VALIDASI METODE F-AAS UNTUK MEMPEROLEH JAMINAN MUTU PADA ANALISIS UNSUR Cd, Cn, Cr, Pb, DAN Ni DALAM CONTOH UJI LIMBAH CAIR

Transkripsi

1 Supriyanto c., dkk. ISSN VALIDASI METODE F-AAS UNTUK MEMPEROLEH JAMINAN MUTU PADA ANALISIS UNSUR Cd, Cn, Cr, Pb, DAN Ni DALAM CONTOH UJI LIMBAH CAIR Supriyanto c., Susana TS. Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN ABSTRAK VALIDASI METODE F-AAS UNTUK MEMPEROLEH JAMINAN MUTU PADA ANALISIS UNSUR Cd, Cu, Cr, Ph, DAN Ni DALAM CONTOH UJI LlMBAH CAIR. Telah ditakukan validasi alat u}i AAS dan validasi melode u}i nyala speklrom}elri serapan alom pada analisis umur Cd. Cu. Cr, Ph. dan Ni. dalam contoh u}i limbah cairo Validasi alai u}i ditakukan dengan inenenlukan harga akurasi dan presisi alat u}i AAS menggunakan larutan standar Cu 5 ppm. sedangkan validasi melode u}i ditakukan dengan menkglll1akan SRM Soil 7, buatan IAEA. Diperoleh harga presisi dan akurasi masink-masing ppm dall % lebih relldah dari persyaratan acuan masing-ma.\ ing O.O-!ppm dan 1.0 %. Validasi melode u}i menggunakan SRM Soil 7 menunjukkan data hasit u}i unsur berada dalam rentang konsenlrasi yang ada dalam serlifikal SRM. Berdasarkan dala lersebut diperoleh }aminan mulu baik alai u}i maupun melode u}i pada analisis unsur Cd, Cu. Cr. Pb. dan Ni pada conloh u}i limbah cairo ABSTRACT THE VALIDA TION OF FLAME A TOMIC ABSORPTION SPECTROMETRY METHOD TO QUALITY ASSURANCE AT THE ANALYSIS OF Cd, Cu, Cr, Ph, AND Ni ELEMENTS IN LIQUID WASTES SAMPLE. The validation of analytical method and instrument of alomic absorption spectrometry at determeination of Cd. Cu. Cr. Pb. and Ni. element in liquid wasles sample have been carried oul. The validation of instrument was done by measurement of precision and sensitivity using spect~osol solution of Cu 5. where as the validation of analytical method was done by analysis of heavy metals such as Cd. Cu. Cr. Pb. and Ni in SRM Soil 7 sample. The validity of instrument AAS still valid with precision and sensitively were obtained ppm and % respectively. less than ASTM reference. The validation of analytical method showed that Ihe content of Cd. Cu. Cr. Pb. and Ni element in the certificated legend. Based on Ihe data showed thai quality assurance was obtained al the analysisi of Cd. Cu. Cr. Pb. and Ni. elemenl in liquid wasles sample. PENDAHULUAN Di pabrik Daerahberkembang Istimewa pesat Yogyakarta seperti sebagian daerahdaerah lain di Indonesia. Yang menjadi permasalahan sampai saat ini adalah belum semua pabrik melakukan penanganan terhadap Iimbah secara sempuma., sehingga menimbulkan permasalahan pencemaran Iingkungan. Salah satu bahan yang berbahaya yang ada dalam limbah adalah logam berat, berbahaya dan beracun (B-3) seperti kadmium, khromium, kuprum, timbal dan nikel(l). Beberapa jenis logam berat diperlukan dalam proses kimia tertentu dalam suatu pabrik. Jenis logam berat lainnya terikut masuk sebagai pengotor dalam bahan baku maupun bahan pendukung dalam proses pabrik. Sebagai contoh pada pabrik kertas dan tekstil sering ditambahkan bahan yang mengandung senyawa Hg dan Cr sebagai