STUDI PERBANDINGAN KADAR LOGAM BERAT (Fe , Mn ,
Zn , Pb , Cu , Al ) DAN Na PADA DEBU ERUPSI
GUNUNG SINABUNG DAN TANAH
SEBELUM ERUPSI
TESIS
OLEH
MALEMTA TARIGAN
127006007/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
STUDI PERBANDINGAN KADAR LOGAM BERAT (Fe , Mn ,
Zn , Pb , Cu , Al ) DAN Na PADA DEBU ERUPSI
GUNUNG SINABUNG DAN TANAH
SEBELUM ERUPSI
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Master Sains
Dalam Program Studi Ilmu Kimia Pada Fakultas Matematika Dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Oleh
MALEMTA TARIGAN
127006007/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Telah diuji pada
Tanggal : 22 Juli 2014
PANITIA PENGUJI TESIS
KETUA : Prof.Dr.Zul Alfian, Msc
ANGGOTA : 1. Prof.Dr.Harry Agusnar, Msc, M.Phil
2. Prof.Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D
3. Prof. Dr. Harlem Marpaung
PERSETUJUAN
Judul Tesis :STUDI PERBANDINGAN KADAR LOGAM BERAT(Fe , Mn , Zn , Pb , Cu , Al ) DAN Na PADA
DEBU ERUPSI GUNUNG SINABUNG DAN TANAH SEBELUM ERUPSI
NamaMahasiswa : MALEMTA TARIGAN Nomor Pokok : 127006007
Program studi : MAGISTER (S2) ILMU KIMIA
Menyetujui Komisi Pembimbing
(Prof.Dr.Zul Alfian,MSc) (Prof.Dr.Harry Agusnar,MSc,M.Phil)
Ketua Anggota
Ketua Prodi S2/S3 Ilmu Kimia Dekan
(Prof.Basuki Wirjosentono, MS,Ph.D) (Dr.Sutarman,M.Sc
Tanggal Lulus : 22 Juli 2014
PERNYATAAN ORISINALITAS
STUDI PERBANDINGAN KADAR LOGAM BERAT (Fe , Mn ,
Zn , Pb , Cu , Al ) DAN Na PADA DEBU ERUPSI
GUNUNG SINABUNG DAN TANAH
SEBELUM ERUPSI
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di perguruan tinggi dan sepanjang sepengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis di dalam naskah dan disebutkan sumbernya dalam daftar pustaka.
Medan , 1 September 2014
Penulis
STUDI PERBANDINGAN KADAR LOGAM BERAT (Fe , Mn ,
Zn , Pb , Cu , Al ) DAN Na PADA DEBU ERUPSI
GUNUNG SINABUNG DAN TANAH
SEBELUM ERUPSI
ABSTRAK
Kadar logam berat yang terkandung di dalam debu hasil erupsi gunung Sinabung di tanah karo telah dianalisa, acuan logam-logam berat yang dianalisa antara lainlogam Fe ,Mn , Zn , Pb , Cu , Al dan Na. Masing-masing logam berat pada sampel debu erupsi selanjutnya diukur konsentrasinya menggunakan al pada sampel debu erupsi diperoleh sebagai berikut : Fe (37,06 ppm), Mn (0,20 ppm), Zn (1,76 ppm), Pb (0,03 ppm), Cu (0,05 ppm), Al (94,20 ppm) dan Na (19,21 ppm). Debu erupsi yang terdapat pada tanaman juga turut dianalisis konsentrasi logam beratnya dengan cara mengekstraksi bagian daun dari tanaman Kol, Cabai merah, terong belanda, tomat, daun prey dan jeruk. Hasil uji konsentrasi logam berat yang diperoleh sebagai berikut: tanaman kol (Fe 0,56 ppm , Mn 0,189 ppm, Zn 0,133 ppm, Pb tidak terdeteksi, Cu 0,019 ppm, Al 0,45 ppm, Na 0,15 ppm); Tanaman cabai merah (Fe 0,10 ppm, Mn 0,014 ppm, Zn 0,017 ppm, Pb 0,016 ppm, Cu 0,04 ppm, Al 0,024 ppm, Na 7,11 ppm); Tanaman terong belanda (Fe 0,28 ppm, Mn 0,012 ppm, Zn 0,019 ppm, Pb 0,03 ppm, Cu 0,002 ppm, Al 0,25 ppm, Na 6,757 ppm); Tanaman tomat (Fe 0,39 ppm, Mn 0,002 ppm, Zn 0,044 ppm, Pb 0,017 ppm, Cu 0,021 ppm, Al 0,186 ppm, Na 6,857 ppm); Tanaman daun prey (Fe 0,26 ppm, Mn 0,033 ppm, Zn 0,015 ppm, Pb 0,017 ppm, Cu 0,004 ppm , Al 0,337 ppm, Na 7,157 ppm); Tanaman jeruk (Fe 0,208 ppm, Mn 0,018 ppm,, Zn 0,021 ppm, Pb 0,03 ppm, Cu 0,009 ppm, Al 0,123 ppm, Na 7,15 ppm).
COMPARATIVE STUDY OF HEAVY METAL CONTENT ( Fe,
Mn , Zn , Pb , Cu , Al ) AND Na IN DUST ERUPTION
SINABUNG AND LANDBEFORE ERUPTION
ABSTRACT
Levels of heavy metals contained in the dust from the eruption of Mount Sinabung in Karo land has been analyzed , reference to heavy metals were analyzed include metals Fe , Mn , Zn , Pb , Cu , Al and Na . Each of these heavy metals in dust samples eruption subsequently measured concentration using Inductively Coupled Plasma tool ( ICP ) . Each concentration of heavy metals in dust samples eruption obtained as follows: Fe ( 37.06 ppm ) , Mn ( 0.20 ppm ) , Zn ( 1.76 ppm ) , Pb ( 0.03 ppm ) , Cu ( 0 , 05 ppm ) , Al ( 94.20 ppm ) and Na ( 19.21 ppm ) . Eruption dust contained in the plant were also analyzed the concentration of heavy metals by extracting the leaves of the plant cabbage , red chili , Dutch eggplant , tomatoes , and citrus leaves prey . The result of heavy metal concentrations were obtained as follows : cabbage ( 0.56 ppm Fe , Mn 0.189 ppm , 0.133 ppm Zn , Pb was not detected , 0,019 ppm Cu , Al 0.45 ppm , 0.15 ppm Na ) ; Red pepper plant ( 0.10 ppm Fe , Mn 0,014 ppm , 0,017 ppm Zn , Pb 0.016 ppm , 0.04 ppm Cu , Al 0.024 ppm , 7.11 ppm Na ) ; Dutch eggplant plant ( 0.28 ppm Fe , Mn 0.012 ppm , 0.019 ppm Zn , Pb 0.03 ppm , 0,002 ppm Cu , Al 0.25 ppm , 6,757 ppm Na ) ; Tomato plants ( 0.39 ppm Fe , Mn 0.002 ppm , 0.044 ppm Zn , Pb 0.017 ppm , 0.021 ppm Cu , Al 0.186 ppm , 6.857 ppm Na ) ; Plant leaves prey ( 0.26 ppm Fe , Mn 0.033 ppm , 0.015 ppm Zn , Pb 0.017 ppm , 0.004 ppm Cu , Al 0.337 ppm , 7.157 ppm Na ) ; Citrus plants ( Fe 0.208 ppm , 0.018 ppm Mn ,, 0,021 ppm Zn , Pb 0.03 ppm , 0,009 ppm Cu , Al 0.123 ppm , 7.15 ppm Na ) .
KATA PENGANTAR
Pertama-tama penulis memanjatkan puji dan syukur kepada Allah Bapa Yang Maha Kuasa atas segala berkat dan rahmatNya sehingga tesis yang berjudul “Studi Perbandingan Kadar Logam Berat ( Fe , Mn , Zn , Pb , Cu , Al Dan Na Pada Debu Erupsi Gunung Sinabung Dan Tanah Sebelum Erupsi” telah dapat diselesaikan.
Dengan selesainya tesis ini , penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc(CTM), Sp.A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister. Dekan Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Dr. Sutarman MSc. Ketua Program Studi Magister Ilmu Kimia Prof. Basuki Wirjosentono, M.S., Ph.D., dan Sekretaris Program Studi Magister Ilmu Kimia Dr. Hamonangan Nainggolan, MSc atas kesempatan yang diberikan menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-tingginya ditujukan kepada :
1. Bapak Prof.Dr.Zul Alfian, MSc, selaku Pembimbing Utama dan Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, MSc., M.Phil, selaku anggota komisi pembimbing yang telah memberikan perhatian , dorongan , bimbingan , saran , dan arahan dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing dalam penyusunan tesis ini.
2. Bapak Prof. Dr. Harlem Marpaung, Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, M.S., Ph.D, Bapak Jamahir Gultom, Ph.D, selaku penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran yang sangat berharga untuk menyelesaikan tesis ini.
Program Magister Ilmu Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
4. Kepada seluruh staf pengajar dan civitas akademika Program Magister Ilmu Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan selama penulis mengikuti perkuliahan.
5. Rekan-rekan mahasiswa/i angkatan 2012 yang saling membantu, dan menjalin kerjasama yang baik selama mengikuti perkuliahan di Program Magister Ilmu Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Akhirnya terima kasih kepada istri tercinta Bunga Pinta Br Barus dan putra-putri Roy Andrey Aloisius Tarigan , Sheilla Ruth Ulina Tarigan , dan Hendra Julianto Marselinus Tarigan dengan penuh perhatian , kesabaran dan memberi doa restu serta dorongan , baik materi maupun moril sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih kurang sempurna , oleh karena itu penulis mengharapkan kritikan dan saran yang bersifat membangun dari pihak pembaca demi kesempurnaan tesis ini.
Semoga tesis ini bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan untuk masa yang akan datang.
