Taksonomi tumbuhan sawi : Kingdom : Plantae Divisio : Spermatophyta Subdivisio : Angiospermae Class : Dicotyledoneae Ordo : Brasicales Family : Brassicaceae Genus : Brassica
Species : Brassica chinensis L.
Sawi merupakan tanaman semusim yang berdaun lonjong, halus, tidak berbulu, dan tidak berkelopak. Pola pertumbuhan daunnya berserak. Tanaman ini mempunyai akar tunggang dengan akar serabut, mengandung vitamin A, vitamin B dan vitamin C dalam jumlah kecil, rasa agak pahit (Rubatzky, 1998).
Proses pembibitan sawi dilakukan selama 10 hari, setelah itu ditanam di areal pembedengan dengan lebar 100 cm, tinggi 30 cm dan panjang sesuai kondisi lahan. Setelah 10-11 hari dapat dilakukan pemanenan dan siap untuk dipasarkan (Edi, 2010).
2.2 Logam
Logam dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu logam esensial dan logam non esensial. Logam esensial adalah logam yang sangat membantu dalam proses fisiologis makhluk hidup karena membantu kerja enzim dalam pembentukan organ. Sebaliknya, logam non esensial adalah logam yang peranannya dalam tubuh makhluk hidup belum diketahui. Kandungannya dalam jaringan hewan
tubuh makhluk hidup tersebut. Logam yang dapat menyebabkan keracunan adalah jenis logam berat. Logam berikut ini termasuk logam yang esensial seperti Cu, Zn, Se sedangkan yang non esensial seperti Hg, Pb, Cd, dan As.
Keberadaan logam-logam berat dapat ditemui pada tubuh manusia, alat rumah tangga (baterai), rokok, insektisida, bensin dan udara. Logam tersebut dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui makanan, air minum dan udara (Darmono, 1995).
2.3 Industri Baja
Baja merupakan bahan material bangunan yang paling banyak digunakan di seluruh dunia. Bahan material ini pada dasarnya ialah besi (Fe) dengan tambahan unsur karbon (C) sampai dengan 1,67%. Dalam pembuatan baja ditambahkan beberapa unsur seperti mangan (Mn), krom (Cr), molibdat (Mo), kadmium (Cd) dan tembaga (Cu) sehingga dihasilkan produk baja yang kuat, tidak berkarat dan tahan lama. Produk baja yang mengkilap biasanya ditambahkan logam seng (Zn) ke dalam proses peleburannya. Tetapi jumlah yang ditambahkan tidak sebesar karbon.
Industri baja memproduksi berbagai jenis produk termasuk hot rolled coil, cold rolled sheet, plate, wire rod, electrical steel, dan stainless steel (Anonim, 2010)
2.4 Cemaran Logam Berat
mediator penyebaran logam berat pada mahluk hidup karena masuknya logam tersebut pada tumbuhan melalui akar dan mulut daun (stoma) dalam bentuk partikulat (Charlena, 2004). Partikulat adalah bahan padatan atau likuid di udara dalam bentuk asap, debu dan uap, yang dapat tinggal di atmosfer dalam waktu yang lama. Asap merupakan pencemar yang paling jelas terlihat keluar dari cerobong pabrik sebagai asap hitam tebal. Partikulat yang paling berbahaya adalah partikel-partikel halus yang begitu kecil sehingga dapat menembus bagian terdalam paru-paru (Prana, 2010).
2.5 Timbal
Pemerian : Timbal adalah logam berwarna kebiru-biruan sampai abu-abu pudar, mempunyai berat jenis yang tinggi dan lunak.
Kelarutan : Larut dalam HNO3 encer dan pekat, sedikit larut dalam HCl dan H2SO4 pekat.
Nomor/Berat : 82/207,2 Berat Jenis : 11,34 Titik lebur : 327,5oC
Titik didih : 1740oC (Lawrence, 1957)
Timbal merupakan bahan kimia yang termasuk dalam kelompok logam berat. Logam ini merupakan bahan kimia golongan logam yang sama sekali tidak dibutuhkan oleh tubuh. Bila masuk ke dalam tubuh organisme hidup dalam jumlah yang berlebihan akan menimbulkan efek negatif terhadap fungsi fisiologis tubuh (Palar, 1994).
Dalam indus tri baterai, timbal digunakan sebagai grid yang merupakan alloy (suatu persenyawaan) dengan logam Bismut (Pb-Bi) dengan perbandingan 93:7 (Palar, 2004). Timbal oksida (PbO4) dan logam timbal dalam industri baterai digunakan sebagai bahan yang aktif dalam pengaliran arus elektron. Alloy Pb yang mengandung 1% b/b Stibium (Sb) banyak digunakan sebagai kabel telepon (Palar, 1994).
