ANALISIS KADAR BESI (Fe)
PADA AIR SUMUR DI PADANG BULAN MEDAN
SECARA SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM
TUGAS AKHIR
OLEH:
LASMA IDA ROMATUA PASARIBU
NIM 122410070
PROGRAM STUDI DIPLOMA III
ANALIS FARMASI DAN MAKANAN
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan
kasih-Nya, penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Analisis
Kadar Besi (Fe) Pada Air Sumur di Padang Bulan Medan Secara Spektrofotometri
Serapan Atom”.
Tujuan penyusunan tugas akhir ini sebagai salah satu persyaratan untuk
menyelesaikan pendidikan Program Studi Diploma III Analis Farmasi dan
Makanan Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara. Tugas Akhir ini disusun
berdasarkan apa yang penulis lakukan pada Praktek Kerja Lapangan (PKL) di
Balai Riset Standardisasi (Baristand) Industri Medan.
Selama menyusun Tugas Akhir ini, penulis juga mendapat bantuan dari
berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt., sebagai Dekan Fakultas
Farmasi Universitas Sumatera Utara.
2. Ibu Prof. Dr. Julia Reveny, M.Si., Apt., sebagai wakil Dekan I Fakultas
Farmasi Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Prof. Dr. Jansen Silalahi, M.App.Sc., Apt., sebagai Ketua Program
Studi Diploma III Analis Farmasi dan Makanan Fakultas Farmasi USU.
4. Bapak Prof. Dr. Hakim Bangun, Apt., sebagai Dosen Pembimbing Tugas
Akhir.
5. Ibu Khairunnisa, S.Si, M.Pharm, Ph.D., Apt., sebagai Dosen Pembimbing
6. Bapak Ir. Maruahal Situmorang, M.Si., sebagai Kepala dan seluruh staf
Baristand Industri Medan.
7. Bapak Martias, Kepala Laboratorium Instrumen dan sebagai Pembimbing
PKL di Baristand Industri Medan.
8. Sahabat-sahabat penulis, Sindyana, Delima, Exaudia, Resnika Citra,
Fatrikia dan Marshinta yang senantiasa memberi semangat dan bantuan,
beserta teman-teman mahasiswa dan mahasiswi Program Studi Diploma
III Analis Farmasi dan Makanan angkatan 2012, yang tidak dapat penulis
sebutkan satu persatu, namun tidak mengurangi arti keberadaan mereka.
Dan untuk kedua orang tua penulis Bapak P. Pasaribu dan Ibu R.
Simarangkir, SE dan saudara kandung penulis Lamsehat Pasaribu dan Tio
Pasaribu terima kasih yang sebesar-besarnya untuk perhatian, dukungan dan
nasehat yang diberikan hingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa tulisan ini tidak luput dari kekurangan. Oleh
karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan
demi kesempurnaan tulisan ini. Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas Akhir
ini bermanfaat bagi pembaca.
Medan, April 2015 Penulis,
ANALISIS KADAR BESI (Fe)
PADA AIR SUMUR DI PADANG BULAN MEDAN SECARA SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM
Abstrak
Defenisi pencemaran air menurut Surat Keputusan Menteri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup Nomor: KEP-02/MENKLH/I/1988 Tentang Penetapan Baku Mutu Lingkungan adalah: masuk atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam air dan atau berubahnya tatanan air oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam, sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air menjadi kurang atau sudah tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukkannya.
Sampel yang digunakan adalah air sumur di Padang Bulan Medan. Analisis kuantitatif besi menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom dengan nyala udara-asetilen, dilakukan pada panjang gelombang 248,3 nm.
Hasil analisis yang dilakukan secara Spektrofotometri Serapan Atom diperoleh kadar Besi (Fe) pada air sumur adalah 0,7206 mg/L dengan absorbansi rata-rata 0.0557. Hal ini menunjukkan bahwa kadar besi air sumur padang bulan memenuhi syarat baku mutu yang diperbolehkan dalam PERMENKES R.I No.416/ MENKES/ PER/ IX/ 1990 tentang Syarat-Syarat Dan Pengawasan Kualitas Air yaitu maksimum 1,0 mg/L.
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
ABSTRAK ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1Latar Belakang ... 1
1.2Tujuan... 3
1.3Manfaat... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Air ... 4
2.1.1 Parameter Uji Kualitas Air ... 4
2.1.2 Pencemaran Air ... 6
2.2 Air Sumur atau Air Tanah... 8
2.2.1 Air Tanah Dangkal ... 8
2.2.2 Air Tanah Dalam ... 9
2.3 Besi (Fe) ... 12
2.3.2 Manfaat Zat Besi Sebagai Mikroelemen Tubuh ... 12
2.3.3 Absorpsi Besi ... 14
2.3.4 Defisiensi Besi ... 14
2.4 Penanggulangan Pencemaran Besi ... 15
2.5 Spektrofotometri Serapan Atom ... 16
2.5.1 Prinsip Spektrofotometri Serapan Atom ... 16
2.5.2 Bagian-Bagian Spektrofotometri Serapan Atom ... 17
BAB III METODE PENGUJIAN ... 20
3.4.2 Pembuatan Larutan Standar Fe ... 21
3.4.3 Pembuatan Kurva kalibrasi ... 22
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Daftar Persyaratan Kualitas Air Bersih ... 10
Tabel 2.2 DataAngka kecakupan gizi harian (RDA) ... 13
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Data Hasil ... 29
2. Pembuatan Larutan Standar Fe ... 33
3. Perhitungan Kadar Logam ... 34
4. Perhitungan Persamaan Garis Regresi dan Koefisien Korelasi (r) ... 34
ANALISIS KADAR BESI (Fe)
PADA AIR SUMUR DI PADANG BULAN MEDAN SECARA SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM
Abstrak
Defenisi pencemaran air menurut Surat Keputusan Menteri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup Nomor: KEP-02/MENKLH/I/1988 Tentang Penetapan Baku Mutu Lingkungan adalah: masuk atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam air dan atau berubahnya tatanan air oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam, sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air menjadi kurang atau sudah tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukkannya.
