia semakin meningkat dengan cepat dan hal ini dapat memberi dampak pada kondisi ling- kungan hidup, diantaranya kasus pencemaran.
Berdasarkan hal itu, maka perhatian dan pengawasan pemerintah terhadap pencemaran lingkungan juga perlu ditingkatkan. Salah satu cara pengawasan lingkungan ialah dengan melakukan pengukuran konsentrasi unsur-unsur logam dari beberapa media lingkungan, seperti udara, air, tanah, tumbuh-tumbuhan, dan sedimen. Pengukuran ini amat penting karena dapat mengidentifikasi secara dini tingkat bahaya yang akan mungkin terjadi di lingkungan dan dapat mengetahu permasalah- an di lingkungan.
Secara alamiah, berbagai unsur logam ter- dapat dalam sedimen. Unsur-unsur ini berasal dari erosi, debu, limbah rumah tangga dan ru- mah sakit, industri, dan kegiatan manusia lain- nya yang mengalir melalui selokan menuju sungai, danau, dan akhirnya bemuara ke laut, lalu mengendap bersama-sama sedimen. Pro- ses tersebut berlangsung secara terus-menerus sehingga menyebabkan pendangkalan badan air oleh sedimen serta terjadi peningkatan kandungan unsur hara, bahan organik, bakteri patogen, dan bahan beracun (logam dan pes-tisida) pada sedimen tersebut (Dahuri et al. 1996). Peningkatan kandungan unsur-unsur tersebut dalam perairan menyebabkan ter-ganggunya keseimbangan ekosistem, khusus- nya kehidupan beberapa biota perairan. Pengukuran kandungan unsur logam dalam sedimen perlu dilakukan untuk melihat pengaruh keberadaan kegiatan industri di seki- tar perairan tersebut.
Penentuan unsur logam dalam sampel se- dimen maupun sampel hayati (seperti tanam- an) umumnya dilakukan secara gravimetri, spektrofotometri ultraviolet-visible, dan pola- rografi, tetapi umumnya kadar unsur dalam sampel tersebut berorde makro. Unsur dalam jumlah mikro atau renik (trace) dalam suatu sampel dapat ditentukan dengan spektrofoto-meter penyerapan atom (AAS), analisis akti- vasi neutron (NAA), dan spektrometer pendar sinar-X (XRFS) (Furba et al. 1981).
Menurut Ristin et al. (1999) metode spek- trometer pendar sinar-X mempunyai kelebih- an dibandingkan dengan metode analisis lain, yaitu dapat digunakan untuk analisis sampel dalam bentuk padatan dan cairan tanpa meru- sak komposisi sampel (nondestructive me- thod). Berdasarkan hal ini, maka dilakukan
penentuan kandungan logam dalam sedimen dengan menggunakan spektrometer pendar sinar-X. Analisis kuantitatif dilakukan dengan mengukur luas puncak spektrum setiap unsur yang sebanding dengan konsentrasinya, kemu- dian intensitas sinar-X suatu unsur diinterpo- lasikan pada kurva kalibrasi standar. Zat stan- dar yang digunakan diusahakan mempunyai sifat fisik dan kimia yang mirip dengan sam- pel. Pada penelitian ini digunakan standar acu- an SL-1 dari IAEA (International Atomic Energy Agency) dengan komposisi kimia yang telah disertifikasi.
Penelitian ini bertujuan mengukur tingkat cemaran logam Fe, Cu, Zn, dan Pb, dalam sedimen di beberapa stasiun di perairan pesisir sekitar kawasan industri Gresik, Jawa Timur, melihat hubungan antara bobot atom dan den-sitas dengan konsentrasi logam, serta mem- bandingkan konsentrasi ke empat logam ter- sebut pada masing-masing stasiun. Hasil pe- nelitian diharapkan dapat memberikan infor- masi tentang kandungan logam Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam sedimen perairan pesisir sekitar kawasan industri Gresik, Jawa Timur. Data yang diperoleh dapat digunakan untuk menge- tahui tingkat cemaran, khususnya berkaitan dengan permasalahan lingkungan. Hipotesis dari penelitian ini ialah kandungan Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam sampel sedimen dari kelima stasiun memiliki konsentrasi yang berbeda dan terdapat interaksi antara jenis logam dan stasiun yang berpengaruh terhadap konsen- trasi logamnya.
TINJAUAN PUSTAKA
Pencemaran Lingkungan
2
ngan peruntukannya (Anonim 1982).
Menurut Saeni (1989) zat pencemar ialah zat yang mempunyai pengaruh menurunkan kualitas lingkungan, atau menurunkan nilai lingkungan itu. Limbah industri dapat berupa gas, padatan, atau pun cairan. Pembuangan limbah cair biasanya dilakukan melalui salur- an-saluran yang akhirnya terbawa oleh aliran sungai. Limbah yang berupa gas terbuang ke udara sehingga mengotori atmosfer.
Unsur Berat
Unsur berat ialah unsur yang memiliki densitas lebih besar daripada 5 g/cm3 dan ber-sifat racun (Pikir 1993). Perbedaan densitas tersebut disebabkan karena sifat-sifat logam seperti (1) jumlah proton dan neutron dalam inti, (2) konfigurasi elektron, dan (3) jari-jari atom.
Fe (Besi)
Besi terdapat dalam jumlah besar dalam bentuk oksida, karbonat, sulfida, sulfat, dan kloridanya serta beberapa senyawa karbonil (Frieberg et al. 1979). Besi termasuk logam multiguna sehingga penggunaannya dalam in-dustri sangat luas, antara lain dalam inin-dustri pengolahan logam, alat-alat listrik, dan tam-bang asam. Pengaruh terhadap hewan laut apabila logam ini telah terkonsentrasi adalah perubahan warna dan rasa dagingnya sehingga tidak enak untuk dikonsumsi (Haldstead 1972).
Cu (Tembaga)
Cu dalam perairan berasal dari erosi ber- bagai batuan mineral dan berbagai aktivitas manusia (Clark 1986). Penggunaan Cu dalam industri umumnya dalam bentuk senyawa or- ganik dan anorganik. Logam ini banyak digu- nakan pada industri yang memproduksi alat-alat listrik, gelas, zat warna, fungisida, dan moluskisida (Darmono 1995). Sebagai logam esensial, sifat toksik Cu baru akan bekerja dan memperlihatkan pengaruhnya bila logam ini sudah terkonsentrasi dalam tubuh organisme. Pada kerang, akumulasi Cu dapat menyebab- kan warna dagingnya menjadi hijau-kebiruan (Haldstead 1972).
