ANALISIS KADAR LOGAM BESI DAN MANGAN PADA AIR BERSIH DENGAN METODE INDUCTIVELY COUPLED PLASMA (ICP) TUGAS AKHIR. Oleh: ANNA MARIA TURNIP NIM

ANALISIS KADAR LOGAM BESI DAN MANGAN PADA AIR BERSIH DENGAN METODE INDUCTIVELY

COUPLED PLASMA (ICP)

TUGAS AKHIR

Oleh:

ANNA MARIA TURNIP NIM 142410048

PROGRAM STUDI DIPLOMA III ANALIS FARMASI DAN MAKANAN

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2017

PENGESAHAN TUGAS AKHIR

ANALISIS KADAR LOGAM BESI DAN MANGAN PADA AIR BERSIH DENGAN METODE INDUCTIVELY

COUPLED PLASMA (ICP)

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma III Analis Farmasi dan Makanan

Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara

Oleh:

ANNA MARIA TURNIP NIM 142410048

Medan, Oktober 2017 Disetujui Oleh:

Pembimbing,

Bayu Eko Prasetyo, S.Farm., M.Sc., Apt NIP 198410122017041001

Disahkan Oleh:

Dekan,

Prof. Dr. Masfria, M.S., Apt.

NIP 195707231986012001

iii

SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Anna Maria Turnip

Nomor Induk Mahasiswa : 142410048

Program Studi : D III Analis Farmasi dan Makanan

Judul Tugas Akhir : Analisis Kadar Logam Besi dan Mangan pada Air Bersih dengan metode Inductively Coupled Plasma (ICP)

dengan ini menyatakan bahwa tugas akhir ini ditulis berdasarkan data dari hasil pekerjaan yang saya lakukan sendiri, dan belum pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar ahli madya di perguruan tinggi lain, dan bukan plagiat karena kutipan yang ditulis telah menyebutkan atau mencantumkan sumbernya di dalam daftar pustaka.

Apabila dikemudian hari ada pengaduan dari pihak lain karena di dalam tugas akhir ini ditemukan plagiat karena kesalahan saya sendiri, maka saya bersedia menerima sanksi apapun oleh Program Studi Diploma III Analis Farmasi dan Makanan Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara, dan bukan menjadi tanggung jawab pembimbing.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk dapat digunakan jika diperlukan sebagaimana mestinya.

Medan, Oktober 2017 Yang Menyatakan,

Anna Maria Turnip NIM 142410048

Materai Rp 6.000

iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan hikmat dan kasih-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini, sebagai syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya pada Program Studi D-III Analis Farmasi dan Makanan Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara.

Pada pengerjaan Tugas Akhir ini dengan judul Analisis Kadar Logam Besi dan Mangan pada Air Bersih dengan Metode Inductively Plasma Coupled (ICP), penulis menyadari bahwa banyak pihak yang turut membantu, baik dari pihak keluarga, sahabat dan orang-orang yang memotivasi dalam pengerjaannya. Dalam kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar–besarnya kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Runtung Sitepu, S.H., M.Hum selaku Rektor Universitas Sumatera Utara.

2. Ibu Prof. Dr. Masfria, M.S., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara.

3. Pembantu Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Popi Patilaya, S.Si., M.Sc. Apt. selaku Ketua Program Studi D-III Analis Farmasi dan Makanan Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Bayu Eko Prasetyo, S.Farm., M.Sc., Apt. selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan bimbingan, saran, dan masukan kepada penulis dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

6. Seluruh Dosen serta pegawai tata usaha di Program Studi D-III Analis Farmasi dan Makanan Universitas Sumatera Utara yang telah memperlancar semua urusan penulis dalam menyelesaikan administrasi.

7. Kedua orang tua saya yaitu Dapot Turnip dan Maranatha Siburian serta kelima abang dan kakak saya Parulian Turnip, Jasa Turnip, Advent Turnip, Eva Turnip, serta Magdalena Turnip yang telah memberikan kasih sayang, doa, semangat, motivasi dan bantuan yang tak ternilai kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

v

8. Samuel Panjaitan atas semangat, dukungan, perhatian, kasih sayang, pengertian, dan kesabaran dalam mendengarkan keluh kesah penulis, semoga kita sama-sama sukses di masa depan.

9. Teman-teman kuliah saya AFAMA 2014 khususnya teman seperjuangan PKL yang telah memberikan banyak saran, hiburan, dukungan, bantuan, dan semangat dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

10. Semua pihak yang terlibat langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat penulis ucapkan satu demi satu yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Semoga Tuhan Yang Maha Esa melimpahkan berkat dan karunia kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, perhatian, serta dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih memiliki banyak kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini sehingga dapat bermanfaat bagi semua pihak.

Medan, Oktober 2017 Penulis,

Anna Maria Turnip NIM 142410048

vi

Analisis Kadar Logam Besi dan Mangan pada Air Bersih dengan Metode Inductively

Coupled Plasma (ICP)

ABSTRAK

Latar Belakang: Air bersih adalah salah satu jenis sumberdaya berbasis air yang bermutu baik dan biasa dimanfaatkan oleh manusia untuk dikonsumsi atau dalam melakukan aktivitas mereka sehari-hari dan memenuhi persyaratan untuk pengairan sawah, untuk air minum dan untuk air sanitasi.

