BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
A. Arsen
1. Karakteristik arsen
Arsen, arsenik, atau arsenikum adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol As dan nomor atom 33. Ini
adalah bahan metaloid yang terkenal beracun dan memiliki tiga bentuk alotropik; kuning, hitam, dan abu-abu. Arsen di air di temukan dalam bentuk senyawa dengan satu atau lebih elemen lain. Arsen secara kimiawi memiliki karakteristik yang serupa dengan fosfor, dan sering dapat digunakan sebagai pengganti dalam berbagai reaksi biokimia dan juga beracun.
2. Dampak arsen terhadap pencemaran lingkungan
Ketika suatu zat berbahaya/beracun telah mencemari permukaan air, tanah, maka ia dapat menguap, tersapu air hujan dan atau masuk ke dalam tanah. Pencemaran yang masuk ke dalam tanah kemudian terendap sebagai zat kimia beracun di tanah. Zat beracun di tanah tersebut dapat berdampak langsung kepada manusia ketika bersentuhan atau dapat mencemari air tanah dan
udara diatasnya.
unsur arsen melebihi nilai ambang batas, yaitu bila kadarnya melebihi 100 ppb dalam air minum. Gejala keracunan kronis yang ditimbulkannya pada tubuh manusia berupa iritasi usus, kerusakan syaraf dan sel, kelainan kulit atau melanoma serta kanker usus. Arsen inorganik telah dikenal sebagai racun manusia sejak lama, yang dapat mengakibatkan kematian. Dosis rendah akan mengakibatkan kerusakan jaringan. Bila melalui mulut, pada umumnya efek yang timbul adalah iritasi saluran makanan, nyeri, mual, muntah dan diare. Selain itu mengakibatkan penurunan pembentukan sel darah merah dan putih, gangguan fungsi jantung, kerusakan pembuluh darah, luka di hati dan ginjal.
B. Air Tanah dan Air Permukaan
Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau bebatuan di bawah permukaan tanah. Air tanah merupakan salah satu sumber daya air yang keberadaannya terbatas dan kerusakannya dapat mengakibatkan dampak yang luas serta pemulihannya sulit dilakukan.
Selain air sungai dan air hujan, air tanah juga mempunyai peranan yang sangat penting terutama dalam menjaga keseimbangan dan ketersediaan bahan baku air untuk kepentingan rumah tangga (domestik) maupun untuk kepentingan industri. Dibeberapa daerah, ketergantungan pasokan air bersih dan air tanah telah mencapai ± 70%.
Air Tanah Preatis
Air tanah preatis adalah air tanah yang letaknya tidak jauh dari permukaan tanah serta berada di atas lapisan kedap air / impermeable.
Air Tanah Artesis
Air tanah artesis letaknya sangat jauh di dalam tanah serta berada di antara lapisan air.
Air permukaan adalah air yang terkumpul di atas tanah atau di mata air, sungai, danau, lahan basah, atau laut. Air permukaan
berhubungan dengan air bawah tanah atau air atmosfer.Air permukaan secara alami terisi melalui presipitasi dan secara alami berkurang melalui penguapan dan rembesan ke bawah permukaan sehingga menjadi air bawah tanah. Meskipun ada sumber lainnya untuk air bawah tanah, yakni air jebak dan air magma, presipitasi merupakan faktor utama dan air bawah tanah yang berasal dari proses ini disebut air meteor. Air permukaan merupakan sumber terbesar untuk air
bersih. Bentuk air permukaan meliputi sungai, danau, rawa.Sungai adalah air hujan atau mata air yang mengalir secara alami melalui suatu lembah atau di antara dua tepian dengan batas jelas, menuju tempat lebih rendah (laut, danau atau sungai lain).
Bagian-bagian sungai:
Bagian hulu sungai terletak di daerah yang relatif tinggi sehingga air dapat mengalir turun.
Bagian tengah sungai terletak pada daerah yang lebih landai.
Bagian hilir sungai terletak di daerah landai dan sudah mendekati muara sungai.
Jenis-jenis sungai dibagi menjadi 5, yaitu sungai hujan, sungai gletser, sungai campuran, sungai permanen dan sungai periodik.
Sungai hujan adalah sungai yang berasal dari hujan.
Sungai gletser adalah sungai yang airnya berasal dari gletser atau bongkahan es yang mencair.
Sungai campuran adalah sungai yang airnya berasal dari hujan dan salju yang mencair.
Sungai permanen adalah sungai yang airnya relatif tetap.
Sungai periodik adalah sungai dengan volume air tidak tetap.