Zn (Zink)
Sumber utama Zn berasal dari aktivitas manusia, yaitu dari buangan limbah dan polusi udara, sedangkan sumber alami Zn adalah ero- si batuan sulfida sfalerit (ZnS) di sungai
(Bryan 1976). Zink dan beberapa bentuk se- nyawanya digunakan dalam produksi logam campuran, pelapisan logam, industri penge- coran logam, alat-alat mobil, pestisida, cat, dan sebagainya (Darmono 1995). Dampak Zn pada biota laut juga membuat perubahan pada warna dan rasa dagingnya (Haldstead 1972).
Pb (Timbel)
Logam Pb mempunyai sifat kimia yang aktif sehingga dapat digunakan sebagai pela- pis logam (Darmono 1995). Penggunaan Pb dalam industri adalah untuk produksi baterai kendaraan bermotor, tinta, cat, logam, dan ka- bel listrik. Dampak terkonsentrasinya Pb pada jaringan tubuh biota laut dapat memengaruhi kerja enzim-enzim dan fungsi protein (Razak 1986).
Pencemaran Perairan oleh Logam
Pencemaran yang terjadi di daerah per- airan pesisir sebagian besar berasal dari akti- vitas manusia dalam memenuhi kebutuhan- nya, baik di darat maupun di perairan pesisir itu sendiri. Proses yang dialami bahan pen- cemar bila masuk ke lingkungan lautan sam- pai teradsorpsi oleh air laut ataupun biota laut serta pengendapan di dasar (sedimentasi) laut disajikan pada Gambar 1.
Secara alamiah, unsur-unsur logam ter- dapat di alam, namun dalam kadar yang sangat rendah. Oleh karena itu, terdapatnya logam dalam organisme merupakan keadaan normal dalam kehidupan perairan (Simmons 1981). Kadar ini meningkat jika terjadi pe- ningkatan jumlah bahan pencemar yang ma- suk ke perairan tersebut. Logam di laut ber- asal dari pembuangan sampah dari kapal-ka-pal, pembuangan logam di laut, dan kegiatan lainnya yang berasal dari aktivitas manusia.
Sedimen sebagai Media Akumulasi Logam
Gambar 1 Skema proses masuknya zat pencemar ke lingkungan laut (Ketchum 1967 dalam Mannion & Bowlby 1992)
lainnya (Moriarty & Hanson 1988).
Pada proses koagulasi dalam perairan, ion-ion logam yang semula terikat pada permuka- an partikel akan terperangkap ke dalam parti- kel yang lebih besar dan akhirnya mengendap bersama sedimen (Hammer 1975). Bahan pen- cemar ini diadsorpsi pada permukaan luar dari partikel lempung yang berbutir halus, sehing- ga sedimen berfungsi sebagai tempat penyim- panan tunggal dan terbesar dari logam yang terdapat di lingkungan (Solomons et al. 1987).
Spektrometri Pendar Sinar X ( X-Ray Fluoresence Spectrometry)
Metode spektrometri pendar sinar-X telah digunakan secara luas untuk penentuan kua- litatif dan kuantitatif kebanyakan unsur yang
ada di tabel berkala dan yang memiliki nomor atom lebih besar daripada natrium (Skoog et al. 1998). Sumber sinar-X yang digunakan harus memiliki energi yang lebih besar daripa- da energi ikatan elektron yang dieksitasi (Jenkins et al. 1981). Pada XRFS, sumber pengeksitasi yang digunakan ialah 55Fe, 109Cd, dan 241Am.
Prinsip Dasar Analisis XRFS (Woldseth 1973)
Metode analisis XRFS dapat digunakan untuk analisis kualitatif dan kuantitatif secara sekaligus. Analisis kualitatif memanfaatkan kekhasan energi dari sinar-X yang dipancar- kan oleh setiap unsur, sedangkan analisis kuantitatif memanfaatkan luas masing-masing
Polutan
Tanah
Selokan Limbah
Sungai Modifikasi kimia Atmosfer
Lingkungan Laut
Disebarkan oleh Dibawa oleh
Dipekatkan oleh
Arus laut Perpindahan organisme Turbulensi Arus laut
Proses fisika dan kimia Proses biologis
Adsorpsi Pengendapan Pertukaran ion Rumput
laut
Ikan Fitoplankton
Avertebrata/ bentos
Sedimentasi Zooplankton
Ikan
Mamalia Burung
4
spektrum yang terbentuk.
Analisis kualitatif. Energi sinar-X yang dipancarkan oleh oksida logam, logam murni, dan garam logam digunakan untuk menentu- kan unsur-unsur yang ada dalam sampel seca- ra kualitatif. Jenis logam dapat diidentifikasi dengan menggunakan tabel absorpsi dan ener- gi emisi yang memuat energi sinar-X.
Analisis kuantitatif. Analisis kuantitatif dilakukan dengan membandingkan intensitas sinar-X unsur dalam sampel dengan intensitas unsur dalam standar pembanding yang mem-punyai matriks sama dengan matriks sampel. Konsentrasi unsur-unsur dalam pembanding tersebut umumnya telah diketahui dengan pas- ti. Perlakuan terhadap standar pembanding ha- rus sama dengan perlakuan terhadap sampel. Dengan membandingkan intensitas unsur da- lam sampel dengan intensitas unsur dalam standar pembanding, konsentrasi unsur dalam sampel dapat dihitung. Persamaan yang digu-nakan adalah sebagai berikut:
Ii = Si Ciρ d T (1-R) ... (persamaan 1)
Untuk sampel dengan pelet yang sangat tipis
Ii = Si Ciρ d ... (persamaan 2)
Keterangan:
Ii = intensitas sinar-X dari unsur i (cacah perdetik (cps))
Si = sensitivitas spektrometer untuk unsur i (cps g-1 cm2)
Ci = konsentrasi unsur i
ρ d = densitas permukaan pelet (g cm-2) T = transmitans
(1-R) = faktor penguatan intensitas sinyal yang disebabkan oleh unsur-unsur lain di dalam sampel
Beberapa hal yang dapat memengaruhi hasil analisis dengan XRFS adalah ukuran partikel (serbuk), heterogenitas cuplikan (pa- datan), dan adanya pengaruh antar unsur (matriks) yang terdapat di dalam suatu cup-likan. Hal ini menyebabkan penyimpangan ketelitian hasil analisis, khususnya pada analisis kuantitatif. Terdapat beberapa tehnik yang dapat digunakan untuk menghilangkan atau memperkecil pengaruh matriks dalam analisis suatu unsur dalam cuplikan, yaitu metode kalibrasi standar, metode internal standar, metode pengenceran matriks, standar-disasi dengan sinar-X terhambur, metode la-pisan tipis, standar adisi dan pengenceran, koreksi eksperimental, dan koreksi matematik.