Tujuan: Penelitian ini bertujuan untuk penentuan kadar Besi dan Mangan terlarut serta total dalam sampel air bersih dari rumah penduduk yang berada di Kabupaten Toba Samosir (Tobasa).

Metode: ICP singkatan dari Inductively Coupled Plasma adalah salah satu instrument laboratorium yang berfungsi untuk menganalisa logam-logam pada larutan. Inductively Coupled Plasma (ICP) yang termasuk ke dalam Spektroskopi Atomik yaitu sebuah teknik analisis yang digunakan untuk mendeteksi jejak logam dalam sampel dan untuk mendapatkan karakteristik unsur-unsur yang memancarkan gelombang tertentu.

Hasil: Berdasarkan Permenkes 416/Menkes/Per/IX/1990 baku mutu Logam Besi pada Air Bersih adalah 1 mg/L. Hasil yang diperoleh dari kadar Logam Besi adalah 0,15340 mg/L sehingga memenuhi syarat. Sedangkan menurut Permenkes 416/Menkes/Per/IX/1990 baku mutu Logam Mangan pada Air Bersih adalah 0,5 mg/L. Hasil yang diperoleh dari kadar Logam Mangan adalah 1,66902 mg/L sehingga tidak memenuhi syarat.

Kesimpulan: Kadar logam besi memenuhi syarat 416/Menkes/Per/IX/1990, namun kadar logam mangan tidak memenuhi syarat 416/Menkes/Per/IX/1990.

Kata kunci: Air bersih, Logam Besi, Logam Mangan, Metode Inductively Coupled Plasma (ICP)

vii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

SURAT PERNYATAAN... iii

KATA PENGANTAR ... iv

ABSTRAK ... vi

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR LAMPIRAN ... x

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan ... 2

1.3. Manfaat ... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 3

2.1. Air ... 3

2.1.1. Sumber Air... 4

2.1.2. Syarat Air Bersih ... 6

2.2. Logam ... 7

2.2.1. Logam Besi ... 7

2.2.2. Logam Mangan ... 8

2.3. Metode Inductively Coupled Plasma (ICP) ... 9

BAB II METODE PENGUJIAN ... 13

3.1. Tempat dan Waktu ... 13

3.2. Alat, Bahan, Sampel ... 13

viii

3.2.1. Alat ... 13

3.2.2. Bahan ... 13

3.2.3. Sampel ... 13

3.3. Pembuatan Larutan Baku ... 14

3.3.1. Pembuatan Larutan Baku Besi... 14

3.3.2. Pembuatan Larutan Baku Mangan... 14

3.4. Prosedur ... 15

3.4.1. Penggunaan Alat Pengujian ... 15

3.4.2. Logam Besi ... 16

3.4.3. Logam Mangan ... 16

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 17

4.1. Hasil ... 17

4.2. Pembahasan ... 17

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 19

5.1. Kesimpulan ... 19

5.2. Saran ... 19

DAFTAR PUSTAKA ... 20

ix

DAFTAR TABEL

Tabel

4.1 Hasil Pemeriksaan Kadar Logam Besi dan Mangan ... 17

x

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran

1. Peraturan Menteri Kesehatan R.I No 416/MENKES/Per/IX/1990 ... 22 2. Persamaan Regresi Kurva Kalibrasi Besi dan Mangan ... 24 3. Inductively Coupled Plasma ... 26

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Hampir semua kegiatan yang dilakukan manusia tidak lepas dari peran penting air, dimulai dari kegiatan bersih-bersih seperti mandi, mencuci, membersihkan rumah, makan dan minum sampai aktivitas sehari-hari. Air diperlukan untuk melarutkan berbagai jenis zat yang diperlukan tubuh. Sebagai contoh, oksigen perlu dilarutkan dahulu sebelum dapat memasuki pembuluh- pembuluh darah yang ada disekitar alveoli. Demikian juga dengan zat-zat makanan yang hanya dapat diserap apabila larut didalam cairan yang meliputi selaput lendir usus, dan juga seperti zat hara dalam tanah hanya dapat diserap oleh akar dalam bentuk larutan (Slamet, 2004).

Di alam semesta ini banyak sekali ditemukan logam–logam, baik logam yang terdapat di daratan maupun logam yang terlarut di dalam air yang dapat mencemari air tersebut. Sumber pencemaran ini banyak berasal dari sebuah pertambangan, peleburan logam, jenis industri lainnya dan dapat juga berasal dari lahan pertanian yang menggunakan pestisida, pupu dan anti hama lainnya yang mengandung logam.

Sebenarnya besi dan mangan ialah beberapa unsur yang termasuk dalam golongan VII B dan VIII B. Besi dan Mangan memiliki kegunaan dalam kehidupan manusia, tetapi bila kandungan logam besi dan mangan melebihi ambang batas kebutuhan manusia akan mengakibatkan dampak yang buruk bagi kehidupan manusia.

2

Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari dan akan menjadi air minum setelah dimasak terlebih dahulu. Sebagai batasannya, air bersih adalah air yang memenuhi persyaratan bagi sistem penyediaan air minum.

Adapun persyaratan yang dimaksud adalah persyaratan dari segi kualitas air yang meliputi kualitas fisik, kimia, biologi dan radiologis, sehingga apabila dikonsumsi tidak menimbulkan efek samping (Ketentuan Umum Permenkes No.416/Menkes/PER/IX/1990).

