MET ODE APN UNTUK PENENTUAN LOGAM BERAT DI DALAM AIR DAN SEDIMEN SUNGAI SEMARANG

Transkripsi

1 :(j J. Djati Pramana, dkk. ISSN MET ODE APN UNTUK PENENTUAN LOGAM BERAT DI DALAM AIR DAN SEDIMEN SUNGAI SEMARANG J. Djati Pramana, Agus Taftazani Puslitbang Teknologi Maju Batan, Yogyakarta. :L Sri Setiti Mahanani 81 Jurusan Fisika Fakultas M1PA UND1P 8emarang ABSTRAK METODE APN UNTUK PENENTUAN LOGAM BERAT D/ DALAM A/R DAN SED/MEN SUNGA/ SEMARANG. Telah dilakukan penentuan unsur-unsur logam berat Sm. Ceo Cr dan Co di dalam cuplikan air don sedimen dari lokasi sampling. Hasil percobaan memperlihatkan bahwa secara kualitatifternyata air don sedimen mengandung logam-logam Sm. Ceo Cr don Co. Kadar tertinggi dalam cuplikan air terdapat pada cuplikan dari. yaitu Sm = (3.028.:t 0.096). /0-4 ppm. Ce = (8.536.:t/.32/). /0-3 ppm don Co = (3.039.:to.428)./0-3 ppm. merupakan lokasi yang mempunyai kadar rendah yaitu Sm = (/.45/.:to.076)./0-4 ppm. Ce = (2.433.:to.28/). /0-3 ppm don Co = (3.073.:to.018)./0-4 ppm. Dalam sedimen terlihat kandungan logam tertinggi terdapat pada cuplikan dari yaitu Sm = (6.090.:t 0.234).r:;e = (// :t 3.234) ppm. Cr = (/7.928.:t 3.436)ppm don Co = ( :t 2.345) ppm. Tanah Mas mempunyai kadar rendahyaitu Sm = (4.357.:to.204) ppm. Ce = (48./77.:t /2./52) ppm. Cr = (4/.073.:t9.836) ppm dan Co = (9.359.:to.209) ppm. ABSRACT DETERMINATION OF HEAVY METAL IN THE SEMARANG RIVER WATER AND SEDIMENT.BY NAA METHOD. Determination of heavy metals Sm. Ceo Cr and Co in the water and sediment specimens from sampling location has been done. The experimental result showed that the water and sediment speciments qualitatively contained Sm. Ceo Cr and Co metals. The highest concentrationfor water speciment was water specimentfrom site. It was (3.028.:to.096) ppm. (8.536.:t 1,321) ppm and (3,039.:t 0,428) ppmjor Sm, Ce and Co respectively. was the location that has the lowest concentration namely Sm = (1.451.:to.076) ppm, Ce = (2.433.:to.281) ppm and Co = (3,073.:t 0,018) ppm for Sm. Ce and Co respectively. In the sediment speciments shown that highest concentration obtained was specimentfrom site, namely (6,090.:t 0.234) ppm.( :t 3.234) ppm, ( :t 3.436) ppm and ( :t 2,345) ppm for Sm, Ce, Cr and Co respectively. Tanah Mas site contained low concentration of Sm was (4.357.:t 0,204) ppm, Ce was (48,177.:t 12,152) ppm. Cr was ( :t9.836) ppm and Co was (9,359.:to.209) ppm... LATARBELAKANG I ndonesia dikenal sebagai negara yang memiliki sumber daya alam yang melimpah. Pada dasamya semua sumber daya alam dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan hidup rakyat banyak guna meningkatkan kesejahteraannya. Namun begitu dampak eksploitasi sumber daya alam temyata sangat bergantung pada sumber daya manusia yang mengelolanya, antara lain oleh tingkat penguasaan teknologi yang dimiliki serta budaya masyarakat itu sendiri. Dampak negatif pamanfaatan sumber daya alam misalnya pada pembangunan industri dasar sampai industri hilir berdampak sosial antara lain urbanisasi masyarakat ke perkotaan yang diikuti oleh pola pikir dalam kehidupannya. Sebagai kawasan industri memberikan dampak terhadap kesetimbangan lingkungan yang disebabkan pembuangan limbah yang kurang diperhatikan. Dalam kaitannya dengan pertumbuhan kota Semarang saat ini tidakrlepas dari masalah di atas. Sungai Semarang yang mengalir di daerah wilayah Semarang mulai dari bendung sampai Laut Jawa merupakan salah satu badan air pembuangan limbah kota yang belum termasuk dalam program Prokasih (program kali bersih). Keberadaan aimya tergantung dari aliran limbah maupun pengaruh pasang surut laut Jawa. Apabila terjadi pasang sungai Semarang di bagian hilir akan tergenang dan menyebabkan aliran dari hulu tersendat, sehingga sampah organik dari sampah Prosldlng - Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM.BATAN Yogyakarta, 7-8 Agustus 2001