Sampel yang digunakan adalah air sumur di Padang Bulan Medan. Analisis kuantitatif besi menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom dengan nyala udara-asetilen, dilakukan pada panjang gelombang 248,3 nm.
Hasil analisis yang dilakukan secara Spektrofotometri Serapan Atom diperoleh kadar Besi (Fe) pada air sumur adalah 0,7206 mg/L dengan absorbansi rata-rata 0.0557. Hal ini menunjukkan bahwa kadar besi air sumur padang bulan memenuhi syarat baku mutu yang diperbolehkan dalam PERMENKES R.I No.416/ MENKES/ PER/ IX/ 1990 tentang Syarat-Syarat Dan Pengawasan Kualitas Air yaitu maksimum 1,0 mg/L.
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Semua makhluk hidup ini memerlukan air, karena air merupakan
kebutuhan dasar bagi kehidupan. Khususnya manusia, air diperlukan untuk
berbagai keperluan, antara lain rumah tangga, industri, pertanian dan sebagainya.
Dalam memenuhi kebutuhan air, manusia selalu memperhatikan kualitas dan
kuantitas air. Kualitas yang cukup diperoleh dengan mudah karena adanya siklus
hidrologi, yakni siklus ilmiah yang mengatur dan memungkinkan tersedianya air
permukaan dan air tanah. Namun demikian, pertambahan penduduk dan kegiatan
manusia menyebabkan pencemaran sehingga kualitas air yang baik dan memenuhi
persyaratan tertentu sulit diperoleh (Sutrisno, 1987).
Dalam hal ini masalah pencemaran air dapat diidentifikasikan melalui
beberapa cara, antara lain dengan pengamatan tidak langsung dan langsung.
Adapun yang dimaksudkan dengan pengaamatan tidak langsung melalui keluhan
penduduk pemakai air leding berbau bahan kimia. Sebagian lainnya menyaksikan
kematian ikan di perairan yang mereka gunakan untuk keperluan rumah tangga.
Sedangkan pengamatan langsung melalui indera untuk mengidentifikasi bau
busuk, rasa tidak enak, kekeruhan, perlumbuhan algae dan rumput, dan kematian
ikan (Sutrisno, 1987).
Polutan logam mencemari lingkungan, baik di lingkungan udara, air dan
lain siklus alamiah sehingga bebatuan gunung berapi bisa memberikan kontribusi
ke lingkungan udara, air dan tanah. Kegiatan manusia yang bisa menambah
polutan bagi lingkungan berupa kegiatan industri, pertambangan, pembakaran
bahan bakar, serta kegiatan domestik lain yang mampu meningkatkan kandungan
logam di lingkungan udara, air dan tanah (Widowati, 2008).
Spektrofotometri Serapan Atom digunakan untuk analisis kuantitatif
unsur-unsur logam dalam jumlah sekelumit (trace) dan sangat kelumit
(ultratrace). Cara analisis ini memberikan kadar total unsur logam dalam suatu
sampel dan tidak tergantung pada bentuk molekul dari logam dalam sampel
tersebut. Cara ini cocok untuk analisis logam kelumit logam karena mempunyai
kepekaan yang tinggi (batas deteksi kurang dari 1 ppm), pelaksanaannya relatif
sederhana dan interferensinya sedikit. Spektrofotometri serapan atom didasarkan
pada penyerapan energi sinar oleh atom-atom netral, dan sinar yang diserap
biasanya sinar tampak atau ultraviolet (Rohman, 2007).
Fe dalam tubuh makhluk hidup berperan penting dalam sel darah merah.
Besi dibutuhkan oleh tubuh untuk pembentukan hemoglobin. Banyaknya Fe di
dalam tubuh dikendalikan pada fase absorbs. Tubuh manusia tidak dapat
mengekspresikan Fe, karenanya mereka yang sering mendapat transfusi darah
warna kulitnya menjadi hitam karena akumulasi Fe (Slamet, 2009).
Penyakit karena Fe adalah anemia atau kekurangan sel darah merah.
Penyakit anemia terjadi karena konsumsi zat besi pada tubuh tidak seimbang atau
kurang dari kebutuhan tubuh. Zat besi merupakan mikro elemen yang esensial
hemoglobin (Hb). Kadar besi yang berlebihan dalam tubuh manusia dapat
merusak dinding usus, keracunan dimana terjadi muntah, penuaan dini, mudah
marah, gusi berdarah, kanker dan sering mengakibatkan kematian (Slamet, 2009).