Medan , September 2014
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK i
ABSTRACT ii
KATA PENGANTAR iii
DAFTAR ISI iv
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR x
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Rumusan Masalah 2
1.3. Tujuan Masalah 2
1.4. Pembatasan Masalah 3
1.5. Manfaat Penelitian 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Abu Vulkanik 4
2.2. Efek Pencemaran Udara Terhadap Saluran Pernapasan 5 2.3. Pengaruh Logam Berat Terhadap Kesehatan 6
2.3.1. Besi 6
2.3.2. Mangan 8
2.3.3. Seng 9
2.3.4. Timbal 10
2.3.5. Tembaga 14
2.3.6. Aluminium 18
2.3.7. Natrium 22
2.4. Spektrometri ICP-OES Variant Liberty 23
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Tempat Dan Waktu Penelitian 33
3.2. Metode Penelitian 33
3.3. Bahan Dan Peralatan 33
3.4. Sampel 34
3.5. Persiapan Sampel 34
3.5.1. Persiapan Sampel Debu 34 3.5.2. Persiapan Sampel Daun/Buah 35 3.6. Pembuatan Larutan HNO3 5% 35 3.7. Pembuatan Larutan Standar 35
3.7.1. Fe 35
3.7.2. Mn 36
3.7.3. Zn 36
3.7.4. Pb 37
3.7.5. Cu 37
3.7.6. Al 38
3.7.7. Na 38
3.8. Bagan Penelitian 39
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengukuran Larutan Standar Dengan
Alat ICP-OES Varian Liberty 40
4.1.1. Fe 40
4.1.2. Mn 40
4.1.3. Zn 41
4.1.4. Pb 41
4.1.5. Cu 42
4.1.6. Al 42
4.1.7. Na 43
4.2. Debu Hasil Erupsi Gunung Sinabung Yang Diuji
Dengan Alat ICP-OES Varian Liberty 43 4.3. Kandungan Logam Berat Pada Tanah Tidak Terkena
Erupsi Yang Diuji Dengan Alat ICP-OES
Varian Liberty 44
Pada Tabel 3 44 4.5. Data Kualitatif Debu Erupsi Gunung Sinabung Uji
Dengan Alat XRD Dihasilkan Senyawa Kimia
Seperti Tertera Dalam Tabel 4 44
4.6. Pembahasan 44
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 49
5.2. Saran 49
DAFTAR PUSTAKA 50
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel 1 Kandungan Logam Berat Pada Tanah Sebelum
Erupsi Yang Diuji Dengan Alat ICP 57
Tabel 2 Debu Hasil Erupsi Gunung Sinabung Yang Diuji
Dengan Alat ICP 57
Tabel 3 Jenis Sampel Yang Diteliti Dari Sayuran Dan Buah
Yang Diuji Dengan Alat ICP 58
Tabel 4 Data Kualitatif Uji Debu Erupsi Gunung Sinabung
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar 1 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Fe
Intensitas Vs Konsentrasi (ppm) 51
Gambar 2 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Mn
Intensitas Vs Konsentrasi (ppm) 51
Gambar 3 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Zn
Intensitas Vs Konsentrasi (ppm) 52
Gambar 4 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Pb
Intensitas Vs Konsentrasi (ppm) 52
Gambar 5 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Cu
Intensitas Vs Konsentrasi (ppm) 53
Gambar 6 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Al
Intensitas Vs Konsentrasi (ppm) 53
Gambar 7 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Na
Intensitas Vs Konsentrasi (ppm) 54
Gambar 8 Alat ICP-OES Varian Liberty 55
Gambar 9 Grafik Hasil Pemeriksaan Debu Erupsi
Gunung Sinabung Dengan Alat XRD
STUDI PERBANDINGAN KADAR LOGAM BERAT (Fe , Mn ,
Zn , Pb , Cu , Al ) DAN Na PADA DEBU ERUPSI
GUNUNG SINABUNG DAN TANAH
SEBELUM ERUPSI
ABSTRAK
Kadar logam berat yang terkandung di dalam debu hasil erupsi gunung Sinabung di tanah karo telah dianalisa, acuan logam-logam berat yang dianalisa antara lainlogam Fe ,Mn , Zn , Pb , Cu , Al dan Na. Masing-masing logam berat pada sampel debu erupsi selanjutnya diukur konsentrasinya menggunakan al pada sampel debu erupsi diperoleh sebagai berikut : Fe (37,06 ppm), Mn (0,20 ppm), Zn (1,76 ppm), Pb (0,03 ppm), Cu (0,05 ppm), Al (94,20 ppm) dan Na (19,21 ppm). Debu erupsi yang terdapat pada tanaman juga turut dianalisis konsentrasi logam beratnya dengan cara mengekstraksi bagian daun dari tanaman Kol, Cabai merah, terong belanda, tomat, daun prey dan jeruk. Hasil uji konsentrasi logam berat yang diperoleh sebagai berikut: tanaman kol (Fe 0,56 ppm , Mn 0,189 ppm, Zn 0,133 ppm, Pb tidak terdeteksi, Cu 0,019 ppm, Al 0,45 ppm, Na 0,15 ppm); Tanaman cabai merah (Fe 0,10 ppm, Mn 0,014 ppm, Zn 0,017 ppm, Pb 0,016 ppm, Cu 0,04 ppm, Al 0,024 ppm, Na 7,11 ppm); Tanaman terong belanda (Fe 0,28 ppm, Mn 0,012 ppm, Zn 0,019 ppm, Pb 0,03 ppm, Cu 0,002 ppm, Al 0,25 ppm, Na 6,757 ppm); Tanaman tomat (Fe 0,39 ppm, Mn 0,002 ppm, Zn 0,044 ppm, Pb 0,017 ppm, Cu 0,021 ppm, Al 0,186 ppm, Na 6,857 ppm); Tanaman daun prey (Fe 0,26 ppm, Mn 0,033 ppm, Zn 0,015 ppm, Pb 0,017 ppm, Cu 0,004 ppm , Al 0,337 ppm, Na 7,157 ppm); Tanaman jeruk (Fe 0,208 ppm, Mn 0,018 ppm,, Zn 0,021 ppm, Pb 0,03 ppm, Cu 0,009 ppm, Al 0,123 ppm, Na 7,15 ppm).
COMPARATIVE STUDY OF HEAVY METAL CONTENT ( Fe,
Mn , Zn , Pb , Cu , Al ) AND Na IN DUST ERUPTION
SINABUNG AND LANDBEFORE ERUPTION
ABSTRACT
Levels of heavy metals contained in the dust from the eruption of Mount Sinabung in Karo land has been analyzed , reference to heavy metals were analyzed include metals Fe , Mn , Zn , Pb , Cu , Al and Na . Each of these heavy metals in dust samples eruption subsequently measured concentration using Inductively Coupled Plasma tool ( ICP ) . Each concentration of heavy metals in dust samples eruption obtained as follows: Fe ( 37.06 ppm ) , Mn ( 0.20 ppm ) , Zn ( 1.76 ppm ) , Pb ( 0.03 ppm ) , Cu ( 0 , 05 ppm ) , Al ( 94.20 ppm ) and Na ( 19.21 ppm ) . Eruption dust contained in the plant were also analyzed the concentration of heavy metals by extracting the leaves of the plant cabbage , red chili , Dutch eggplant , tomatoes , and citrus leaves prey . The result of heavy metal concentrations were obtained as follows : cabbage ( 0.56 ppm Fe , Mn 0.189 ppm , 0.133 ppm Zn , Pb was not detected , 0,019 ppm Cu , Al 0.45 ppm , 0.15 ppm Na ) ; Red pepper plant ( 0.10 ppm Fe , Mn 0,014 ppm , 0,017 ppm Zn , Pb 0.016 ppm , 0.04 ppm Cu , Al 0.024 ppm , 7.11 ppm Na ) ; Dutch eggplant plant ( 0.28 ppm Fe , Mn 0.012 ppm , 0.019 ppm Zn , Pb 0.03 ppm , 0,002 ppm Cu , Al 0.25 ppm , 6,757 ppm Na ) ; Tomato plants ( 0.39 ppm Fe , Mn 0.002 ppm , 0.044 ppm Zn , Pb 0.017 ppm , 0.021 ppm Cu , Al 0.186 ppm , 6.857 ppm Na ) ; Plant leaves prey ( 0.26 ppm Fe , Mn 0.033 ppm , 0.015 ppm Zn , Pb 0.017 ppm , 0.004 ppm Cu , Al 0.337 ppm , 7.157 ppm Na ) ; Citrus plants ( Fe 0.208 ppm , 0.018 ppm Mn ,, 0,021 ppm Zn , Pb 0.03 ppm , 0,009 ppm Cu , Al 0.123 ppm , 7.15 ppm Na ) .
BAB I PENDAHULUAN
1.1.Latar belakang
Debu vulkanik akibat erupsi gunung berapi terus beterbangan ke berbagai daerah
di sekitar gunung tersebut. Abu vulkanik dari gunung berapi yang terbawa angin
ke berbagai arah banyak membahayakan warga sekitar terutama menggangu
kesehatan pernafasan , mata dan kulit. Umumnya pada seseorang yang memiliki
riwayat asma , maka asmanya akan kumat bila terkena abu vulkanik. Dampak lain
diantaranya iritasi pada mata seperti berair hingga kebutaan.
Debu vulkanik akibat erupsi gunung berapi bila mengandung logam logam
berat dalam jumlah kecil berbahaya bila dihirup terus menerus karena teakumulasi
dalam tubuh. Sehingga mengakibatkan keracunan bahkan lebih fatal hingga
berakibat kematian.
Logam berat merupakan komponen alami tanah , elemen ini tidak dapat
didegradasi maupun dihancurkan. Adanya beberapa logam berat pada debu
gunung berapi dapat menyebabkan bermacam-macam gangguan kesehatan
tergantung jenis logamnya,
Logam berat dapat menimbulkan efek gangguan terhadap kesehatan
tergantung pada bagian mana dari logam berat tersebut yang terikat dalam tubuh
serta besarnya dosis paparan . Efek toksik dari logam berat mampu menghalangi
kerja enzim sehingga mengganggu metabolisme tubuh menyebabkan alergi ,
bersifat mutagen , teratogen atau karsinogen , bagi manusia maupun hewan .