bahan pewama, sehingga limbahnya akan mengandung logam berat. Logam berat tersebut melalui proses tertentu di lingkungan akan tersebar luas dan terakumulasi dalam tanah, sediment, air, dan biota. Di lingkungan, bahan pence mar yang berasal dari logam berat merupakan bahan berbahaya karena bahan tersebut sukar mengalami degradasi (2). Berbagai peraturan pemerintah (PP) telah banyak dikeluarkan oleh pemerintah dengan tujuan untuk menekan permasalahan pencemaran Iingkungan yang timbul akibat pengolahan limbah yang tidak sempuma. Untuk memgetahui apakah suatu pabrik telah menerapkan tata cara pengolahan Iimbah yang baik dan benar, diperiukan data kandungan logam B-3 dalam limbah baik padat, cair maupun gas sebelum Iimbah dibuang ke Iingkungan. Beberapa peneliti telah melakukan Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Yogyakarta, 10 Jull 2006

2 /22 ISSN Supriyanto C, dkk. analisis kandungan logam B-3 dalam contoh uji lingkungan dan biologis seperti tanah, air, sediment, tumbuhan dan biota dengan menggunakan berbagai jenis metode analisis' Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh jaminan mutu pada analisis unsur Cd, Cu, Cr, Pb, dan Ni dalam contoh uji limbah cair berdasarkan persyaratan SNI yaitu keabsahan data hasil uji, dan ketertelusuran pengukuran (trace ability). Untuk memperoleh tujuan penelitian tersebut diperlukan validasi baik terhadap alat uji (SSA) maupun pada metoda uji yang digunakan. Validasi adalah konfirmasi bahwa suatu alat uji atau metoda uji memenuhi persyaratan yang ditentukan (sesuai tujuan tertentu) dengan cara menguji alat uji dan metoda uji dengan melengkapi bukti-bukti yang obyektif. Pendekatan yang biasa dilakukan untuk validasi alat uji dan metoda uji meliputi presisi, akurasi, kepekaan, batas deteksi, selektifitas dan spesifisitas(3). setelah dingin dituang kedalam beker Teflon dan dipanaskan secara berujang dengan penambahan akuatrides di atas penangas pasir, sampai diperoleh larutan contoh uji pad a ph netral. Hasil pemanasan setelah dingin ditepatkan menjadi volume 10 ml dengan penambahan akuatrides sampai batas tanda. Larutan contoh uji siap untuk dilakukan analisis. Optimasi kondisi analisis unsur Cd, Cu, Cr, Pb, dan Ni Kondisi optimum analisis unsur Cd, Cu, Cr, Pb, dan Ni diperoleh dengan mengukur serapan yang maksimum dari larutan standar Cd, Cu, Cr, Pb, dan Ni dengan konsentrasi Cd, Cu dan Ni masing-masing 5 ppm, Cr dan Pb masing-masing 10 ppm. Pengukuran serapan dilakukan pada panjang gelombang optimum masing-masing unsur pada setiap perubahan laju alir contoh uji, laju alir udara dan asetilen, arus 1ampu, lebar celah, dan tinggi pembakar. BAHAN DAN TAT A KERJA Kepekaan dan Presisi Alat Uji SAA Bahan Bahan-bahan yang digunakan meliputi contoh uji limbah cair, larutan standar spektrosol Cd, Cu, Pb masing-masing buatan BDH, larutan standar titrisol Cr, dan Ni HN03 pekilt, HC104, HF pekat masing-masing buatan Merck, dan akuatrides buatan laboratorium Kimia Analitik PTAPB-BATAN. Dibuat 25 ml larutan campuran yang terdiri dari larutan standar Cu 1000 ppm, HN 03 dan akuatrides