BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
Air yang digunakan sebagai kebutuhan air bersih sehari-hari, sebaiknya air tersebut tidak bewarna, tidak berasa, tidak berbau, jernih dan mempunyai suhu yang sesuai dengan standart yang ditetapkan sehingga menimbulkan rasa nyaman. Jika salah satu syarat tersebut tidak terpenuhi maka besar kemungkinan air itu tidak sehat karena mengandung beberapa zat kimia, mineral, ataupun zat organis / biologis yang dapat mengubah warna, rasa, bau dan kejernihan air (Siregar, 2011).
Menurut Efendi ( 2003 ) air pada sumber air dapat dikategorikan menjadi empat golongan, yaitu :
a. Golongan A yaitu air yang digunakan sebagai air minum langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu.
b. Golongan B yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku untuk diolah sebagai air minum dan keperluan rumah tangga lainnya.
c. Golongan C yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan pertanian
Menurut, Efendi, (2003) jenis- jenis sampel air dapat dikelompokkan menjadi 3 sebagai berikut :
a. Sampel sesaat (grab sample) yaitu sampel yang diambil secara langsung dari badan air yang sedang dipantau. Sampel ini hanya menggambarkan karakteristik air pada saat pengambilan sampel.
b. Sampel komposit (composite sample), yaitu sampel campuran dari beberapa waktu pengamatan. Pengambilan sampel komposit dapat dilakukan secara manual ataupun secara otomatis dengan menggunakan peralatan yang dapat mengambil air pada waktu-waktu tertentu dan sekaligus dapat mengukur debit air. Pengambilan sampel secara otomatis hanya dilakukan jika ingin mengetahui gambaran tentang karakteristik kualitas air secara terus- menerus c. Sampel gabungan tempat (integrated sampel), yaitu sampel gabungan yang
diambil secara terpisah dari beberapa tempat, dengan volume yang sama. 2.1.1 Teknik pengambilan sampel air
Menurut Efendi, (2003) Beberapa hal yang menyangkut teknik pengambilan sampel air dikemukakan dalam Kumpulan Standar Nasional Indonesia Bidang Pekerjaan Umum mengenai kualitas air
1. Pertimbangan dalam Pemilihan Lokasi Pengambilan Sampel
Pertimbangan –pertimbangan yang digunakan dalam pemilihan lokasi pengambilan sampel adalah sebagai berikut :
b. Sampel air dari badan air harus diambil dari lokasi yang dapat menggambarkan karakteristik keseluruhan badan air.
c. Sumber pencemar yang mencemari badan air yang dipantau harus diketahui, berupa sumber pencemar setempat (point source) atau sumber pencemar tersebar (disperse source)
d. Jenis bahan baku dan bahan kimia yang digunakan dalam proses industri perlu diketahui.
2. Lokasi Pengambilan Sampel Air
Pada dasarnya, pengambilan sampel air dapat dilakukan terhadap air permukaan maupun air tanah.
a. Air Permukaan
Air permukaan meliputi air sungai, danau, waduk, rawa, dan genangan air lainnya.
b. Air tanah
Air tanah dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu air tanah tidak tertekan (bebas) dan air tanah tertekan. Air tanah bebas adalah air dari akifer yang hanya sebagian terisi air, terletak pada suatu dasar yang kedap air, dan mempunyai permukaan bebas. Pengambilan sampel yang berupa air tanah bebas dapat dilakukan ditempat-tempat sebagai berikut:
1. bagian hulu dan hilir dari lokasi penimbunan atau pembuangan sampah kota atau industri.
2. bagian hilir daerah pertanian yang diperlakukan dengan pestisida dan pupuk kimia secara intensif.
4. tempat-tempat lain yang dianggap perlu
Air tanah tertekan adalah air dari akifer yang sepenuhnya jenuh air, dengan bagian atas dan bawah dibatasi oleh lapisan yang kedap air. Pengambilan sampel yang berupa air tanah tertekan dapat dilakukan di tempat-tempat sebagai berikut :
1. sumur produksi air tanah untuk pemenuhan kebutuhan perkotaan, pedesaan , pertanian , dan industri.