C. Total Dissolved Solid (TDS) dan Total Suspended Solid (TSS)
umum, konsentrasi benda-benda padat terlarut merupakan jumlah antara kation dan anion didalam air. TDS terukur dalam satuan Parts per Million (ppm) atau perbandingan rasio berat ion terhadap air. Total padatan terlarut merupakan bahan- bahan terlarut dalam air yang tidak tersaring dengan kertas saring millipore dengan ukuran pori 0,45 μm. Padatan ini terdiri dari senyawa-senyawa anorganik dan organik yang terlarut dalam air, mineral dan garam-garamnya. Penyebab utama terjadinya TDS adalah bahan anorganik berupa ion-ion yang umum dijumpai di perairan. Sebagai contoh air buangan sering mengandung molekul sabun, deterjen dan surfaktan yang larut air, misalnya pada air buangan rumah tangga dan industri pencucian.
berbeda akibat perubahan dengan ukuran dan bentuk partikel serta materi.
D. Penyiapan sampel 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 (oksida basah) dan destruksi kering (oksida kering). Kedua destruksi ini memiliki teknik pengerjaan dan lama pemanasan atau pendestruksian yang berbeda.
Metode Destruksi Basah
merupakan senyawa garam yang stabil dan disimpan selama beberapa hari. Pada umumnya pelaksanaan kerja destruksi basah dilakukan secara metode Kjeldhal. Dalam usaha pengembangan metode telah dilakukan modifikasi dari peralatan yang digunakan (Raimon, 1993).
E. Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
1. Konsep Dasar Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
AAS (Atomic Absorption Spectrometry) merupakan salah satu metode analisis kuantitatif untuk mengetahui keberadaan dan menentukan kadar logam terhadap sampel dengan memanfaatkan absorpsi radiasi atom bebas, yakni berdasarkan pada penguraian molekul menjadi atom (atomisasi) dengan energi dari api atau arus listrik.
Bila suatu sinar yang berasal dari sumber cahaya dikenakan pada atom, maka atom akan menyerap energi cahaya tersebut. Akibatnya elektron pada atom itu akan berpindah dari keadaan awal (sebelum mengabsorpsi cahaya) ke keadaan eksitasi, yang tereksitasi akan memancarkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu, lalu elektron pada atom kembali ke keadaan awal (ground state) disebut emisi.Absorpsi cahaya oleh atom akan menghasilkan dua peristiwa,
yaitu absorpsi atom dan emisi atom. Absorpsi atom adalah proses absorpsi dari cahaya pada panjang gelombang
spesifik oleh atom-atom dari suatu unsur. AAS memiliki range ukur optimum pada panjang gelombang 200-300 nm (Skoog et al., 2000).
Apabila cahaya dengan panjang gelombang tertentu dilewatkan pada suatu sel yang mengandung atom-atom bebas yang bersangkutan maka sebagian cahaya tersebut akan diserap dan intensitas penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya atom bebas logam yang berada pada sel. Hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi diturunkan dari:
Hukum dasar pada AAS “Hukum Lambert – Beer”, yaitu : “Bila cahaya monokromatis melalui media transparan maka bertambah turunnya intensitas cahaya yang dipancarkan sebanding dengan bertambahnya kepekatan media.”
3. Jenis – Jenis Atomisasi dalam Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
Ada dua komponen utama dalam AAS, yaitu introduksi sampel dan sumber atomisasi. Ada 4 jenis AAS dalam pembentukan atom (pengatomisasian), yaitu :
- Atomisasi dengan nyala (Flame-ASS)
- Generasi Hidrida (Hydride Generation Methode)
- Graphite Furnace or Electrothermal AAS (GFAAS or ETA-AAS) - Atomisasi dengan Metode Penguapan (Vapour Generation
methode)
F. Graphite Furnace or Electrothermal AAS (GFAAS or ETA-AAS)
Prosesnya : larutan sampel (1 – 200 μl ) diinjeksikan ke dalam tabung grafit, yaitu dengan memasukkan ujung mikropipet melalui port di outlet water jacket, lalu ke gas inlet orifice di bagian tengah tube grafit, yang dipasang diantara 2 buah elektroda. Lalu arus listrik dialirkan sehingga tabung grafit naik suhunya yaitu sampai suhu yang dapat mengevaporasi pelarut dalam larutan. Arus listrik diatur, digunakan untuk mengatur suhu dapat mencapai 3000K. Arus listrik akan meningkat ketika pertama kali sampel menjadi abu, lalu terjadi vaporisasi sehingga dihasilkan atom logam. Sehingga unsur logam dan metaloid yang dapat diatomkan dalam flame-AAS dapat diatomkan disini dengan mengatur suhu grafit.