2 ISSN J. Djati Pramana, dkk. kota terdegradasi dan menyebabkan bau yang tidak sedap. Apabila terjadi surut, air sungai Semarang membawa limbah kota masuk ke laut Jawa dad terdispersi ke sekitar pantai Semarang. Proses oksidasi biologis di muara sungai Semarang tidak berjalan dengan baik, tetapi sesampainya di laut oksidasi dapat berjalan dengan baik.i). Adanya nitrat dan ammoniak yang cukup tinggi di sungai Semarang memberi indikasi terjadinya peruraian aerob. Dari parameter yang tampak, menandakan bahwa sungai Semarang telah tercemar terutama oleh bahan organik yang mudah maupun yang sukar terurai. Limbah industri yang mengandung logam berat yang mengalir ke sungai Semarang berasal dari sungai Garang yang berasal dari industri-industri yang berada di Semarang selatan dan barat. I). Telah dilakukan analisis penentuan konsentrasi logam berat di perairan sungai Semarang dengan metode analisis pengaktifan netron (APN). Metode APN merupakan uatu metode analisis menggunakan teknik nuklir yang mempunyai sejumlah kelebihan dan kekurangannya. Hasil penelitian yang diperoleh diharapkan dapat digunakan sebagai basis data kandungan logan berat di sungai Semarang yang selanjutnya dapat sebagai salah satu bahm masukan bagi pengelolan dan penangannya lebih lanjut. CARA KERJA Bahan dad alat Bahan meliputi cuplikan air dad sedimen sungai, bahan SRM 2704 Buffalo River Sediment, Bahan kimia standar sekunder buatan Fisher, HNO] Merck, vial polyethilen, N2 cair,aquabidest, aceton. Alat yang digunakan : jerigen plastik, sendok melamin, ayakan ukuran 100 mesh, freeze dryer, neraca, vial clan kelongsong polyethilen, alat penumbuk/ agat, seperangkat spektrometer dengan detektor Ge(Li), fasilitas iradiasi Lazy Susan Reaktor Kartini clan peralatan gelas. Pengambilan cuplikan Pengambilan cuplikan air dad sedimen dilakukan di daerah perairan sungai Semarang dati empat lokasi sampling, yaitu lokasi A di bendung, lokasi B di Jembatan, lokasi C di dan lokasi D di Tanah Mas. Kandungan logam di dalam cuplikan air relatif kecil. Preparasi cuplikan air dilakukan dengan pemekatan. Satu liter cuplikan air di dalam cawan porselen dipanaskan pada suhu 80 DC di atas kompor listrik sampai volume tinggal 15 ml, kemudian ditambahkan HNO3 0, IN. Untuk cuplikan sedimen dilakukan pengeringan dengan cukup diangin-anginkan sampai kering. Kotoran yang tidak diinginkan dipisahkan, kemudian dilakukan penghalusan, homogenisasi dengan penggerusan mel1ggunakan agat dan selanjutnya diayak lolos 100 mesh. Hasil preparasi air dan sedimen selanjutnya siap dimasukkan ke dalam vial untuk diradiasi. '. Persiapan iradiasi Cuplikan air diambil masing-masing 2ml, dimasukkan ke dalam vial polietilen. Vial ditutup rapat dengan disolder menggunakan batang gelas yang dipanaskan diatas lampu spiritus. Cuplikan sedimen ditimbang tepat :t 0, I gram, kemudian dimasukkan pula kedalam vial polyetilen dan