Polutan logam mencemari lingkungan , baik dilingkungan udara , air dan
tanah yang berasal dari proses alami. Proses alami antara lain siklus alami
air dan tanah. Pencemaran didarat yakni ditanah ,selanjutnya akan mencemari
bahan pangan , baik dari tanaman atau hewan dan akhirnya dikonsumsi oleh
manusia.
Pencemaran logam dari debu gunung akhirnya sampai ke sungai/laut dan
selanjutnya mencemari manusia melalui ikan , air minum atau air sumber irigasi
lahan pertanian sehingga tanaman sebagai sumber pangan manusia tercemar
logam (Widowati W , 2008). Pada tahun 2013 terjadi lagi erupsi debu gunung
sinabung secara besar besaran , ribuan penduduk harus diungsikan .Erupsi debu
ini tidak dapat diprediksi kapan berhentinya .bila debu erupsi mengandung logam
berat maka erupsi dalam jangka panjang , logam logam berat akan merusak
tanaman penduduk yang terkena erupsi sekaligus mengganggu perekonomian
rakyat karena itu penulis ingin meneliti kandungan logam berat pada debu
vulkanik hasil erupsi gunung sinabung.
1.2.Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas maka yang menjadi rumusan masalah adalah:
a. Apakah ditemukan logam logam berat pada debu vulkanik hasil erupsi
gunung Sinabung.
b. Untuk mengetahui kandungam logam berat pada debu erupsi gunung
Sinabung apakah kadarnya lebih tinggi dibanding pada tanah yang tidak
terkena erupsi
c. Berapakah kandungan logam berat pada sayuran/buah yang tumbuh di
daerah erupsi
1.3 Tujuan Penelitian
a. Untuk mengetahui jenis logam logam berat dominan yang mempunyai
b. Untuk mengetahui konsentrasi logam berat pada tanah yang tidak terkena
erupsi
c. Untuk mengetahui seberapa besar kandungan logam berat pada
sayuran/buah yang tumbuh di daerah erupsi
1.4 Pembatasan Masalah
a. Sampel debu diambil didesa Naman teran , desa Sigarang garang
kecamatan simpang empat kabupaten karo
b. Sampel tanah yang tidak terkena erupsi diambil di desa Laupetundal
kecamatan Taneh pinem kabupaten Dairi
c. Logam berat yang ditentukan kadarnya dalam penelitian ini adalah Fe,
Mn, Zn, Pb, Cu, Al, dan logam Na.
1.5 Manfaat Penelitian
- Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi kepada
masyarakat tentang jenis logam logam berat yang berkonsentrasi tinggi
pada hasil erupsi debu vulkanik gunung Sinabung dan mengetahui
konsentrasi logam logam berat tersebut , dengan demikian bahaya yang
diakibatkan karena debu tersebut dapat diketahui.
- Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai data primer kandungan
logam berat pada debu erupsi gunung sinabung sebagai rujukan untuk
meneliti akibat debu erupsi gunung sinabung terhadap tanaman, hewan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Abu Vulkanik
Gunung sinabung merupakan salah satu gunung berapi didataran tinggi , kab karo
sumut,Indonesia. Koordinat puncak gunung sinabung adalah 03°10'LU dan
98°23'BT dengan puncak tertinggi gunung ini adalah 2460M dari permukaan laut
yang menjadi puncak tertinggi di Sumatera Utara.
Aktifitas gunung sinabung pernah mengeluarkan debu vulkanik dan asap
tahun 2010. Kemudian pada tahun 2013 mengeluarkan , menyemburkan debu
vulkanik lagi. Hasil dari erupsi gunung tersebut mengeluarkan kabut asap yang
tebal hitam. Dan debu vulkanik tersebut menutupi ribuan hektar tanaman para
petani di sekitar gunung tersebut.
Abu vulkanik adalah bahan material vulkanik jatuhan yang disemburkan
ke udara saat terjadi suatu letusan dan dapat jatuh pada jarak mencapai ratusan
bahkan ribuan kilometer dari kawah karena pengaruh hembusan angin. Adanya
abu vulkanik merupakan akibat dari proses erupsi gunung berapi.Letusan gunung
api adalah merupakan bagian dari aktifitas vulkanik yang dikenal dengan istilah
erupsi. Erupsi adalah fenomena keluarnya magma dari dalam bumi karena
dorongan dari gas yang bertekanan tinggi dalam perut bumi atau karena gerakan
lempeng bumi, tumpukan tekanan dan panas cairan magma.
Debu vulkanik mengakibatkan tanaman petani yang berada di lereng
gunung banyak yang mati dan rusak. Diperkirakan seluas 15,341 Ha tanaman
pertanian di tanah Karo terancam gagal panen (Mariani S, 2013)
Keberadaan gunung merapi ini masih dianggap sebagai ancaman bagi
masyarakat sekitar , akan tetapi manfaat yang diberikan pasca letusan juga sangat
Letusan gunung Merapi dinamakan “Letusan Tipe Merapi” oleh para ahli gunung
berapi, karena kekhasan Merapi ketika meletus yang dicirikan dengan adanya
luncuran awan panas yang biasa disebut “Wedhus Gembel” yang berarti bulu
biri-biri. Secara tidak langsungunsur-unsur yang terkandung dalam abu vulkanik turut
memberikan kontribusi pada kesuburan tanah di sekitar gunung Merapi.
2.2. Efek PencemaranUdara terhadap Saluran Pernapasan
Secara umum efek pencemaran udara terhadap saluran pernapasan dapat
menyebabkan terjadinya :
1. iritasi pada saluran pernapasan. Hal ini dapat menyebabkan pergerakan
silia menjadi lambat, bahkan dapat terhenti, sehingga tidak dapat
membersihkan saluran pernapasan
2. peningkatan produksi lendir akibat iritasi oleh bahan pencemar
3. produksi lendir dapat menyebabkan penyempitan saluran pernapasan
4. rusaknya sel pembunuh bakteri di saluran pernapasan
5. pembengkakan saluran pernapasan dan merangsang pertumbuhan sel,
sehingga saluran pernapasan menjadi menyempit
6. lepasnya silia dan lapisan sel selaput lendir
7. akibat dari hal tersebut di atas, akan menyebabkan terjadinya kesulitan
bernapas, sehingga benda asing termasuk bakteri/mikroorganisme lain
tidak dapat dikeluarkan dari saluran pernapasan dan hal ini akan
memudahkan terjadinya infeksi saluran pernapasan (Mukono, 2008).
Manusia yang terpapar dengan bahan polutan tinggi, dapat menurunkan
harapan hidup. Ada hubungan antara peningkatan bahan polutan SO2dan TSP
(Total Suspended Solid) dengan peningkatan kematian penderita kelainan
kardiovaskuler. Selain itu tampak pula adanya hubungan langsung antara tinggi
Semakin tinggi kadar bahan partikel debu biasanya diikuti dengan
semakin tinggi gas SO2, sehingga sulit membedakan efek dari kedua bahan
tersebut. Dapat dikatakan bahwa kedua bahan tersebut bekerja secara sinergi
untuk menghambat pergerakan silia, sehingga mendorong bahan partikel lebih
banyak masuk ke paru (Mukono, 2008).
2.3. Pengaruh Logam Berat terhadap Kesehatan 2.3.1. Besi
Besi dibutuhkan oleh tubuh dalam pembentukan HB, banyaknya Fe dikendalikan
pada fase absorbsi. Fe2+ mempunyai fungsi esensial tubuh sebagai alat angkut
oksigen dari paru – paru ke seluruh tubuh , sebagai alat angkut e- dalam sel
sebagai bagian terpadu dari berbagai reaksi enzim. Enzim mengandung Fe bisa
melarutkan jenis obat-obatan tertentu yang tidak larut dalam air (Widowati,
2008) , berperan dalam katalis reaksi oksidasi dalam sistem biologi dan berperan
dalam transport gas.
Apabila Fe berada dalam jumlah yang banyak akan muncul berbagai
gangguan lingkungan. Simpanan Fe tinggi bisa menyebakan kanker. Fe dalam
dosis besar pada manusia bersifat toksik karena fero bisa bereaksi dengan
peroksida dan menghasilkan radikal bebas. Fe bersifat toksik bila jumlah
transferin melebihi kebutuhan sehingga mengikat Fe bebas. Toksisitas kronis Fe
bisa mengakibatkan gangguan fungsi hati, gangguan fungsi endokrin dan penyakit
kardiovaskular. Toksisitas kronis Fe pada tingkat sel akan meningkatkan
peroksidasi lipid sehingga merusak membrane sel, mitokondria, mikrosom, dan
organel sel lainnya.
Perlakuan toksisitas akut Fe per oral bisa mengakibatkan muntah,
gangguan alat pencernaan dan shock. Inhalasi debu Fe oksida bisa mengakibatkan
kemiripan dengan silikosis. Beberapa hasil penelitian menunjukkan adanya
keterkaitan antara Fe berlebih yang bisa mengakibatkan diabetes, kanker,
meningkatkan resiko infeksi, reumatik, juga meningkatkan resiko terhadap
penyakit jantung. Kadar Fe yang terlalu tinggi bisa mengakibatkan kerusakan sel
akibat radikal bebas. Pasien mengalami dialisis ginjal bila diberi Fe melalui
injeksi yang akhirnya mengakibatkan stress.
Salah satu penyebab serangan jantung adalah tingginya kadar Fe dalam
tubuh. Wanita pre-menopause kurang beresiko terserang penyakit jantung karena
mampu mengurangi kelebihan Fe saat menstruasi, sementara itu waanita
menopause lebih beresiko terserang penyakit jantung koroner.