sedemikian rupa sehingga konsentrasi Cu dalam larutan 5 ppm, konsentrasi HN 03 0, I N. Kepekaan alat uji ditentukan dengan mengukur serapan larutan tersebut sebanyak 3 kali pengukuran, sedangkan presisi ditentukan dengan mengukur serapan sebanyak 6 kali pengukuran pada kondisi optimum analisis Cu. Alat Alat yang digaunakan seperangkat alat uji spektrofotometer serapan atom tipe AA 300-P buatan Varian, Techtron, Australia, Teflon born digester, dan peralatangelas seperti labu takar 10 ml, 50 ml, gelas beker 50 ml, pipet mikro ill, ill ill. Tata Kerja Preparasi pelarutan contoh uji dan SRM Soil 7 Contoh uji limbah cair sebanyak I liter, disaring, kemudian diuapkan pada suhu C sampai terbentuk endapan. SRM soil 7 dan endapan contoh uji masing-masing dengan berat 0,5 g dimasukkan ke dalam teflon bomb digester, tambahkan 1 ml asam nitrat pekat dan 0,2 ml asam fluorida pekat. Dipanaskan dalam tungku pemanas pada suhu 150 C selama 3-4 jam. Hasil pelarutan Penentuan rentang konsentrasi terpakai (RKT) Penentuan RKT dilakukan dengan membuat satu deret larutan standar Cd, Cr, Cu, Pb, dan N i dengan kisaran konsentrasi Cr, dan Pb masingmasing 0,02; 0,2; 0,5; I, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 15 dan 20 ppm. Cu, Cd dan Ni masing-masing 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 0,75; dan 1,0 ppm. Masing-masing deret larutan standar diukur serapannya pad a kondisi optimum dari masingmasing unsur. Linieritas masing-masing linslir ditentukan berdasarkan perhitungan % relative concentration equivalent (% RCE) yaitu daerah konsentrasi yang memenuhi persyaratan. Analisis kadar Cd, Cu, Cr, Pb dan Ni dalam contoh uji Dibuat 5 buah larutan campuran yang terdiri dari Cd 10 ppm, Cu 10 ppm, Cr 100 ppm, Pb 100 ppm dan Ni 10 ppm, HN03 1 N dan akuatrides Prosldlng PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan BATAN

3 Supriyanto c., dkk. ISSN sedemikian mpa sehingga konsentrasi HN03 dalam masing-masing lamtan campuran tetap 0, I N, sedangkan konsentrasi Cd, Cu, Cr, Pb dan Ni dalam masing-masing larutan campuran bervariasi, Cd, Cu dan Ni masing-masing 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 ppm; Pb dan Cr masing-masing 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 ppm. Masing-masing lamtan campuran diukur serapannya pada kondisi analisis yang optimum dari masing-masing unsur. Kadar unsur Cd, Cu, Cr, Pb, dan Ni dalam SRM Soil 7 dan dalam contoh uji limbah cair ditentukan dengan cara mengintrapolasikan serapan SRM Soil 7 dan contoh uji pada kurva standar campuran, konsentrasi yang diperoleh dihitung kembali dengan faktor berat SRM Soil 7 dan contoh uji, faktor pengenceran dan volume pelamtan. HASIL DAN PEMBAHASAN Metode nyala spektrometri serapan atom merupakan salah satu metode analisis di Laboratorium Kimia Analit PT APB-BA TAN yang tumt memberikan kontribusi pad a perolehan akreditasi oleh Komite Akreditasi Nasional (KAN). Dalam rangka tumt mempertahankan status akreditasi, sudah barang tentu performance alat uji SAA dan metode uji yang digunakan perlu dilakukan validasi, sehingga jaminan