Tungku grafit yang digunakan berupa tabung silinder (hollow graphite cylinder) tersebut dari grafit terkompresi dengan atau tanpa pelapisan grafit pirolitik. Alat ini mengandung 50 mm panjang dan 9 mm diameter dalam, sehingga sinar radiasi melewati sepanjang sumbu dari tube. Tungku dipanaskan dengan listrik yang dapat diatur suhunya. Tungku dihubungkan dengan platform untuk memasukkan gas inert ke dalam tabung untuk mencegah oksidasi tabung grafit selama proses pemanasan. Tahapan proses yang terjadi dalam tungku adalah :
1) Tahap pengeringan (drying) dengan cara penguapan pelarut (100
0C – 200 0C)
2) Pengabuan (ashing) bahan organik (6000C – 1000 0C)
3) Pengatoman (atomization), gas inert dialirkan dan kemudian logam diuapkan (1500 0C – 3000 0C) dan absorbansinya diukur. Suatu
G. Validasi metode
Validasi metode analisis adalah proses di mana suatu metode ditetapkan melalui serangkaian uji laboratorium untuk mengetahui bahwa parameter metode yang diuji memenuhi persyaratan untuk penerapan metode yang dimaksud. Tujuan utama validasi adalah untuk menjamin metode analisis yang digunakan mampu memberikan hasil yang cermat, handal, dan dapat dipercaya. Parameter metode analisis adalah kecermatan (akurasi), keseksamaan (presisi), selektivitas, linearitas, rentang, batas kuantitasi (LOQ) dan batas deteksi (LOD), ketangguhan,dan kekuatan (Horwitz, 1975).
Kecermatan
Kecermatan atau akurasi adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil. Analisis dengan kadar analit yang sebenarnya. Biasanya dinyatakan sebagai persen perolehan kembali atau recovery. Ada tiga cara untuk menentukan kecermatan, yaitu metode perbandingan terhadap standar acuan, metode simulasi (spike placebo recovery), dan metode penambahan standar (standard
addition method). Persen perolehan kembali dinyatakan sebagai
rasio antara hasil kadar yang diperoleh dengan kadar yang sebenarnya.
Keseksamaan atau presisi adalah ukuran yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji individual yang diukur melalui penyebaran hasil individu dari hasil rata-rata jika prosedur ditetapkan secara berulang pada sampel- sampel yang diambil dari campuran yang homogen (Ganjar & Rohman, 2007).
Keseksamaan diukur sebagai simpangan baku atau simpangan baku relative (koefisien variasi) dan dinyatakan sebagai keterulangan. Keterulangan adalah keseksamaan metode jika dilakukan berulang kali oleh analis yang sama, pada kondisi yang sama, dan dalam interval waktu yang pendek. Kriteria seksama diberikan jika metode memberikan simpangan baku relatif (koefisien variasi) sebesar 2% atau kurang (Ganjar & Rohman, 2007).
Selektivitas
Kealey, 2000).
Jika cemaran dan hasil urai yang ditambahkan ke dalam sampel tidak tersedia, maka selektivitas dapat ditunjukkan dengan cara menganalisis sampel yang mengandung cemaran atau hasil urai dengan menggunakan metode tertentu lalu dibandingkan dengan metode lain untuk pengujian kemurnian, seperti kromatografi (Fifield & Kealey, 2000).
Linearitas
Linearitas adalah kemampuan metode analisis untuk memberikan respon secara langsung atau dengan bantuan transformasi matematika yang baik dan proporsional terhadap konsentrasi analit dalam sampel. Linearitas dapat diperoleh dengan mengukur konsentrasi standar yang berbeda, minimal lima konsentrasi. Data yang diperoleh kemudian diproses menggunakan regresi linier, sehingga diperoleh nilai slope, intersep, dan koefisien korelasi. Nilai koefisien korelasi di atas 0,9990 sangat diharapkan untuk suatu metode analisis yang baik. Selain koefisien korelasi, simpangan baku residual (S ) juga harus dihitung. Semua Y perhitungan matematika tersebut dapat diukur dengan menggunakan kalkulator atau perangkat lunak komputer (Anderson, 1999).
Rentang metode adalah pernyataan batas terendah dan tertinggi analit yang sudah ditunjukkan dan dapat ditetapkan dengan kecermatan, keseksamaan, dan linearitas yang dapat diterima (Burgess, 2000).
Batas Kuantitasi (LOQ) dan Batas Deteksi (LOD)
