BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
Air bersih merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia yang diperoleh dari berbagai sumber, tergantung pada kondisi daerah setempat.kondisi sumber air pada setiap daerah berbeda-beda, tergantung pada keadaan alam dan kegiatan manusia yang terdapat didaerah tersebut.Air merupakan suatu sarana utama untuk meningkatkan derajat kesehatan masyarakat, karena air merupakan salah satu media dari berbagai macam penularan, terutama penyakit perut (Sutrisno dan Suciastuti, 2004).
Logam dan mineral lainnya hampir selalu ditemukan dalam air tawar dan air laut, walaupun jumlahnya sangat terbatas.Dalam kondisi normal, beberapa macam logam baik logam ringan maupun logam berat jumlahnya sangat sedikit dalam air. Beberapa logam itu bersifat esensial dan sangat dibutuhkan dalam proses kehidupan, misalnya kalsium (Ca), fosfor (P), magnesium (Mg), seng (Zn), Mangan (Mn) (Darmono, 1995).
Sumber pencemar utama biasanya berasal dari sumber polusi yang menyebabkan pencemaran kadar tinggi yaitu dari limbah pabrik maupun sarana pengolahan limbah. Sumber pencemar lainnya ialah sumber polusi dengan kadar pencemar relatif rendah yang berasal dari bermacam-macam sumber yang menyebar, misalnya dari rumah tangga, peternakan, dan sebagainya (Palar, 2004).
2.2 Air minum
Seperti telah diuraikan di atas, bahwa air itu sangat dibutuhkan oleh semua mahluk di dunia, khususnya sebagai air minum. MenurutSutrisno dan Suciastuti (2004)Syarat – Syarat Air Minum pada umumnya ditentukan pada beberapa standar (patokan) yang pada beberapa negara berbeda-beda menurut:
− Kondisi negara masing-masing. − Perkembangan imu pengetahuan. − Perkembangan teknologi.
Dari segi kualitas, air minum harus memenuhi : a. Syarat fisik :
− Air tak boleh berwarna. − Air tak boleh berasa. − Air ak boleh berbau.
− Suhu air hendaknyasejuk (±25oC). − Air harus jernih.
b. Syarat – syarat kimia
c. Syarat – syarat bakteriologik
Air minum tidak boleh mengandung bakteri–bakeri penyakit (patogen) sama sekali dan tidak boleh mengandung bakteri–bakteri golongan Coli melebihi batas–batas yang ditentukan yaitu 1 Coli/100 ml air. Air yang mengandung bakteri golongan Coli dianggap telah terkontaminasi dengan kotoran manusia
2.3 Standar Kualitas Air Minum
Standar mutu air minum atau air untuk kebutuhan rumah tangga ditetapkan berdasarkanPermenkes (2010) tentang Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air Minum tersebut disesuaikan dengan Standar Internasional yang dikeluarkan oleh WHO.
2.4 Logam Berat
Logam berat ialah logam yang mempunyai berat 5 gram atau lebih untuk setiap cm3, dan bobot ini beratnya lima kali dari berat air. Dengan sendirinya logam yang beratnya kurang dari 5 gram termasuk logam ringan.Logam-logam tertentu sangat berbahaya bila ditemukan dalam konsentrasi tinggi dalam lingkungan (dalam air, tanah, dan udara), karena logam tersebut mempunyai sifat yang merusak jaringan tubuh makhluk hidup.(Darmono, 1995).
Logam berat ini 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 (Palar, 2004).
2.4.1 Timbal (Pb)
Timbal adalah logam lunak berwarna abu-abu kebiruan mengkilat serta mudah dimurnikan dari pertambangan.Timbal memiliki titik lebur rendah, mudah dibentuk, memiliki sifat kimia yang aktif, sehingga bisa digunakan untuk melapisi logam agar tidak timbul perkaratan. Timbal meleleh pada suhu 328oC (662oF), titik didih 1740oC (3164oF) dan memiliki berat atom 207,20 (Widowati, dkk., 2008).