Berdasarkan hal tersebut penulis memilih untuk melakukan penelitian tentang “Analisis Kadar Logam Besi dan Mangan pada Air Bersih dengan Metode Inductively Coupled Plasma (ICP)” untuk mengetahui kualitas air bersih.

1.2 Tujuan

Untuk mengetahui kadar Logam Besi dan Mangan pada sampel Air Bersih di Kabupaten Toba Samosir (Tobasa) dengan menggunakan metode Inductively Coupled Plasma (ICP) apakah memenuhi persyaratan berdasarkan Permenkes 416/Menkes/Per/IX/1990.

1.3 Manfaat

Pemeriksaan kadar Logam Besi dan Mangan ini bermanfaat untuk menambah wawasan penulis mengenai cara memeriksa kadar Logam Besi dan Mangan pada Air Bersih menggunakan metode Inductively Coupled Plasma (ICP), dan juga bermanfaat untuk mengetahui kualitas air pada sampel Air Bersih.

3 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Air

Air merupakan kebutuhan manusia yang paling penting. Kadar air pada tubuh manusia mencapai 68% dan untuk tetap hidup kadar air dalam tubuh harus dipertahankan. Kebutuhan air minum setiap orang bervariasi mulai dari 2,1 liter hingga 2,8 liter perhari, tergantung pada berat badan dan aktivitasnya. Agar tetap sehat, air minum harus memenuhi persyaratan fisik, kimia maupun bakteriologis (Bambang,dkk., 2014).

Baik kuantitas maupun kualitas air harus dapat memenuhi kebutuhan kita.

Kualitas air ditentukan oleh banyak faktor, yaitu zat yang terlarut, zat yang tersuspensi, dan makhluk hidup yang terdapat di dalam air. Air murni yang tidak mengandung zat yang terlarut, tidak baik untuk kehidupan kita. Sebaliknya zat terlarut ada yang bersifat racun. Apabila zat terlarut, zat yang tersuspensi dan makhluk hidup dalam air membuat kualitas air menjadi tidak sesuai untuk kehidupan kita, air itu disebut tercemar (Mahida,1993).

Sumber energi yang terpenting di dunia ini adalah air. Ketersediaan air yang cukup secara kuantitas, kualitas, dan kontinuitas sangat penting untuk kelangsungan hidup manusia (Arifiani et al, 2007). Pengertian air bersih menurut Permenkes RI No 416/Menkes/IX/1990 adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari dan dapat diminum setelah dimasak. Standar kualitas air bersih yang ada di Indonesia saat ini menggunakan Permenkes RI No 416/Menkes/Per/IX/1990 tentang Syarat -Syarat dan Pengawasan Kualitas Air dan

4

PP RI No.82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air.

Air menjadi masalah yang perlu mendapat perhatian yang seksama dan cermat. Karena untuk mendapatkan air yang bersih, sesuai dengan standar tertentu, saat ini menjadi barang yang mahal karena air sudah banyak tercemar oleh bermacam-macam limbah dari hasil kegiatan manusia, baik limbah dari kegiatan rumah tangga, limbah dari kegiatan industri dan kegiatan-kegiatan lainnya. Ketergantungan manusia terhadap air pun semakin besar sejalan dengan perkembangan penduduk yang semakin meningkat (Harmayani et al, 2007).

2.1.1. Sumber air

Sumber air yang umum digunakan pada masyarakat untuk mendapatkan air bersih yaitu :

1. Air Laut

Air laut mempunyai sifat yaitu asin, karena mengandung garam NaCl.

Kadar garam NaCl dalam air laut 3%. Dengan keadaan ini maka air laut tidak memenuhi syarat untuk air minum (Sutrisno et al, 2004).

97% air di muka bumi ini merupakan air laut yang tidak dapat digunakan oleh manusia secara langsung (Effendi, 2003).

2. Air Atmosfir atau Air Meteriologik

Air atmosfir atau air meteriologik atau biasa disebut dengan air hujan ini didapat dari angkasa karena terjadinya proses presipitasi dari awan, atmosfir yang mengandung uap air (Azwar, 1995). Air hujan dalam keadaan murni sangat bersih karena dengan adanya pengotoran udara yang disebabkan oleh kotoran-kotoran industri atau debu dan lain

5

sebagainya, maka untuk menggunakan air hujan sebagai air minum hendaknya pada waktu menampung air hujan jangan dimulai pada saat hujan mulai turun karena masih mengandung banyak kotoran. Air hujan mempunyai sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun bak-bak reservoir, sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya korosi. Air hujan juga mempunyai sifat lunak, sehingga akan boros terhadap pemakaian sabun (Sutrisno et al, 2004).

3. Air Permukaan

Air permukaan merupakan air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Air permukaan akan mendapat pengotoran selama pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, kotoran industri dan sebagainya. Beberapa pengotoran ini untuk masing-masing air permukaan akan berbeda, tergantung pada daerah pengaliran air permukaan ini. Jenis pengotorannya adalah merupakan kotoran fisik, kimia dan bakteriologi. Setelah mengalami suatu pengotoran, pada suatu saat air permukaan ini akan mengalami suatu proses pembersihan sendiri yakni udara yang mengandung oksigen akan membantu mengalami proses pembusukan yang terjadi pada air permukaan yang mengalami pengotoran, karena selama dalam perjalanan oksigen akan meresap ke dalam air permukaan (Sutrisno et al, 2004).