Dosis yang melebihi 20 mg/kg berat pada manusia menyebabkan
toksisitas dengan LD50 Fe 60 mg/kg. Konsumsi suplemen Fe melebihi 45mg/hari
bisa menimbulkan iritasi lambung, anak-anak dapat meninggal bila terpapar per
oral sebesar 200mg sampai 5,85gr Fe. Salah satu kekurangan tubuh manusia
adalah tidak terdapatnya mekanisme kontrol pembuangan Fe di dalam tubuh
(Widowati, 2008).
Tubuh manusia tidak dapat mengeksresikan besi. Karenanya mereka
yang sering mendapat tranfusi darah warna kulitnya menjadi hitam karena
akumulasi Fe . sekalipun Fe diperlukan oleh tubuh , tetapi dalam dosis besar dapat
erusak dinding usus. Kematian sering disebabkan oleh rusaknya dinding usus ini.
Debu Fe juga dapat diakumulasikan didalam alveoli dan menyebabkan
berkurangnya fungsi paru paru.
Pada umumnya besi yang larut dalam tanah sangat rendah dibandingkan
dengan kadar besi total. Namun pada tanah tergenang seperti sawah Fe3+ (feri)
direduksi menjadi Fe2+ (fero) sehingga besi yang larut meningkat. Kelarutan besi
yang tinggi dapat menimbulkan keracunan yang sering dialami oleh padi sawah
basah. Keracunan besi dapat menghambat berbagai kegiatan seperti respirasi,
fotosintesa,reduksi nitrat dan sintensisklorofil.
2.3.2. Mangan
Keracunan sering kali bersifat kronis sebagai akibat inhalasi debu dan uap logam ,
gejala yang timbul , berupa gejala susunan saraf : insomnia , lemah pada kaki dan
otot muka sehingga ekspresi muka menjadi beku dan muka tampak seperti topeng
(mask) bila pemaparan berlanjut maka bicaranya melambat dan monoton terjadi
hiper refleksi, clonus pada platela dan tumit dan berjalan seperti Parkinson,
penggumpalan darah, gangguan kulit, menurunkan kadar kolestrol, perubahan
warna rambut, dan kerusakan otak.
Logam Mn merupakan salah satu logam dengan jumlah sangat besar di
dalam tanah, dalam bentuk oksida maupun hidroksida. Senyawa Mn secara alami
berbentuk padat di lingkungan dan hanya sebagian kecil yang berada dalam air
dan di udara sebagai debu. Bila kadar Mn relatif tinggi dalam air maka kualitas air
menurun sehingga tidak layak digunakan baik untuk industri maupun keperluan
rumah tangga.
Beberapa organisme seperti diatome, moluska, dan sepon
mengakumulasikan Mn. Ikan mampu mengakumulasikan hingga 5 ppm, hewan
mamalia mampu mengakumulasikan hingga 3 ppm dalam jaringan sehingga kadar
normal dalam jaringan adalah 1 ppm.
Syarat air minum kadar mangan diperbolehkan 0,1 ppm, sedangkan untuk
air bersih 0,5 ppm. Tanaman mahoni dan kembang sepatu mampu
mengakumulasikan logam berat Cu, Zn, Cd, Pb, dan Mn secara fisiologis unsur
tersebut digunakan oleh hampir semua pohon sebagai katalis reaksi metabolisme
dan berperan dalam pembentukan organ tumbuhan. Kadar Mn yang tinggi dalam
Mn pada tanaman. Tingginya konsentrasi Mn pada tanah bisa mengakibatkan
pembengkakan dinding sel, mengeringkan daun, dan munculnya bercak coklat
pada daun.
Paparan Mn dalam debu tidak boleh melebihi 5mg/m3, dalam waktu
singkat akan menimbulkan toksisitas seperti infeksi saluran pernafasan. Paparan
Mn lewat kulit bisa mengakibatkan tremor, kegagalan koordinasi, dan dapat
mengakibatkan munculnya tumor. Konsumsi Mn melebihi 11mg/hari
menunjukkan gejala gangguan sistem syaraf (Widowati, 2008).
2.3.3. Seng
Toxisitas Zn pada hakikatnya rendah , tubuh memerlukan Zn pada proses
metabolisme , tetapi dalam kadar tinggi dapat bersifat racun , dapat menimbulkan
gejala muntaber.Gejala toxisitas akut bisa berupa sakit lambung , diare , muntah.
Zn komponen alam yang terdapat di kerak bumi memiliki karakteristik
cukup reaktif. Zn di alam tidak berada dalam bentuk bebas. Meskipun Zn
merupakan unsur esensial bagi tubuh, tetapi dalam dosis tinggi Zn dapat
berbahaya dan bersifat toksik. Absorpsi Zn berlebih mampu menekan absorpsi Co
dan Fe. Konsumsi Zn berlebih mampu mengakibatkan defisiensi mineral lain.
Toksisitas Zn bisa bersifat akut dan kronis. Intake Zn 150 – 450mg/hari
mengakibatkan penurunan kadar Ca, pengubahan fungsi Fe, pengurangan
imunitas tubuh serta pengurangan HDL kolestrol.
Konsentrasi Zn lebih dari 50mg/hari selama beberapa minggu bisa
mengganggu ketersediaan biologi Cu. Sedangkan konsentrasi Zn yang tinggi bisa
mempengaruhi sintesis ikatan Cu protein atau metalotionein dalam usus.
Metalotionein memerangkap Cu dalam sel intestinal dan mencegah absorpsi Cu.
Konsumsi Zn berlebih akan mengganggu metabolisme mineral lain khususnya Fe
Ion Zn bebas dalam larutan bersifat sangat toksik bagi tanaman, hewan
invertebrata dan ikan. Apabila selama 3 - 5 hari pemberian pelega tenggorokan Zn
tidak menunjukkan perbaikan atau kesembuhan sebaiknya pemberian tersebut
dihentikan. Intranasal Zn bisa mengakibatkan hilangnya indera pembau pada
hewan uji, yang dapat mengakibatkan anosmia pada orang yang menggunakan
intranasal Zn glukonat.
Inhalasi debu ZnO bisa mengakibatkan metal fume fever. Paparan melalui
inhalasi ZnOksida berlangsung selama 8 jam, setelah 12-24 jam paparan berhenti
dan menunjukkan gejala seperti tubuh berkeringat, lemah, nafas cepat, perubahan
fungsi paru-paru karena penebalan inteksisial dan penebalan yang terjadi di
alveoli. Toksisitas akut Zn terjadi sebagai akibat dari tindakan mengkonsumsi
makanan atau minuman yang terkontaminasi Zn dengan gejala berupa sakit
lambung, diare, mual dan muntah. Dosis tertinggi yang toleran bagi orang dewasa
sebanyak 40mg/hari, baik berasal dari suplemen Zn maupun dari makanan
(Widowati, 2008).
2.3.4. Timbal
Pb adalah racun sistemik , keracunan Pb akan mengakibatkan gejala logam di
mulut , anorexia , muntah2 , kolik , enchepalitic , irritable , perubahan
kepribadian, kelumpuhan dan kebutaan. Gejala lain dari keracunan Pb berupa
anemia , albumineria, dan bronkitis.
Pb organik cenderung mengakibatkan enchepalopatri. Pada keracunan
akut terjadi gejala meninges dan cerebral , diikuti dengan stupor , coma, kematian.
Timbal (Pb) adalah logam yang mendapat perhatian karena bersifat toksik
melalui konsumsi makanan, minuman, udara, air, serta debu yang tercemar Pb.
Intoksikasi Pb bisa terjadi melalui jalur oral, lewat makanan, minuman,
Kadar Pb dalam tanah berkisar 5-25 ppm dan dalam air tanah 1-60 ppm.
Bahan pangan yang mengandung kontaminan Pb cukup tinggi adalah sayuran
yang ditanam di tepi jalan raya dengan rata-rata sebesar 28,78 ppm, jauh di atas
batas aman yang diizinkan oleh Badan POM sebesar 2 ppm. Logam Pb tidak
dibutuhkan oleh tubuh manusia sehingga bila makanan dan minuman tercemar Pb
dikonsumsi, maka di dalam tubuh manusia, Pb bisa menghambat aktivitas enzim
yang terlibat dalam pembentukan Hemoglobin (Hb) dan sebagian kecil Pb
diekskresikan lewat urine atau feses karena sebagian terikat oleh protein,
sedangkan sebagian lagi terakumulasi dalam ginjal, hati, kuku, jaringan lemak,
dan rambut.
Keracunan akibat kontaminasi logam Pb bisa menimbulkan berbagai
macam hal seperti memperpendek umur sel darah merah, menurunkan jumlah sel
darah merah yang masih muda (retikulosit), meningkatkan kandungan Fe dalam
plasma darah. Bentuk ion Pb2+ mampu menggantikan keberadaan ion Ca2+ yang
terdapat dalam jaringan tulang. Timbal bersifat kumulatif. Pb bisa menimbulkan
kerusakan otak dengan gejala epilepsi, halusinasi, kerusakan otak besar, dan
delirium. Ibu hamil yang terkontaminasi Pb bisa mengalami keguguran, tidak
berkembangnya sel otak embrio, kematian janin waktu lahir. Timbal bersifat
karsinogen dalam dosis tinggi paparan Pb secara kronis bisa mengakibatkan
kelelahan, kelesuan, gangguan iritabilitas, gangguan gastrointestinal, kehilangan
libido, infertilitas pada laki-laki, gangguan menstruasi serta aborsi spontan pada
wanita, depresi, sakit kepala, sulit berkonsentrasi, daya ingat terganggu dan sulit
tidur.
Pb bisa merusak jaringan syaraf, fungsi ginjal, menurunnya kemampuan
belajar. Kandungan Pb dalam darah berkorelasi dengan tingkat kecerdasan
fungsi otak terjadi karena Pb secara kompetitif menggantikan peranan Zn, Cu, dan
Fe dalam mengatur fungsi sistem syaraf pusat (Widowati, 2008).