Berdasarkan hal diatas, maka perlu dilakukan analisis kadar logam berat
pada air sumur di Padang Bulan Medan. Sehingga penulis memilih judul tentang
“Analisis Besi (Fe) Pada Air Sumur di Padang Bulan Medan Secara Spektrofotometri Serapan Atom ”.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari analisis kadar besi (Fe) pada air sumur dengan metode
Spektrofotometri Serapan Atom adalah untuk mengetahui apakah kadar besi (Fe)
pada air sumur yang terdapat di Padang Bulan Medan memenuhi persyaratan
kadar besi (Fe) yang ditetapkan dalam PERMENKES R.I No.416/ MENKES/
PER/ IX/ 1990.
1.3 Manfaat
Manfaat yang diperoleh dari analisis kadar besi (Fe) pada air sumur
dengan metode Spektrofotometri Serapan Atom adalah agar dapat mengetahui
bahwa air sumur yang terdapat di Padang Bulan Medan memenuhi persyaratan
kadar besi (Fe) yang ditetapkan dalam PERMENKES R.I No.416/ MENKES/
PER/ IX/ 1990 sehingga air sumur tersebut layak untuk dikonsumsi oleh
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan umat
manusia dan makhluk hidup lainnya dan fungsinya bagi kehidupan tersebut tidak
akan dapat digantikan oleh senyawa lainnya. Hampir semua kegiatan yang
dilakukan manusia membutuhkan air, mulai dari membersihkan diri (mandi),
membersihkan ruangan tempat tinggalnya, menyiapkan makanan dan minuman
sampai dengan aktivitas-aktivitas lainnya (Achmad, 2004).
Dalam jaringan hidup, air merupakan medium untuk berbagai reaksi dan
proses ekskresi. Air merupakan komponen utama baik dalam tanaman maupun
hewan termasuk manusia. Tubuh manusia terdiri dari 60-70% air. Transportasi
zat-zat makanan dalam tubuh semuanya dalam bentuk larutan dengan pelarut air.
Juga hara-hara dalam tanah hanya dapat diserap oleh akar dalam bentuk
larutannya. Oleh karena itu kehidupan ini tidak mungkin dapat dipertahankan
tanpa air (Achmad, 2004).
2.1.1 Parameter Uji Kualitas Air
Untuk mengetahui apakah suatu perairan tercemar atau tidak, diperlukan
serangkaian tahap pengujian untuk menentukan tingkat pencemaran tersebut.
Beberapa parameter uji yang umumnya harus diketahui, yaitu:
Umumnya air yang normal memiliki pH sekitar netral, berkisar antara 6
hingga 8. Air limbah atau air yang tercemar memiliki pH sangat asam atau
pH cenderung basa, tergantung dari jenis limbah dan komponen
pencemarnya.
b. Suhu
Kenaikan suhu air tersebut akan mengakibatkan menurunnya oksigen terlarut
di dalam air dan meningkatnya kecepatan reaksi kimia. Naiknya suhu air
yang relatif tinggi sering kali ditandai dengan munculnya ikan-ikan dan
hewan air lainnya ke permukaan air untuk mencari oksigen.
c. Warna, rasa dan bau
Air yang normal tampak jernih, tidak berwarna, tidak berasa dan tidak
berbau. Air yang tidak jernih seringkali merupakan petunjuk awal terjadinya
polusi di suatu perairan. Rasa air seringkali dihubungkan dengan bau air. Bau
air dapat disebabkan oleh bahan-bahan kimia terlarut, ganggang, plankton,
tumbuhan air dan hewan air, baik yang masih hidup maupun yang mati.
d. Kehadiran mikroba pencemar
Dari sekian banyak jenis mikroba yang bersifat patogen atau merugikan
manusia, ada beberapa jenis mikroba yang sangat tidak dikehendaki
kehadirannya karena mikroba tersebut berasal dari kotoran manusia dan
hewan berdarah panas lainnya. Mikroba tersebut dapat berperan sebagai
e. Kandungan logam berat
Logam berat (heavy metals) atau logam toksik (toxic metals) adalah
terminologi yang umumnya digunakan untuk menjelaskan sekelompok
elemen-elemen logam yang kebanyakan tergolong berbahaya bila masuk ke
dalam tubuh makhluk hidup. Logam berat yang terdapat baik di lingkungan
maupun di dalam tubuh manusia dalam konsentrasi yang sangat rendah
disebut juga sebagai trace metals. Trace metals seperti kadmium (Cd),
Timbal (Pb) dan Merkuri (Hg) mempunyai berat jenis sedikitnya 5 kali lebih
besar daripada air (Nugroho, 2006).
2.1.2 Pencemaran Air
Defenisi pencemaran air menurut Surat Keputusan Menteri Negara
Kependudukan dan Lingkungan Hidup Nomor: KEP-02/MENKLH/I/1988
Tentang Penetapan Baku Mutu Lingkungan adalah: masuk atau dimasukkannya
makhluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam air dan atau
berubahnya tatanan air oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam, sehingga
kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air menjadi
kurang atau sudah tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukkannya (pasal 1).
Dalam pasal 2, air pada sumber air menurut kegunaan/ peruntukkannya
digolongkan menjadi:
1. Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara
2. Golongan B, yaitu air yang dapat dipergunakan sebagai air baku untuk diolah
sebagai air minum dan keperluan rumah tangga
3. Golongan C, yaitu air yang dapat dipergunakan untuk keperluan perikanan
dan peternakan
4. Golongan D, yaitu air yang dapat dipergunakan untuk keperluan pertanian,
dan dapat dimanfaatkan untuk usaha perkotaan, industri, dan listrik negara
(Achmad, 2004).
