MET ODE APN UNTUK PENENTUAN LOGAM BERAT DI DALAM AIR DAN SEDIMEN SUNGAI SEMARANG

MET ODE APN UNTUK PENENTUAN LOGAM BERAT DI

DALAM AIR DAN SEDIMEN SUNGAI SEMARANG

:L

:(j

J. Djati Pramana, Agus Taftazani

Puslitbang Teknologi

Maju Batan, Yogyakarta.

Sri Setiti Mahanani

81 Jurusan Fisika Fakultas M1PA UND1P

8emarang

ABSTRAK

METODE APN UNTUK PENENTUAN LOGAM BERAT D/ DALAM A/R DAN SED/MEN SUNGA/ SEMARANG. Telah dilakukan penentuan unsur-unsur logam berat Sm. Ceo Cr dan Co di dalam cuplikan air don sedimen dari lokasi sampling. Hasil percobaan memperlihatkan bahwa secara kualitatifternyata air don sedimen mengandung logam-logam Sm. Ceo Cr don Co. Kadar tertinggi dalam cuplikan air terdapat pada cuplikan dari Bandarharjo. yaitu Sm = (3.028.:t 0.096). /0-4 ppm. Ce = (8.536.:t /.32/). /0-3 ppm don Co = (3.039 .:to.428). /0-3 ppm. Simongan merupakan lokasi yang mempunyai kadar rendah yaitu Sm = (/.45/ .:to.076). /0-4 ppm. Ce = (2.433 .:to.28/). /0-3 ppm don Co = (3.073 .:to.018). /0-4 ppm. Dalam sedimen terlihat kandungan logam tertinggi terdapat pada cuplikan dari Simongan yaitu Sm = (6.090 .:t 0.234) .r:;e = (//5. 998.:t 3.234) ppm. Cr = (/7.928.:t 3.436)ppm don Co = (28.059.:t 2.345) ppm. Tanah Mas mempunyai kadar rendahyaitu Sm = (4.357 .:to.204) ppm. Ce = (48./77.:t /2./52) ppm. Cr = (4/.073 .:t9.836) ppm dan Co = (9.359 .:to.209) ppm.

ABSRACT

DETERMINATION OF HEAVY METAL IN THE SEMARANG RIVER WATER AND SEDIMENT.BY NAA METHOD. Determination of heavy metals Sm. Ceo Cr and Co in the water and sediment specimens from sampling location has been done. The experimental result showed that the water and sediment speciments

qualitatively contained Sm. Ceo Cr and Co metals. The highest concentrationfor water speciment was water specimentfrom Bandarharjo site. It was (3.028 .:to.096). 10-4 ppm. (8.536.:t 1,321). 10-3 ppm and (3,039 .:t 0,428). 10-3 ppmjor Sm, Ce and Co respectively. Simongan was the location that has the lowest concentration namely Sm = (1.451 .:to.076). 10-4 ppm, Ce = (2.433 .:to.281). 10-3 ppm and Co = (3,073.:t 0,018). 10-4 ppm for Sm. Ce and Co respectively. In the sediment speciments shown that highest concentration obtained was specimentfrom Simongan site, namely (6,090 .:t 0.234) ppm .(115. 998.:t 3.234) ppm, (17.928 .:t 3.436) ppm and (28.059.:t 2,345) ppm for Sm, Ce, Cr and Co respectively. Tanah Mas site contained low concentration of Sm was (4.357.:t 0,204) ppm, Ce was (48,177 .:t 12,152) ppm. Cr was

(41.073 .:t9.836) ppm and Co was (9,359 .:to.209) ppm. ..

oleh pola pikir dalam kehidupannya. Sebagai kawasan industri memberikan dampak terhadap kesetimbangan lingkungan yang disebabkan pembuangan limbah yang kurang diperhatikan.