Peralatan XRFS terdiri dari sumber te- gangan tinggi, detektor semi konduktor Si(Li), penguat awal, penguat akhir, pengubah analog ke digital, penganalisis salur ganda (MCA = multi channel analyzer), dan perangkat kom- puter.
Kelebihan analisis dengan XRFS di an- taranya ialah dapat digunakan untuk analisis sampel dalam bentuk cair, padat, dan gas, me-miliki spektrum yang relatif sederhana, dan merupakan metode nondestruktif, sehingga dapat digunakan untuk analisis sampel ar- keologi, perhiasan, uang koin, dan sampel lain tanpa membahayakan atau merusak sampel tersebut. Analisis XRFS juga dapat digunakan untuk penelitian beberapa unsur secara seren- tak dengan selektivitas yang cukup tinggi. Selain itu, prosedur analisisnya cepat dan me- yakinkan, memiliki ketelitian dan ketepatan yang baik, tidak membutuhkan penanganan rumit, serta dapat menganalisis sampel dalam jumlah sedikit maupun banyak.
Kekurangan metode ini antara lain ialah bahaya terkena radiasi, membutuhkan biaya yang cukup mahal, dan tidak terlalu peka di- bandingkan metode optis lain, tetapi masih da- pat digunakan untuk menentukan konsentrasi dalam satuan ppm atau kurang.
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan ialah sampel sedimen yang dicuplik dari beberapa titik sta- siun di perairan pesisir sekitar kawasan indus- tri Gresik pada bulan Agustus 2003, standar untuk analisis kualitatif, yaitu lempengan lo- gam murni Fe, Ni, Cu, Sr, Y, Zr, dan Mo dari IAEA, dan standar acuan untuk analisis kuan-titatif, yaitu SL-1 dari IAEA. Bahan-bahan lain yang digunakan ialah selubung logam Mo, sumber pengeksitasi 109Cd dengan aktivasi 20 mCi, serta nitrogen cair.
MCA, perangkat lunak dengan program MAESTRO dan AXIL, serta printer.
Metode Penelitian
Pengambilan Sampel
Lokasi pengambilan sampel adalah sepan- jang perairan pesisir kawasan industri Gresik, Jawa Timur. Sampel sedimen dicuplik dari be-berapa titik stasiun yang berbeda (Lam- piran 1). Data kondisi pencuplikan dapat dilihat pada Lampiran 2.
Pencuplikan dilakukan menggunakan grab sampler. Mula-mula grab sampler dimasuk-kan ke dalam perairan secara perlahan-lahan hingga menembus permukaan sedimen. Sete- lah grabsampler terisi sedimen, grabsampler segera ditarik ke permukaan air, dan sedimen disimpan dalam wadah plastik. Kemudian sampel tersebut dimasukkan ke dalam koyak pendingin dan dibawa ke laboratorium untuk disiapkan lebih lanjut.
Penyiapan Sampel (Anderson 2004) dan Standar Acuan IAEA
Sampel sedimen dibersihkan dari kotoran kasar seperti plastik, dan sampah, lalu sampel ditimbang dan dikeringkan dalam oven pada suhu 110 ˚C hingga bobot tetap. Selanjutnya sampel dihancurkan secara mekanik dengan penggiling dan kemudian diayak menggu- nakan ayakan 200 mesh. Sampel hasil ayakan ditimbang sebanyak kira-kira 1 gram dan di- buat pelet. Pelet dibuat dengan cara mencetak sampel menggunakan mesin press hidraulik bertekanan 10 ton/cm2. Pelet yang terbentuk ditimbang, lalu disimpan dalam plastik, dan diberi kode untuk persiapan pengukuran. Standar acuan, yaitu SL-1 diperlakukan sama dengan sampel. Bagan alir preparasi sampel terlihat pada Lampiran 3.
Teknik Pencacahan
Analisis sampel sedimen menggunakan XRFS terdiri atas tiga tahapan (Lampiran 4). Mula-mula alat dikalibrasi menggunakan be- berapa logam murni dari IAEA, yaitu Fe, Ni, Cu, Sr, Y, Zr, dan Mo dengan waktu cacah masing-masing selama 900 detik. Pelet-pelet sampel dan standar acuan SL-1 diukur secara bergantian dengan cara meletakkannya pada permukaan detektor, lalu dicacah masing-ma-sing selama 1800 detik. Dilakukan pula peng- ukuran pelet sampel dan standar acuan meng- gunakan selubung logam Mo masing-masing selama 100 detik. Setelah pencacahan selesai,
data diolah menggunakan paket program MAESTRO dan AXIL. Skema kerja alat dapat terlihat pada Lampiran 5.
Metode Analisis
Kalibrasi peralatan XRFS. Hasil kalibra-si alat diperoleh berupa spektrum, yaitu spek- trum Fe-Kα,Ni-Kα,Cu-Kα,Sr-Kα,Y-Kα,Zr-Kα, danMo-Kαyang dicatat nomor salur puncak spektrumnya, selanjutnya dibuat kurva kalib-rasi energi antara energi (keV) dengan nomor salur puncak spektrum. Hasil pengukuran be-rupa persamaan kurva kalibrasiy=a+bx, y adalah energi (keV) dan x adalah nomor salur. Persamaan ini digunakan untuk uji kualitatif logam dalam sampel.
Uji baku pembanding. Pada percobaan dilakukan penentuan logam dengan standar acuan dari IAEA, yaitu SL-1 dengan kondisi sama dengan sampel. Hasil yang diperoleh di-bandingkan dengan nilai yang tertera pada sertifikat sehingga dapat diketahui ketelitian dan ketepatan metode untuk pengukuran ma-sing-masing logam.