2.5.2 Toksisitas Timbal
Toksisitas yang ditimbulkan oleh persenyawaan logam Pb dapat terjadi karena masuknya persenyawaan logam tersebut ke dalam tubuh. Proses masuknya logam ini ke dalam tubuh dapat melalui beberapa jalur, yaitu melalui makanan dan minuman, udara dan perembesan atau penetrasi pada selaput atau lapisan kulit (Palar, 1994).
Timbal yang masuk melalui makanan, masuk ke saluran cerna dan dapat masuk ke dalam darah. Pada anak-anak, tingkat penyerapan timbal mencapai 53%. Hal ini jauh berbeda pada tingkat penyerapan orang dewasa yaitu sekitar 10%. Peningkatan asam lambung dapat meningkatkan absorbsi usus sehingga absorbsi timbal juga meningkat (Riyadina, 1997).
Besarnya tingkat keracunan timbal menurut WHO (1997) dipengaruhi oleh: 1. Umur
Anak-anak lebih rentan dari orang dewasa sehingga dapat terjadi efek keracunan pada kandungan timbal yang rendah dalam darah.
2. Jenis kelamin
Wanita lebih rentan dibandingkan dengan pria 3. Musim panas akan meningkatkan daya racun timbal
4. Peningkatan asam lambung akan meningkatkan absorbsi timbal 5. Peminum alkohol lebih rentan terhadap timbal
Keracunan timbal dalam tubuh dapat menyebabkan gangguan terhadap sistem syaraf, rongga mulut dan sistem rangka. Secara visual akan muncul gejala dampak keterpaparan timbal secara akut maupun kronis. Keterpaparan secara akut melalui udara yang terhirup dapat menimbulkan gejala rasa lemah, lelah, gangguan tidur, sakit kepala, nyeri otot dan tulang. Dampak kronis keracunan logam ini diawali dengan kelelahan, kelesuan dan gangguan gastrointestinal. Keterpaparan yang terus-menerus pada sistem syaraf pusat menunjukkan gejala insomnia (susah tidur), bingung dan gangguan ingatan.
2.6 Kadmium
Pemerian : Logam berwarna putih keperak-perakkan Kelarutan : Larut dalam HNO3 pekat dan HCl panas Nomor/Berat : 48/112,4
Berat Jenis : 8,65 Titik lebur : 321,07oC
Titik didih : 767oC (Anonim, 2008) 2.6.1 Penggunaan Kadmium
Kadmium murni banyak digunakan oleh industri pelapisan logam dan industri baterai, sedangkan garam kadmium banyak digunakan dalam proses fotografi, produksi foto-elektrik, foto-konduktor dan produksi gelas. Bentuk garam asetatnya banyak digunakan pada proses industri porselen dan keramik (Darmono, 2001).
Keracunan akut dari kadmium dapat terjadi melalui oral maupun inhalasi. Efek keracunan yang umum adalah iritasi pada saluran pencernaan dan paru-paru, tenggorokan terasa kering, mual, muntah, salivasi dan diare serta kejang pada perut dan sakit pada otot.
Efek keracunan yang kronis ditandai dengan kehilangan indera perasa dan penciuman, batuk, berkurangnya berat badan, gigi menjadi kuning dan dapat juga terjadi kerusakan pada hati dan ginjal (Palar, 1994). Kasus keracunan Cd kronis juga menyebabkan gangguan kardiovaskuler dan hipertensi. Hal tersebut terjadi karena tingginya afinitas jaringan ginjal terhadap kadmium. Selain itu, logam ini juga dapat menyebabkan terjadinya gejala osteomalasia karena terjadi kerusakan daya keseimbangan kandungan kalsium dan fosfat dalam ginjal.
2.7 Seng
Pemerian : Logam berwarna abu-abu muda kebiruan Kelarutan : Larut dalam HNO3 pekat dan HCl encer Nomor/Berat : 30/65,409
Berat Jenis : 7,14 Titik lebur : 419,53oC
Titik didih : 907oC (Anonim, 2001) 2.7.1 Penggunaan Seng
Seng digunakan pada pelapisan baja untuk mencegah pengkaratan. Aplikasi lainnya meliputi penggunaannya pada baterai dan alloy. Logam ini merupakan zat dua milyar orang di negara-negara berkembang yang kekurangan asupan seng. Defisiensi ini juga dapat menyebabkan banyak penyakit. Pada anak-anak,
defisiensi ini menyebabkan gangguan pertumbuhan, mudah terkena infeksi, diare, dan setiap tahunnya menyebabkan kematian sekitar 800.000 anak-anak di seluruh dunia. Konsumsi seng yang berlebihan dapat menyebabkan ataksia, lemah lesu, dan defisiensi tembaga.