ditutup rapat. Perlakuan di atas juga dilakukan terhadap standar sekunder air dan standar primer SRM 2704 Buffalo River Sediment. Cuplikan dan standar siap diradiasi. lradiasi dilakukan selama 12 jam pada fasilitas iradiasi Lazy Susan Reaktor Kartini. Analisis cuplikan. Perhitungan untuk menentukan unsur-unsur secara relatif, yaitu dengan memperbandingkan terhadap cuplikan standar yang mempunyai susunan dan komposisi mendekati unsur-unsur dalam cuplikan. Kadar unsur tertentudalam standar telah diketahui dengan pasti. Uji kuantitatif dilakukan dengan mencatat luas puncak serapan total yang terukur pada layar monitor MCA.untuk setiap lama waktu pencacahan. Akan didapatkan data cps cuplikan dan standar yang diperbandingkan sesuai persamaan 1) sbb. : WClpl -r W cupl = beret unsur dalam cuplikan WStd = beret standar unsur yang disiapkan Cpso = laju cacah pada saat keluar dari eaktor Sementara itu untuk menguji keseksamaan (precission) dari hasil pengukuran dihitung dengan rumus : tj.kc Keseksamaan = 100%- xl 000;0,.2 ) Kc Dimana Kc = kadar cuplikan dan A Kc = standar deviasi dari kadar cuplikan..1) Prosldlng Pel1emuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl tukllr

3 J. Djati Pramana, dkk. ISSN HASIL DAN PEMBAHASAN Tabell.. Hasil perhitungan konsentrasi rerata Sm, Ce dan Co dalam cuplikan air lmongan Samarium, Sm (1,451:1: 0,076).104 (3,0238:1: 0,096). 104 (2,438:1: 0,065) ,419 96,829 97,322 Gambar 1. Perbandingan konsentrasi logam dalam air pada ketiga lokasi sampling. Dari Tabel I dad Gambar I dapat terlihat bahwa kandungan rerata logam-logam Sm, Ce dad Co di dalam cuplikan air dari lokasi sampling cukup tinggi. Pada daerah pengamatan ini terlihat adanya arus aliran air relatif besar, sehingga kesempatan terjadinya proses pengendapan kecil. Logam-logam terlarut dalam badan air sedikit terendapkan, karena faktor self purification tidak optimal. Menurut Nitisuparjo]), faktor self purification adalah kemampuan sungai untuk dapat memperbaiki lingkungannya sendiri, mengatur dad mengadakan kesetimbangan kem- i. Menurut Sudannadji4J, peningkatan kadar logam berat yang cukup tinggi pada badan sungai yang biasanya disebabkan sungai tidak hanya menerima satu sumber pencemar tetapi berbagai sumber pencemar. Akibatnya sungai tidak dapat melakukan proses pemulihan, maka kapasitas self purification terlampaui, maka air sungai akan tetap tercemar yang ditandai oleh adanya bau busuk dan warn a air kelam. 8imongan merupakan lokasi sampling yang mempunyai kadar rendah yaitu 8m = (1,451 :f: 0,076) ppm, Ce = (2,433:f: 0,281) ppm dad Co = (3,073:f: 0,0.18) ppm. Pada daerah ini terjadi pengendapan logam berat dalam badan air sungai. Kemungkinan lain karena faktor self purification dapat bekerja dengan baik. Dari Tabel 2 dan Gambar 2 padacuplik_- sedimen dari stasiun pengamatan 8imongan kadar loga.-n-logam Sm, Ce, Cr dan Co rerata terlihat cukup tinggi. Hal ini disebabkan relatif kecilnya arus air, sehingga memungkinkan terjadinya proses pengendapan. Sedangkan pada lokasi sampling Tanah Mas kandungan logam-logam tersebut paling rendah. Dari data di atas secara umum terlihat adanya korelasi berlawanan antara konsentrasi logam teramati di dalam air dad di dalam sedimen. Di dalam air sungai, ada kecenderungan daerah dekat pantai ( dad Tambak Mas) tingkat logam pencemar lebih tinggi dibandingkan dengan daerah atas (). Keadaan