Menurut defenisi pencemaran air tersebut diatas bila suatu sumber air yang
termasuk dalam kategori golongan A, misalnya sebuah sumur penduduk
kemudian mengalami pencemaran dalam bentuk rembesan limbah cair dari suatu
industri maka kategori sumur tadi bukan golongan A lagi, tapi sudah turun
menjadi golongan B karena air tadi sudah tidak dapat digunakan langsung sebagai
air minum tanpa melalui pengolahan terlebih dahulu. Dengan demikian air sumur
tersebut menjadi kurang/ tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukkannya
(Achmad, 2004).
Untuk mengukur tercemar atau tidaknya suatu perairan banyak cara dapat
dilakukan. Untuk suatu perairan lepas pantai, persyaratan yang dibutuhkan
setidak-tidaknya:
1. Dengan mengukur ada tidaknya zat-zat nutrient (N dan P) yakni zat-zat yang
diperlukan untuk satu proses pertumbuhan kehidupan
2. Dengan melihat kelarutan zat asam dalam air. Seperti diketahui zat ini
dibutuhkan sekali untuk kehidupan
4. Air tersebut harus bebas dari zat-zat yang bersifat racun bagi kehidupan
5. Kekeruhan air (turbiditas) harus sedemikian rupa, sehingga sinar matahari
masih dapat menembusnya yang penting untuk proses fotosintesis
6. Air harus mempunyai karakteristik, sedemikian rupa sehingga sesuai dengan
kebutuhan untuk hidup misalnya dari segi suhu, keasaman, gerakan-gerakan
air dan sebagainya (Azwar, 1979).
2.2 Air Sumur atau Air Tanah
Sumur merupakan sumber utama persediaan air bersih bagi penduduk
yang tinggal di daerah pedesaan maupun diperkotaan Indonesia. Secara teknis
sumur dapat dibagi menjadi 2 jenis, yaitu:
2.2.1 Air Tanah Dangkal
Terjadi karena daya proses peresapan air dari permukaan tanah. Lumpur
akan tertahan, demikian pula dengan sebagian bakteri, sehingga air tanah akan
jernih tetapi lebih banyak mengandung zat kimia (garam-garam yang terlarut)
karena melalui lapisan tanah yang mempunyai unsur-unsur kimia tertentu untuk
masing-masing lapisan tanah. Lapis tanah disini berfungsi sebagai saringan. Di
samping penyaringan, pengotoran juga masih terus berlangsung terutama pada
muka air yang dekat dengan muka tanah, setelah menemui lapisan rapat air, air
akan terkumpul merupakan air tanah dangkal dimana air tanah ini dimanfaatkan
untuk sumber air minum melalui sumur-sumur dangkal (Sutrisno,1987).
1. Sumur harus diberi tembok rapat air 3 m dari permukaan tanah, agar
pengotoran oleh air permukaan dapat dihindarkan
2. Sekeliling sumur harus diberi lantai rapat air selebar 1-1,5 m untuk mencegah
terjadinya pengotoran dari luar
3. Pada lantai (sekelilingnya) harus diberi saluran pembuangan air kotor, agar
air kotor dapat tersalurkan dan tidak akan mengotori sumur ini
4. Pengambilan air sebaiknya dengan pipa kemudian air dipompa ke luar
5. Pada bibir sumur, hendaknya diberi tembok pengaman setinggi 1 meter
Air tanah dangkal ini dapat pada kedalaman 15 meter. Sebagai sumur air
minum, air tanah dangkal ini ditinjau dari segi kualitas agak baik. Kuantitas
kurang cukup dan tergantung pada musim (Sutrisno, 1987).
Jenis sumur ini banyak terdapat di Indonesia dan mudah sekali
terkontaminasi air kotor yang berasal dari kegiatan mandi-cuci-kakus (MCK)
sehingga persyaratan sanitasi yang ada perlu sekali diperhatikan (Chandra, 2006).
2.2.2 Air Tanah Dalam
Terdapat setelah lapis rapat air yang pertama. Pengambilan air tanah
dalam, tak semudah pada air tanah dangkal. Dalam hal ini harus digunakan bor
dan memasukkan pipa kedalamnya sehingga dalam suatu kedalaman (biasanya
antara 100-300 m) akan didapatkan suatu lapis air (Sutrisno, 1987).
Jika tekanan air tanah ini besar, maka air dapat menyembur ke luar dan
luar dengan sendirinya, maka digunakanlah pompa untuk membantu pengeluaran
air tanah dalam ini (Sutrisno, 1987).
Pada umumnya kualitas air tanah dalam lebih baik dari air dangkal, karena
penyaringannya lebih sempurna dan bebas dari bakteri. Susunan unsur-unsur
kimia tergantung pada lapis-lapis tanah yang dilalui. Jika melalui tanah kapur,
maka air itu akab menjadi sadah karena mengandung Ca(HCO3)2 dan Mg(HCO3)2
(Sutrisno, 1987).
Kesadahan pada air ini menyebabkan air mengandung zat-zat mineral
dalam konsentrasi. Zat-zat mineral tersebut antara lain: kalsium, magnesium, dan
logam berat seperti Fe dan Mn. Akibatnya, apabila kita menggunakan air sadah
untuk mencuci, sabun yang akan kita gunakan tidak akan berbusa dan bila
diendapkan akan terbentuk endapan semacam kerak (Chandra, 2006).
2.3 Besi (Fe)
2.3.1 Karakterisitik Besi (Fe)
Besi (Fe) merupakan logam transisi dan memiliki nomor atom 26.
