ANALISIS UNSUR Se DAN As DALAM SEDIMEN DENGAN
MENGGUNAKAN STANDAR PRIMER DAN SEKUNDER
METODA AAN
Sutanto. W.W, Mulyono, Iswantoro, Bambang Irianto
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan-BATAN, Babarsari Yogyakarta 55281 E-mail :[email protected]
ABSTRAK
ANALISIS UNSUR Se DAN As DALAM SEDIMEN DENGAN MENGGUNAKAN STANDAR PRIMER DAN SEKUNDER METODA AAN. Telah dilakukan penentuan
unsur Se dan As terkandung dalam sedimen laut dengan metoda AAN (analisis aktivasi neutron). Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan konsentrasi unsur Se dan As dalam sedimen menggunakan standar primer dan sekunder. Standar primer menggunakan SRM No 2702 inorganics in marine sediment sedangkan standar sekunder dibuat dengan menggunanakan standar cair Se dan As dicampur dalam serbuk selulosa. Untuk menganalisis unsur As dan Se dalam sedimen menggunakan kedua standar mempunyai perbedaannya berkisar 5 % sampai 9 % untuk unsur As maupun Se. Hasil analisis konsentrasi As dalam sedimen adalah 29,938 mg/kg sampai dengan 51,959 mg/kg, sedangkan unsur Se adalah 1,367 sampai dengan 3,120 mg/kg untuk semua lokasi sampling.
Kata kunci : Unsur Se dan As, sedimen laut, AAN
ABSTRACT
ANALYSIS OF Se AND As ELEMENTS IN SEA SEDIMENT BY NAA METHODE USING PRIMARY AND SECONDARY STANDARDS. Determination of Se and As
contained in sea sediment by AAN method has been performed. The object of this experimental was to know the concentration of Se and As in sea sediment by using primary and secondary standards. The primary standard was SRM No 2702 inorganics in marine sediment. The secondary standard was prepared by mixing the standard solutions of Se and As in cellulose as the medium. The different result between Se and As analyzed using primary standard and Se and As analyzed using secondary standard were 5 % to 9 %. The results showed that concentration of As were 29,938 mg/kg to 51,959 mg/kg and Se were 1,363 to 3,3120 mg/kg for sampling location.
Keywords: Element of Se and As, sea sediment, NAA
PENDAHULUAN
edimen laut sering tercemar oleh komponen anorganik maupun organik, diantaranya berbagai unsur berbahaya dan beracun. Beberapa unsur tersebut banyak digunakan dalam berbagai keperluan, oleh karena itu diproduksi secara rutin dalam skala industri. Unsur-unsur yang berbahaya dan sering mencemari lingkungan terutama adalah unsur merkuri Arsen (As), selenium (Se) dan banyak unsur lainnya. Menurut FARDIAZ [1] dan PALAR [2] unsur-unsur tersebut diketahui dapat
mengumpul di dalam tubuh suatu organisme dan tetap tinggal dalam tubuh dengan jangka waktu lama sebagai racun yang terakumulasi.
Untuk mengetahui konsentrasi unsur-unsur yang terkandung dalam sedimen telah dilakukan pengujian dengan menggunakan metoda analisis aktivasi neutron instrumental (AANI), yaitu metoda analisis unsur berbasis teknik nuklir. Metoda ini mempunyai keunggulan antara lain tidak memerlukan perlakuan kimia, menganalisis unsur dengan serentak (multiunsur), memiliki
S
sensitivitas dan selektivitas tinggi serta mampu menganalisi unsur dalam orde ng/kg sampai dengan mg/kg.
Prinsip dasar AANI adalah apabila suatu bahan cuplikan yang terdiri dari berbagai unsur kimia dibombardir dengan neutron termal, maka akan terjadi penangkapan neutron oleh inti unsur-unsur tersebut sehingga unsur-unsur-unsur-unsur menjadi radioaktif. Menurut KRUGER [3] dan TOJO [4] proses pembebtukan radioaktif akibat reaksi ini disebut aktivasi neutron. Reaksi yang paling sering terjadi dan yang paling banyak digunakan dalam AAN adalah reaksi neutron gamma (n, γ). Selain reaksi neutron gamma dapat juga terjadi reaksi-reaksi jenis lain seperti reaksi-reaksi (n, p), (n, α), (n, 2n) dan sebagainya(4,5,6). Pemilihan reaksi yang tepat akan mempertajam kemampuan analisis unsur-unsur yang dikehendaki dan menekan reaksi aktivasi unsur-unsur lain yang bisa menggangu.