Menurut Charlene (2004), di dalam tubuh manusia timbal masuk melalui
saluran pernafasan atau saluran pencernaan menuju sistem peredaran darah
kemudian menyebar ke berbagai jaringan lain seperti ginjal, hati, otak, saraf dan
tulang. Keracunan timbal pada orang dewasa ditandai dengan gejala 3 P yaitu
pallor (pucat), pain (sakit), dan paralysis (kelumpuhan). Keracunan yang terjadi
bisa bersifat kronik dan akut. Pada keracunan kronik, mula-mula logam berat
tidak menyebabkan gangguan kesehatan yang tampak, tetapi makin lama efek
toksik makin menumpuk hingga akhirnya terjadi gejala keracunan. Keracunan
timbal kronik ditandai dengan depresi, sakit kepala, sulit berkonsentrasi, daya
ingat terganggu, dan sulit tidur. Sedangkan keracunan akut terjadi jika timbale
masuk ke dalam tubuh seseorang lewat makanan atau menghirup uap timbal
dalam waktu yang relatif pendek dengan dosis atau kadar yang relatif tinggi.
Gejala yang timbul berupa mual, muntah, sakit perut hebat, kelainan fungsi otak,
anemia berat, kerusakan ginjal, bahkan kematian dapat terjadi dalam waktu 1-2
hari. Kasus kematian dini, menurut Resosudarmo (1996) dalam Anonymous
(2000), terjadi di beberapa kota. Di Jakarta misalnya, pada tahun 1996 terdapat
223 kasus, Bandung 228 kasus, dan Surabaya 216 kasus. Semuanya disebabkan
oleh timbal dari asap kendaraan bermotor yang ada di udara. Keracunan timbal
pada anak-anak dapat mengurangi kecerdasan. Bila kadar timbal dalam darah
mencapai tiga kali batas normal (asupan normal sekitar 0,3 mg perhari) maka
akan menyebabkan penurunan kecerdasan intelektual (IQ) di bawah 80. Kelainan
fungsi otak terjadi karena timbal secara kompetitif menggantikan peranan
mineral-mineral utama seperti seng, tembaga, dan besi dalam mengatur fungsi
sistem saraf pusat. Kedaan ini akan mengurangi peluang bagi anak untuk berhasil
udara di perkotaan, suatu saat nanti anak-anak di desa akan lebih pintar daripada
anak-anak yang dibesarkan di kota-kota besar. Suatu studi lain melaporkan, kadar
timbal dalam ASI (Air Susu Ibu) dari ibu-ibu yang bertempat tinggal di kota besar
jauh lebih tinggi dibandingkan dengan yang tinggal di pedesaan yaitu
masing-masing 1-30 mg per kg berat badan dan 1-2 mg per kg. Fenomena ini menjadi
ancaman buruk bagi kecerdasan anakanak, yang seharusnya dibangun sejak anak
masih di dalam rahim ibunya hingga usia lima tahun.
Timbal (Pb) sebagian besar diakumulasi oleh organ tanaman, yaitu daun,
batang, akar dan akar umbi-umbian (bawang merah). Perpindahan timbal dari
tanah ke tanaman tergantung komposisi dan pH tanah. Konsentrasi timbal yang
tinggi (100-1000 mg/kg) akan mengakibatkan pengaruh toksik pada proses
fotosintesis dan pertumbuhan. Timbal hanya mempengaruhi tanaman bila
konsentrasinya tinggi (Anonymous, 1998 dalam Charlene, 2004). Tanaman dapat
menyerap logam Pb pada saat kondisi kesuburan dan kandungan bahan organik
tanah rendah. Pada keadaan ini logam berat Pb akan terlepas dari ikatan tanah dan
berupa ion yang bergerak bebas pada larutan tanah. Jika logam lain tidak mampu
menghambat keberadaannya, maka akan terjadi serapan Pb oleh akar tanaman.
Timbal merupakan logam berat yang sangat beracun, dapat dideteksi secara
praktis pada seluruh benda mati di lingkungan dan seluruh sistem biologis.
Sumber utama timbal adalah makanan dan minuman. Komponen ini beracun
terhadap seluruh aspek kehidupan. Timbal menunjukkan beracun pada sistem
saraf, hemetologic, hemetotoxic dan mempengaruhi kerja ginjal. Rekomendasi
dari WHO, logam berat Pb dapat ditoleransi dalam seminggu dengan takaran
50mg/kg berat badan untuk dewasa dan 25 mg/kg berat badan untuk bayi dan
anak-anak. Mobilitas timbal di tanah dan tumbuhan cenderung lambat dengan
Kisaran kadar timbal (Pb) pada sampel kangkung < 0,01 ppm-3,12 ppm
sedangkan kisaran timbal (Pb) pada sampel bayam < 0,01 ppm-3,38 ppm. Dalam
kasus ini, jalur distribusi dan cara pengangkutan sangat berpengaruh terhadap
bertambahnya kadar cemaran timbal (Pb). Pencemaran timbal (Pb) pada sayuran
setelah pasca panen terjadi selama pengangkutan, penjualan, dan distribusi.
Pb yang masuk ke dalam badan perairan sebagai dampak dari aktivitas
kehidupan manusia ada bermacam bentuk. Di antaranya adalah air buangan
(limbah) dari industri yang berkaitan dengan Pb, air buangan dari pertambangan
bijih timah hitam dan buangan sisa industri baterai. Buangan-buangan tersebut
akan jatuh pada jalur-jalur perairan seperti anak-anak sungai untuk kemudian
akan dibawa terus menuju lautan. Umumnya jalur buangan dari bahan sisa
perindustrian yang menggunakan Pb akan merusak tata lingkungan perairan yang
dimasukinya (menjadikan sungai dan alurnya tercemar). Senyawa Pb yang ada
dalam badan perairan ditemukan dalam bentuk ion-ion divalen atau ion-ion
tetravalent (Pb2+ , Pb4+).
Badan perairan yang sudah mengandung senyawa-senyawa atau ion-ion Pb
sehingga melebihi konsentrasi yang semestinya, dapat mengakibatkan kematian
bagi biota perairan tersebut. Seperti konsentrasi Pb yang mencapai 188 mg/L
dapat mematikan beberapa jenis ikan, konsentrasi Pb 2,75 sampai dengan 49
mg/L dapat mematikan ctustacea (binatang air berkulit keras) setelah 245 jam,
dan Pb dengan konsentrasi 64 mg/L akan mematikan golongan insekta (serangga)
dalam rentang waktu 168 jam sampai dengan 336 jam.
2.3.5 Tembaga
Kandungan alamiah logam berat di lingkungan berlebihan tergantung kadar
pencemaran. Tembaga diperlukan bagi tubuh manusia , tetapi dalam dosis tinggi
konvulsi , shock , coma dan dapat meninggal . gejala toksisitas Cu antara lain
berupa kerusakan sel darah merah, kerusakan organ paru-paru, hati dan pancreas.
Kebutuhan tubuh akan Cu adalah 0,005 mg/hari berat badan.
Cu tidak bersifat korosif, mudah dibentuk dan mudah dipasangkan pada
berbagai jenis instrumen karena tidak keras dan dapat melindungi dari bakteri
patogen seperti Legionella yang dapat mempertahankan kualitas air selama air di
simpan pada tangki air. Tembaga merupakan komponen larutan Fehling yang
digunakan untuk analisa gula.
CuO banyak digunakan sebagai katalis, baterai, elektroda, penarik sulfur
sebagai pigmen dan pencegah pertumbuhan lumut. Cu tidak bisa diuraikan dialam
sehingga Cu akan diakumulasi di dalam tanaman dan hewan melalui tanah .
Tanah kaya Cu berpengaruh terhadap aktivitas mikro organisme tanah dan
cacing tanah dan menyebabkan dekomposisi senyawa organik sehingga
mengurangi kesuburan tanah dan mengurangi produksi.Tembaga bersifat racun
terhadap semua tumbuhan pada konsentrasi diatas 0,1 ppm. Tembaga bisa
mencemari sayuran dan buah-buahan apabila di semprotkan pestisida yang
mengandung Cu secara berlebihan.
Tingginya kadar Cu dalam tanah dikarenakan tingkat keasaman tanah
yang tinggi sehingga absorpsi Cu dari tanah meningkat. Urutan tingkat toksisitas
berbagai logam berat terhadap ikan adalah Hg > Cu > Pb > Cd > Al > Zn > Ni >
Cr > Co > Mn. Kadar standar baku mutu logam berat pada ikan adalah Cd 0.01
ppm , Cr 0.05 ppm , Cu 0.02 ppm , Pb 0.1 ppm , Hg 0.01 ppm , Zn 0.1 ppm.
Toksisitas Cu juga mengakibatkan rendah tekanan darah , oksidasi lipid ,
lesi membrane sel mekanisme ini mengakibatkan hemolisis C nekrosif sel hati.
Gejala klinis meliputi abnormalitas sistem saraf , hati , ginjal , kerusakan sel darah
Cu dalam tubuh mengikat logam lain seperti Cd , Hg yang bukan unsu
esensial nagi tubuh tetapi bersifat toksik. Cu dapat menghasilkan ion radikal
bebas yang sangat reaktif sehingga terjadi stress oksidatif. Nilai toksisitas Cu
berkisar antara 20 – 100000 ppb. Keracunan logam berat Cu dampaknya baru
terlihat beberapa tahun , keracunan kronis Cu bisa mengurangi umur karena
menimbulkan berbagai masalah reproduksi ditambah menurunkan fertilitas.
Keracunan kronis Cu terjadi pada sapi yang mengkonsumsi makan
terkontaminasi Cu lebih 20 ppm. Paparan Cu dalam waktu menimbulkan gejala
iritasi pada hidung , tenggorokan , mulut , mata , menyebabkan sakit kepala , sakit
lambung , kehilangan keseimbangan , muntah , diare , Paparan Cu dosis besar
dapat menyebabkan kerusakan hati , ginjal , bahkan menyebabkan kematian.