Uji kualitatif. Hasil pengukuran berupa nomor salur puncak spektrum dimasukkan ke persamaan kurva kalibrasi sehingga diperoleh energi khas dari masing-masing unsur. Nilai energi yang diperoleh dicocokkan dengan tabel energi dari handbook untuk mengiden-tifikasi jenis logam.
Uji kuantitatif. Hasil pengukuran berupa spektrum-spektrum unsur yang kemudian di-hitung luas spektrumnya, baik sampel maupun standar. Pada penelitian ini digunakan metode lapisan tipis, sehingga harga Si, ρ, dan d di-asumsikan sama dengan 1, dan persamaan 2 menjadi
Ii =Ci
Kemudian konsentrasi unsur dihitung dengan membandingkan harga Ii (luas spektrum unsur i) sampel dengan standar sesuai persamaan
ist st i s i s i C I I
C = ×
Keterangan: C = konsentrasi (mg/kg) I = intensitas (cps) i s = unsur dalam sampel i st = unsur dalam standar
6
parameter logam dengan kelima stasiun. Se-lanjutnya dilakukan uji Duncan untuk mem-bandingkan nilai tengah masing-masing perla-kuan.
Adapun model umum dari analisis ra-gamnya (Gaspersz 1991) adalah
Yijk = μ + αi + βj + (αβ)ij + εijk Keterangan:
Yijk = konsentrasi logam pada jenis logam ke-i, stasiun ke-j, ulangan ke-k i = 1, 2, 3, 4 = jenis logam j = 1, 2, ..., 5 = stasiun k = 1, 2, 3 = ulangan μ = rataan umum
αi = pengaruh jenis logam taraf ke-i
βj = pengaruh stasiun taraf ke-j
(αβ)ij = pengaruh interaksi jenis logam taraf ke-i dan stasiun taraf ke-j
εijk = pengaruh galat dari jenis logam ke-i, stasiun ke-j, ulangan ke-k
Hipotesis yang akan diuji adalah Hipotesis pengaruh interaksi.
H0 : (αβ)ij= 0 (tidak ada pengaruh interaksi yang nyata antara jenis logam dengan stasiun).
H1 : minimal ada satu (αβ)ij ≠ 0 (ada pengaruh interaksi antara jenis logam dengan stasiun).
Hipotesis pengaruh jenis logam.
H0 : αi= 0 (tidak ada perbedaan konsentrasi logam di antara jenis logam yang digunakan).
H1 : minimal ada satu αi≠ 0 (minimal ada satu jenis logam yang memengaruhi konsentrasi logam).
Hipotesis pengaruh stasiun.
H0 : αi = 0 (tidak ada perbedaan konsentrasi logam di antara stasiun yang digunakan)
H1 : minimal ada satu αi≠ 0 (minimal ada satu stasiun yang memengaruhi konsentrasi logam).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kalibrasi Peralatan XRFS
Kalibrasi peralatan XRFS menggunakan 7 logam murni dari IAEA, yaitu Fe, Ni, Cu, Sr, Y, Zr, dan Mo serta sumber pengeksitasi 109Cd diperoleh hasil seperti terlihat pada Tabel 1. Berdasarkan nilai-nilai tersebut, diperoleh kurva kalibrasi (Gambar 2). Kurva kalibrasi tersebut menunjukkan persamaan garis yang
lurus (linear) dengan persamaan garisnya y = 0.0162 + 0.0027x dan mempunyai r = 1.
Tabel 1 Spesifikasi 7 logam murni dari IAEA Unsur Jenis spektrum Energi (keV) Nomor salur puncak spektrum
Fe Fe-Kα 6.39 2392
Ni Ni-Kα 7.47 2794
Cu Cu-Kα 8.05 3008
Sr Sr-Kα 14.15 5295
Y Y-Kα 14.93 5599
Zr Zr-Kα 15.77 5905
Mo Mo-Kα 17.48 6544
y = 0.0162 + 0.0027x
r = 1
0 5 10 15 20
0 2000 4000 6000 8000
Nomor salur En er g i ( k eV)
Gambar 2 Kurva kalibrasi energi
Pada kalibrasi peralatan XRFS, selubung Mo digunakan pada sampel anorganik dengan sumber eksitasi 109Cd, karena zink (Zn) mem-punyai energi yang tinggi. Sementara itu, sampel organik biasanya menggunakan selu-bung Cu. Sumber pengeksitasi 55Fe tidak memerlukan selubung Mo, karena energi lo-gam yang dianalisis rendah.
Uji Baku Pembanding
Hasil pengujian konsentrasi unsur dalam standar acuan dari IAEA yang telah diser-tifikasi, yaitu SL-1 terlihat pada Tabel 2. Ha-sil menunjukkan bahwa konsentrasi unsur da-lam SL-1 yang diukur masih berada dada-lam ki-saran nilai sertifikat, sehingga kurva kalibrasi standar pada perpustakaan program QXAS (quantitative X-ray analysis system) dapat di-gunakan untuk analisis kualitatif unsur suatu sampel.
Tabel 2 Hasil analisis unsur dan data sertifikat standar SL-1 dari IAEA
Konsentrasi unsur pada SL-1 (mg/kg)
Unsur
Analisis* Sertifikat Fe 67.20 65.7 ─ 69.1 Cu 33.70 24.4 ─ 35.6 Zn 230.60 213.0 ─ 233.0 Pb 38.20 30.3 ─ 45.1 Keterangan: (*) = masing-masing dilakukan 3 kali
Uji Kualitatif
Spesifikasi nuklir Fe, Cu, Zn, dan Pb yang terukur terlihat pada Tabel 3. Contoh spek-trum yang dihasilkan dengan XRFS meng-gunakan sumber pengeksitasi 109Cd dapat di-lihat pada Lampiran 6.