Pencemaran timbal berasal dari sumber alami maupun limbah hasil aktivitas manusia dengan jumlah yang terus meningkat, baik dilingkungan air, udara maupun darat. Timbal (Pb) merupakan logam yang mendapatkan perhatian karena bersifat toksik melalui komsumsi makanan, minuman, udara, air, serta debu yang tercemar Pb(Widowati, dkk., 2008).
2.4.1.1 Toksisitas timbal (Pb)
Toksisitas timbal bersifat kronis dan akut. Paparan timbal 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 (Widowati, dkk., 2008).
2.4.2 Kadmium (Cd)
Kadmium adalah logam berwarna putih perak, lunak, mengkilap, tidak larut dalam basa, mudah bereaksi, serta menghasilkan kadmium oksida bila dipanaskan. Kadmium memiliki nomor atom 48, berat atom 112,4 g/mol, titik leleh 321oC dan titik didih 767oC (Widowati, dkk., 2008).
Sumber pencemaran dan paparan kadmium berasal dari polusi udara, rokok, air sumur, makanan yang tumbuh di daerah pertanian yang tercemar kadmium, fungisida, pupuk, serta cat. Paparan dan toksisitas Cd berasal dari rokok, tembakau, pipa rokok yang mengandung Cd, perokok pasif, plastic berlapis Cd, serta air minum (Widowati, dkk., 2008).
2.4.2.1 Toksisitas kadmium (Cd)
Toksisitas kronis kadmium bisa merusak sistem fisiologis tubuh, kerusakan tubulus renalis, kerusakan ginjal, gangguan sistem kardiovaskuler, gangguan sistem skeletal, menurunkan fungsi pulmo, empisema, kehilangan mineral tulang yang disebabkan oleh disfungsi nefron ginjal (Widowati, dkk., 2008).
Efek akut pajanan kadmium terutama mengakibatkan iritasi lokal.Setelah termakan, manifestasi klinisnya berupa mual, muntah-muntah dan nyeri perut. Setelah penghirupan, efek yang diakibatkannya antara lain adalah edema paru-paru dan pneumonitis (Lu, 1991).
2.4.3 Tembaga (Cu)
udara sehingga manusia bias terpapar Cu melalui jalur makanan, minuman, dan saat bernafas (Widowati, dkk., 2008).
2.4.3.1 Toksisitas tembaga (Cu)
Kelebihan tembaga secara kronis menyebabkan penumpukan tembaga di dalam hati yang dapat menyebabkan nekrosis hati atau serosis hati.Konsumsi sebanyak 10-15 mg tembaga sehari dapat menimbulkan muntah-muntah dan diare, berbagai tahap pendarahan intravaskular dapat terjadi begitupun nekrosis sel-sel hati dan gagal ginjal.Konsumsi dosis tinggi dapat menyebabkan kematian (Almatsier, 2004).
2.5 Analisis Timbal, Kadmium dan Tembaga 2.5.1 Analisis gravimetri
2.5.2 Spektrofotometri serapan atom
Spektrofotometri serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsur-unsur logam dalam jumlah sedikit (trace) dan sangat sedikit (ultratrace) karena mempunyai kepekaan yang tinggi (batas deteksi kurang dari 1 ppm) dan pelaksanaannya relatif sederhana dan interferensinya sedikit.Spektrofotometri serapan atom didasarkan pada penyerapan energi sinar oleh atom-atom netral dan sinar yang diserap biasanya sinar tampak atau ultraviolet. Dalam garis besarnya prinsip spektrofotometri serapan atom sama dengan spektrofotometri sinar tampak dan ultraviolet. Perbedaannya terletak pada bentuk spektrum, cara pengerjaan sampel dan peralatannya (Gandjar dan Rohman, 2007).