Cu tidak dapat dieksresi oleh hati melalui empedu. Hasil penelitian
menyebabkan orang sakit muntah ternyata kandungan Cu tinggi dalam sistem
saraf. Gejala khas keracunan akut Cu muntah berwarna hijau kebiruan , shock
berat , suhu tubuh , turun secara drastis , denyut jantung meningkat , koma ,
penyakit kuning.
Adanya Mo berkonsentrasi rendah dalam makanan akan meningkat retensi
Cu dalam hati , namun pemberian Mo yang lebih besar dan sulfat 0.1 % dalam
makanan akan menurunkan kadar Cu dalam hati sehingga mampu mencegah
kematian karena toksisitas Cu (Widowati , 2008)
Cu SO4 sebesar 30 gram potensi lethal bagi manusia . kadar Cu pada air
minum aman bagi manusia 1,5 – 2 mg/ L. Sedangkan konsumsi makanan
mengandung Cu sebesar 10mg/ hari masih dalam batas toleransi bagi orang
dewasa.(Widowati , 2008)
Tembaga (Cu) bersifat racun terhadap semua tumbuhan pada konsentrasi
larutan di atas 0,1 ppm. Konsentrasi yang aman bagi air minum manusia tidak
dengan tingkat mobilitas sangat lambat karena ikatan yang sangat kuat dengan
material organik dan mineral tanah liat. Kehadiran tembaga pada limbah industri
biasanya dalam bentuk ion bivalen Cu(II) sebagai hydrolitic product. Beberapa
industri seperti pewarnaan, kertas, minyak, industri pelapisan melepaskan
sejumlah tembaga yang tidak diharapkan.
Cemaran logam tembaga pada bahan pangan pada awalnya terjadi karena
penggunaan pupuk dan pestisida secara berlebihan. Meskipun demikian, pengaruh
proses pengolahan akan dapat mempengaruhi status keberadaan tembaga tersebut
dalam bahan pangan (Charlene, 2004). Dirjen Pengawasan Obat dan Makanan
(POM) RI telah menetapkan batas maksimum cemaran logam berat tembaga pada
sayuran segar yaitu 50 ppm. Namun demikian, tembaga merupakan konstituen
yang harus ada dalam makanan manusia dan dibutuhkan oleh tubuh (Acceptance
Daily Intake/ADI = 0,05 mg/kg berat badan). Pada kadar ini tidak terjadi
akumulasi pada tubuh manusia normal. Akan tetapi asupan dalam jumlah yang
besar pada tubuh manusia dapat menyebabkan gejala-gejala yang akut (Astawan,
1995).
Pencemaran timbal (Pb) pada sayuran setelah pasca panen terjadi selama
pengangkutan, penjualan, dan distribusi. Kadar logam berat tembaga (Cu) pada
beberapa komoditas sayuran juga cukup tinggi, diantaranya adalah; kangkung
mengandung tembaga pada kisaran 1,98 ppm-6,37 ppm, bayam 1,25 ppm-4,36
ppm, kol 4,16 ppm-8,88 ppm sedangkan daun singkong 4,58 ppm-8,75 ppm.
Terkandungnya tembaga secara berlebihan pada sayuran disebabkan pemupukan
yang berlebihan, pemakaian insektisida dan air irigasi yang tercemar limbah
pabrik (Munarso et al., 2005). Menurut kriteria Ditjen POM Depkes, pada
kelompok sayuran, nilai ambang batas logam berat timbal adalah 0,24 ppm dan
menurut Codex Alimentarius Commission (CAA), nilai ambang batas tembaga
Toksisitas logam tembaga pada manusia, khususnya anak-anak biasanya
terjadi karena tembaga sulfat. Beberapa gejala keracunan tembaga adalah sakit
perut, mual, muntah, diare dan beberapa kasus yang parah dapat menyebabkan
gagal ginjal dan kematian. Penyakit wilson merupakan penyakit keturunan
dimana sejumlah tembaga terkumpul dalam jaringan dan menyebabkan kerusakan
jaringan yang luas. Penyakit ini terjadi pada satu diantara 30.000 orang. Hati tidak
dapat mengeluarkan tembaga ke dalam darah atau ke dalam empedu. Sebagai
akibatnya, kadar tembaga dalam darah rendah, tetapi tembaga terkumpul dalam
otak, mata dan hati, dan menyebabkan sirosis. Pengumpulan tembaga dalam
kornea mata menyebabkan terjadinya cincin emas atau emas-kehijauan. Gejala
awal biasanya merupakan akibat dari kerusakan otak yang berupa tremor
(gemetaran), sakit kepala, sulit berbicara, hilangnya koordinasi dan psikosa .
2.3.6. Aluminium
Dalam dosis tinggi Aluminium dapat mengakibatkan gejala usus. Al dalam
bentuk debu dapat diakumulasi di paru2 . dapat mengakibatkan iritasi kulit ,
selaput lender dan saluran pernafasan.
Aluminium (atau aluminum, alumunium, almunium, alminium) ialah unsur
kimia yang berpenampilan keperakan. Lambang aluminium ialah Al dan nomor
atomnya 13. Aluminium bukan merupakan jenis logam berat, namun merupakan
elemen yang berjumlah sekitar 8% dari permukaan bumi. Aluminium termasuk
logam golongan utama (IIIA) yang bersifat amfoter dan ringan bersama
magnesium dan platina. Aluminium merupakan unsure ketiga terbanyak dalam
kulit bumi setelah oksigen dan silikon. Aluminium juga merupakan logam
terpenting dari golongan IIIA. Namun demikian aluminium tergolong logam yang
relatif mahal karena mineral yang dapat dijadikan sebagai sumber Aluminium
terutama terdapat dalam bentuk senyawa aluminosilikat (Al2Si2O5)(OH)4, yaitu
suatu mineral yang mengandung aluminium, silikon dan oksigen. Mineral itu
tidak mempunyai nilai komersial karena sukar diolah. Adapun mineral yang
merupakan sumber aluminium hanyalah bauksit (Al2O3nH2O). Mineral lainnya
yang cukup bernilai yaitu kriolit (Na3AlF6) dan veldspath/spat padang
(KAlSi3O8). Di Indonesia bijih aluminium (bauksit) terdapat di pulau bintan Riau
dan Kalimantan Barat.
Logam aluminium banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang. Logam
aluminium bersifat ringan tapi kuat, tidak bersifat magnet, dan tidak beracun.
Logam ini merupakan penghantar panas dan listrik yang baik serta dapat
memantulkan apnas dan cahaya. Logam aluminium tahan dari serangan korosi
meskipun secara elektrolisis mudah mengalami korosi. Permukaan aluminium
segera bereaksi dengan udara membentuk aluminium oksida yang membuatnya
terlindung dari korosi. Selain itu, aluminium juga murah dan dapat didaur
ulang.Beberapa alat tranpostasi seperti mobil, pesawat terbang, truk, kereta api
dan sepeda menggunakan logam aluminium sebagai bahan badan atau rangka.
Botol minuman ringan dan makanan kaleng juga mengandung aluminium.
Peralatan masak seperti wajan dan panic terbuat dar aluminium karena sifatnya
menghantar panas, sedangkan jaringan transmisi listrik memanfaatkan aluminium
sebagai bahannya karena ringan, mudah menghantarkan listrik dan murah.
Aluminium memiliki resiko apabila masuk kedalam tubuh manusia
berlebih dan dapat berakibat buruk bagi lingkungan. Dampaknya seperti, dapat
menyebabkan Alzheimer (ganguan daya ingat) dan Poly Aluminium
Chloride menyebabkan iritasi pada mata.
Akibatnya terhadap kesehatan :
Mata : Menyebabkan iritasi mata jika tidak dibersihkan
Tertelan : Menyebabkan gangguan pencernaan
Terhirup : Jika dalam bentuk uap dapat menyebabkan iritasi pada saluran
pernafasan
Aluminium dapat mengurangi pertumbuhan tanaman pada tanah asam.
Perlu tindakan yang aman dalam menggunakan bahan kimia seperti aluminium,
yaitu dengan cara:
Hati-hati saat menggunakan padatan aluminium, karena padatan
aluminium mudah terbakar
Patuhi aturan yang berlaku saat menyimpan dan menggunakan aluminium
Memakai kacamata pelindung dan bekerja dengan aluminium pada
ruangan yang berventilasi baik.
Apabila terkena mata dan kulit segera cuci dengan air bersih, dan apabila
terhirup dengan jumlah banyak segera hubungi tim medik.
Aluminiumterakumulasidi ginjal, otak, paru-paru, hati dantiroiddimana
iabersaing dengankalsium untukpenyerapan dandapat mempengaruhimineralisasi
tulang. Pada bayi, hal inidapatmemperlambat pertumbuhan. Aluminium juga
ternyata dapat menyebabkangangguan mental.
Sama sepertiasap rokokyang membuat kerusakanfungsi paru maupun
seperti paparan terhadap sinarUVyang akan meradiasikulit.Aluminiummenyerang
dan menjadikansistem saraf pusat sebagai target utama.
Studi menunjukkan bahwalogam beratberkontribusi terhadap
penyakitotakdengan penggunaan bahan oksidatifdan aluminiummerupakan salah
satunya yang terburuk. Penelitian yang berlakudi seluruh duniamenemukan
bahwaaluminiumberhubungan denganpenyakitotakdegeneratif sepertiAlzheimer
MenurutWashington DC’s Department of the Planet Earth, United
Statesdan Canadian Regulatory Agenciestertarikdalam meneliti aluminiumsebagai
faktorrisiko potensialdalam penurunan kognitiflansia.
Hal ini masuk akal, karena penelitian menunjukkanaluminiumdapat
menghasilkanracun, bahanoksidatifdi otakdanhasil otopsi otak terhadap
studiorangtuamenemukan merekamemiliki kadaraluminium20kali lebih
tinggidaripada kelompoksetengah baya. BadanZatBeracundan Penyakit Registry,
bagian dariDepartemen Kesehatandan Layanan Kemanusiaan,
mengakuialuminiumsebagai salah satudaribeberapa
logamdiketahuimempengaruhi sistemsaraf. Sejauh ini, peneliti menyimpulkan
pengaruh terbesarnya bahwa alumnium merupakan salah satu faktor utama
terhadap penyakit Alzheimer.