4. Air tanah

Air tanah merupakan air yang berada di bawah permukaan tanah. Air tanah ditemukan pada akifer. Pergerakan air tanah sangat lambat dan

6

dipengaruhi oleh porositas, permeabilitas dari lapisan tanah, dan pengisian kembali air (recharge). Karakteristik utama yang membedakan air tanah dari air permukaan adalah pergerakan yang sangat lambat dan waktu tinggal yang sangat lama, dapat mencapai puluhan bahkan ratusan tahun. Pergerakan yang sangat lambat dan waktu tinggal yang lama tersebut, air tanah akan sulit untuk pulih kembali jika mengalami pencemaran (Effendi, 2003).

2.1.2. Syarat air bersih

Kualitas air bersih yang digunakan harus memenuhi 3 syarat yaitu : 1. Syarat fisik

Air yang dipergunakan untuk air bersih adalah air yang tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, jernih dengan suhu di bawah suhu udara (± 25ºC).

Syarat-syarat kekeruhan dan warna harus dipenuhi oleh setiap jenis air bersih saat dilakukan penyaringan dalam pengolahannya

2. Syarat Kimia

Air bersih tidak boleh mengandung racun, zat-zat mineral atau zat-zat kimia tertentu dalam jumlah melampaui batas yang telah ditentukan (Sutrisno et al, 2004). Zat ataupun bahan kimia yang terdapat di dalam air bersih tidak boleh sampai menimbulkan kerusakan pada tempat penyimpanan air, sebaliknya zat ataupun bahan kimia dan atau mineral yang dibutuhkan oleh tubuh, hendaknya harus terdapat dalam kadar yang sewajarnya dalam sumber air bersih tersebut (Azwar, 1995).

3. Syarat bakteriologis

7

Air bersih tidak boleh mengandung bakteri - bakteri penyakit (patogen) sama sekali dan tidak boleh mengandung bakteri-bakteri golongan Coli melebihi batas-batas yang telah ditentukan yaitu 0 Coli/100ml air. (Sutrisno et al, 2004).

2.2. Logam

Logam dibutuhkan tubuh manusia untuk membantu kinerja metabolisme tubuh. Akan tetapi, akan berpotensi menjadi racun jika konsentrasi dalam tubuh berlebih. Logam berat menjadi berbahaya disebabkan sistem bioakumulasi, yaitu peningkatan konsentrasi unsur kimia di dalam tubuh makhluk hidup. Logam- logam berat dapat menimbulkan efek kesehatan bagi manusia tergantung pada bagian mana logam berat tersebut terikat dalam tubuh. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai penghalang kerja enzim sehingga proses metabolisme tubuh terputus.

2.2.1. Logam besi

Besi di dalam susunan berkala unsur termasuk logam golongan VII, dengan berat atom 55,85, berat jenis 7,86 dan mempunyai titik lebur 2450^oC. Besi terdapat dalam bijih besi (FeS), sedangkan di dalam air umumnya dalam bentuk senyawa garam ferri atau garam ferro. Senyawa ferro dalam air yang sering dijumpai adalah FeO, FeSO4, 7H2O, FeCO3, Fe(OH)2, FeCl2 dan lainnya, sedangkan senyawa ferri yang sering dijumpai yakni FePO4, Fe3O3, FeCl3, Fe(OH)₃ dan lainnya. Berdasarkan Permenkes 416/Menkes/Per/IX/1990 Baku mutu Air bersih adalah 1 mg/Liter, hal ini ditetapkan bukan berdasarkan alasan kesehatan semata tetapi ditetapkan berdasarkan alasan masalah warna, rasa, serta alasan estetika lainnya. Manusia dan makhluk hidup lain dalam kadar tertentu

8

memerlukan zat besi sebagai nutrisi tetapi untuk kadar yang berlebihan perlu dihindari. (Said, 2005).

Besi (Fe) dibutuhkan oleh tubuh dalam pembentukan haemoglobin sehingga jika kekurangan besi (Fe) akan mempengaruhi pembentukan haemoglobin tersebut. Defisiensi besi (Fe) menimbulkan gejala anemia seperti kelemahan, fatigue, sulit bernafas waktu berolahraga, kepala pusing, diare, penurunan nafsu makan, kulit pucat, kuku berkerut, kasar dan cekung serta terasa dingin pada tangan dan kaki (Rumapea, 2009 dan Siregar, 2009).

2.2.2. Logam mangan

Mangan (Mn) adalah logam berwarna abu – abu keperakan yang merupakan unsur pertama logam golongan VIIB, dengan berat atom 54.94 g.mol-1, nomor atom 25, berat jenis 7.43g.cm-3, dan mempunyai valensi 2, 4, dan 7 (selain 1, 3, 5, dan 6). Mangan digunakan dalam campuran baja, industri pigmen, las, pupuk, pestisida, keramik, elektronik, dan alloy (campuran beberapa logam dan bukan logam, terutama karbon), industri baterai, cat, dan zat tambahan pada makanan. Di alam jarang sekali berada dalam keadaan unsur. Umumnya berada dalam keadaan senyawa dengan berbagai macam valensi. Di dalam hubungannya dengan kualitas air yang sering dijumpai adalah senyawa mangan dengan valensi 2, valensi 4, valensi 6. Di dalam sistem air alami dan juga di dalam sistem pengolahan air, senyawa mangan dan besi berubah-ubah tergantung derajat keasaman (pH) air (Eaton Et.al, 2005).