Tabel 3 Hasil analisis kualitatif unsur dalam sampel sedimen No Nomor salur puncak spektrum Energi (keV)
Spektrum Unsur
1 2360 6.39 Fe-Kα Fe
2 2975 8.05 Cu-Kα Cu
3 3194 8.64 Zn-Kα Zn
4 3898 10.54 Pb-Lα Pb
Menggunakan sumber pengeksitasi ini da-pat ditentukan unsur yang mempunyai nomor atom lebih kecil dari 109 dan mempunyai energi di bawah 10 keV, di antaranya adalah Fe, Cu, Zn, dan Pb. Hal ini berkaitan dengan kemampuan suatu sumber untuk mengeksitasi elektron dari unsur yang akan dieksitasi. Pada logam Fe, Cu, dan Zn, elektron yang ter-eksitasi berasal dari kulit K, karena energi ikatan Fe, Cu, dan Zn lebih kecil dari energi ikatan Cd. Sementara itu pada logam Pb, elek-tron yang tereksitasi berasal dari elekelek-tron pada kulit Lα, karena energi ikatan Pb lebih besar daripada energi ikatan Cd.
Uji Kuantitatif
Pada analisis kuantitatif dengan XRFS, dua faktor yang dapat memengaruhi ketepat-an hasil ketepat-analisis ialah matriks dketepat-an hetero-genitas sampel. Pada penelitian ini digunakan metode lapisan tipis untuk menghilangkan atau memperkecil pengaruh matriks dari sam-pel.
Berdasarkan hasil pengukuran intensitas standar (Lampiran 7a), diperoleh konsentrasi logam dalam sampel sedimen (Lampiran 7b). Konsentrasi logam yang diperoleh sangat be-ragam. Konsentrasi Fe, Cu, dan Zn tertinggi, berturut-turut adalah 42.73, 117.50, dan 250.88 mg/kg ditemukan pada stasiun 2. Kon-sentrasi tertinggi Pb ditemukan pada stasiun 4, yaitu 231.34 mg/kg. Keragaman ini dise-babkan oleh adanya perbedaan lokasi pencup-likan (peta lokasi disajikan pada Lampiran 1). Pola konsentrasi Fe, Cu, dan Zn dalam sampel sedimen pada setiap stasiun menun-jukkan kemiripan (Gambar 3). Berdasarkan gambar tersebut, terlihat bahwa konsentrasi
Fe, Cu, dan Zn di setiap stasiun meningkat secara berurutan. 0 50 100 150 200 250 300 stasiun 1 stasiun 2 stasiun 3 stasiun 4 stasiun 5 K ons e nt ra s i l oga m ( m g/ k g) Fe Cu Zn Pb
Gambar 3 Konsentrasi Fe, Cu, Zn, dan Pb pada lima stasiun
Jika besarnya konsentrasi logam dari buangan industri yang masuk ke perairan di-anggap sama, maka dapat diperoleh hubungan yang linear antara bobot atom dan konsentrasi logam. Hasil pengujian menunjukkan bahwa makin meningkat bobot atom unsur, maka me-ningkat pula konsentrasi logam dalam sedi-men, kecuali Pb (Gambar 4).
0 50 100 150 200 250 300
55.85 63.54 65.37 207.19
Bobot atom (g/mol)
K ons e nt ra s i l oga m ( m g/ k g)
stasiun 1 stasiun 2 stasiun 3 stasiun 4 stasiun 5
Gambar 4 Hubungan konsentrasi logam (mg/kg) dengan bobot atom logam (g/mol) pada kelima stasiun
Pada penentuan Pb, intensitas yang terukur berasal dari Pb-Lα. Hal ini karena digunakan sumber pengeksitasi 109Cd. Konsentrasi Pb yang terdeteksi kurang sempurna, karena ke-mampuan 109Cd mengeksitasi elektron pada kulit Pb-Kα relatif rendah. Energi ikatan elek-tron pada kulit Pb-Lα lebih kecil dari energi ikatan elektron pada kulit Pb-Kα, sehingga ke-bolehjadian sumber pengeksitasi 109Cd meng-eksitasi elektron pada kulit Pb-Lα lebih besar dibandingkan dengan pada kulit Pb-Kα. Kurva hubungan antara konsentrasi logam dan bobot atom unsur serta kurva hubungan antara kon-sentrasi logam dan densitas unsur menunjuk-kan kurva yang menurun pada bobot atom ser-ta densiser-tas Pb, dan hampir di setiap sser-tasiun (kecuali stasiun 4).
8
Hubungan antara konsentrasi logam de-ngan densitas (Gambar 5) tidak menunjukkan korelasi seperti yang ditunjukkan oleh Gam-bar 4. Hal ini juga berdasarkan asumsi bahwa kandungan logam dalam buangan industri yang masuk ke perairan sama besar.
0 50 100 150 200 250 300
7.14 7.86 8.92 11.337
Densitas (g/cm3) Ko n s en tr asi ( m g /kg )
stasiun 1 stasiun 2 stasiun 3
stasiun 4 stasiun 5
Gambar 5 Hubungan konsentrasi logam (mg/kg) dengan densitas logam (g/cm3) pada kelima stasiun
Meningkatnya konsentrasi Zn dan Cu dibandingkan Fe, diduga disebabkan karena senyawa sulfida dari Zn dan Cu bersifat sangat tidak larut sehingga kedua logam ini lebih banyak terdapat dalam sedimen (Johnston 1976). Hal ini juga didukung jika melihat tetapan hasil kali kelarutan (Ksp) senyawa sulfida dari Zn dan Cu (Tabel 4) yang lebih kecil dibandingkan dengan Fe. Se-perti diketahui, semakin kecil nilai Ksp suatu senyawa, maka semakin kecil pula kelarutan-nya dalam air.
Tabel 4 Hasil kali kelarutan senyawa sulfida dari Fe, Cu, Zn, dan Pb (Petrucci 1985)
Senyawa Ksp pada 25 ºC FeS 6.3 x 10-18 CuS 6.3 x 10-36 ZnS 1.0 x 10-21 PbS 8.0 x 10-28
Aktivitas docking kapal juga memberikan kontribusi terhadap tingginya konsentrasi Zn dan Cu. Aktifitas ini mencakup kegiatan pe-remajaan badan kapal berupa penggantian kayu menggunakan pengawet yang mengan-dung Cu serta penggantian suku cadang mesin yang mengandung Cu dan Zn (Bryan 1976). Selain itu, menurut Deu et al. (1994) dalam Anindita (2002) kelarutan Pb dan Fe sulfida lebih tinggi dibandingkan dengan Cu dan Zn sulfida.