Dalam kaitannya dengan pertumbuhan kota Semarang saat ini tidak~rlepas dari masalah di atas. Sungai Semarang yang mengalir di daerah wilayah Semarang mulai dari bendung Simongan sampai Laut Jawa merupakan salah satu badan air pembuangan limbah kota yang belum termasuk dalam program Prokasih (program kali bersih). Keberadaan aimya tergantung dari aliran limbah maupun pengaruh pasang surut laut Jawa. Apabila terjadi pasang sungai Semarang di bagian hilir akan tergenang dan menyebabkan aliran dari hulu tersendat, sehingga sampah organik dari sampah

LATARBELAKANG

I ndonesia dikenal sebagai negara yang memiliki sumber daya alam yang melimpah. Pada

dasamya semua sumber daya alam dapat

dimanfaatkan untuk kebutuhan hidup rakyat banyak guna meningkatkan kesejahteraannya. Namun begitu dampak eksploitasi sumber daya alam temyata sangat bergantung pada sumber daya manusia yang mengelolanya, antara lain oleh tingkat penguasaan teknologi yang dimiliki serta budaya masyarakat itu sendiri.

Dampak negatif pamanfaatan sumber daya alam misalnya pada pembangunan industri dasar sampai industri hilir berdampak sosial antara lain urbanisasi masyarakat ke perkotaan yang diikuti

-Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM.BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

ISSN 0216 -3128

_{J. Djati Pramana,}

_dkk.

kompor listrik sampai volume tinggal 15 ml, kemudian ditambahkan HNO3 0, IN.

Untuk cuplikan sedimen dilakukan pengeringan dengan cukup diangin-anginkan sampai kering. Kotoran yang tidak diinginkan dipisahkan, kemudian dilakukan penghalusan, homogenisasi

dengan penggerusan mel1ggunakan agat dan

selanjutnya diayak lolos 100 mesh. Hasil preparasi air dan sedimen selanjutnya siap dimasukkan ke dalam vial untuk diradiasi. '.

Persiapan iradiasi

Cuplikan air diambil masing-masing 2ml, dimasukkan ke dalam vial polietilen. Vial ditutup rapat dengan disolder menggunakan batang gelas yang dipanaskan diatas lampu spiritus. Cuplikan sedimen ditimbang tepat :t 0, I gram, kemudian dimasukkan pula kedalam vial polyetilen dan ditutup rapat. Perlakuan di atas juga dilakukan terhadap standar sekunder air dan standar primer SRM 2704 Buffalo River Sediment. Cuplikan dan standar siap diradiasi. lradiasi dilakukan selama 12 jam pada fasilitas iradiasi Lazy Susan Reaktor

Kartini.

kota terdegradasi

dan menyebabkan

bau yang tidak

sedap. Apabila terjadi surut, air sungai Semarang

membawa limbah kota masuk ke laut Jawa daD

terdispersi ke sekitar pantai Semarang. Proses

oksidasi biologis di muara sungai Semarang

tidak

berjalan dengan baik, tetapi sesampainya

di laut

oksidasi dapat berjalan dengan

baik.I).

Adanya nitrat dan ammoniak yang cukup

tinggi di sungai Semarang memberi indikasi

terjadinya peruraian aerob. Dari parameter yang

tampak, menandakan

bahwa sungai

Semarang

telah

tercemar terutama oleh bahan organik yang mudah

maupun yang sukar terurai. Limbah industri yang

mengandung

logam berat yang mengalir ke sungai

Semarang

berasal dari sungai Garang yang berasal

dari industri-industri yang berada di Semarang

selatan

dan barat. I).

Telah

dilakukan analisis penentuan

konsentrasi logam berat di perairan sungai

Semarang dengan metode analisis pengaktifan

netron (APN). Metode APN merupakan ~uatu

metode analisis menggunakan

teknik nuklir yang

mempunyai sejumlah kelebihan dan

kekura-ngannya. Hasil penelitian yang diperoleh

diha-rapkan dapat digunakan sebagai basis data

kan-dungan logan berat di sungai Semarang yang

selanjutnya dapat sebagai salah satu bahm

masukan bagi pengelolan dan penangannya

lebih

lanjut.