sebaliknya terjadi untuk sedimen. Pada tingkatkonsentrasi tertentu dapat mengindikasikan seberapa tingkat beban pencemaran badan air sungai Semarang dad kemampuan self purification sungai tersebut. Tentu saja banyak faktor yang berpengaruh di sini, misalkan musim, tingkat curah hujan, pasang surut dll. Uji keseksamaan untuk kedua macam sampel seperti terlihat pada Tabel 1 dad Tabel 2 di atas terlihat bahwa keseksamaan pengukuran cukup baik dimana harga-harga tersebut rerata diatas 90 %. Sedangkan uji hipotesis perbedaan lokasi untuk kadar logam berat dalam air sungai Semarang menggunakan taraf signifikan IX = 0,05, derajad kebebasan v = 2 clan v = 3. Prosidlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nukllr P3TM-BATAN Yogyakafta, 7-8 Agustus 2001

4 60 ISSN J. Djati Pramana, dkk. Tabel 2. Hasil perhitungan konsentrasi rerata Sm, Ce, Cr dan Co di dalam cuplikan sedimen pada lokasi sampling. LOMi Tanah mas Tanah Mas Tanah Mas Tanah Mas Unsur c Samarium, Sm Cerium, Ce Krom, Cr Cobalt, Co Kad,ppm 6,090 :t 0,234 5,281 :t 0,234 4,160:t 0,192 4,357 :to, ,998 :t3, ,641 :t 4,495 86,299 :t 5,008 48,177:t 12,152 17,928 :t 3,436 36,623 :t 0,104 33,988:t 7,194 41,073 :t9,836 26,059 :f: 2,345 23,905 :f:2,781 16,996:f: 4,319 9,359 :f: 0,209 '-. KesekSamaano/6 """","'" 96,158 95,569 95,671 99,160 94,953 98,400 94,196 74,776 97,368 79,012 98,339 95,414 96,000 95,238 81,864 90,147 Gambar 2. Perbandingan konsentrasi logam dalam sedimen pada lowi sampling. Tabel3. Data kadar logam 8m dalam air pada 3 lokasi sungai 8emarang Replikasi 2 Jumlah Rata-rata Lokasi 1, , , , ,933, , , , , , , , , , Prosiding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr

5 J. Djati Pramana, dkk. ISSN Tabel 4. Ana/isi variasi untuk klasifikasi kadar Sm. Oleh karena fu = 2,(]190 < ft = 9,55, maka Ho diterima. Yang berarti tidak ada beda nyata kadar Sm pada air sungai di masing-masing lokasi. Analog dengan cara diatas, untuk Ce diperoleh fu = 11,322 > ft = 9,55, maka Ho ditolak yang berarti ada perbedaan nyata l<:adar Ce pada air sungai di masing-masing lokasi. Untuk Co, fu = 0,163 < 9,55, maka Ho diterima. Berarti tidak ada perbedaan kadar logam Co pada air sungai di masing-masing lokasi. Uji hipotesis perbedaan kadar logam Sm, Ce, Cr dan Co dalam sedimen pada masing-masing lokasi disajikan pada Tabel 5: Tabel S. Uji kadar hipotesis perbedaan kadar logam dalam sedimen. c. Analisis kuantitatif logam-logam tersebut di dalam sedirnen, terlihat kadar tertinggi adalah cuplikan dari yaitu Sm = (6,090 :t 0,234). ppm, Ce = (115, 998 :t 3,234). ppm, Cr = (17,928:t 3,436). ppm clan Co = (28,059:t 2,345). ppm. Tanah Mas mempunyai kadar terendah yaitu Sm = (4,357:t 0,204). ppm, Ce = (48,177:t 12,152). ppm, Cr = (41,073:t 9,836). ppm clan Co = (9,359:t 0,209). ppm. d. Uji hipotesis terhadap kadar logam-logam dalam cuplikan air untuk logam Sm clan Co tidak ada perbedaan di masing-masing lokasi, sedangkan logam Ce terlihat ada beda nyata di masing-masing lokasi. e. Uji hipotesis terhadap kadar logam-logam dalam cuplikan sedirnen kadar Sm, Ce, Cr clan Co ada beda nyata diantara masing-masing lokasi. DAFfARPUSTAKA Dari Tabel 5 di atas, menunjukkan ada beda nyata kadar logam Sm, Ce, Cr dan Co dalam sedimen sungai Semarang pada masing-masing lokasi sampling. KESIMPULAN Dari penelitiall yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa : a. Secara kualitatif dalam cuplikan air dad sedimen memberikwl informasi adanya logamlogam SIn; Ce, Cr dad Co. b. Analisis kuantitatif logam-logam tersebut di dalam air, terlih.lt kadar tertinggi adalah cuplikan dari yaitu Sm = (3,028 ;t 0,096). 