2. sumur produksi air tanah PAM maupun sarana umum. 3. sumur pemantauan kualitas air tanah
4. lokasi kawasan industri.
5. sumur observasi di wilayah pesisir yang mengalami air laut.
6. sumur observasi penimbunan limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3). 3. Penentuan Titik Pengambilan Sampel
Titik pengambilan sampel air yang berupa air permukaan dan air tanah ditetapkan dengan ketentuan sebagai berikut :
a. Titik Pengambilan Sampel Air Permukaan
Pengambilan sampel air permukaan dapat dilakukan terhadap air sungai dan air waduk atau danau.
b. Titik Pengambilan Sampel Air Tanah
Sampel air tanah dapat berupa sampel air tanah bebas dan sampel air tanah tertekan. Titik pengambilan sampel air tanah bebas ditetapkan menurut ketentuan sebagai berikut :
2. Pada sumur bor dengan pompa tangan atau mesin, sampel diambil dari kran/ mulut pompa (tempat keluarnya air). Pengambilan sampel dilakukan kira-kira lima menit setelah air mulai dibuang (dikeluarkan).
Titik pengambilan sampel air tanah tertekan ditetapkan menurut ketentuan-ketentuan sebagai berikut:
1. Pada sumur bor eksplorasi, sampel diambil pada titik yang telah ditentukan sesuai dengan keperluan eksplorasi.
2. Pada sumur observasi, sampel diambil pada dasar sumur, setelah air dalam sumur bor/ pipa dibuang sampai habis (dikuras) sebanyak tiga kali.
3. Pada sumur produksi, sampel diambil pada kran / mulut pompa (tempat keluarnya air).
4. Pengambilan Sampel
Pengambilan sampel air dapat dilakukan melalui langkah-langkah kerja sebagai berikut :
a. Disiapkan alat pengambil sampel yang sesuai dengan keadaan sumber air. b. Alat-alat tersebut dibilas sebanyak tiga kali dengan sampel air yang akan
diambil.
c. Dilakukan pengambilan sampel sesuai dengan keperluan.
d. Jika pengambilan sampel dilakukan pada beberapa titik maka volume sampel dari setiap titik harus sama.
bereaksi dengan limbah cair harus dihindarkan, misalnya wadah atau peralatan yang terbuat dari logam yang dapat mengalami korosi oleh air yang bersifat asam.
2.2 Sumur Gali
Sumber air merupakan salah satu komponen utama yang ada pada suatu sistem penyediaan air bersih, karena tanpa sumber air maka suatu sistem penyediaan air bersih tidak akan berfungsi. Macam- macam sumber air dapat dimanfaatkan sebagai sumber air bersih antara lain: air laut, air hujan, air permukaan (sungai, rawa, danau) dan air tanah salah satunya dengan sumur gali. (Hapsari, 2015 ).
2.3 Moringa oleifera Lam
Moringa oleifera Lam di Indonesia dikenal sebagai kelor. Tumbuhan ini termasuk jenis tumbuhan perdu yang dapat memiliki ketinggian batang 7-11 meter. Pohon kelor ini tidak terlalu besar. Batang kayunya getas (mudah patah) dan cabangnya jarang tetapi mempunyai akar yang kuat. Kelor dapat berkembang biak dengan baik pada daerah yang mempunyai ketinggian tanah 300-500 meter di atas permukaan laut ( Wahyuni, dkk., 2013).
Menurut Tilong (2012), bahwa klasifikasi dari tumbuhan kelor adalah sebagai berikut:
Kingdom : Plantae (tanaman)
Divisi : Magnoliphyta (tanaman berbunga) Kelas : Magnoliopsida (berkeping dua / dikotil) Ordo : Capparales
Famili : Moringaceae Genus : Moringa
Spesies : Moringa oleifera Lam
Salah satu bahan untuk penjernihan air yang dapat digunakan adalah serbuk biji kelor Moringa oleifera Lamk. Dari beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa serbuk biji kelor ternyata dapat digunakan sebagai pengabsorbsi, menggumpalkan sekaligus penjernihan air. Hal ini disebabkan karena adanya kandungan bahan aktif 4-alfa-4 rhamnosilox-benzil-isothiocynate yang terkandung dalam biji kelor (Umar dan Liong, 2014).
proses penjernihan air, protein inilah yang berperan sebagai koagulan partikel penyebab kekeruhan. ( Khasanah, 2008 ).