Analisis cuplikan

.

Perhitungan untuk menentukan unsur-unsur

secara relatif, yaitu dengan memperbandingkan

terhadap cuplikan standar yang mempunyai

susunan dan komposisi mendekati unsur-unsur

dalam cuplikan. Kadar unsur tertentudalam standar

telah diketahui dengan pasti. Uji kuantitatif

dilakukan dengan mencatat luas puncak serapan

total yang terukur pada layar monitor MCA.untuk

setiap lama waktu pencacahan.

Akan didapatkan

data cps cuplikan dan standar yang

diperban-dingkan sesuai

persamaan

1) sbb. :

CARA KERJA

Bahan daD alat

Bahan meliputi cuplikan air daD sedimen sungai, bahan SRM 2704 Buffalo River Sediment, Bahan kimia standar sekunder buatan Fisher, HNO] Merck, vial polyethilen, N2 cair,aquabidest, aceton. Alat yang digunakan : jerigen plastik, sendok melamin, ayakan ukuran 100 mesh, freeze dryer, neraca, vial clan kelongsong polyethilen, alat penumbuk/ agat, seperangkat spektrometer dengan detektor Ge(Li), fasilitas iradiasi Lazy Susan Reaktor Kartini clan peralatan gelas.

..1) WClpl -r

W cupl = beret unsur dalam cuplikan WStd = beret standar unsur yang disiapkan Cpso = laju cacah pada saat keluar dari eaktor

Pengambilan cuplikan

Pengambilan cuplikan air daD sedimen dilakukan di daerah perairan sungai Semarang daTi empat lokasi sampling, yaitu lokasi A di bendung Simongan, lokasi B di Jembatan Berok, lokasi C di Bandarharjo dan lokasi D di Tanah Mas.

Sementara itu untuk menguji keseksamaan (precission) dari hasil pengukuran dihitung dengan

rumus :

Kandungan logam di dalam cuplikan air relatif kecil. Preparasi cuplikan air dilakukan dengan pemekatan. Satu liter cuplikan air di dalam cawan porselen dipanaskan pada suhu 80 DC di atas

tJ.Kc Kc

Keseksamaan

= 100%-

xl 000;0

,.2 )

Dimana Kc = kadar cuplikan dan A Kc = standar deviasi dari kadar cuplikan

Prosldlng Pel1emuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl t~ukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

HASIL DAN PEMBAHASAN

Tabell.. Hasil perhitungan konsentrasi

rerata Sm, Ce dan Co dalam cuplikan air

Samarium,

Sm

Gambar 1. Perbandingan

konsentrasi

logam dalam

air pada ketiga lokasi sampling.

Dari Tabel I daD Gambar I dapat terlihat bahwa kandungan rerata logam-logam Sm, Ce daD Co di dalam cuplikan air dari lokasi sampling Bandarharjo cukup tinggi. Pada daerah pengamatan ini terlihat adanya arus aliran air relatif besar, sehingga kesempatan terjadinya proses pengendapan kecil. Logam-logam terlarut dalam badan air sedikit terendapkan, karena faktor self purification tidak optimal. Menurut Nitisuparjo]),

faktor self purification adalah kemampuan sungai untuk dapat memperbaiki lingkungannya sendiri, mengatur daD mengadakan kesetimbangan

kem-~i.

Menurut Sudannadji4J, peningkatan kadar logam berat yang cukup tinggi pada badan sungai yang biasanya disebabkan sungai tidak hanya menerima satu sumber pencemar tetapi berbagai sumber pencemar. Akibatnya sungai tidak dapat melakukan proses pemulihan, maka kapasitas self purification terlampaui, maka air sungai akan tetap tercemar yang ditandai oleh adanya bau busuk dan warn a air kelam.