DepartemenNeurologi danPsikiatri diSaintLouis Universitymengemukakan
aluminiumdapat menyebabkantoksisitas hatidanmenyebabkan gejaladegeneratif,
termasuk Alzheimer. Para peneliti diTheSchool ofStudies inZoologi
diUniversitasJiwajidi Indiamenggambarkanaluminiumsebagaineurotoxin
kuatterkaitdengan penyakit Alzheimer.
The University ofCalifornia, IrvineDepartemenof Medicinemelaporkan
bahwaaluminiummenyebabkan peradangandi otak. Tidak mengherankan,
penyakit Alzheimersering dikaitkandengan peradangantinggi.University Schoolof
Medicine diBelgrademenerbitkan informasimenunjukkan
bahwaminumairdenganaluminiumtinggi dankonsentrasi fluorideyang
rendahdikaitkandengan risikoAlzheimer. Sayangnya, hal initerbuktidi
NewGuinea menunjukkandimanaair minum yang
mengandungionaluminiumberhubungan dengan penyakitParkinson.
Aluminiumadalah salah satulogamyang paling berlimpahdi bumidantelah
Aluminium. Namun, kita dapat mengambillangkah-langkahtertentu
untukmengurangipenggunaan berlebihannya.Gunakanperalatan
masakkacabukandari aluminium. Hindariproduk-produk kesehatan(antasida,
deodoran) denganaluminium hidroksida, penggantialamiyang tersedia.
Hindarimakanan olahan danbeku, wadah yang mengandung aluminium.
Memilihmakanan segar, buah-buahanorganikdan sayuranyang dibungkus dengan
kemasanyang bertanggung jawab. Jikapaparanaluminiummenjadi perhatian
penting, pertimbangkan melakukanmembersihkanlogam berat. Inimerupakan
proses yang mudahyang dapat membantumenghilangkanracun dari logam
beratyang menjadikan tubuh kita menjadi buruk.
2.3.7. Natrium
Natrium sangat reaktif karenanya bila berada dalam air akan tedapat suatu
senyawa. Natrium sendiri bagi tubuh tidak merupakan benda asing tetapi
toxisitasnya tergantung pada gugus senyawanya. Natrium hidroksida sangan
korosif , tetapi NaCl justru dibutuhkan tubuh.
Natrium bereaksi cepat dengan air, salju, dan es untuk menghasilkan
natrium hidroksida dan hidrogen.Ketika terkena udara, logam natrium kehilangan
warna keperakannya dan berubah menjadi abu-abu buram akibat pembentukan
lapisan natrium oksida.Natrium tidak bereaksi dengan nitrogen, bahkan pada suhu
yang sangat tinggi, tetapi dapat bereaksi dengan amonia untuk membentuk
natrium amida. Natrium dan hydrogen bereaksi pada suhu diatas 200 ºC untuk
membentuk natrium hidrida. Natrium hampir tidak bereaksi dengan karbon serta
tidak bereaksi dengan halogen. Unsur ini juga bereaksi dengan berbagai halida
logam untuk membentuk logam dan natrium klorida. Natrium tidak bereaksi
dengan hidrokarbon parafin, tetapi membentuk senyawa dengan naftalena dan
dengan alkohol mirip dengan reaksi natrium dengan air, tapi berlangsung lebih
lambat. Natrium adalah unsure keenam paling melimpah di kerak bumi, dengan
komposisi sekitar 2,83%. Natrium, setelah klorida, adalah unsur kedua paling
berlimpah yang terlarut dalam air laut.Garam-garam natrium paling penting yang
ditemukan di alam adalah natrium klorida, natrium karbonat, natrium borat,
natrium nitrat, dan natrium sulfat.Garam natrium antara lain ditemukan dalam air
laut, danau asin, danau alkali, dan mata air mineral.
Natrium terkandung dalam banyak makanan terutama dalam bentuk garam
dapur. Natrium diperlukan manusia untuk menjaga keseimbangan sistem cairan
tubuh. Unsur ini juga dibutuhkan untuk berfungsinya saraf dan otot. Namun,
terlalu banyak natrium dapat merusak ginjal dan meningkatkan kemungkinan
tekanan darah tinggi. Jumlah natrium yang harus dikonsumsi seseorang setiap hari
bervariasi untuk tiap individunya. Reaksi natrium dengan air menyebabkan
terbentuknya uap natrium hidroksida yang sangat mengiritasi kulit, mata, hidung,
dan tenggorokan. Eksposur sangat parah bisa menyebabkan sulit bernapas, batuk,
dan bronkitis kimia. Kontak parah dengan kulit bisa memicu gatal-gatal,
kesemutan, luka bakar termal dan kaustik yang membuat kerusakan kulit
permanen. Sedangkan kontak dengan mata bisa menyebabkan kerusakan
permanen dan kehilangan penglihatan.
Natrium dalam bentuk bubuk sangat eksplosif dalam air dan membentuk
racun saat bereaksi dengan berbagai unsur lainnya. Dalam bentuk padat, natrium
tidak mobile meskipun mudah menyerap kelembaban membentuk natrium
hidroksida. Natrium hidroksida dikenal cepat terserap dalam tanah dan berpotensi
menyebabkan pencemaran.
Perangkat keras ICP dirancang untuk menghasilkan plasma , yang merupakan gas
dimana terdapat atom dalam keadaan terionisasi . Plasma adalah suatu gas ionisasi
yang terdiri dari ion, atom, dan elektron. Plasma merupakan sumber atomisasi dan
eksitasi kemudian pancaran yang dihasilkan unsur diukur intensitasnya. Dasar
pengaturan suatu ICP terdiri dari tiga tabung konsentris , yang sering dibuat dari
silika. Tabung – tabung tersebut yaitu outer loop , loop menengah , dan loop
dalam , yang membentuk obor suatu ICP. Obor terletak dalam kumparan
pendingin air frekuensi (rf) generator radio. Sebagai gas mengalir diperkenalkan
ke senter , bidang rf diaktifkan dan gas di wilayah koil dibuat elektrik konduktif.
Ini urutan kejadian pembentukan plasma. Pembentukan plasma yang tergantung
pada kekuatan medan magnet yang cukup dan pola aliran gas mengikuti pola
simetris rotationally tertentu. Plasma dikelola oleh pemanasan induktif gas yang
mengalir. Induksi medan magnet menghasilkan frekuensi tinggi arus listrik yang
melingkar dalam konduktor. Konduktor , pada akhirnya , dipanaskan sebagai hasil
dari tahanan tersebut.
Untuk mencegah kemungkinan arus pendek serta krisis , plasma harus
terisolasi dari sisa instrumen. Isolasi dicapai oleh aliran gas secara bersamaan
melalui sistem . Tiga gas mengalir melalui sistem gas – luar , gas menengah dan
gas dalam atau gas pembawa. Gas yang luar biasanya adalah argon atau nitrogen.
Gas luar digunakan untuk beberapa tujuan yaitu memelihara plasma ,
memantapkan / menstabilkan posisi plasma , dan memisahkan plasma dari tabung
luar pada suhu tinggi. Argon biasanya digunakan sebagai gas intermediate dan
gas pembawa. Tujuan dari gas pembawa adalah untuk menyampaikan sampel
untuk plasma.
Sampel yang telah mengalami preparasi diantarkan pada plasma melewati
nebulizer dan spray chamber. Nebulizer berfungsi untuk mengubah cairan sampel
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.
RF generator adalah alat yang menyediakan tegangan (700-1500 Watt).
Untuk menyalakan plasma dengan argon sebagai sumber gas nya. Tegangan ini
ditransferkan ke plasma melalui load coil , yang mengelilingi puncak dari obor.
Saat sampel gas masuk ke dalam plasma terjadi eksitasi atom , atom yang
tereksitasi kembali keadaan dasar dengan memancarkan energi pada panjang
gelombang tertentu . Panjang gelombang setiap unsur memiliki sifat yang khas.
Intensitas energi yang dipancarkan pada panjang gelombang sebanding dengan
jumlah (konsentrasi) dari unsur dalam sampel yang dianalisis. Selanjutnya
panjang gelombang tersebut masuk kedalam monokromator , dan diteruskan ke
detektor. Lalu diubah menjadi sinyal listrik oleh detektor dan masuk kedalam
integrator untuk diubah ke dalam sistem pembacaan data.
Sebuah ICP mensyaratkan bahwa unsur-unsur yang harus dianalisis adalah
larutan. Larutan dalam bentuk pelarut air lebih disukai daripada pelarut organik,
Untuk larutan organik memerlukan perlakuan khusus sebelum injeksi kedalam
ICP. Sampel padat juga tidak diperbolehkan , karena dapat terjadi penyumbatan
pada instrumentasi. Nebulizer yang mengubah larutan menjadi aerosol . Cahaya
yang dipancarkan oleh unsur-unsur atom ICP harus di konversi ke sinyal listrik
yang dapat diukur secara kuantitatif.
Hal ini dilakukan dengan memecahkan cahaya menjadi komponen radiasi
(hampir selalu melalui suatu kisi difraksi) dan kemudian mengukur intensitas
cahaya dengan tabung photomultiplier pada panjang gelombang yang spesifik
untuk setiap baris elemen. Cahaya yang dipancarkan oleh atom atau ion dalam
elemen akan memiliki panjang gelombang tertentu dalam spektrum yang dapat
digunakan untuk analisis.
Instrumentasi ICP
Plasma
Plasma sebuah gas terionisasi , ketika obor dinyatakan medan magnet yang kuat.
Medan Magnet
Sebuah medan magnet adalah medan vektor yang dapat memberikan suatu gaya
magnet pada muatan listrik bergerak dan pada dipol magnetik. Ketika
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. Argon gas yang terionisasi dalam bidang
ini dan mengalir dalam suatu pola simetris rotationally kearah 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.