mutu metode F-SSA dapat tercapai. Demikian juga pada analisis. logam berat Cd, Cu, Cr, Pb, dan Ni dalam contoh uji limbah cairo Langkah yang dilakukan adalah dengan melakukan validasi terhadap a]at uji SSA dan validasi terhadap metode uji. Validasi terhadap alat uji SSA dilakukan dengan mengetahui harga presisi dan akurasi dari alat uji (SSA). Presisi alat uji SSA dapat diketahui dengan cara mengukur serapan dari lamtan Cu 5 ppm pada kondisi analisis Cu yang optimum. Harga presisi dari alat uji AAS dapat dihitung berdasarkan mmus aproksimasi s = (A - B) x 0,40 dengan A adalah nilai tertinggi dari 6 nilai serapan, dan B nilai terendah dari 6 nilai serapan. Sedangkan harga kepekaan dari alat uji SSA dihitung berdasarkan rumus aproksimasi S = 0,0044 (C2/ A,) dengan C, adalah ni]ai konsentrasi lamtan dan AI adalah nilai serapan rata-rata. Harga presisi dan akurasi disajikan pada table I sebagai berikut : Tabel I.Data kalibrasi alat uii AAS No. I Parameter 1. I Kepekaan (ppm) Syarat acuan (ppmi4) 2. I Simpangan baku relative (%) Svarat acuan(4) Cu ~ 0,028 0,040 0,609 1,0 Berdasarkan pada Tabe] I hasil kalibrasi menunjukan bahwa alat uji SSA masih layak sebagai alat uji dengan perolehan presisi dan kepekaan masih berada di bawah batas persyaratan acuan. Rentang konsentrasi terpakai masing-masing unsur sangat diperlukan untuk mengetahui linieritas konsentrasi masing-masing unsure. Rentang konsentrasi terpakai diperoleh dengan menghitung harga relative concentration equivalent (RCE) dengan cara mengukur serapan dari satu deret lamtan standar Cd, Cr, Cu, Pb, dan Ni dengan kisaran konsentrasi Cr, dan Pb masing-masing 0,02; 0,2; 0,5; 1,2,4,6,8, 10, 12, 15 dan 20 ppm. Cu, Cd dan Ni masing-masing 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 0,75; dan 1,0 ppm Dari data serapan yang diperoleh, kemudian dihitung harga % RCE menggunakan formula(5) : % RCE = ----x--xioo (C2-0) (SA) (A2-AI) (C2) C, = konsentrasi lamtan standar terdekat yang ]ebih rendah ( AI ada]ah serapannya) C2 = konsentrasi ]amtan standar terdekat yang lebih tinggi ( A2 adalah serapannya ) SA= simpangan baku untuk A2 Pada Gambar I dan Gambar 2 disajikan hubungan antara % RCE dengan konsentrasi unsur. Berdasarkan Gambar I dan Gambar 2 terlihat bahwa rentang konsentrasi terpakai masing-masing unsur adalah pad a harga % RCE < I. Pada konsentrasi unsur yang rendah harga % RCE > I hal ini disebabkan sensitifitas a]at uji menurun karena konsentrasi unsur berada di bawah batas deteksi alat, demikian juga pada konsentrasi unsur yang tinggi harga % RCE > I hal ini menunjukkan perbandingan garis emisi (We) dan garis absorbansi (W.) pada setengah lebar puncak > I. Menurut W.J Price (6) kurva kalibrasi yang linier adalah apabila harga perbandingan garis emisi dan garis absorbansi pad a setengah lebar puncak W';Wa < 0,2. Berdasarkan perhitungan % RCE daerah linieritas konsentrasi kerja masing-masing unsur dapat diketahui sehingga pembuatan kurva ka]ibrasi standar masing-masing unsur dapat ditentukan seperti disajikan pada Tabe] 2 sebagai berikut : Prosiding PPI PDIPTN 2006.