Metode spektrofotometri serapan atom berprinsip pada absorbsi radiasi oleh atom.Atom-atom menyerap radiasi tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya.Radiasi pada panjang gelombang ini mempunyai cukup energi untuk mengubah tingkat elektronik suatu atom.Dengan adanya absorpsi energi, berarti diperoleh energi yang lebih banyak sehingga suatu atom yang berada pada keadaan dasar dinaikkan tingkat energinya ke tingkat eksitasi. Misalkan unsur Na dengan nomor atom 11 mempunyai konfigurasi elektron 1s22s2 2p63s1, tingkat dasar untuk elektron valensi 3s, artinya tidak memiliki kelebihan energi. Elektron ini dapat tereksitasi ke tingkat 3p ataupun ke tingkat 4p (Khopkar, 1985).
2.5.2.1 Bahan bakar dan bahan pengoksidasi
Tabel 2.1 Temperatur Maksimum Berbagai Nyala (Khopkar, 1985). Bahan Bakar Oksidan Udara Oksidan Oksigen N2O
Hidrogen 2100 2780 -
Asetilen 2200 3050 2955
Propana 1950 2800 -
2.5.2.2 Komponen spektrofotometer serapan atom
Sistem peralatan spektrofotometer serapan atom diperlihatkan pada Gambar 2.1berikut ini.
Gambar 2.1 Komponen Spektrofotometer Serapan Atom (Harris, 2007). A. Sumber Sinar
Akibat dari tabrakan-tabrakan ini membuat unsur-unsur gas mulia akan kehilangan elektron dan menjadi bermuatan positif. Ion-ion gas mulia yang bermuatan positif ini selanjutnya akan bergerak ke katoda dengan kecepatan dan energi yang tinggi pula. Pada katoda terdapat unsur-unsur yang sesuai dengan unsur yang dianalisis. Unsur-unsur ini akan ditabrak oleh ion-ion positif gas mulia. Akibat tabrakan ini, unsur-unsur akan terlempar ke luar dari permukaan katoda. Atom-atom unsur dari katoda ini mungkin akan mengalami eksitasi ke tingkat energi-energi elektron yang lebih tinggi dan akan memancarkan spektrum pancaran dari unsur yang sama dengan unsur yang akan dianalisis (Gandjar dan Rohman, 2007).
B. Tempat Sampel
Dalam analisis dengan spektrofotometri serapan atom, sampel yang akan dianalisis harus diuraikan menjadi atom-atom netral yang masih dalam keadaan dasar. Ada berbagai macam alat yang dapat digunakan untuk mengubah suatu sampel menjadi uap atom-atom yaitu:
1. Dengan nyala (flame)
2. Tanpa nyala (flameless)
Atomisasi dilakukan dalam tungku dari grafit. Sejumlah sampel diambil sedikit (hanya beberapa μL), lalu diletakkan dalam tabung grafit kemudian
tabung tersebut dipanaskan dengan sistem elektris dengan cara melewatkan arus listrik pada grafit. Akibat pemanasan ini maka zat yang akan dianalisis berubah menjadi atom-atom netral dan pada fraksi atom ini dilewatkan suatu sinar yang berasal dari lampu katodaberongga sehingga terjadilah proses penyerapan energi sinar yang memenuhi kaidah analisis kuantitatif (Gandjar dan Rohman, 2007).
C. Monokromator
Monokromator dimaksudkan untuk memisahkan dan memilih panjang gelombang yang digunakan dalam analisis. Di dalam monokromator suatu alat yang digunakan untuk memisahkan radiasi resonansi dan kontinyu yang disebut
chopper (Gandjar dan Rohman, 2007). D. Detektor
Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melalui tempat pengatoman.Biasanya digunakan tabung penggandaan foton (photomultiplier tube). Ada 2 cara yang dapat digunakan dalam sistem deteksi yaitu: (a) yang memberikan respon terhadap radiasi resonansi dan radiasi kontinyu dan (b) yang hanya memberikan respon terhadap radiasi resonansi (Gandjar dan Rohman, 2007).