PH berperan besar dalam proses biologi dan atau kimia (biokimia) termasuk dasar penyisihan besi dan mangan. Pada kedua unsur tersebut, pH ikut menentukan keberhasilan pengolahan. Sudah terbukti juga mengolah mangan tak

9

semudah besi. Ketika rendah pHnya aerasi tidak dapat menaikkan potensial mangan sehingga tidak terjadi perubahan Mn²⁺ menjadi Mn⁴⁺ . Tapi untungnya , konsentrasi mangan di air permukaan relatif rendah sekitar 1 mg/L, di air tanah tinggi kadar mangan bisa melebihi 2 mg/l ( Fardiaz, 1992 ).

Konsentrasi maksimum mangan (Mn) dalam air bersih adalah 0,5 mg/L.

Akibat kelebihan mangan (Mn) menimbulkan keracunan kronis pada manusia hingga berdampak menimbulkan lemah pada kaki, otot muka kusam, dan dampak lanjutan bagi manusia yang keracunan mangan (Mn), bicaranya lambat dan hyper refleks. Efek mangan terjadi terutama di saluran pernapasan dan di otak. Gejala keracunan mangan adalah halusinasi, pelupa dan kerusakan saraf.

2.3. Metode Inductively Coupled Plasma (ICP)

Spektroskopi merupakan cabang ilmu yang berhubungan dengan gelombang elektromagnetik yang diterjemahkan ke dalam komponen-komponen panjang gelombang untuk menghasilkan spectra, merupakan plot beberapa fungsi dari intensitas radian versus panjang gelombang atau frekuensi. Peran Spektroskopi yaitu untuk membedakan struktur molecular, mengindentifikasi molekul yang tidak diketahui, mendeteksi molekul yang sudah diketahui, dan mengukur konsentrasi. Terdapat dua macam instrument spektroskopi yang sering dipergunakan yaitu Spektroskopi Molekuler dan Spektroskopi Atomik.

Spektroskopi molekular adalah teknik yang digunakan untuk mengidentifikasi unsur organik dan anorganik dalam spesi atom. Spektroskopi atomik digunakan untuk penentuan kualitatif dan kuantitatif dari sekitar 70 elemen. Ciri khas Spektroskopi Atomik adalah bahwa dalam spektroskopi atomik, sampel harus diatomkan terlebih dahulu. Perbedaan Spektroskopi Atomik dan Spektroskopi

10

Molekuler dapat diketahui dari spesi, metode, suhu dan fasa zat yang di analisa.

Spektroskopi molekuler :

 Spesi: molekul

 Metode: Spektroskopi UV/visible dan Spektroskopi inframerah.

 Suhu rendah

 Fase padat, gas, cair Spektroskopi atomik :

 Spesi: atom

 Metode: flame AAS, flame AFS, flame AES, elektrotermal AAS, elektrotermal AFS, dll.

 Suhu tinggi karena diperlukan untuk proses atomasi (pelepasan ikatan kimia)

 Fase gas

Perbedaan besar lain antara Spektroskopi Atomik dengan Spektroskopi Molekuler terletak pada spektrumnya. Spektrum Spektroskopi Atomik jauh lebih tipis dari spektrum Spektroskopi Molekuler karena pada Spektroskopi Atomik hanya ada getaran elektronik dan tidak ada getaran vibrasional.

Inductively Coupled Plasma (ICP) yang termasuk ke dalam Spektroskopi

Atomik adalah sebuah teknik analisis yang digunakan untuk mendeteksi jejak logam dalam sampel dan untuk mendapatkan karakteristik unsur-unsur yang memancarkan gelombang tertentu. Inductively Coupled Plasma (ICP) merupakan instrumen yang digunakan untuk menganalisis kadar unsur-unsur logam dari suatu sampel dengan menggunakan metode spektofotometer emisi. Spektrofotometer emisi adalah metode analisis yang didasarkan pada pengukuran intensitas emisi

11

pada panjang gelombang yang khas untuk setiap unsur. Bahan yang akan dianalisis untuk alat ICP ini harus berwujud larutan yang homogen. Ada sekitar 80 unsur yang dapat dianalisa dengan menggunakan alat ini. Kelebihan alat ini adalah sangat selektif dan dapat digunakan untuk mengukur beberapa unsur sekaligus secara berurutan dalam setiap pengukuran. Prinsip alat ini yaitu Energi yang ditimbulkan oleh plasma pada ICP menyebabkan elektron terluar dari atom atau ion besi dan mangan akan berpindah ke lintasan energi yang lebih tinggi dengan menyerap energi dari plasma. Saat kembali ke kondisi ground state (kondisi energi terendah) terjadi pelepasan energi berupa cahaya, dimana intensitas cahaya yang dipancarkan sebanding dengan konsentrasi elemen besi yang akan diukur ( Anonim, 1989).

Larutan sampel dihisap dan dialirkan melalui capilarry tube ke Nebulizer.

Nebulizer merubah larutan sampel kebentuk aerosol yang kemudian diinjeksikan ke ICP. Pada temperatur plasma (sekitar 6.000 sampai dengan 8.000^oC), sampel- sampel akan teratomisasi dan tereksitasi (Charles and Kenneth, 1997). Atom yang tereksitasi akan kembali ke keadaan awal (ground state) sambil memancarkan sinar radiasi. Sinar radiasi ini didispersi oleh komponen optik. Sinar yang terdispersi, secara berurutan muncul pada masing-masing panjang gelombang unsur dan dirubah dalam bentuk sinyal Iistrik yang besarnya sebanding dengan sinar yang dipancarkan oleh besarnya konsentrasi unsur. Sinyal listrik ini kemudian diproses oleh sistem pengolah data (Siti, 1997).