Seng yang merupakan logam esensial dapat menjadi toksik apabila telah melebihi ambang batas yang diizinkan. Logam seng yang masih diperbolehkan ada pada tanaman dan olahannya adalah 4 mg/kg.
2.7.2 Toksisitas Seng
Logam seng dalam jumlah kecil tidak membahayakan tetapi dalam jumlah yang besar dapat menyebabkan perasaan pusing, muntah. Gejala keracunan dapat berupa iritasi saluran pencernaan, mual, muntah dan diare, tanda-tanda utama adalah terjadinya hipokronik anemia dan gangguan pertumbuhan (Anonim, 2009). 2.8 Spektrofotometri Serapan Atom
Spektrofotometri serapan atom merupakan suatu metode analisis yang digunakan untuk penentuan unsur-unsur logam dan metaloid yang berdasarkan pada proses penyerapan energi radiasi atom-atom yang berada pada tingkat energi dasar (ground state) pada panjang gelombang tertentu tergantung jenis unsur yang dianalisis (Haswell, 1991).
Prinsip dasar spektrofotometri serapan atom adalah interaksi antara radiasi elektromagnetik dengan sampel. Interaksi ini didasarkan pada emisi dan absorbansi dari uap atom larutan sampel. Interaksi ini diperoleh dari proses penguapan sampel yang dirubah menjadi atom bebas. Atom ini akan mengabsorpsi radiasi dari sumber cahaya yang dipancarkan dari lampu katoda (Hallow cathode lamp) yang mengandung unsur dari logam yang akan ditentukan.
Banyaknya penyerapan radiasi kemudian di ukur pada panjang gelombang tertentu menurut jenis logamnya (Darmono, 1995).
Sebagai contoh, natrium menyerap pada 589 nm. Cahaya pada panjang gelombang ini mempunyai cukup energi untuk mengubah tingkat elektronik suatu atom yang mana transisi elektronik suatu atom bersifat spesifik. Dengan menyerap suatu energi, maka atom akan memperoleh energi sehingga suatu atom pada keadaan dasar dapat ditingkatkan energinya ke tingkat eksitasi. Natrium mempunyai konfigurasi elektron 1s2, 2s2, 2p6, dan 3s1. Tingkat dasar untuk elektron valensi 3s1 ini dapat mengalami eksitasi ke tingkat 3p atau ke tingkat 4p (Rohman, 2007).
Sistem peralatan spektrofotometri serapan atom dapat dilihat pada Gambar 1
Gambar 1. Komponen Spektrofotometer Serapan Atom (Anonim, 2010) Dalam analisis secara spektrofotometri serapan atom, sampel yang akan dianalisis harus diuraikan menjadi atom-atom netral. Ada berbagai macam alat yang dapat digunakan untuk mengubah suatu sampel menjadi uap atom-atom yaitu dengan nyala atau dengan tanpa nyala. Teknik atomisasi dengan nyala dinilai kurang peka sehingga muncullah suatu teknik atomisasi yang baru yaitu teknik atomisasi tanpa nyala atau elektrotermal spektrofotometri serapan atom atau spektrofotometri graphite furnace (Rohman, 2007).
2.9 Sistem Atomisasi
Setiap alat spektrometri atom akan mencakup dua komponen utama sistem pengubahan sampel dan sumber atomisasi. Kebanyakan instrumen atomisasi mengubah sampel dalam bentuk larutan dengan menggunakan :
1. Nyala udara propana
Suhu maksimum 1800oc, paling rendah diantara nyala yang lain. Nyala ini cukup panas untuk analisis unsur-unsur yang mudah diatomkan, seperti Na, K, Cu, Pb dan Zn. Unsur-unsur lain seperti Mg hanya dapat diuraikan atau diatomkan oleh nyala ini, bila unsur tersebut terdapat dalam larutannya yang murni.
2. Nyala udara asetilen
Suhu maksimum yang dihasilkan oleh nyala ini 2300 oc kombisnasi gas inilah yang paling banyak digunakan untuk kebanyakan unsur – unsur yang dapat ditetapkan dengan cara SSA. Paling sedikit 30 unsur dapat ditetapkan dengan nyala udara + asetilin , termasuk juga unsur – unsur yang dapat ditetapkan dengan nyala udara + propana.