Baku mutu logam di dalam sedimen di Indonesia belum ditetapkan, padahal senyawa-senyawa logam lebih banyak terkonsentrasi dalam sedimen (Rochyatun et al. 2005). Kadar alamiah Cu, Zn, dan Pb yang ditetap-kan oleh Reseau National d’Observation (RNO) (1981) dalam Razak (1986) disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5 Kisaran kadar alamiah logam berat dalam sedimen (RNO 1981 dalam Razak 1986)
Parameter Kadar alamiah (mg/kg)
Cu 5 ─ 30
Zn 20 ─ 150
Pb 10 ─ 70
Berdasarkan data tersebut, konsentrasi Cu pada kelima stasiun telah melewati kisaran kadar alamiah logam Cu dalam sedimen. Kon-sentrasi Zn yang melampaui kisaran kadar alamiah Zn dalam sedimen ditemukan pada stasiun 2, 3, dan 5. Konsentrasi Pb yang me-lampaui kisaran kadar alamiahnya dalam se-dimen ditemukan pada stasiun 2 dan 4. Hasil ini menunjukkan bahwa banyaknya industri di sekitar perairan pesisir Gresik yang menggu-nakan Cu, Zn, dan Pb dalam aktivitas produk-sinya. Sementara itu besarnya konsentrasi alamiah Fe dalam sedimen tidak diketahui.
Uji Statistik
Hasil analisis sidik ragam dengan RAL metode tetap (Lampiran 8a) menunjukkan bahwa terhadap konsentrasi logam, perbedaan je-nis logam dalam setiap stasiun berpengaruh sangat nyata (Fhit (3.16) lebih besar dari Ftabel pada α=0.01 (2.86)). Berdasarkan hasil ana-lisis ini, terlihat adanya interaksi antara jenis logam dengan stasiun yang berpengaruh ter-hadap konsentrasi logam, sehingga menolak H0. Adanya pengaruh interaksi ini juga terlihat pada Gambar 6.
0 50 100 150 200 250 300
stasiun 1 stasiun 2 stasiun 3 stasiun 4 stasiun 5
K ons e nt ra s i l o ga m ( m g/ k g) Fe Cu Zn Pb
Gambar 6 Pengaruh interaksi jenis logam dengan stasiun terhadap konsen-trasi
Fe Cu
Berdasarkan Gambar 6 terlihat bahwa ada interaksi pada logam Pb dengan stasiun yang berpengaruh terhadap konsentrasi logam. Hal ini terlihat pada stasiun 4. Logam Pb mem-berikan hasil lebih tinggi dibandingkan de-ngan Fe, Cu, Zn, dan Pb.
Hasil pengukuran menunjukkan bahwa konsentrasi logam Fe, Cu, dan Zn tertinggi terdapat pada stasiun 2, yaitu kawasan tri Petrokimia. Menurut Anonim 2002, indus-tri ini memproduksi bahan kimia dan pupuk fosfat yang menghasilkan gips kasar sebagai hasil sampingnya. Kemudian gips kasar ini digunakan untuk reklamasi pantai (daerah rek-lamasi pantai disajikan pada peta pencuplikan sampel) (Anonim 1994). Oleh karena itu, me-ningkatnya konsentrasi logam di kawasan in-dustri Gresik dapat disebabkan terjadinya pe-lindian unsur-unsur yang terkandung dalam gips kasar tersebut. Konsentrasi tertinggi lo-gam Pb ditemukan pada stasiun 4 (kawasan industri Pertamina). Tingginya konsentrasi Pb di stasiun ini berkaitan dengan aktivitas indus-tri maupun buangan minyak dari kapal-kapal yang berlabuh di sekitarnya. Minyak umum-nya mengandung Pb, karena Pb merupakan zat aditif pada minyak yang berguna me-ningkatkan mutu atau sebagai antiketuk (Eckenfelder 2000).
Hasil uji Duncan pada α=0.05 (Lampiran 8b) menunjukkan bahwa konsentrasi Fe dan Cu pada kelima stasiun tidak berbeda nyata. Konsentrasi Zn pada stasiun 2 dan 5 berbeda nyata dengan konsentrasi Zn pada stasiun 1, 3, dan 4. Pada stasiun 4, konsentrasi Pb berbeda nyata dengan konsentrasi Pb pada stasiun 1, 2, dan 3. Uji lanjut Duncan juga menunjukkan bahwa pada stasiun 1 konsentrasi Fe dan Pb berbeda nyata dengan konsentrasi Zn. Kon-sentrasi Fe, Cu, dan Pb pada stasiun 1, 2, dan 3 berbeda nyata dengan konsentrasi Zn pada stasiun-stasiun yang sama. Pada stasiun 4, konsentrasi Fe dan Cu memberikan perbedaan nyata terhadap konsentrasi Zn dan Pb. Selain itu, konsentrasi Zn juga berbeda nyata dengan konsentrasi Pb. Dan pada stasiun 5, si Fe dan Cu berbeda nyata dengan konsentra-si Zn. Hakonsentra-sil-hakonsentra-sil ini memperkuat hipotekonsentra-sis awal bahwa interaksi antara jenis logam dan stasiun berpengaruh terhadap konsentrasi lo-gamnya.
SIMPULAN
Metode spektrometri pendar sinar-X dapat digunakan untuk mendeteksi unsur-unsur
lo-gam yang terdapat dalam sedimen. Unsur Fe, Cu, dan Zn dalam sedimen yang terdapat pada kelima stasiun pencuplikan dari perairan pe-sisir di kawasan industri Gresik, Jawa Timur. Logam Pb hanya terdapat pada empat lokasi pencuplikan.
Konsentrasi Fe, Cu, Zn, dan Pb sangat variatif, hal ini karena jenis industri yang ada di sekitar lokasi sampling bervariasi. Kon-sentrasi Fe, Cu, dan Zn tertinggi terdapat pada stasiun 2 (kawasan industri Petrokimia), ber-turut-turut adalah 42.73, 117.50, dan 250.88 mg/kg. Konsentrasi Pb tertinggi terdapat pada stasiun 4 (kawasan industri Pertamina), yaitu 231.34 mg/kg.
Hasil analisis sidik ragam yang terdiri dari 2 faktor dengan RAL metode tetap menun-jukkan bahwa ada interaksi antara jenis logam dengan stasiun yang berpengaruh terhadap konsentrasi logam. Konsentrasi logam Cu pa-da kelima stasiun, konsentrasi Zn papa-da stasiun 2, 3, dan 5, serta konsentrasi Pb pada stasiun 2 dan 4 telah melewati kisaran kadar alamiah logam dalam sedimen menurut RNO (1981) dalam Razak (1986). Hal ini erat kaitannya dengan perkembangan industri di kawasan ter-sebut.