Biji kelor (Moringa oleifera Lam ) pada prinsipnya mengandung protein, karbohidrat serta lemak dan yang berperan sebagai flokulan adalah protein yang larut dalam air yang akan menghasilkan protein larut air yang bermuatan positif larutan tersebut memiliki sifat seperti polielektrolat dan merupakan polimer yang dapat mengikat partikel koloid dan membentuk flok yang dapat mengendap. Mekanisme penurunan konsentrasi logam berat juga dimungkinkan karena adanya aktivitas asam amino bioflokulan yang mampu mengadsorbsi dan membentuk ikatan antar partikel air limbah dan bioflokulan sehingga terbentuk ikatan – ikatan yang stabil dan mengendap.
2.4 Logam Berat
Logam berat adalah unsur logam yang mempunyai densitas > 5 g/ cm3. Secara alamiah, logam berat terdapat dalam perairan, namun kadarnya sangat kecil. Peningkatan konsentrasi logam berat umumnya disebabkan oleh masuknya limbah industri, limbah pertambangan, limbah pertanian dan limbah domestik. Hal ini disebabkan senyawa logam berat sering digunakan dalam industri, baik sebagai bahan baku, bahan tambahan, maupun sebagai katalis (Yuliastri, 2010).
2.4.1 Cupri (Cu)
dan mempunyai bobot atau berat atom 63,546. Unsur tembaga di alam dapat ditemukan dalam bentuk logam bebas, akan tetapi lebih banyak ditemukan dalam bentuk persenyawaan atau sebagai senyawa padat dalam bentuk mineral
(Widowati, dkk.,2008).
Kelebihan cupri secara kronis menyebabkan penumpukan cupri di dalam hati yang dapat menyebabkan nekrosis hati atau serosis hati. Konsumsi sebanyak 10-15 mg cupri sehari dapat menimbulkan muntah- muntah dan diare, berbagai tahap pendarahan intravascular dapat terjadi begitupun nekrosis sel-sel hati dan gagal ginjal. Konsumsi dosis tinggi dapat menyebabkan kematian (Almatsier, 2004).
2.4.2 Kromium (Cr)
Kata kromium berasal dari bahasa yunani (chroma) yang berarti warna. Dalam bahan kimia kromium dilambangkan dengan Cr dan pertama kali ditemukan oleh Vagueline pada tahun 1797. Logam berat kromium (Cr) merupakan logam bewarna abu-abu, tahan terhadap oksidasi dan mempunyai bentuk senyawa sewarna (Amanda, 2011).
2.5 Metode Destruksi
Destruksi merupakan suatu perlakuan pemecahan senyawa menjadi unsur–unsurnya sehingga dapat dianalisis. Istilah destruksi ini disebut juga perombakan, yaitu dari bentuk organik logam menjadi bentuk logam – logam anorganik. Pada dasarnya ada dua jenis destruksi yang dikenal dalam ilmu kimia yaitu destruksi basah (oksidasi basah) dan destruksi kering (oksidasi kering). Kedua destruksi ini memiliki teknik pengerjaan dan lama pemanasan atau pendestruksian yang berbeda (Kristianingrum, 2012).
2.5.1 Metode destruksi basah
Destruksi basah adalah perombakan sampel dengan asam-asam kuat baik tunggal maupun campuran, kemudian dioksidasi dengan menggunakan zat oksidator. Pelarut- pelarut yang dapat digunakan untuk destruksi basah antar lain asam nitrat, asam sulfat, asam perklorat dan asam klorida. Kesemua pelarut tersebut dapat digunakan baik tunggal maupun campuran. Kesempurnaan destruksi ditandai dengan diperolehnya larutan jernih pada larutan destruksi, yang menunjukkan bahwa semua konstituen yang ada telah larut sempurna atau perombakan senyawa-senyawa organik telah berjalan dengan baik. Senyawa- senyawa garam yang terbentuk setelah destruksi merupakan senyawa garam yang stabil dan disimpan selama beberapa hari (Kristianingrum, 2012).