12

Adapun Bagan/Skema pada Inductively Coupled Plasma : Larutan

Sampel

Dihisapkan dan dialirkan melalui Tube ke nebulizer

Diinjeksikan Ke ICP

Sampel akan teratomisasi dan tereksitasi

Atom tereksitasi kembali ke keadaan awal Memancarkan

sinar yang didispersi oleh komponen optik SInar diubah

ke bentuk sinyal listrik Sinyal listrik

diproses sistem pengolahan data

Catat Konsentrasi masing-masing sampel yang terbaca di layar komputer

13 BAB III

METODE PENGUJIAN

3.1 Tempat dan Waktu

Pemeriksaan kadar logam besi dan mangan pada air bersih dengan metode Inductively Coupled Plasma (ICP) dilakukan di Laboratorium Kimia Balai Teknik

Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKL-PP) Kelas I Medan di Jl. K.H Wahid hasyim No. 15, Medan Sumatera Utara dan dilakukan pada tanggal 16 Februari 2017.

3.2 Alat, Bahan, Sampel 3.2.1 Alat

Alat yang digunakan adalah corong, erlenmeyer 250 mL, Inductively Couple Plasma (ICP), labu ukur 100 mL, pemanas listrik, pipet volume 50, 10 mL, vial,

dan alat-alat gelas laboratorium lainnya.

3.2.2 Bahan

Bahan yang digunakan adalah media air suling, asam nitrat pekat, gas argon, kertas saring, larutan multi element Fe 100mg/L, larutan multi element Mn 100mg/L.

3.2.3 Sampel

Sampel yang digunakan adalah air bersih yang berasal dari Kabupaten Toba Samosir (Tobasa) dengan kode sampel logam besi 773/K/AB/14/02/2017 dan logam mangan 773/K/AB/14/02/2017.

14 3.3 Pembuatan Larutan Baku

3.3.1 Pembuatan larutan baku besi a. Pembuatan larutan baku besi 50 mg/L

Pipet 250 mL larutan baku Fe 100 mg/L ke dalam labu ukur 500 mL, kemudian tambahkan air suling sampai tepat tanda tera.

b. Pembuatan larutan kerja besi

Dipipet 0 mL, 20 mL, 40 mL, 60 mL, 80 mL, larutan baku Fe 50 mg/L ke dalam labu ukur 100 mL, tambahkan air suling sampai tepat tanda tera sehingga diperoleh kadar besi 0 ; 10 ; 20 ; 30 ; 40 mg/L, kemudian masukkan masing- masing larutan kerja tersebut ke dalam erlenmeyer 250 mL.

3.3.2 Pembuatan larutan baku mangan a. Pembuatan larutan baku mangan 10 mg/L

Dipipet 10 mL larutan baku Mn 100 mg/L ke dalam labu ukur 100 mL, kemudian tambahkan air suling sampai tepat tanda tera.

b. Pembuatan larutan kerja mangan

Pipet 0, 20, 40, 60, 80 mL larutan baku Mn 10 mg/L ke dalam labu ukur 100 mL, tambahkan air suling sampai tepat tanda tera sehingga diperoleh kadar mangan 0 ; 2 ; 4 ; 6 ; 8 mg/L, masukkan masing-masing larutan kerja tersebut ke dalam erlenmeyer 250 mL

15 3.4 Prosedur

3.4.1. Penggunaan Alat Pengujian

Adapun cara penggunaan alatnya adalah :

 Dialirkan gas argon selama 5 menit untuk purging (pembersihan).

 Dihidupkan exhaust system (pembuangan) dan instrumen ICP, lalu

ditunggu selama 10 menit untung warming up (pemanasan).

 Dihidupkan water chiller (pendinginan) selama 5 menit sampai temperature stabil sekitar kurang lebih 23°C sampai 24°C, lalu dibuka

ICP software.

 Diklik instrumen icon.

 Diklik W/L calib, kemudian ditunggu sampai proses wavelength

calibration selesai, lalu tutup instrument page.

 Diklik worksheet icon, dibuat worksheet baru klik new (jika sudah ada

metode yang dibuat langsung klik open).

 Diklik edit method dan dipilih element dan wavelength yang akan

dianalisa.

 Diklik condition, dihidupkan plasma dan tunggu 5 menit sampai

kondisinya stabil.

 Disetting semua parameter yang diperlukan, sampai dihasilkan SBR

(Simpangan Baku Relatif) terbesar setiap ada perubahan angka setting.

 Diklik read spectrum, klik standard dan masukkan jumlah standard, nilai

standard dan unit (satuan).

 Ditutup method editor dan update semua method setting yang telah dilakukan.

16

 Diklik sequence page, sequence editor.

 Dimasukkan sample number dan calibaration solutions.

 Diklik oke dan ditutup sequence editor.

 Diklik manual sample source.

 Diklik analysis page, pilih standard dan sampel yang akan dianalisa,

aktifkan dengan cara diblok, klik kanan dan pilih select for analysis.

 Diklik start icon, aspirasikan semua solution sesuai perintah.