8imongan merupakan lokasi sampling yang

mempunyai kadar rendah yaitu 8m = (1,451 :f:

0,076). 10-4

ppm, Ce = (2,433 :f: 0,281). 10-3

ppm

daD Co = (3,073 :f: 0,0.18). 10-4

ppm. Pada daerah

ini terjadi pengendapan

logam berat dalam badan

air sungai. Kemungkinan lain karena faktor self

purification dapat bekerja dengan

baik.

Dari Tabel 2 dan Gambar 2

padacuplik~_-sedimen dari stasiun pengamatan

8imongan kadar

loga.-n-logam

Sm, Ce, Cr dan Co rerata terlihat

cukup tinggi. Hal ini disebabkan

relatif kecilnya

arus air, sehingga

memungkinkan

terjadinya proses

pengendapan. Sedangkan pada lokasi sampling

Tanah Mas kandungan logam-logam tersebut

paling rendah.

Dari data di atas secara umum terlihat

adanya korelasi berlawanan antara konsentrasi

logam teramati di dalam air daD di dalam sedimen.

Di dalam air sungai, ada kecenderungan

daerah

dekat pantai (Bandarharjo daD Tambak Mas)

tingkat logam pencemar lebih tinggi dibandingkan

dengan daerah atas (Simongan). Keadaan

sebaliknya terjadi untuk sedimen. Pada

tingkat-konsentrasi tertentu dapat mengindikasikan

seberapa tingkat beban pencemaran badan air

sungai Semarang

daD kemampuan

self purification

sungai tersebut. Tentu saja banyak faktor yang

berpengaruh

di sini, misalkan musim, tingkat curah

hujan, pasang

surut dll.

Uji keseksamaan untuk kedua macam sampel

seperti terlihat pada Tabel 1 daD Tabel 2 di atas

terlihat bahwa keseksamaan

pengukuran cukup

baik dimana harga-harga

tersebut rerata diatas 90

%.

Sedangkan uji hipotesis perbedaan lokasi untuk kadar logam berat dalam air sungai Semarang menggunakan taraf signifikan IX = 0,05, derajad kebebasan v = 2 clan v = 3.

Prosidlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nukllr P3TM-BATAN Yogyakafta, 7 -8 Agustus 2001

~lmongan

Bandarharjo

Berok (1,451:1: 0,076).104 (3,0238:1: 0,096). 104 (2,438:1: 0,065) .104

93,419

96,829

97,322

60 ISSN 0216 -3128 J. Djati Pramana, dkk.

Tabel 2. Hasil perhitungan konsentrasi

rerata Sm, Ce, Cr dan Co di dalam cuplikan sedimen

pada lokasi

sampling.

LO~Mi

Simongan

Bandarharjo

Berok

Tanah mas

Simongan

Bandarharjo

Berok

Tanah Mas

Simongan

Bandarharjo

Berok

Tanah Mas

Simongan

Bandarharjo

Berok

Tanah Mas

Unsur

c '-. KesekSamaano/6_"""","'" 96,158 95,569 95,671 99,160

Kad~,ppm

6,090 :t 0,234

5,281 :t 0,234

4,160:t 0,192

4,357 :to,204

Samarium, Sm

115,998 :t3,234

114,641 :t 4,495

86,299 :t 5,008

48,177:t 12,152

94,953

98,400

94,196

74,776

Cerium, Ce

17,928 :t 3,436

36,623 :t 0,104

33,988:t 7,194

41,073 :t9,836

97,368

79,012

98,339

95,414

Krom, Cr

26,059 :f: 2,345 23,905 :f:2,781 16,996:f: 4,319 9,359 :f: 0,209

96,000

95,238

81,864

90,147

Cobalt,

Co

Gambar 2. Perbandingan

konsentrasi

logam dalam sedimen

pada lowi sampling.