2.6 Spektrofotometri Serapan Atom
2.6.1 Prinsip dasar spektrofotometri serapan atom
Cara analisis ini memberikan kadar total unsur logam dalam suatu sampel dan tidak tergantung pada bentuk molekul dari logam dalam sampel tersebut. Cara ini cocok untuk analisis logam karena mempunyai kepekaan yang tinggi (batas deteksi kurang dari 1 ppm), pelaksanaannya relatif sederhana dan interferensinya sedikit (Gandjar dan Rohman, 2008).
Prinsip dari spektofotometri serapan atom yaitu atom-atom suatu logam diuapkan dalam suatu nyala dan serapannya pada suatu pita radiasi sempit yang dihasilkan oleh suatu lampu katode rongga, dilapisi dengan logam tertentu yang sedang ditentukan dan diukur. Kerugian teknik ini adalah bahwa lampu harus selalu diganti tiap kali suatu unsur yang berbeda sedang dianalisis dan hanya satu unsur yang dapat dianalisis pada sewaktu-waktu (Watson, 2005).
Interaksi materi dengan berbagai energi seperti energi panas, energi radiasi, energi kimia dan energi listrik selalu memberikan sifat-sifat yang spesifik untuk setiap unsur. Besarnya perubahan yang terjadi biasanya sebanding dengan jumlah unsur atau persenyawaan yang terdapat di dalamnya.
Proses interaksi ini mendasari analisis spektrofotometri atom yang dapat berupa emisi dan absorpsi (Gandjar dan Rohman, 2008).
2.6.2 Instrumentasi spektrofotometri serapan atom
Gambar 1. Sistem Peralatan Spektrofotometri Serapan Atom (Harris, 2007).
a. Sumber sinar
b. Tempat sampel
Dalam analisis dengan 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 (flame) dan tanpa nyala (flameless) (Gandjar dan Rohman, 2008).
Teknik atomisasi dengan nyala bergantung pada suhu yang dapat dicapai oleh gas-gas yang digunakan. Untuk gas batubara-udara suhunya kira-kira sebesar 1800ºC, gas alam-udara 1700ºC, gas udara 2200ºC dan gas asetilen-dinitrogen oksida sebesar 3000ºC. Sumber nyala yang paling banyak digunakan adalah campuran asetilen sebagai bahan pembakar dan udara sebagai pengoksidasi (Gandjar dan Rohman, 2008).
Teknik atomisasi tanpa nyala dapat dilakukan dengan meletakkan sejumlah sampel di dalam tungku dari grafit kemudian dipanaskan dengan sistem elektris dengan cara melewatkan arus listrik pada tabung grafit. Akibat pemanasan ini, zat yang akan dianalisis akan berubah menjadi atom-atom netral dan dilewatkan suatu sinar yang berasal dari lampu katoda berongga sehingga terjadi proses penyerapan energi (Gandjar dan Rohman, 2008).
c. Monokromator
d. Detektor
Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melalui tempat pengatoman. Biasanya detektor yang digunakan adalah tabung penggandaan foton (photomultiplier tube) (Gandjar dan Rohman, 2008).
e. Readout
Readout merupakan suatu alat penunjuk atau dapat juga diartikan sebagai
sistem pencatatan hasil. Pencatatan hasil dilakukan dengan suatu alat yang telah terkalibrasi untuk pembacaan suatu transmisi atau absorbsi. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau kurva dari suatu alat perekam yang menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi (Gandjar dan Rohman, 2008).
2.6.3 Gangguan-gangguan pada spektrofotometri serapan atom
Gangguan-gangguan (interference)pada spektrofotometri serapan atom adalah peristiwa-peristiwa yang menyebabkan pembacaan absorbansi unsur yang dianalisis menjadi lebih kecil atau lebih besar dari nilai yang sesuai dengan konsentrasinya dalam sampel (Gandjar dan Rohman, 2008).