Pengunaan standar primer pada umumnya mudah dilakukan karena kadar unsur telah diketahui dan tertera dalam sertifikat, penggunaan standar harganya mahal. Untuk pengunaan standar buatan dan sering disebut standar sekunder harga murah akan tetapi dibuat dari larutan dipadatkan dengan melalui pencampuran ke dalam selulosa.
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk memperoleh informasi hasil analisis unsur Se dan As dalam sedimen menggunakan standar primer yaitu Standar primer SRM No 2702 inorganics in marine sediment sedangkan standar sekunder dibuat dengan menggunanakan standar cair Se dan As dicampur dalam serbuk selulosa. Analisis unsur Se dan As yang terdapat dalam sedimen menggunakan metoda analisis aktivasi neutron (AAN). TATAKERJA Peralatan 1. Dregger 2. Plastik klip 3. Sarung tangan 4. Mikropipet (Eppendorf)
5. Timbangan analitik Ohaus-GT 410 6. Ayakan Karl Kolb 100 mesh
7. Vial polietilen dan alat pembusuk stainless steel ( baja tahan karat)
8. Alat-alat gelas
9. Alat iradiasi dan pencacahan.
Reaktor riset Kartini berdaya 100 kw fasilitas
Lazy Suzan dengan fluks neutron 0,58.1011 n cm-2. det-1 [6]. Spektrometer gamma : detektor Ge(Li) Ortec, MCA Spektrum Master ORTEC 92X, dengan software Maestro
Bahan
1. Cuplikan sedimen laut 2. Aquabidest
3. HNO3 65%
4. Larutan standar : Se, As, buatan Merck 1000 mg/l
5. Selulosa powder
6. sumber standar multigamma (Eu-152) dan Standar Reference Material (SRM No 2702 inorganics in marine sediment sebagai standar primer.
Cara kerja
Preparasi sedimen laut :
1. Sedimen dijemur dalam ruang pada suhu kamar, setelah kering dibersihkan dari kotoran, ditumbuk dan diayak
2. Semua cuplikan ditimbang dengan berat 100 mg.
3. Semua cuplikan yang telah dimasukkan dalam vial (setandar primer, standar sekunder, blanko berisi selolosa, dan sedimen laut), diberi kode atau nomor.
4. Semua cuplikan (3) diiradiasi dalam reaktor nuklir Kartini.
5. Pencacahan dan perhitungan menurut acuan yang telah dibuat SUKIRNO [6].
HASIL DAN PEMBAHASAN Pembuatan standar sekunder
Pembuatan padatan standar sekunder unsur As dan Se dengan konsentrasi As = 50 mg/kg dan Se =10 mg/kg dalam serbuk selulosa
1. Persiapkan larutan induk As dan Se masing-masing dengan konsentrasi 1000 mg/L. Dibuat larutan konsentrasi Se dan As, masing-masing As = 50 mg/L dan Se =10 mg/L 2. Timbang serbuk selulosa 10 g (tepat) dalam
gelas beker (ditimbang 34,124 g), berat total gelas + selulosa = 44,124 g.
3. No (2) dimasukkan larutan standar No (1) dan setiap pemipetan 1000 µL ditimbang beratnya (10 kali). 1) 1,201; 2) 1,203; 3) 1,202; 4) 1,203; 5) 1,198; 6) 1,197; 7) 1,202; 8) 1,202; 9) 1,201; 10) 1,199 kemudian dirata-rata adalah 12,007 g. Berarti berat jenis standar adalah = 12,007 g/ 10 mL = 1,2007 g/mL Berat gelas beker + selulosa + larutan standar menjadi : 44,124 g + 12,007 g = 56,131 g, dilaukan pengadukan sampai campuran merata.
Cuplikan No (3), kemudian air diuapkan (didiamkan) pada suhu kamar, setiap hari cuplikan timbang sampai berat mencapai berat 46,131 g, berat tercapai setelah pengeringan
10 hari. Hal ini menunjukkan berat selulosa menjadi terkontaminasi dengan unsur As dan Se menjadi = 46,131 g - 34,124 g = 12,007 g, sama dengan berat larutan campuran As dan Se yang dicampur dalam selulosa sehingga berat ini adalah kandungan As dan Se dalam sellulosa masing-masing 50 mg/kg dan 10 mg/kg.
4. Kandungan As dan Se dalam sellulosa masing-masing 50 dan 10 mg/kg dapat digunakan sebagai standar sekunder untuk cuplikan maupun matrik yang mengandung As dan Se dengan metoda AAN.