E. Readout
2.5.2.3Gangguan-gangguan pada spektrofotometri serapan atom
Gangguan-gangguan (interference) yang ada pada AAS adalah peristiwa-peristiwa yang menyebabkan pembacaan absorbansi unsur yang dianalisis menjadi lebih kecil atau lebih besar dari yang nilai yang sesuai dengan konsentrasinya dalam sampel (Gandjar dan Rohman, 2007).
Gangguan-gangguan yang dapat terjadi dalam AAS adalah sebagai berikut:
1. Gangguan yang berasal dari matriks sampel yang dapat mempengaruhi banyaknya sampel yang mencapai nyala.
Sifat-sifat tertentu matriks sampel dapat mengganggu analisis yakni matriks tersebut dapat berpengaruh terhadap laju aliran bahan bakar/gas pengoksidasi.Sifat-sifat tersebut adalah viskositas, tegangan permukaan, berat jenis dan tekanan unsur.Gangguan matriks yang lain adalah pengendapan unsur yang dianalisis sehingga jumlah atom yang mencapai nyala menjadi lebih sedikit dari konsentrasi yang seharusnya yang terdapat dalam sampel.
2. Gangguan kimia yang dapat mempengaruhi jumlah/banyaknya atom yang terjadi di dalam nyala
Terbentuknya atom-atom netral yang masih dalam keadaan azas di dalam nyala sering terganggu oleh dua peristiwa kimia, yaitu:
a. Disosiasi senyawa-senyawa yang tidak sempurna b. Ionisasi atom-atom di dalam nyala
2.6 Validasi Metode
Validasi metoda analisis adalah suatu tindakan penilaian terhadap parameter tertentu, berdasarkan percobaan laboratorium, untuk membuktikan bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya (Harmita, 2004).
Beberapa parameter analisis yang harus dipertimbangkan dalam validasi metode analisis menurut Harmita (2004) 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. Kecermatan ditentukan dengan dua cara yaitu :
- Metode simulasi (spiked-placebo recovery)
Dalam metode simulasi, sejumlah analit bahan murni ditambahkan ke dalam campuran bahan pembawa sediaan farmasi (plasebo) lalu campuran tersebut dianalisis dan hasilnya dibandingkan dengan kadar analit yang ditambahkan (kadar yang sebenarnya).
- Metodepenambahan baku (standard addition method)
ditemukan.Persen perolehan kembali seharusnyatidak melebihi nilai presisi RSD. Rentang persen perolehan kembali yang diijinkan pada setiap konsentrasi analit pada matriks dapat dilihat pada tabel 2.2 di bawah ini: Tabel 2.2Rentang Persen Perolehan Kembali yang Diijinkan pada Setiap
Konsentrasi Analit pada Sampel (Harmita, 2004) Jumlah analit pada
sampel
Persen perolehan kembali yang diijinkan (%)
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. Nilai simpangan baku relatif yang memenuhi persyaratan menunjukkan adanya keseksamaan metode yang dilakukan (Harmita, 2004).
Nilai simpangan baku relatif (RSD) untuk analit dengan kadar part per million (ppm) adalah tidak lebih dari 16% dan untuk analit dengan kadar part per billion (ppb) RSD-nya adalah tidak lebih dari 32% (Harmita, 2004).
3. Selektivitas (Spesifisitas)
komponen lain yang mungkin ada dalam matriks sampel (Harmita, 2004). 4. Linearitas
Linearitas adalah kemampuan metode analisis yang memberikan respon yang secara langsung atau dengan bantuan transformasi matematik yang baik, proposional terhadap konsentrasi analit dalam sampel (Harmita, 2004).
5. Batas Deteksi (Limit of Detection, LOD) dan Batas Kuantitasi (Limit of Quantitation, LOQ)
Batas deteksi didefinisikan sebagai konsentrasi analit terendah dalam sampel yang masih dapat dideteksi tetapi tidak dikuantitasi pada kondisi percobaan yang dilakukan.Batas deteksi dinyatakan dalam konsentrasi analit (persen, bagian per juta) dalam sampel (Harmita, 2004).