Bilangan oksidasi Fe adalah +3 dan +2. Fe memiliki berat atom 55,845 g/mol,
titik leleh 1.5380C, dan titik didih 2.8610C. Fe menempati urutan sepuluh besar
sebagai unsure di bumi. Fe menyusun 5-5,6% dari kerak bumi dan menyusun 35%
dari masa bumi. Fe menempati berbagai lapisan bumi. Konsentrasi tertinggi
terdapat pada lapisan dalam dari inti bumi dan sejumlah kecil terdapat di lapisan
terluar kerak bumi. Beberapa tempat di bumi bisa mengandung Fe mengandung
70% (Widowati, 2008).
2.3.2 Manfaat Zat Besi Sebagai Mikroelemen Tubuh
Besi merupakan mineral mikro yang paling banyak terdapat di dalam
tubuh manusia dan hewan, yaitu sebanyak 3-5 gram di dalam tubuh manusia
dewasa. Besi mempunyai beberapa fungsi esensial di dalam tubuh: sebagai alat
angkut oksigen dari paru-paru ke jaringan tubuh, sebagai alat angkut elektrolit di
dalam sel dan sebagai bagian terpadu berbagai reaksi enzim di dalam jaringan
tubuh. Walaupun terdapat luas di dalam makanan banyak penduduk dunia
mengalami kekurangan besi termasuk di Indonesia. Kekurangan besi sejak tiga
puluh tahun terakhir diakui berpengaruh terhadap produktivitas kerja, penampilan
Angka kecakupan gizi harian (RDA): RDA untuk besi didasarkan pada
pencegahan defisiensi besi dan pemeliharaan kecukupan simpanan besi yang
memadai pada individu-individu yang mengonsumsi diet campuran.
Tabel 2.2 Angka Kecakupan Gizi Harian
Wanita (mg/ hari) Pria (mg/ hari) 19 tahun dan lebih 18 8
Kehamilan 27 -
Menyusui 9 -
(Grober, 2006).
Adanya unsur-unsur besi dalam air diperlukan untuk memenuhi kebutuhan
tubuh akan unsur tersebut. Zat besi merupakan suatu unsur yang penting dan
berguna untuk metabolisme tubuh. Untuk keperluan ini tubuh membutuhkan 7-35
mg unsur tersebut perhari, yang tidak hanya diperolehnya dari air. Konsentrasi
unsur ini dalam air yang melebihi ± 2 mg/l akan menimbulkan noda-noda pada
peralatan dan bahan-bahan yang berwarna putih. Adanya unsur ini dapat pula
menimbulkan bau dan warna pada air minum dan warna koloid pada air
(Sutrisno,1987).
Selain itu, konsentrasi yang lebih besar dari 1 mg/l dapat menyebabkan
warna air menjadi kemerah-merahan, memberi rasa yang tidak enak pada
minuman, kecuali dapat membentuk endapan pada pipa-pipa logam dan bahan
cucian. Dalam jumlah kecil, unsur ini diperlukan tubuh untuk pembentukan sel-sel
darah merah (Sutrisno,1987).
Atas dasar pertimbangan tersebut diatas, maka ditetapkanlah standar
konsentrasi maksimum besi dalam air minum oleh Dep.Kes.R.I sebesar 0,1-1,0
2.3.3 Absorpsi Besi
Tubuh sangat efisien dalam penggunaan besi. Sebelum diabsorpsi, di
dalam lambung besi dibebaskan dari ikatan organik seperti protein. Sebagian
besar besi dalam bentuk feri direduksi menjadi bentuk fero. Hal ini terjadi dalam
suasana asam di dalam lambung dengan adanya HCl dan vitamin C yang terdapat
di dalam makanan (Almatsier, 2004).
Absorpsi terutama terjadi di bagian atas usus halus (duodenum) dengan
bantuan alat angkut-protein khusus. Ada dua jenis alat angkut-protein di dalam sel
mukosa usus halus yang membantu penyerapan besi yaitu transferin dan feritin.
Transferin, protein yang disintesis di dalam hati, terdapat dalam dua bentuk.
Transferin mukosa mengangkut besi dari saluran cerna ke dalam sel mukosa dan
memindahkannya ke transferin reseptor yang ada di dalam mukosa. Transferin
mukosa kemudian kembali ke rongga saluran cerna untuk mengikat besi lain,
sedangkan transferin reseptor mengangkut besi melalui darah ke semua jaringan
tubuh (Almatsier, 2004).
2.3.4 Defisiensi Besi
Kasus defisiensi Fe ini merupakan faktor yang disebabkan oleh malnutrisi,
hambatan absorpsi, pendarahan, dan hamil yang berulang kali. Karena tubuh
sangat efisien dalam menyimpan Fe, diet yang sangat rendah Fe jarang
menyebabkan defisiensi Fe. Dua penyebab kasus defisiensi pada orang dewasa
adalah kehilangan darah yang berat pada penderita tumor saluran pencernaan dan
Anemia karena defisiensi Fe juga banyak ditemukan pada anak dan bayi,
disamping itu defisiensi Fe disebabkan oleh penyakit parasit dan penurunan daya
absorbs Fe ini juga menimbulkan gejala anemia. Gejala klinis dari anemia karena
defisiensi Fe ialah: sulit bernafas waktu berolah raga, kepala pusing, diare,
penurunan nafsu makan, selaput lendir kelihatan pucat karena penurunan sirkulasi
hemoglobin, kuku menjadi pucat dan tipis, berkerut, kasar, serta tersa dingin pada
tangan dan kaki (Darmono, 1995).