 Diaspirasikan blank selama 3 menit.

 Dimatikan plasma, ditutup worksheet dan ICP software.

 Dimatikan water chiller, ICP instrument, komputer dan exhaust system.

 Ditutup gas.

3.4.2. Logam Besi

Diatur alat ICP dan optimalkan sesuai dengan petunjuk penggunaan alat untuk pengujian kadar besi. Diisapkan larutan baku dan larutan sampel satu per satu ke dalam alat ICP melalui pipa injeksi alat. Dicatat konsentrasi masing- masing sampel yang terbaca di layar komputer.

3.4.3. Logam Mangan

Diatur alat ICP dan dioptimalkan sesuai dengan petunjuk penggunaan alat untuk pengujian kadar Mangan. Diisapkan larutan baku dan larutan sampel satu per satu ke dalam alat ICP melalui pipa injeksi alat. Kemudian dicatat konsentrasi masing-masing sampel yang terbaca di layar komputer.

17 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Hasil pemeriksaan kadar logam besi dan mangan pada sampel air bersih pada tanggal 16 februari 2017 pada tabel di bawah ini :

Tabel 4.1 Hasil Pemeriksaan Kadar Logam Besi dan Mangan

No Kode Sampel Hasil mg/L

Baku Mutu menurut Permenkes

416/Menkes/Per/IX/1990 Baku mutu air bersih

Keterangan

1. 773/K/AB/14/02/2017

(Logam Besi) 0,15340 ≤ 1 mg/L Memenuhi

syarat

2. 773/K/AB/14/02/2017

(Logam Mangan) 1,66902 ≤ 0,5 mg/L

Tidak Memenuhi syarat

4.2 Pembahasan

Berdasarkan hasil analisis kadar logam besi dan mangan yang dilakukan terhadap sampel air bersih dengan metode Inductively Coupled Plasma (ICP) dari logam besi dengan nomor sampel 773/K/AB/14/02/2017 diperoleh kadar yaitu 0,15340 mg/L dan dari logam mangan dengan nomor sampel 773/K/AB/14/02/2017 diperoleh kadar yaitu 1,66902 mg/L.

Kadar logam besi yang diperoleh dari air bersih dinyatakan memenuhi syarat sesuai dengan persyaratan baku mutu air bersih Permenkes 416/Menkes/Per/IX/1990 yaitu 1 mg/L. Kadar logam mangan yang diperoleh dari

18

air bersih dinyatakan tidak memenuhi syarat sesuai dengan persyaratan baku mutu air bersih yaitu Permenkes 416/Menkes/Per/IX/1990 yaitu 0,5 mg/L.

Penyebab terjadinya pencemaran logam berat pada perairan itu sendiri biasanya berasal dari masukan air yang terkontaminasi oleh limbah buangan industri dan pertambangan. Disamping adanya sumber alami yang membuat masuknya logam berat ke dalam peraian, seperti: logam-logam yang dibebaskan aktivitas gunung berapi di laut dalam dan logam-logam yang dibebaskan dari partikel atau sedimen oleh proses kimiawi, serta logam yang berasal dari sungai dan hasil abrasi pantai oleh aktivitas gelombang dan lain-lain. Logam berat sebagai polutan yang masuk ke dalam air itu dapat mengikuti rantai makanan mulai dari fitoplankton sampai ikan predator dan pada akhirnya sampai ke manusia. Kelebihan Mangan (Mn) mampu menimbulkan keracunan kronis pada manusia hingga berdampak menimbulkan lemah pada kaki, otot muka kusam, dan dampak lanjutan bagi manusia yang keracunan Mn, bicaranya lambat dan hyperrefleks. Efek mangan terjadi terutama di saluran pernapasan dan di otak.

Gejala keracunan mangan adalah halusinasi, pelupa dan kerusakan saraf. Ketika orang-orang yang terkena mangan untuk jangka waktu lama mereka menjadi impoten. Suatu sindrom yang disebabkan oleh mangan memiliki gejala seperti, skizofrenia kebodohan, lemah otot, sakit kepala dan insomnia.

19 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa kandungan besi pada air bersih memenuhi persyaratan sesuai dengan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor Permenkes 416/Menkes/Per/IX/1990 dimana kadar besi pada air bersih tidak melebihi batas baku mutu yang telah ditetapkan yaitu 1 mg/L dan kandungan mangan pada air bersih tidak memenuhi persyaratan sesuai dengan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor Permenkes 416/Menkes/Per/IX/1990 dimana kadar mangan pada air bersih tidak melebihi batas baku mutu yang telah ditetapkan yaitu 0,5 mg/L.

5.2 Saran

Pada kesempatan ini penulis menyarankan kepada peneliti lain untuk membandingkan serta membahas pengujian kadar logam besi dan mangan dengan metode lain seperti metode Atomic Absorption Spektrophotometry (AAS).

20

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, (1989). Operation Manual ICP AES. PHILLIPS PV 8030, Netherland.

Arifiani, Nur Fajri dan Hadiwidodo, Mochtar. (2007). Evaluasi Desain Instalasi Pengolahan Air PDAM Ibu Kota Kecamatan Prambanan Kabupaten Klaten. Jurnal Presipitasi. Vol. 3 No. 2 : 78 – 85.

Azwar, Azrul, drg, M.P.H. (1995). Pengantar Ilmu Kesehatan Lingkungan.