Identifikasi unsur secara kualitatif
Penentuan unsur secara kualitatif dilakukan dengan menentukan tenaga dari puncak-puncak spektrum kemudian mencocokkan dengan tabel isotop, pada umumnya isotop mempunyai lebih dari satu tenaga(5) dan dipilih yang mempunyai probabilitas yang paling besar. Pada Tabel 1, disajikan hasil analisis kualitatif unsur yang diperhatikan dalam cuplikan lingkungan laut dan reaksi yang paling sering terjadi dan yang paling banyak digunakan dalam AAN adalah reaksi neutron gamma (n, γ).
Tabel 1. Analisis kualitatif reaksi neutron gamma (n,γ) analisis aktivasi netron
Unsur Reaksi Isotop Tenaga (KeV) Umur paro Pobabilitas (%) Se CAs 74Se(n, γ) 75Se 75As(n, γ) 76As Se-75 As-76 136,0 559,2 121 h 26,3 j 30 75
Penentuan secara kuantitatif
Setelah analisis kualitatif terhadap cuplikan sedimen, dilakukan analisis kuantitatif untuk mengetahui konsentrasinya, dengan cara relatif yaitu metoda komparatif unsur-unsur dalam cuplikan dibandingkan dengan unsur-unsur yang ada dalam standar sekunder dan primer.
Ada 3 (tiga) lokasi sedimen laut yang dianalisis yang berasal dari semenajung Muria yaitu daerah Beringin, Beji dan Lemahabang. Hasil analisis dapat dilihat pada perbandingan histogram, terlihat bahwa analisis menggunakan standar sekunder untuk ketiga sedimen laut mempunyai konsentrasi lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan standar primer. Pada histogram sedimen laut Bringin dengan konsentrasi tertinggi 51,959 mg/kg menggunakan standar sekunder sedangkan menggunakan standar primer 49,122 mg/kg, perbedaannya sekitar 8,84 %. Untuk keseluruhan dapat dilihat pada Tabel 2 dimana perbedaannya berkisar 5 % sampai 9 %, Perbedaan ini dibawah 10 % hal untuk analisis kimia metoda
analisis aktivasi neutron (AAN) masih cukup baik dipandang dari hasinya analisis konsentrasi unsur Se dan As dalam sedimen. Perbedaan ini bisa dipandang berasal dari hasil pembuatan standar sekunder dari awal pemipetan standar larutan induk untuk pembuatan kosentrasi yang diinginkan sampai dengan penimbangan serbuk selulosa yang telah terkontaminasi As dan Se dengan konsentrasi yang dinginkan pada pembuatan As dengan konsentrasi 50 mg/kg dan Se 10 mg/kg dalam selulosa.
Keuntungan memakai standar primer terutama konsentrasinya dalam sertifikat sudah akurat karena diukur dengan berbagai metoda, akan tetapi harganya sangat mahal dan bila mau membeli atau dipesan butuh waktu yang lama. Sedangkan memakai setandar sekunder keuntungannya mudah pembuatannya dan dapat dibuat setiap saat bila standarnya telah habis dan tentunya harganya murah, kerugiannya pembuatanya mempunyai ketelitian yang tinggi dan kemungkinan kekurangan akurat dibangdingkan dengan standar primer.
Gambar 1. Histogram konsentrasi unsur As dalam sedimen laut menggunakan standar sekunder dan perimer. 0
20 40 60
Beji Lemahabang Bringin
32.732 29.938 51.776 48.321 51.959 49.122 K o ns ent ra si A s, m g /kg
Lokasi Sampling Sedimen Laut Sekuder Primer
Kandungan unsur Se dalam sedimen di ketiga lokasi tidak jauh berbeda dimana konsentrasi terendah 1,367±0,18 mg/kg analisis menggunakan standar primer sedangkan menggunakan standar sekunder konsentrasi unsur Se adalah 1,498±0,14mg/kg yang terdapat dalam sedimen lokasi Beji dapat dilihat pada Gambar 2 atau Tabel 4 di lampiran.
Perbedaan keduan standar adalah 8,78 %.. Konsentrasi tertinggi adalah sedimen lokasi Bringin dengan konsentrasi 3,120±0,12 mg/kg standar sekunder sedang setandar primer 2,813±0,22 mg/kg, perbedaan kedua standar adalah 8,84 %.
Gambar 2. Histogram konsentrasi unsur Se dalam sedimen laut menggunakan standar sekunder dan perimer.
Tabel 2. Perbedaan konsentrasi unsur Se dan As dengan menggunakan standar primer dan sekunder.