SARAN
Metode spektrometri pendar sinar-X meru-pakan metode alternatif untuk penentuan lo-gam. Namun teknologi ini relatif mahal, di-bandingkan metode konvensional, sehingga penerapannya di laboratorium penelitian seca-ra umum masih terbatas.
Selain itu perlu juga diteliti kandungan logam dalam sedimen berdasarkan ukuran partikelnya yang lebih spesifik, yaitu batu, ke-rikil, pasir kasar, pasir agak kasar, pasir se-dang, pasir agak halus, pasir halus, lumpur, dan lempung serta mencari metode lain dalam penyiapan sampel.
10
DAFTAR PUSTAKA
Anderson, JR. 2004. Sand sieve analysis.
http://gpc.edu/~janderso/historic/labma n /sievean.htm[29Nov 2004].
Anindita AD. 2002. Kandungan logam berat
Cd, Cu, Ni, Pb, dan Zn terlarut di dalam badan air dan sedimen pada perairan sekitar pelabuhan perikanan Pelabuhan Ratu, Sukabumi. [skripsi]. Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. [Anonim]. Undang-Undang RI. No. 4 Tahun
1982. Pasal 1 ayat 7.
[Anonim]. 1994. Laporan hasil analisis dampak lingkungan (ANDAL) kawasan industri Gresik [Desember 1994].
[Petrokimia Gresik]. 2002. Profile PT Petrokimia Gresik: chemical product. http://www. petrokimia-gresik. com/ chemical_product.asp [ 22 Mar 2006] Bryan WG. 1976. Heavy metals
contamination. Di dalam: R Johnston, editor. Marine Pollution. London: Academic Press.
Clark RB. 1986. Marine Pollution. Oxford : Clarendon Press.
Dahuri R, Jacub R, Ginting SP, Sitepu MJ. 1996. Pengelolaan Sumber Daya Wilayah Pesisir dan Lautan secara Terpadu. Jakarta: Pradnya Paramita. Darmono. 1995. Logam dalam Sistem Biologi
Makhluk Hidup. Jakarta: UI-Press. Eckenfelder WWJr. 2000. Industrial Water
Pollution Control. Ed. ke-3. USA: McGraw-Hill Companies.
Frieberg L, Nordberg GF, Von BV. 1979. Handbook on the Toxicology of Metal. North Holland: Elsevier.
Gaspersz V. 1991. Metode Perancangan Percobaan untuk Ilmu-ilmu Pertanian, Ilmu-ilmu Teknik, dan Biologi. Bandung: Armico.
Furba HU, Segebade CH, ScMitt BF. 1981. Instrumental multielement activation analysis of soil sampler. J. Radioanal. Chem. 67(1): 101.
Haldstead BW. 1972. Toxicity of marine organism caused by pollutant. In: Marine Pollution and Sealife. England: FAO Fishes News (Book) Ltd.
Hammer MJ. 1975. Water and Waste-Water Technology. New York: John Wiley & Sons.
Jenkins SR, Gould RW, Gedcke D. 1981. Quantitative X-Ray Spectrometry. New York: United State of American. Johnston R. 1976. Marine Pollution. London:
Academic Press.
Mannion AM, Bowlby SR. 1992. Environmental Issues in the 1990s. Chichester: John Wiley & Sons. Mellawati J. 2004. Pencemaran lingkungan
oleh unsur Radioanuklida alam 238U, 232Th, dan 226Ra di sekitar kawasan industri fosfat (kajian di perairan pesisir Gresik). [disertasi]. Bogor: Sekolah Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor.
Moriarty F, Hanson HM. 1988. Heavy metals in sediments of the river Ecclesbourne, Derbyshire. Water Research. 22(4): 475-480.
Odum EP. 1971. Fundamentals of Ecology. Ed. ke-3. Philadelphia: W.B Saunders Company.
Petrucci RH. 1985. Kimia Dasar: Prinsip dan Terapan Modern. Jilid ke-2. Ed. ke-4. Achmadi SS, penerjemah;editor. Jakarta: Erlangga.
Pikir S. 1993. Sedimen dan kerang sebagai indikator adanya logam berat Cd, Hg, dan Pb dalam pencemaran di lingkungan perairan estuari. [disertasi]. Surabaya: Program Pascasarjana, Universitas Airlangga.
Razak H. 1986. Kandungan logam berat di Perairan Ujung Watu dan Jepara. Jakarta: Pusat Penelitian dan Pengembangan Oceonologi LIPI.
Ristin E, Mellawati J, Hutabarat T, Bungkus P. 1999. Karakterisasi unsur-unsur dalam batuan sulfur elemental dengan metode spektrometri pendar sinar X. Majalah BATAN. 32(1/2): 1-11.
Rochyatun E, Lestari, Rozak A. 2005. Kualitas lingkungan perairan Banten dan sekitarnya ditinjau dari kondisi logam berat. Oseanologi dan Limnologi di Indonesia. 38: 23-46. Saeni MS. 1989. Kimia Lingkungan. PAU
Ilmu Hayat. Bogor: IPB.
Solomons W, de Rooji NM, Kerdijk B. 1987. Sediments as a source for contaminant?. Hydrobiologia. 149: 13-30.
Simmons IG. 1981. The Ecology of Natural Resources. London: Edward Arnold. Skoog DA, Holler FJ, Nieman TA. 1998.
Turner A, Millward GE, Morris AW. 1991. Particulate metals in five major North Sea Estuaries. Estuariene, Coastal, and Shelf Science. 32: 325-346.