Menurut Gandjar dan Rohman (2008), gangguan-gangguan yang terjadi pada spektrofotometri serapan atom adalah:
1. Gangguan yang berasal dari matriks sampel yang mana dapat mempengaruhi banyaknya sampel yang mencapai nyala
2. Gangguan kimia yang dapat mempengaruhi jumlah atau banyaknya atom yang terjadi di dalam nyala
4. Gangguan oleh penyerapan non-atomik. 2.7 Validasi Metode Analisis
Validasi metode analisis adalah suatu tindakan penilaian terhadap parameter tertentu, berdasarkan percobaan laboratorium, untuk membuktikan bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya. Tindakan ini dilakukan untuk menjamin bahwa metode analisis akurat, spesifik, reprodusibel dan tahan akan kisaran analit yang akan dianalisis (Gandjar dan Rohman, 2008; Harmita, 2004). Beberapa parameter analisis yang harus dipertimbangkan dalam validasi metode analisis adalah sebagai berikut:
1. Kecermatan (accuracy)
Kecermatan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil analis dengan kadar analit yang sebenarnya. Kecermatan dinyatakan sebagai persen perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan. Untuk mencapai kecermatan yang tinggi, dapat dilakukan dengan berbagai cara seperti menggunakan peralatan yang telah dikalibrasi, menggunakan pereaksi dan pelarut yang baik, pengontrolan suhu dan pelaksanaannya yang cermat, taat asas sesuai prosedur (Harmita, 2004).
Kecermatan ditentukan dengan dua cara yaitu metode simulasi (spiked-placebo recovery) dan metode penambahan baku (standard addition method). Metode
yang diperiksa ditambahkan ke dalam sampel, dicampur dan dianalisis lagi. Selisih kedua hasil dibandingkan dengan kadar yang sebenarnya (hasil yang diharapkan). Dalam kedua metode tersebut, persen perolehan kembali dinyatakan sebagai rasio antara hasil yang diperoleh dengan hasil yang sebenarnya. Metode adisi dapat dilakukan dengan menambahkan sejumlah analit dengan konsentrasi tertentu pada sampel yang diperiksa, lalu dianalisis dengan metode tersebut. Persen perolehan kembali ditentukan dengan menentukan berapa persen analit yang ditambahkan tadi dapat ditemukan. Rentang persen perolehan kembali yang diizinkan pada setiap konsentrasi analit pada matriks adalah sebagai berikut ini: Tabel 1. Rentang persen perolehan kembali yang diizinkan pada analit sampel
Jumlah analit pada sampel Persen perolehan kembali yang diizinkan (%)
1 ppm 80-110
100 ppb 80-110
10 ppb 60-115
1 ppb 40-120
Sumber: Harmita (2004). 2. Keseksamaan (precision)
Keseksamaan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji individual, diukur melalui penyebaran hasil individual dari rata-rata jika prosedur diterapkan secara berulang pada sampel-sampel yang diambil dari campuran yang homogen. Presisi merupakan ukuran keterulangan metode analisis dan biasanya dinyatakan sebagai simpangan baku relatif dari sejumlah sampel yang berbeda signifikan secara statistik (Harmita, 2004).
2. Selektivitas (spesifisitas)
komponen lain yang mungkin ada dalam matriks sampel. Selektivitas biasanya dinyatakan sebagai derajat penyimpangan metode yang dilakukan terhadap sampel yang mengandung bahan yang ditambahkan berupa cemaran, hasil urai, senyawa sejenis dan senyawa lain yang dibandingkan terhadap hasil analisis sampel yang tidak mengandung bahan lain yang ditambahkan (Harmita, 2004). 4. Linearitas dan rentang
Liniearitas merupakan kemampuan suatu metode untuk memperoleh hasil-hasil uji yang secara langsung proporsional dengan konsentrasi analit pada kisaran yang diberikan.. Liniearitas dapat diukur dengan melakukan pengukuran tunggal pada konsentrasi yang berbeda. Rentang metode adalah pernyataan batas terendah dan tertinggi analit yang sudah ditunjukkan dapat ditetapkan dengan kecermatan,
keseksamaan dan linearitas yang dapat diterima (Harmita, 2004; Gandjar dan Rohman, 2008).
5. Batas deteksi dan batas kuantitasi