2.4 Penanggulangan Pencemaran Besi (Fe)
Salah satu cara penurunan kadar Fe dalam air adalah menggunakan
saringan pasir aktif. Daya kerja saringan pasir aktif tersebut diantaranya
dipengaruhi oleh jenis pasir dan ketebalan lapisan pasir. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa pada air sumur dengan memilki kadar Fe 3,0 µg/L, suhu
24,50C dan pH sebesar 7,5 setelah disaring dengan saringan pasir aktif (kali dan
kuarsa) (Widowati, 2008).
Penanggulangan pencemaran logam berat bisa dilakukan dengan
menaikkan pH sehingga medium air berubah menjadi oksida yang mudah
menguap. Besi dalam air tanah bisa berbentuk Fe (II) dan Fe (III) terlarut. Fe (II)
terlarut dapat bergabung dengan zat organik dan membentuk senyawa kompleks
yang sulit dihilangkan dengan aerasi biasa. Salah satu teknologi alternatif untuk
menghilangkan besi tersebut adalah menggunakan Advanced Oxidation Processes
(AOPs). AOPs merupakan oksidasi secara kimiawi menggunakan H2O2 sebagai
2.5 Spektrofotometri Serapan Atom
Absorpsi dan emisi enersi radiasi oleh atom unsur memungkinkan untuk
melakukan analisis kualitatif dan kuantitatif unsur tersebut. Pada spektroskopi
emisi nyala atom unsur yang potensial eksitasinya rendah dapat dieksitasi dalam
nyala api dan pada waktu kembali ke tingkat dasarnya, mengemisikan radiasi
panjang gelombang unsur yang khas. Pada spektroskopi absorpsi atom, emisi
radiasi unsur tertentu dalam lampu katoda berongga (hollow cathode) diabsorpsi
oleh atom netral unsur yang sama dalam nyala api untuk transisi elekton
valensinya ke tingkat tereksitasi elektron lebih tinggi (Satiadarma, 2004).
2.5.1 Prinsip Spektrofotometri Serapan Atom
Cara kerja mesin ini berdasarkan penguapan larutan sampel, kemudian
logam yang terkandung didalamnya diubah menjadi atom bebas. Atom tersebut
mengabsorpsi radiasi dari sumber cahaya yang dipancarkan dari lampu katoda
(hallow cathode lamp) yang mengandung unsur yang akan ditentukan. Banyaknya
penyerapan radiasi kemudian diukur pada panjang gelombang tertentu menurut
jenis logamnya (Darmono, 1995).
Metode Spektrofotometri Serapan Atom mendasarkan pada prinsip
absorbsi cahaya oleh atom. Atom-atom akan menyerap cahaya pada panjang
gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Cahaya pada panjang
gelombang ini mempunyai cukup energy untuk mengubah tingkat elektronik suatu
suatu energi, maka atom akan memperoleh energi sehingga suatu atom pada
keadaan dasar dapat ditingkatkan energinya ke tingkat eksitasi (Rohman, 2007).
2.5.2 Bagian-Bagian Spektrofotometri Serapan Atom
Sistem peralatan spektrofotometri serapan atom adalah sebagai berikut
1. Sumber sinar
Sumber sinar yang lazim dipakai adalah lampu katoda berongga
(hallow cathode lamp). Lampu ini terdiri atas tabung kaca tertutup yang
mengandung suatu katoda dan anoda. Katoda sendiri berbentuk silinder
berongga yang terbuat dari logam atau dilapisi dengan logam tertentu.
(Rohman, 2007).
Salah satu kelemahan penggunaan lampu katoda berongga adalah satu
lampu digunakan untuk satu unsur, akan tetapi saat ini telah banyak
dijumpai suatu lampu katoda berongga kombinasi, yakni satu lampu
dilapisi dengan beberapa unsur sehingga dapat digunakan untuk analisis
beberapa unsur sekaligus (Rohman, 2007).
2. Tempat sampel
Dalam analisis dengan spektrofotometri serapan atom, sampel yang
akan dianalisis harus diuraikan menjadi atom-atom netral yang masih
dalam keadaan asas. Ada berbagai macam alat yang dapat digunakan
untuk mengubah suatu sampel menjadi uap atom-atom yaitu: dengan nyala
(flame) dan dengan tanpa nyala (flameless).
Dalam analisis logam dengan menggunakan sistem ini, sampel
diatomisasi pada alat atomizer melalui nyala api dengan bahan bakar
asetilen murni. Biasanya logam yang dianalisis dengan flame adalah
Ca, Cd, Cu, Cr dan sebagainya yang dikelompokkan dalam logam
normal (Darmono, 1995).
Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berupa padatan
atau cairan menjadi bentuk uap atomnya, dan juga berfungsi untuk
atomisasi. Pada cara spektrofotometri emisi atom, nyala ini berfungsi
untuk mengeksitasikan atom dari tingkat dasar ke tingkat yang lebih
tinggi. Suhu yang dapat dicapai oleh nyala tergantung pada gas-gas
yang digunakan, misalnya untuk gas batubara-udara, suhunya kira-kira
sebesar 18000C; gas alam-udara: 17000C; asetilen-udara: 22000C; dan
gas asetilen-dinitrogen oksida (N2O) sebesar 30000C (Rohman, 2007).