Tabel3. Data kadar logam 8m dalam air pada 3 lokasi sungai 8emarang

Lokasi

Simongan

1,375.10-4 1,527.10-4 2,902.10-4 1,451.10-4

Replikasi

_Bandarharjo

3,933,10-4 -4

2,064.10

2,997.10-4 2,998.10-4 2 Jumlah Rata-rata Berok 2,503.10-4 2,373.10-4 4,876.10-4 2,438.10-4 --13,775.10-4

6,887.10~

Prosiding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

Tabel 4. Ana/isi variasi untuk klasifikasi kadar Sm.

Oleh karena fu = 2,(]190

< ft = 9,55, maka Ho

diterima. Yang berarti tidak ada beda nyata kadar

Sm pada air sungai di masing-masing

lokasi.

Analog dengan cara diatas, untuk Ce diperoleh

fu =

11,322 > ft = 9,55, maka Ho ditolak yang berarti

ada perbedaan nyata l<:adar

Ce pada air sungai di

masing-masing lokasi. Untuk Co, fu = 0,163 <

9,55, maka Ho diterima. Berarti tidak ada

perbedaan kadar logam Co pada air sungai di

masing-masing

lokasi.

Uji hipotesis perbedaan

kadar logam Sm, Ce, Cr

dan Co dalam sedimen

pada masing-masing

lokasi

disajikan pada Tabel 5:

Tabel S. Uji kadar hipotesis perbedaan kadar

logam dalam sedimen.

c. Analisis kuantitatif logam-logam tersebut di

dalam sedirnen, terlihat kadar tertinggi adalah

cuplikan dari Simongan yaitu Sm = (6,090 :t

0,234). ppm , Ce = (115, 998 :t 3,234). ppm, Cr

= (17,928 :t 3,436). ppm clan Co = (28,059 :t

2,345). ppm. Tanah Mas mempunyai kadar

terendah

yaitu Sm = (4,357 :t 0,204). ppm, Ce =

(48,177:t 12,152). ppm, Cr = (41,073 :t 9,836).

ppm clan Co = (9,359 :t 0,209). ppm.

d. Uji hipotesis terhadap kadar logam-logam

dalam cuplikan air untuk logam Sm clan Co

tidak ada perbedaan di masing-masing lokasi,

sedangkan

logam Ce terlihat ada beda nyata di

masing-masing

lokasi.

e. Uji hipotesis terhadap kadar logam-logam

dalam cuplikan sedirnen kadar Sm, Ce, Cr clan

Co ada beda nyata diantara masing-masing

lokasi.

DAFfARPUSTAKA

Dari Tabel 5 di atas, menunjukkan ada beda nyata

kadar logam Sm, Ce, Cr dan Co dalam sedimen

sungai Semarang pada masing-masing lokasi

sampling.

KESIMPULAN

Dari penelitiall yang dilakukan dapat

disimpulkan bahwa :

a. Secara kualitatif dalam cuplikan air daD

se-dimen memberikwl informasi adanya

logam-logam SIn; Ce, Cr daD

Co.

b. Analisis kuantitatif logam-logam tersebut di

dalam air, terlih.lt kadar tertinggi adalah

cuplikan dari Bandarharjo yaitu Sm = (3,028 ;t

0,096). 10~ ppm, Ce = (8,536 ;t 1,321). 10-3

ppm daD Co = (3,039 ;t 0,428). 10-3 ppm .

Simongan merupakan daerah yang mempunyai

kadar terendah yaitu Sm = (1,451 ;t 0,076). 1 O~

ppm, Ce = (2,433 :t 0,281). 10-3

ppm dan Co =

(3,073 ;t 0,018). 10~ ppm.

1. ANONIMOUS, "Laporan Akhir Studi Dampak Lingkungan Reklamasi Pantai Semarang PT Ciptaguna Swentrabuana Semarang" Bekerjasama dengan CV Widha Consultan, 1995

2. KRUGER P, Principles of Activation Analysis, Devision of Civil Engineering Stanford University, Willey-Interscience, John Willy and Son, New York, 1979.