12
Lampiran 1 Peta lokasi pencuplikan sedimen
Keterangan: = area reklamasi pantai 1 = Smelting
2 = Petrokimia 3 = Petrosida 4 = Pertamina 5 = PLTU
Lampiran 2 Data kondisi pencuplikan sedimen (Mellawati 2004)
Data GPS (global positioning system) Stasiun
Kedalaman (m)
Jarak dari pantai (m)
Lintang Selatan Bujur Timur
1 10 100 7º-08’-751” 112º-39’-423”
2 10 100 7º-08’-725” 112º-39’-406”
3 10 100 7º-08’-639” 112º-39’-426”
4 10 100 7º-08’-204” 112º-39’-615”
5 20 500 7º-08’-739” 112º-39’-264”
14
Bobot tetap Lampiran 3 Bagan alir penyiapan sampel sedimen
Sedimen
Dikeringkan (oven T = 110 ºC)
Ditimbang
Dihancurkan dengan penggiling
Ditimbang 25 gram
Diayak (200 mesh)
Dibuat pelet (m= ± 1 gram; P = 10 ton/cm2)
Lampiran 4 Bagan alir analisis sampel sedimen dengan metode XRFS
Pengukuran sampel dan standar acuan IAEA t cacah = 1800 detik
Pengukuran intensitas sampel dan standar acuan IAEA
menggunakan selubunglogam Mo
t cacah = 100 detik Kalibrasi alat
16
Lam
p
ir
an
5 Ske
m
a ker
ja ala
t XRFS
16
PENGUAT AKHIR
PENGUAT AWAL
DETEKTOR Si (Li) DENGAN NITROGEN CAIR
KOMPUTER
SUMBER
TEGANGAN
TINGGI
SUMBER SINAR-X
CPU MCA ADC
MEMORI MCA
Lampiran 6 Spektrum hasil analisis sampel sedimen menggunakan XRFS dengan sumber pengeksitasi 109Cd
0 2000 3000 4000 5000
10 100 1000
Pb-Lα Cu-Kα
Zn-Kα Fe-Kα
Scatter Ag
Cacah/s
alur
18
Lampiran 7 Hasil pengukuran Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam standar SL-1 dan sampel sedimen
(a) Intensitas dan kadar Fe, Cu, Zn, dan Pb (menurut sertifikat) pada standar SL-1
Logam Kadar logam (mg/kg), bobot kering Intensitas (cps)
Fe 67.40 2.713 Cu 30.00 0.016 Zn 223.00 0.040 Pb 37.70 0.022
Contoh perhitungan (pengukuran logam Fe ulangan 1 pada stasiun 1):
s dar dar
s sampel
sampel C
I I
C tan
tan
×
=
Csampel 67.40mgkg 713
. 2
564 . 0 ×
=
(b) Intensitas dan konsentrasi Fe, Cu, Zn, dan Pb dalam sampel sedimen
Fe Cu Zn Pb Lokasi
Ulangan
perlakuan Intensitas (cps)
Konsentrasi (mg/kg)
Intensitas (cps)
Konsentrasi (mg/kg)
Intensitas (cps)
Konsentrasi (mg/kg)
Intensitas (cps)
Konsentrasi (mg/kg) 1 0.564 14.01 0.037 69.38 0.028 156.10 0.013 22.28
2 0.662 16.45 0.049 91.88 0.027 150.52 ttd ttd
3 0.768 19.08 0.035 65.62 0.017 94.78 ttd ttd
Stasiun 1
rerata 0.665 16.51 0.040 75.63 0.024 133.80 0.013 22.28
1 1.609 39.97 0.054 101.25 0.021 117.08 ttd ttd
2 1.874 46.56 0.066 123.75 0.058 323.35 ttd ttd
3 1.677 41.66 0.068 127.50 0.056 312.20 0.050 85.68 Stasiun 2
rerata 1.720 42.73 0.063 117.50 0.045 250.88 0.050 85.68 1 1.462 36.32 0.023 43.12 0.038 211.85 0.022 37.70 2 1.524 37.86 0.047 88.12 0.035 195.12 0.023 39.41 3 1.518 37.71 0.043 80.62 0.018 100.35 0.018 30.85 Stasiun 3
rerata 1.501 37.30 0.038 70.62 0.030 169.11 0.021 35.99
1 1.445 35.90 0.031 58.12 0.028 156.10 ttd ttd
2 1.473 36.59 0.041 76.88 0.016 89.20 ttd ttd
3 1.592 39.55 0.014 26.25 0.024 133.80 0.135 231.34 Stasiun 4
rerata 1.503 37.35 0.029 53.75 0.023 126.37 0.135 231.34
1 1.404 34.88 0.043 80.62 0.032 178.40 ttd ttd
2 1.629 40.47 0.063 118.12 0.037 206.28 ttd ttd
3 1.604 39.85 0.048 90.00 0.037 206.28 ttd ttd
Stasiun 5
rerata 1.546 38.40 0.051 96.25 0.035 196.99 ttd ttd
Keterangan: cps = counts per second
ttd = tidak terdeteksi dalam analisis laboratorium * = lokasi sampling terlihat pada Lampiran 4
20
Lampiran 8 Hasil uji statistik
(a) Analisis sidik ragam yang terdiri dari dua faktor dengan RAL model tetap Ftabel Sumber
Keragaman
Derajat bebas
Jumlah kuadrat
Kuadrat tengah
F hitung
α=0.05 α=0.01
Perlakuan 18 228235.3944 - -
Logam 3 156770.5040 52256.6347 38.50** 2.90 4.46
Stasiun 4 24260.6780 6065.1695 4.47** 2.67 3.97
Logam*stasiun 11 47204.2124 4291.2920 3.16** 2.10 2.86
Galat 32 43429.9603 1357.1863
Total 50 271665.3547 -
Tanda * Gaspersz 1991
** artinya ‘berbeda sangat nyata’, karena Fhitung>Ftabelpada α=0.01
(b) Hasil uji Duncan pada pengaruh interaksi antara jenis logam dan stasiun terhadap konsentrasi logam
Logam*Stasiun Jumlah Rerata konsentrasi logam (mg/kg) Kehomogenan
kelompoka
Zn*2 3 250.88 A
Pb*4 1 231.34 AB
Zn*5 3 196.99 ABC
Zn*3 3 169.11 BCD
Zn*1 3 133.80 CDE
Zn*4 3 126.37 CDE
Cu*2 3 117.50 DEF
Cu*5 3 96.25 DEFG
Pb*2 1 85.68 EFG
Cu*1 3 75.63 EFG
Cu*3 3 70.62 EFG
Cu*4 3 53.75 EFG
Fe*2 3 42.73 FG
Fe*5 3 38.40 FG
Fe*4 3 37.35 FG
Fe*3 3 37.30 FG
Pb*3 3 35.99 FG
Pb*1 1 22.28 G
Fe*1 3 16.51 G
a
[image:30.612.131.489.357.608.2]