Pompa Peristaltik
Sebuah 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 organic menjadi nebulizer.
Nebulizer
Spray Chamber
Spray chamber berfungsi untuk mentransportasikan aerosol ke plasma , pada
spray chamberini aerosol mengalami desolvasi atau volatisasi yaitu proses
penghilangan pelarut sehingga didapatkan aerosol kering yang bentuknya telah
seragam.
RF Generator
RF generator adalah alat yang menyediakan tegangan (700-1500 Watt) untuk
menyalakan plasma dengan argon sebagai sumber gas nya. Tegangan ini
ditransferkan ke plasma melalui load coil , yang mengelilingi puncak dari obor.
Difraksi Kisi
Dalam optik , kisi difraksi adalah komponen optic dengan pola yang teratur yang
terbagi menjadi beberapa sinar cahaya perjalanan di arah yang berbeda dimana ia
di pisahkan menjadi komponen radiasi dalam spektrometer optik. Intensitas
cahaya kemudian diukur dengan photomultipier.
Photomultiplier
Photomultiplier merupakan sebuah tabung vakum , dan lebih khusus lagi
phototubes , dimana alat ini sangat sensitif terhadap detektor cahaya dalam bentuk
sinar ultraviolet , cahaya tampak , dan infra merah.
Inductively coupled plasma – optic emission spectrometer (ICP-OES)
merupakan alat yang digunakan untuk menganalisa unsur logam dalam suatu
homogen. Alat ini merupakan alat analisis kimia kuantitatif yang mempunyai
kemampuan menganalisa 80% unsur yang ada dalam sistem periodik.
Penggunaan ICP pertama kali dilakukan oleh Reed tahun 1961 yang ingin
melihat refraksi Kristal (titik didih) pada logam aluminium. Kelebihan alat ini
adalah sangat selektif dan dapat digunakan untuk mengukur beberapa unsur
sekaligus berurutan dalam setiap pengukuran.
Komponen alat ICP-OES Variant Liberty
1. Penghantar sampel
2. ICP torch
3. Generator pengatur gelombang
4. Optik Spektrometer
5. Detektor
6. Pengatur komputerisasi instrument , pengumpulan dan analisis data.
Cara kerja ICP-OES Variant Liberty
Prinsip umum pada pengukuran ini adalah mengukur intensitas energy/radiasi
yang dipancarkan oleh unsur yang mengalami perubahan tingkat energi atom.
Larutan sampel dihisap dan dialirkan melalui capillary tube ke nebulizer.
Nebulizer akan mengubah larutan sampel ke bentuk aerosol yang kemudian
diinjeksikan ke ICP-OES. Pada temperatur plasma sekitar 6000-8000°C, sampel –
sampel akan teratomisasi dan tereksitasi. Atom yang tereksitasi akan kembali ke
keadaan awal sambil memancarkan sinar radiasi. Sinar radiasi ini didispersi oleh
komponen optic. Sinar yang terdispersi secara berurutan muncul pada bagian
masing – masing panjang gelombang unsur dan diubah dalam bentuk sinyal listrik
dan besarnya sebanding dengan sinar yang dipancarkan oleh besarnya konsentrasi
Dengan mengamati intensitas yang dihasilkan oleh larutan sampel dan
memasukkan harga intensitas tersebut ke dalam kurva kalibrasi larutan standar ,
maka konsentrasi unsur yang terkandung didalam larutan sampel dapat diketahui.
Besarnya kandungan unsur dapat diketahui dari hubungan antara konsentrasi
unsur dengan intensitas yang dihasilkan oleh unsur tersebut dengan menggunakan
persamaan linear yang diperoleh dari pembuatan kurva kalibrasi , sesuai dengan
rumus y = ax + b
Dimana : y = intensitas larutan
a= slope y/x
b=intercept
x=konsentrasi
2.5 Destruksi
Destruksi merupakan suatu cara perlakuan perombakan senyawa menjadi
unsur-unsurnya sehingga dapat dianalisis.
Jenis destruksi
Jenis destruksi yang dikenal dalam ilmu kimia ada dua jenis yaitu destruksi basah
dan destruksi kering. Kedua destruksi ini memiliki teknik pengerjaan dan lama
pemanasan atau pendestruksian yang berbeda.
Destruksi basah merupakan proses perombakan sample dengan
menggunakan asam kuat baik tunggal maupun campuran. Kemudian dioksidasi
dengan menggunakan zat oksidator. Pelarut yang digunakan pada metode ini
adalah asam nitrat , asam sulfat , asam perkhlorat , asam klorida yang dapat
digunakan ecara tunggal maupun campuran. Destruksi basah dengan
menggunakan asam nitrat pertama kali dilakukan cerius untuk penentuan SP, As
sampel dimasukkan dalam labu takar , kemudian ditambahkan 8mL asam nitrat
65% (HNO3) pekat. Setelah itu sampel dilarutkan dalam asam nitrat 10 % ,
kemudian disaring melalui kertas saring whatman 42 dan dimasukkan kedalam
gelas ukur 50mL dengan menggunakan corong plastic polytilen. Selanjutnya
ditambahkan dengan aquabides dan ad 50mL.
Dekstruksi basah yaitu pemanasan sampel (organik atau biologis) dengan
adanya pengoksidasi kuat seperti asam-asam mineral baik tunggal maupun
campuran. Jika dalam sampel dimasukkan zat pengoksidasi, lalu dipanaskan pada
temperatur yang cukup tinggi dan jika pemanasan dilakukan secara kontinu
padawaktu yang cukup lama, maka sampel akan teroksidasi sempurna
sehinggameninggalkan berbagai elemen-elemen pada larutan asam dalam bentuk
senyawaanorganik yang sesuai untuk dianalisis (Anderson, 1987).
Dekstruksi basah pada prinsipnya adalah penggunaan asam nitrat untuk
mendekstruksi zat organik pada suhu rendah dengan maksud mengurangi
kehilangan mineral akibat penguapan. Pada tahap selanjutnya, proses seringkali
berlangsung sangat cepat akibat pengaruh asam perklorat atau hidrat peroksida.
Dekstruksi basah pada umumnya digunakan untuk menganalisa arsen, tembaga,
timah hitam, timah putih, dan seng (Hidayati, 2013).
Ada tiga macam cara kerja dekstruksi basah, yaitu :
1. Dekstruksi basah menggunakan HNO3 dan HClO4
2. Dekstruksi basah menggunakan HNO3, H2SO4 dan HClO4
3. Dekstruksi basah menggunakan HNO3, H2SO4 dan H2O2
Dalam penelitian Indrajati Kohar, dkk. (2005) mengenai studi
kandungan logam Pb dalam batang dan daun kangkung dengan metode destruksi
basah menggunakan pengoksidasi HClO4 dan HNO3. Metode destruksi basah
dalam penelitian ini dilakukan dengan menimbang 1 gram sampel serbuk halus
ditambahkan 10 mL HNO3 pekat dan 3 mL larutan HClO4 60%, lalu dipanaskan
di atas hotplate pada suhu 100 – 120o C sampai buih habis, dan HNO3 hampir
mengering, lalu didinginkan. Hasil destruksi ditambah 5,0 mL larutan Pb 200
mg/L (standar adisi) dan larutan HNO3 2%, dan dipindahkan secara kuantitatif ke
dalam labu ukur serta ditambahkan larutan HNO3 2% sampai volumenya
menjadi100,0 mL, dikocok homogen dan disaring. Kadar Pb diamati dengan
ICP-MS pada panjang gelombang 283,3 nm (Hidayati, 2013).
Dekstruksi kering merupakan yang paling umum digunakan dengan cara
membakar habis bagian organik dan meninggalkan residu anorganik sebagai abu
untuk analisis lebih lanjut. Pada destruksi kering suhu pengabuan harus
diperhatikan karena banyak elemen abu yang dapat menguap pada suhu tinggi,
selain itu suhu pengabuan juga dapat menyebabkan dekomposisi senyawa
tertentu. Oleh karena itu suhu pengabuan untuk setiap bahan berbeda beda
bergantung komponen yang ada dalam bahan tersebut. Pengabuan kering dapat
diterapkan pada hampir semua analisa mineral, kecuali merkuri dan arsen. Cara
ini lebih membutuhkan sedikit ketelitian sehingga mampu menganalisa bahan
lebih banyak dari pada pengabuan basah. (Apriyanto, 1989). Namun pada
destruksi kering sering terjadi kehilangan unsur-unsur mikro tertentu karena suhu
pemanasan yang tinggi, dapat juga terjadi reaksi antara unsur dengan wadah
(Hidayati, 2013).
Menurut penelitian Annisa F. (2012) mengenai studi kandungan Pb dalam
gorengan yang dijual di pinggir jalan yang menggunakan destruksi kering untuk
preparasi sampelnya. Destruksi kering diawali dengan menghaluskan sampel
kemudian dipanaskan pada suhu 2150C untuk mengurangi kadar air dan
minyaknya, kemudian diarangkan. Arang sampel diabukan pada suhu 6000C
selama 4 jam dalam furnace. Abu yang telah dingin dari tahap preparasikemudian
total volume 10 mL. Tujuan penambahan HNO3 ini adalah untuk melarutkan
logam yang telah terdestruksi dari sampel organik dalam proses kalsinasi
(pengabuan), yaitu Pb. Kemudian campuran disaring dengan kertas saring, dan
filtrat siap dianalisis dengan AAS (Hidayati, 2013).
Menurut Sumardi (1981: 507), metode destruksi basah lebih baik dari
pada cara kering karena tidak banyak bahan yang hilang dengan suhu pengabuan
yang sangat tinggi. Hal ini merupakan salah satu faktor mengapa cara basah lebih
sering digunakan oleh para peneliti. Di samping itu destruksi dengan cara basah
biasanya dilakukan untuk memperbaiki cara kering yang biasanya memerlukan
waktu yang lama (Hiday