Jakarta: Mutiara Sumber Widya : Halaman 31 – 37.

Bambang, Andrian.G., Fatimawali., Novel, S.K. (2014). Analisis Cemaran Bakteri Coliform dan Identifikasi E.Coli Pada Air Isi Ulang di Depot Kota Manado. Manado: FMIPA UNSRAT Manado. Halaman 326.

Charles B, Kenneth J.F . (1997). Concept, Instrumentation, and Technique in Inductively Coupled PlasmaOptical Emission Spectrometry. Second Edition, Perkin Elmer, USA.

Eaton, Andrew. Et.al. (2005). Standard Methods for Examination of Water and Wastewater. 21st Edition. Marryland – USA : American Public Health Association.

Effendi, Hefni. (2003). Telaah Kualitas Air. Yogyakarta: Penerbit Kanisius : Halaman 30-44, dan 179 – 182.

Fardiaz, Srikandi. (1992). Populasi Air Dan Udara. Yogyakarta: Penerbit Kanisius

Harmayani, Kadek Diana dan Konsukartha, I.G.M. (2007). Pencemaran Air Tanah Akibat Pembuangan Limbah Domestik Di Lingkungan Kumuh.

Jurnal Pemukiman Tanah. Vol. 5 No. 2 : 62 – 108.

Mahida, U.N. (1993). Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah Industri.

Jakarta: PT RajaGrafindo Persada. Halaman XI-XII, 2.

Rumapea, Nurmida. (2009). Penggunaan Kitosan dan Polyaluminium Chlorida (PAC) Untuk Menurunkan Kadar Logam Besi (Fe) dan Seng (Zn) Dalam Air Gambut. Medan : Pascasarjana – USU.

Said, Nusa Idaman. (2005). Metoda Penghilangan Zat Besi Dan Mangan Di Dalam Penyediaan Air Minum Domestik. Jurnal Air Indonesia. Vol. 1 No.3.

Siregar, M. (2009). Pengaruh Berat Molekul Kitosan Nanopartikel Untuk Menurunkan Kadar Logam Besi (Fe) dan Zat Warna Pada Limbah Industri Tekstil Jeans. Medan : Pascasarjana – Universitas Sumatera Utara Siti, Amini. (1997). Spektrometri Emisi, Pelatihandan Keahlian Analisis Kimia

Bahan Nuklirsecara Spektrometri. Pusdiklat Batan, Serpong,.

21

Slamet, J. (2004). Kesehatan Lingkungan. Yogyakarta: Universitas Gajah Mada Press. Hal. 100.

Sutrisno, C. Totok, Ir, dkk. (2004). Teknologi Penyediaan Air Bersih. Cetakan Kelima. Jakarta: Rineka Cipta : 8, 12 – 20, 26 – 32.

22

Lampiran 1 : Peraturan Menteri Kesehatan R.I No : 416/MENKES/PER/IX/1990 Tanggal 3 September 1990

Ditetapkan di Jakarta

Pada tanggal 13 September 1990 Menteri Kesehatan Republik Indonesia,

DAFTAR PERSYARATAN KUALITAS AIR BERSIH

23

Lampiran 2 : Persamaan regresi kurva kalibrasi Besi dan Mangan

1. Tabel Kurva Kalibrasi Fe

X Y X² Y² XY

0,52656 202,6 0,27726543 41046,76 106,681056

1,07753 403 1,1610709 162247,84 434,029084

2,01275 743 4,05116256 551306,25 1494,466875

3,06042 1.123 9,36617058 1261129 3436,85166

3,95685 1.449 15,6566619 2098441,96 5731,89291 4,97501 1.819 24,7507245 3306942,25 9047,055685

0 11,4 0 129,96 0

∑ 15,60912 5749,4 55,2630559 7421244,02 20250,97727

n(Σxy) – (Σx) (Σy) 52013,7664

n(Σx²) – (Σx)² 143,196764

b = (Σy) (Σx²) – (Σx) (Σxy) 1629,47924

n(Σx²) – (Σx)² 143,196764

Y = a x + b

Y = 363,2328334 0,52656 + 11,37930214

Y = 191,2638808 + 11,37930214

Y = 202,6431829

a = =

=

= 363,2328334

= 11,37930214

24 Universitas Sumatera Utara

2. Tabel Kurva Kalibrasi Mn

X Y X² Y² XY

0,50704 951,3 0,25708956 904971,69 482,347152 1,02085 1.871 1,04213472 3501763,69 1910,316605

2,00804 3.639 4,03222464 13242321 7307,25756

3,03453 5.477 9,20837232 29999719,84 16620,72772 4,03994 7.277 16,3211152 52959095,29 29399,85536 4,93918 8.887 24,3954991 78985878,76 43896,46833

0 43,4 0 1883,56 0

∑ 15,54958 28146,9 55,2564355 179595633,8 99616,97273

n(Σxy) – (Σx) (Σy) 259646,336

n(Σx²) – (Σx)² 145,00561

b = (Σy) (Σx²) – (Σx) (Σxy) 6295,27823

n(Σx²) – (Σx)² 145,00561

Y = a x + b

Y = 1790,595101 0,50704 + 43,41403215

Y = 907,9033402 + 43,41403215

Y = 951,3173723

a = =

=

= 1790,595101

= 43,41403215

25 Universitas Sumatera Utara

26

Lampiran 3 : Gambar Inductively Coupled Plasma