Sumber nyala yang paling banyak digunakan adalah campuran asetilen
sebagai bahan pembakar dan udara sebagai pengoksidasi.
Propana-udara dipilih untuk logam-logam alkali karena suhu nyala yang lebih
rendah akan mengurangi banyaknya ionisasi. Nyala hydrogen-udara
lebih jernih daripada nyala asetilen-udara dalam daerah UV (di bawah
220 nm), dan juga karena sifatnya yang mereduksi maka nyala ini
sesuai untuk penetapan arsenik dan selenium (Rohman, 2007).
b. Tanpa nyala (Flameless)
Teknik atomisasi dengan nyala dinilai kurang peka karena atom gagal
proses atomisasi kurang sempurna. Oleh karena itu, muncullah suatu
teknik atomisasi yang baru yakni atomisasi tanpa nyala. Pengatoman
dapat dilakukan dalam tungku dari grafit seperti tungku yang
dikembangkan oleh Masmann (Rohman, 2007).
3. Monokromator
Pada Spektrofotometri Serapan Atom, monokromator dimaksudkan
untuk memisahkan dan memilih panjang gelombang yang digunakan
dalam analisis (Rohman, 2007).
4. Detektor
Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melalui
tempat pengatoman. Biasanya digunakan tabung penggandaan foton. Ada
2 cara yang dapat digunakan dalam sistem deteksi yaitu:
a. Yang memberikan respon terhadap radiasi resonansi dan radiasi
kontinyu
b. Yang hanya memberikan respon terhadap radiasi resonansi
5. Readout
Readout merupakan suatu alat penunjuk atau dapat juga diartikan
sebagai sistem pencatatan hasil. Pencatatan hasil dilakukan dengan suatu
alat yang telah terkalibrasi untuk pembacaan suatu transmisi atau absorbs.
Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva dari suatu
recorder yang menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi (Rohman,
BAB III
METODE PENGUJIAN
3.1 Tempat Pengujian
Pengujian Analisis Kadar Besi (Fe) pada Air Sumur Padang Bulan Medan
Secara Spektrofotometri Serapan Atom dilakukan di Balai Riset dan
Standardisasi (Baristand) Industri Medan yang berada di Jalan Sisingamangaraja
No.24 Medan.
3.2 Alat
Alat-alat yang digunakan adalah beaker glass, buret, corong, erlenmeyer,
labu tentukur 50 ml, labu tentukur 100 ml, lampu katoda berongga Fe, penangas
air, pipet takar 5 ml, pipet takar 50 ml, klem dan statif, Spektrofotometri Serapan
Atom (SSA) Shimadzu AA-7000.
3.3 Bahan
Bahan yang digunakan adalah air sumur Padang Bulan Medan, aquabides
steril, aquabidest asam (aquabidest 1 L: HNO3(p) 1,5 ml), gas Asetilen (C2H2),
3.4 Prosedur
3.4.1 Pembuatan Pereaksi
− Larutan Pengencer Aquabidest Asam
Di dalam 1000 ml aquabidest steril di tambahkan 1,5 ml HNO3(p) dikocok
hingga homogen (SNI, 2009).
3.4.2 Pembuatan Larutan Standar Fe
- Sediakan larutan Fe dengan konsentrasi 1000 ppm
- Diambil 10 ml dimasukkan ke dalam labu 100 ml, encerkan dengan
aquabidest asam sampai garis tanda lalu homogenkan (100 ppm)
- Diambil yang dari 100 ppm sebanyak 10 ml dimasukkan ke dalam labu
100 ml, encerkan dengan aquabidest asam sampai garis tanda lalu
homogenkan (10 ppm)
- Dipipet 5 ml dari konsentrasi 10 ppm dimasukkan ke dalam labu 50 ml,
encerkan dengan aquabidest asam sampai garis tanda lalu homogenkan (1
ppm)
- Diukur sebanyak 4 ml menggunakan buret dari konsentrasi 10 ppm
dimasukkan ke dalam labu 50 ml, encerkan dengan aquabidest asam
sampai garis tanda lalu homogenkan (0,8 ppm)
- Diukur sebanyak 3 ml menggunakan buret dari konsentrasi 10 ppm
dimasukkan ke dalam labu 50 ml, encerkan dengan aquabidest asam
- Diukur sebanyak 2 ml menggunakan buret dari konsentrasi 10 ppm
dimasukkan ke dalam labu 50 ml, encerkan dengan aquabidest asam
sampai garis tanda lalu homogenkan (0,4 ppm)
- Dipipet sebanyak 10 ml dari konsentrasi 1 ppm dimasukkan ke labu 50 ml,
encerkan dengan aquabidest asam sampai garis tanda lalu homogenkan
(0,2 ppm) (SNI, 2009).
3.4.3 Pembuatan Kurva Kalibrasi
− Operasikan alat dan optimasikan sesuai dengan petunjuk penggunaan alat
untuk pengukuran besi
− Aspirasikan larutan blanko ke dalam SSA-nyala kemudian atur serapan
hingga nol
− Aspirasikan larutan kerja satu persatu ke dalam SSA-nya, lalu ukur
serapannya pada panjang gelombang 248,3 nm, kemudian catat
− Lakukan pembilasan pada selang aspirator dengan larutan pengencer
− Buat kurva kalibrasi dan tentukan persamaan garis lurusnya (SNI, 2009).