Lokasi
KonsentrasiUnsur As Konsentrasi Unsur Se Perbedaan (%)
Sekuder Primer Sekuder Primer As Se
Beji 32,732 29,938 1,498 1,367 8,54 8,74
Lemahabang 51,776 48,321 3,090 2,930 6,67 5,18
Bringin 51,959 49,122 3,120 2,813 5,46 8,84
KESIMPULAN
1. Untuk menentukan unsur Se dan As dalam sedimen laut digunakan metoda komparatif dengan menggunakan standar primer dan sekunder. Perbedaan kedua standar untuk unsur As berkisar dari 5,46 % sampai dengan 8,54 % sedangkan untuk unsur Se berkisar 5,18 % sampai dengan 8,84 %, perbedaan kedua standar masih dibawah 10,0 % sehingga kedua standar dapat digunakan untuk menentukan unsur Se dan As di dalam sedimen laut.
2. Keuntungan memakai standar primer konsentrasi keakuratannya dalam sertifikat sangat vailid, akan tetapi harganya mahal, sedangkan standar sekunder harganya murah dan mudah dibuat dari standar larutan akan tetapi keakuratan harus diperhatikan.
3. Konsentrasi As dalam sedimen laut yang terdeteksi menggunakan standar primer berkisar (29,938-49,122) mg/kg menggunakan standar primer, unsur Se berkisar (1,367-2,813) mg/kg. Menggunakan standar sekunder As berkisar (23,732-51,959) mg/kg dan unsur Se berkisar (1,498-3,120) mg/kg.
DAFTAR PUSTAKA
1. FADIAZ SRIKANDI., Polusi air dan udara., Penerbit Kanisius. Yogyakarta (1992)
2. PALAR. H., Pencemaran dan Toksikologi logam berat. Rineka Cipta. Jakarta (1994) 3. PAUL KRUGER., Principle of Activation
Analysis., Wiley Interscience. Toronto (1971)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
Beji Lemahabang Bringin
1.498 3.09 3.12 1.367 2.92 2.813 K o ns ent ra si Se ( m g /kg )
Lokasi Sampling Sedimen laut Sekunder
4. TOJO. T, Instrmental Neutron Activation Analysis. BATAN-JAERI. Training Course on Radiation Measurement and Nuclear Spectroscopy. Jakarta (1998)ERDTMANN. G., and SOYKA. W., The Gamma Rays of The Radionucledes. New York (1979)
5. SUSETYO. W. Spektrometri Gamma dan Penerapannya dalam AAN. Gajah Mada University Press. Yogyakarta (1988)
6. SUKIRNO, IRIANTO.B., ’Kajian Logam Medium dan Berat Dalam Air dan Sedimen Code Daerah Hulu dengan Teknik” AAN. PPI, PTAPB-Batan, Yogyakarta (2006)
LAMPIRAN
Tabel 3. Hasil analisis Se menggunakan standar sekunder unsur Se dengan 3 kali pengulangan dan hasil rerata serta setandar deviasinya.
Lokasi Konsentrasi Se (mg/kg) ± SD 1 2 3 Rerata Beji 1,433 1,341 1,719 1,498 0,14 Lemahabang 2,332 3,444 3,444 3,090 0,50 Bringin 2,948 3,265 3,148 3,120 0,12
Tabel 4. Hasil analisis Se menggunakan standar primer unsur Se dengan 4 kali pengulangan dan hasil rerata serta setandar deviasinya. Lokasi Konsentrasi Se (mg/kg) ± SD 1 2 3 4 Rerata Beji 1,247 1,697 1,123 1,402 1,367 0,18 Lemahabang 3,114 2,897 3,001 2,708 2,930 0,13 Bringin 2,637 2,573 2,882 3,162 2,813 0,22
Tabel 5. Hasil analisis As menggunakan standar sekunder unsur As dengan 3 kali pengulangan dan hasil rerata serta setandar deviasinya.
Lokasi Konsentrasi Se (mg/kg) ± SD 1 2 3 Rerata Beji 29,210 32,919 36,067 32,732 2.35 Lemahabang 48,739 51,678 54,912 51,776 2.09 Bringin 54,198 56,772 44,907 51,959 4.70
Tabel 6. Hasil analisis As menggunakan standar primer unsur AS dengan 4 kali pengulangan dan hasil rerata serta setandar deviasinya.
Lokasi Konsentrasi Se (mg/kg) ± SD 1 2 3 4 Rerata Beji 32,062 30,792 28,534 23,563 29,938 3,68 Lemahabang 47,471 48,340 50,254 47,217 48,321 0,97 Bringin 45,098 42,614 51,957 48,817 49,122 3,906