10 ppm, Ce = (8,536 ;t 1,321) ppm dad Co = (3,039 ;t 0,428) ppm. merupakan daerah yang mempunyai kadar terendah yaitu Sm = (1,451 ;t 0,076). 1 O ppm, Ce = (2,433 :t 0,281) ppm dan Co = (3,073 ;t 0,018). 10 ppm. 1. ANONIMOUS, "Laporan Akhir Studi Dampak Lingkungan Reklamasi Pantai Semarang PT Ciptaguna Swentrabuana Semarang" Bekerjasama dengan CV Widha Consultan, KRUGER P, Principles of Activation Analysis, Devision of Civil Engineering Stanford University, Willey-Interscience, John Willy and Son, New York, NITISUP ARlO M," Faktor Konsentrasi Logam Berat dalam Makrozoobentos di Perairan Sungai Babon", Laporan Akhir Hasil Penelitian Lembaga Penelitian Unicersitas Diponegoro Semarang, SUDARMADJI, "Pencemaran dad Proteksi Lingkungan ", Program Studi I/mu Lingkungan, Program Pascasarjana Universitas Gajahmada Yoyakarta, SUSETYO W, Spektrometer Gamma, Gajah Mada University Press, WALPOLE, RE, Ilmu Peluang dad Statistik untuk Insinyur dad Ilmuwan, Terjemahan Terbitan Kedua, Penerbit ITB, Bandung Prosldlng Pertemuan dan Presentasillmiah Penelitlan Dasar IImu Pengetahuan din Teknologi Nukllr

6 17 J. Djati Pramana,dkk. ISSN :::":",......"..o',.,' ::::::.:;.-. -" O"o'...". ":"..":.,:::.::.:.:-.41\ ":,:..0::,"::" -:""::::":.:.:.:.,... C:'..,." '-";. ;..' "."...,,' '. '":-"-;. -("0'. '\ DEHGAli... :..:::.. 1-& oi.a..1a :0.1 SO" HI \ I u I IQ < :f/.i <, \'11 Keterangan 00 Stasiuntawang - [!J illiiill PETASAMPLING Lokasi sampling Rumah pompa G Bandarhardjo timur QJ) BeroK- Bandarharbjo Handarhardjo Stasiun tawang dad kota TanahMas -Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr

7 J. Djati Pramana, dkk. ISSN TANYA JAWAB Sukirno -Pengambilan cuplikan dilakukan berapa kali dad bagaimana caranya. -Logam berat Cr =, 41,073 ppm, diperkirakan dati industri di sekitar lokasi, akan tetapi Ce sebesar 115, 998 ppm kira-kira dati unsur apakah? (dari industri atau memang sudah ada sejak sebelum ada industri). Djati Pramana -Sampling dilakuktm satu kali. Air diambil dimasukkan ke dalam jerigen plastik di dalam suasana asam. Sedimen diambil sesuai prosedur sampling sedimen. -Sungai Semaran merupakan badan air buangan limbah kola don limbah industri. Sementara ini konl'entrasi unsur tersebut tidak dapat dipastikan berasal dari industri atau memang sudah ado S!!f.e!1Ininya:- -Data yang diperoleh digunakan sebagai basis data soot ini. Sumijanto -Teknik analisis dengan pemekatan itu sarnpai pemekatan berapa kali yang dapat dilakukan untuk memperoleh ketepatan yang baik, dad apa persyaratannya Bagaimana hila teknik ini digunakan untuk analisis unsur-unsur kelumit dari air reaktor. Djati Pramana -Teknik pemekatan dengan penguapan/ pemanasan, air dipanaskan da/am cawan parse/in dengan pemekatan / /iter" menjadi /5 mi. Persyaratannya harus dihindari terbentuknya endapan atau kerak yang sukar diambi/ untuk diana/isis, kemungkinan perubahan spesies atau unsur dihindari. -Teknik APN dapat digunakan untuk ana/isis unsur ke/umit dari air reaktor. Dapat secara /angsung tanpa pemekatan ataupun dengan pemekatan. Proslding Pert.emuan dan Presentasilimiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta. 7-8 Agustus 2001