3. NITISUP ARlO M," Faktor Konsentrasi Logam Berat dalam Makrozoobentos di Perairan Sungai Babon", Laporan Akhir Hasil

Penelitian Lembaga Penelitian Unicersitas Diponegoro Semarang, 1994.

4. SUDARMADJI, "Pencemaran daD Proteksi Lingkungan ", Program Studi I/mu Lingkungan, Program Pascasarjana Universitas Gajahmada Yoyakarta, 1995. 5. SUSETYO W, Spektrometer Gamma, Gajah

Mada University Press, 1987.

6. WALPOLE, RE, Ilmu Peluang daD Statistik untuk Insinyur daD Ilmuwan, Terjemahan Terbitan Kedua, Penerbit ITB, Bandung 1986.

--Prosldlng Pertemuan dan Presentasillmiah Penelitlan Dasar IImu Pengetahuan din Teknologi Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

ISSN 0216 -3128 62

J. Djati Pramana,

dkk.

~

, ...

_C:'.~

.,." '-"; .

...:::":"

,.

...~ ..o' .." ,.,'

::::::.:;.-.

-" O"~o' ...". ":"..":.,:::.::.:.:-.41\ ":,:..0::,"::"

-:""::::":.:.:.:.

;~..' " ."...,,''.

.

'":-"-; -("0'. '\ DEHGAli

:..:::~~..

...

1-& oI.A~~..1A :0.1 SO" HI ~\

~I

u I ~ IQ

<

:f/

~~.I

17

<,~

\'11

_~

~

~

~

PETASAMPLING

Keterangan

00

[!J

Lokasi sampling

Stasiun tawang

Rumah pompa

Bandarhardjo timur

illIIIll

-

Bandarharbjo barat

Stasiun tawang daD kota lama

G

Simongan

QJ)

BeroK-@ Handarhardjo

@

Tanah

Mas

-Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

TANYA JAWAB

Sumijanto

-Teknik analisis dengan pemekatan itu sarnpai pemekatan berapa kali yang dapat dilakukan untuk memperoleh ketepatan yang baik, daD apa

persyaratannya.

-1--Bagaimana hila teknik ini digunakan untuk analisis unsur-unsur kelumit dari air reaktor.

Sukirno

-Pengambilan cuplikan dilakukan berapa kali

daD bagaimana

caranya.

-Logam

berat Cr =, 41,073 ppm, diperkirakan

daTi industri di sekitar lokasi, akan tetapi Ce

sebesar 115, 998 ppm kira-kira daTi unsur

apakah? (dari industri atau memang sudah ada

sejak sebelum

ada industri).

Djati Pramana

-Teknik

pemekatan dengan penguapan/

pemanasan, air

dipanaskan da/am cawan

parse/in dengan pemekatan / /iter"

menjadi

/5

mi. Persyaratannya harus dihindari

terbentuknya endapan atau kerak yang sukar

diambi/

untuk

diana/isis, kemungkinan

perubahan

spesies

atau unsur dihindari.

-Teknik APN dapat digunakan untuk ana/isis

unsur ke/umit dari air reaktor. Dapat secara

/angsung tanpa pemekatan ataupun dengan

pemekatan.

Djati Pramana

-Sampling

dilakuktm satu kali. Air diambil

dimasukkan ke dalam jerigen plastik di dalam

suasana asam. Sedimen diambil sesuai

prosedur sampling sedimen.

-Sungai

Semaran~~ merupakan badan air

buangan limbah kola don limbah industri.

Sementara ini konl'entrasi unsur tersebut tidak

dapat dipastikan berasal dari industri atau

memang

sudah ado

S!!f.e!1Ininya:--Data

yang diperoleh digunakan sebagai basis

data soot ini.

Proslding Pert.emuan dan Presentasilimiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta. 7 -8 Agustus 2001