3. Nitrous oksida-asetilen
Kombinasi ini memberikan nyala suhu maksimum 3000oc, yang paling panas diantara kombinasi-kombinasi yang telah disebut di atas. Nyala suhu yang dihasilkan cukup panas untuk mengatomkan unsur-unsur seperti Al, Si, V dan Ti serta unsur-unsur Lantanida. Nyala N2O + Asetilina dapat digunakan untuk menganalisis 67 unsur dan kombinasi ini di pakai apabila kombinasi yang telah disebutkan di atas hasilnya tidak memuaskan karena suhu nyala kurang panas 2.9.2 Sistem Atomisasi Dengan Elektrothermal (Tungku)
Sistem nyala api ini lebih dikenal dengan nama Grafit Furnace Atomic Absorption Spectrofotometry (GFAAS). Sistem ini dapat mengatasi kelemahan
dari sistem nyala seperti, sensitivitas, jumlah sampel dan penyiapan sampel. Ada tiga tahap atomisasi dengan tungku yaitu:
a. Tahap pengeringan atau penguapan larutan
b. Tahap pengabuan atau penghilangan senyawa-senyawa organik dan c. Tahap atomisasi
Unsur-unsur yang dapat dianalsis dengan menggunakan GFAAS adalah sama dengan unsur-unsur yang dapat dianalisis dengan sistem nyala (Riyanto, 2009)
Pembentuk gas atom – atom logam dalam nyala dapat terjadi bila suatu larutan sampel yang mengandung logam dimasukkan ke dalam nyala. Peristiwa yang terjadi secara singkat setelah sampel dimasukkan ke dalam nyala adalah : 1. Penguapan pelarut yang meninggalkan residu
2. Penguapan zat padat dengan dissosiasi menjadi atom – atom penyusunnya, yang mula – mula akan berada dalam keadaan dasar.
3. Beberapa atom dapat tereksitasi oleh energi panas nyala ke tingkatan
tingkatan energi yang lebih tinggi, dan mencapai kondisi dimana atom –atom tersebut akan memancarkan energi (Vogel, 1994).
2.10 Parameter Analisis
Parameter yang digunakan dalam hal ini adalah validasi metode, dalam hal ini yang digunakan adalah ketepatan, kecermatan dan batas deteksi serta batas kuantitasi.
Kecermatan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil analisis dengan kadar analit yang sebenarnya. Kecermatan dinyatakan sebagai perses perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan (Harmita, 2004).
Perolehan kembali dapat ditentukan dengan cara membuat sampel plasebo (eksipien obat, cairan biologis) kemudian ditambahkan analit dengan konsentrasi tertentu (biasanya 80% sampai 120% dari kadar analit yang diperkirakan), kemudian dianalisis dengan metode yang akan divalidasi (Ermer dan Miler, 2005).
Tetapi bila tidak memungkinkan membuat sampel plasebo, maka dapat dipakai metode adisi. Metode adisi dapat dilakukan dengan menambahkan sejumlah analit dengan konsentrasi tertentu pada sampel yang diperiksa, lalu dianalisis dengan metode tersebut (Harmita, 2004).
2.10.2 Ketepatan (presisi)
Presisi merupakan ukuran keterulangan metode analisi dan biasanya diekspresikan sebagai simpangan baku relatif (Relative Standart Deviation, RSD) dari sejumlah sampel yang berbeda secara statistik (Rohman, 2007).
Dalam analisis, nilai RSD antara 1-2% biasanya dipersyaratkan untuk senyawa aktif dalam jumlah yang banyak, sedangkan untuk senyawa-senyawa dengan kadar kecil RSD-nya berkisar antara 5-15% (Rohman, 2007). 2.10.3 Batas Deteksi (Limit of Detection, LOD) dan Batas Kuantifikasi (Limit of Quantification, LOQ)
Batas deteksi didefenisikan sebagai konsentrasi analit terendah dalam sampel yang masih dapat dideteksi, tetapi tidak dikuantifikasi pada kondisi
percobaan yang dilakukan. Batas deteksi dinyatakan dalam konsentrasi analit (persen, bagian per milyar) dalam sampel (Satiadarma, dkk, 2004).
Batas kuantifikasi didefenisikan sebagai konsentrasi analit terendah dalam sampel yang dapat ditentukan dengan presisi dan akurasi. Batas ini dinyatakan dalam konsentrasi analit (persen, bagian per milyar) dalam sampel (Satiadarma, dkk., 2004).
BAB III