4 124 ISSN Supriyanto C, dkk % R 8 C 6 E 4 2 o o Konsentrasi Pb dan Cr Gambar 1. Hubungan antara % RCE dan Konsentrasi Cr dan Pb. ~: ~ ~ ~~ 1====================== C ~ E ~1-... ~---.~-_-~ ~-NI-.-C-u o t A~.~ :;: ~ T, o Konsentrasi Cd. Cu dan Ni (ppm) Gambar 2. Hubungan antara % RCE dan Konsentrasi Cd, Cu dan Ni I. Tabel 2. Data linieritas konsentrasi unsur-unsur Cd, Cr, Cu, Ph, Ni. Unsur Cd Cu Ni Cr Linieritas Pb 1,0 0,2 0,1-0, ,0 10,0 4,0 No konsentrasi Langkah selanjutnya adalah dengan melakukan validasi terhadap metode uji menggunakan Standard Reference Materials (SRM). Pad a penelitian ini SRM yang digunakan adalah SRM Soil 7 buatan IAEA. Kadar hasil analisis unsur terhadap SRM kemudian dibandingkan dengan kadar masing-masing unsur yang ada dalam sertifikat, kemudian ditentukan harga akurasi dan presisi seperti disajikan pada Tabel 3. Berdasarkan pada Tabel 3, analisis unsur Cd, Cr, Cu, Pb dan Ni dalam SRM Soil 7 menunjukan kadar masing-masing unsure berada dalam rentang kadar dalam sertifikat SRM, hal terse but menunjukan validitas dari metoda uji yang digunakan. Aplikasi metode uji unsur Cd, Cr, Cu, Pb dan Ni dalam contoh uji Iimbah cair dilakukan dengan teknik pengukuran kurva standar masingmasing unsur dan kadar un sur dalam contoh uji diperoleh dengan memperhitungkan factor pengenceran, berat dan volume pelarutan contoh uji, seperti disajikan pad a Tabel 4. Tabel3. Data hasil analisis unsur, dan data sertifikat SRM Soil7. Unsur Cd Cu Ni Pb Cr 1,3 60(55-71) ,1 (9 (49 (21-37) 2,73 4,83 0,74 (%) 1,95 1,90 Presisi -Kadar --71) 13) 2,7) Kadar (%) 10,66 27,12±1,31 62,20 61,50 sertifikat 3,85 (Jig/g) 4,31 2,50 3,67 3,09 1,35 hasil ± Akurasi 0,19 1,20 0,01 1,70 analisis ± SD (7) (Jig/g) Tabel 4. Data hasil analisis unsur Cd, Cr, Cu, Pb dan Ni dalam contoh uii Iimbah. Unsur Cd Cu Ni Pb Cr No Kadar 0,203 0,075 0,891 0,696 0,974 ± 0,008 0,022 0,018 0,003 0,002 SD (Jig/g) KESIMPULAN Berdasarkan data kepekaan, dan presisi, dan uji validasi metode menggunakan Standard Reference Materials Soil 7 buatan IAEA, menunjukan bahwa alat uji SAA dengan metode uji nyala memenuhi standar sebagai alat uji, sehingga diperoleh jaminan mutu pada analisis unsur Cd, Cr, Cu, Pb,dan Ni dalam contoh uji Iimbah cairo Prosiding PPI - PDIPTN 2006

5 Supriyanto C, dkk. ISSN /25 DAFT AR PUST AKA 1. PALAR H., Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat, Rineka Cipta, Jakarta, SOERY ADI HADIPRA YITNO, Berbagai segi limbah bahan berbahaya beracun (B-3) dan Dampaknya Terhadap Manusia dan Lingkungannya, p , Prosiding Sem. Nas. Kimia dan Pembangunan, Bandung, Nopember SUMARDI, Validasi Metode Analisis, Pelatihan Asesor Laboratorium, Badan Standardisasi Nasional, 200 I. 4. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS, ASTM E , (1979) 5. ANONIM, Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Penguji dan Laboratorium Kalibrasi, Badan Standardisasi Nasional (BSN), PRICE W.J., Spectrochemical Analysis by Atomic Absorption, John Wiley and Sons, New York, (1983), page INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Certificate Reference Material Soil 7, (1978). TANYAJAWAB Indra Suryawan - Metode validasi selain menggunakan SRM Soil 7 apa ada metode yang lain? Supriyanto C. - SRM Soil 7 adalah merupakan salah satu bahan standar pembanding. Banyak SRM yang lain yang dapat digunakan seperti Bovine liver, Tomato leaves, Citro us leaves dan lain-lain Kartini Megasari - SRM Soil 7? - Apa uji validasi tersebut, bisa dikatakan valid, jika hanya dibandingkan dengan SRM Soil 7? Supriyanto C. - SRM Soil 7 adalah merupakan salah satu standar RejJerence Materials atau bahan standar pembanding buatan IAEA dim ana bahan tersebut sudah dilakukan analisis unsurunsur yan~ ada oleh herha~ai ne~ara dan laboratorium dan kadar unsur yang ada tersertifikatkan. - Valid, tergantung sampel yang akan dianalisis. paling tidak sama atau mendekati sama baik kadar unsur yang dianalisis maupun matrik yang ada. Prosiding PPI PDIPTN 2006