3.4.4 Preparasi Sampel Air sumur
− Dipipet sampel air sumur sebanyak 100 ml dimasukkan kedalam beaker
glass
− Ditambahkan larutan HNO3(p) sebanyak 5 ml
− Dipanaskan di atas penangas air sampai volumenya ± 10 ml
− Dibilas beaker glass tersebut dengan menggunakan larutan aquadest asam
− Ditera dengan larutan aquadest asam sampai garis tanda, di homogenkan
− Disaring menggunakan kertas Whatmann No.42 dimasukkan ke dalam
erlenmeyer
− Aspirasikan contoh uji (sampel) tersebut ke dalam SSA-nyala lalu ukur
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Dari analisis yang telah dilakukan dengan tiga kali pembacaan diperoleh
hasil kadar besi (Fe) pada air sumur secara Spektrofotometri Serapan Atom
dengan panjang gelombang 248,3 nm adalah sebagai berikut:
Tabel 4.1 Hasil Analisis Kadar Besi dalam Sampel
Sampel Absorbansi Konsentrasi
(mg/L) Keterangan
Air Sumur 1 0,0560 0,7248 mg/L Memenuhi Baku Mutu Air Sumur 2 0,0554 0,7164 mg/L Memenuhi Baku Mutu Air Sumur 3 0,0557 0,7206 mg/L Memenuhi Baku Mutu Rata-rata 0,0557 0,7206 mg/L Memenuhi Baku Mutu Keterangan: Faktor Pengenceran 100
4.2 Pembahasan
Penentuan kadar besi (Fe) pada air sumur dilakukan secara
Spektrofotometri Serapan Atom pada panjang gelombang yang memberikan
absorbansi maksimum, yaitu 248,3 nm. Pengambilan sampel dilakukan pada satu
rumah di Padang Bulan Medan tepatnya di Jln. Pijar Podi No.31 Medan. Sumur
yang akan diperiksa merupakan sumur gali yang menggunakan alat bantu pompa.
Air sumur yang diperiksa diambil sebanyak 100 ml.
Kadar besi dalam sampel diperoleh dari persamaan regresi kurva kalibrasi
larutan baku. Agar konsentrasi logam besi berada pada rentang kurva kalibrasi
menggunakan faktor pengenceran sebesar 100 kali. Dari data yang diperoleh
didapatkan kadar Besi (Fe) pada air sumur adalah 0,7206 mg/L dengan absorbansi
rata-rata 0,0557.
Menurut PERMENKES R.I No.416/ MENKES/ PER/ IX/ 1990 kadar
maksimum Besi (Fe) pada air sumur yang diperbolehkan adalah 1,0 mg/L. Jadi,
dari hasil yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa air sumur Padang Bulan
Medan memenuhi persyaratan baku mutu yaitu berada dibawah 1,0 mg/L.
Adanya unsur-unsur besi dalam air diperlukan untuk memenuhi kebutuhan
tubuh akan unsur tersebut. Zat besi merupakan suatu unsur yang penting dan
berguna untuk metabolisme tubuh. Untuk keperluan ini tubuh membutuhkan 7-35
mg unsur tersebut perhari, yang tidak hanya diperolehnya dari air. Konsentrasi
unsur ini dalam air yang melebihi ± 2 mg/l akan menimbulkan noda-noda pada
peralatan dan bahan-bahan yang berwarna putih. Adanya unsur ini dapat pula
menimbulkan bau dan warna pada air minum dan warna koloid pada air
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil analisa sampel air sumur yang telah diperiksa didapatkan kadar
besi yaitu 0,7206 mg/L dengan absorbansi rata-rata 0,0557. Sehingga kadar Besi
(Fe) dalam air sumur di Padang Bulan Medan memenuhi syarat baku mutu yang
layak digunakan masyarakat sebagai air bersih. Karena kadar tersebut tidak
melebihi batas maksimum yang diperbolehkan sesuai PERMENKES R.I No.416/
MENKES/ PER/ IX/ 1990 dimana kadar maksimum yang diperbolehkan sebesar
1,0 mg/L.
5.2 Saran
Untuk meningkatkan analisa dan kinerja di Laboratorium Balai Riset dan
Standardisasi (BARISTAND) Industri Medan diharapkan tidak hanya
menggunakan alat Spektrofotometri Serapan Atom dalam menganalisa unsur
logam dalam sampel (air sumur) tetapi dapat menggunakan alat lain misalnya:
Kolorimetri dan Spektrofotometri Uv-Vis agar hasil dapat dibandingkan satu sama
LAMPIRAN
V1 = 2 ml
− 0,2 ppm dari 1 ppm V1.N1 = V2.N2
V1.1 = 50. 0,2
V1 = 10 ml
− Perhitungan Kadar Logam
Kadar logam = ��������� ����
− Perhitungan Persamaan Garis Regresi dan Koefisien Korelasi (r)
Persamaan Regresi Garis = ax + b
Y = 0,71650x + 0,0040700
�= Σ�� −(Σ� × Σ�)/�
�(Σ�2−(Σ�)2/�) (Σ�2−(Σ�)2/�
= 0,16984− (3 x 0,2353)/5
�2,2 – (3)2 / 5 (0,01313047 – (0,2353)2 /5
= 0,16984−0,14118
�(0,4) (0,002057252)
= 0,02866
√0,0008229
LAMPIRAN GAMBAR
SSA Shimadzu AA-7000 Larutan Akuades + HNO3(pa)
Larutan Akuades Asam Larutan Baku Fe
Penangas Air Labu Ukur
Buret Pipet Ukur
