UNJUK KERJA METODE FLAME ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRY (F-AAS) PASCA AKREDITASI

Transkripsi

1 246 ISSN Supriyanto C., Samin UNJUK KERJA METODE FLAME ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRY (F-AAS) PASCA AKREDITASI Supriyanto C., Samin Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN ABSTRAK UNJUK KERJA METODE FLAME ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRY (F-AAS) PASCA AKREDITASI. Telah dilakukan pengujian unjuk kerja metode nyala spektrometri serapan atom pada program uji profisiensi yang diselenggarakan oleh Komite Akreditasi Nasional (KAN). Program uji profisiensi dilakukan dengan menentukan kadar unsur,,, dan pada contoh uji yang berasal dari KAN dengan kode KAN IX AL-A dan KAN IX AL-B. Kalibrasi alat uji AAS dilakukan menggunakan larutan standar Cu 2 ppm, dengan hasil kepekaan dan presisi 0,019 ppm dan 0,320 %, masing-masing lebih rendah dari syarat acuan ASTM 0,040 ppm dan 1 %. Validasi metode uji dilakukan dengan uji pungut ulang (uji rekaveri), dengan hasil % rekaveri masing-masing unsur berkisar 100 %. Berdasar hasil kalibrasi dan validasi metode uji, menunjukan alat uji AAS dengan metode uji nyala masih layak sebagai alat uji. Berdasarkan evaluasi yang dilakukan KAN menunjukan perolehan kadar unsur,,, dan dalam contoh uji KAN IX AL-A dan KAN IX AL-B dengan metode nyala AAS pada kategori berhasil. ABSTRACT PERFORMANCE OF ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETER (AAS) AFTER ACCREDITATION. The performance of flame atomic absorption spectrometry method on the proficiency test done by national accreditation Committee of Indonesia (KAN) has been tested. The program of proficiency test was implemented by determining,,, and content in KAN IX AL-A and KAN IX AL-B samples. The calibration of AAS instrument was done by using standard solution of Cu 2 ppm sensitivity and precision such as 0,019 ppm and 0,320 % respectively lesthan ASTM reference of 0,040 ppm and 1 %. The validation of method was done by recovery test with result % recovery of each element around of 100 %. Based on the results of calibration and validation showed that AAS instrument is still valid as an instrument test. Based on the evaluation of KAN showed that the content of,,, and in KAN IX AL-A and KAN IX AL-B samples are within the successful category. PENDAHULUAN kreditasi adalah rangkaian kegiatan pengakuan A formal berupa pemberian, pemeliharaan, perpanjangan, dan pencabutan akreditasi lembaga sertifikasi atau laboratorium uji/ kalibrasi yang dilakukan oleh lembaga otorisasi independen yang dalam hal ini adalah Komite Akreditasi Nasional (KAN). Untuk memperoleh pengakuan formal dari KAN, suatu laboratorium harus memenuhi beberapa persyaratan yang ada dalam persyaratan umum kompetensi laboratorium penguji/kalibrasi (1). Salah satu persyaratan yang harus dipenuhi oleh setiap laboratorium uji yang terakreditasi adalah laboratorium uji tersebut harus melakukan uji profisiensi/uji perbandingan. Uji profisiensi adalah serangkaian kegiatan pengujian untuk melakukan identifikasi unjuk kerja laboratorium melalui cara uji banding antar laboratorium. Uji profisiensi sangat diperlukan karena merupakan salah satu cara yang dilakukan untuk mengetahui unjuk kerja dari instrumen pendukung dalam suatu laboratorium uji. Uji profisiensi dilakukan dengan cara membandingkan hasil uji suatu contoh uji yang dilakukan dengan metode tertentu dalam laboratorium uji, kemudian data hasil uji yang diperoleh dibandingkan dengan metode lain dari berbagai laboratorium uji baik pemerintah maupun swasta di seluruh Indonesia. Pelaksanaan program uji profisiensi dilakukan oleh semua laboratoprium uji yang terakreditasi, sedangkan evaluasi terhadap hasil uji dari masing-masing laboratorium uji dapat dilakukan oleh KAN, institusi pemerintah ataupun oleh laboratorium uji yang telah memperoleh akreditasi dari KAN (1,2). Hasil uji profisiensi akan berpengaruh pada status akreditasi dari laboratorium uji seperti perpanjangan atau pencabutan akreditasi. Kriteria keberhasilan uji profisiensi ditunjukkan dengan besaran Z-score yang diperoleh dari perhitungan hasil uji suatu laboratorium uji yang dibandingkan antar laboratorium (akurasi), dan besaran Z-score yang dibandingkan intra laboratorium (presisi), dengan urutan criteria, diperingatkan, outlier, dan sangat menyimpang (2). Demikian juga halnya dengan Laboratorium Kimia Analitik PTAPB yang wajib mengikuti uji

2 Supriyanto C., Samin ISSN profisiensi, dilakukan menggunakan alat uji AAS dengan metode nyala. Contoh uji diperoleh dari KAN dalam bentuk contoh uji air limbah yang diperkaya dengan logam,,,, dan anion nitrat (NO 3 ), NH 4, dan diawetkan dalam suasana HCl (ph < 2). Untuk memperoleh hasil uji profisiensi yang memenuhi persyaratan yang ditentukan oleh KAN, diperlukan beberapa parameter antara lain validasi metode uji dan validasi alat uji. Validasi metode uji dilakukan menggunakan Standard Reference Materials (SRM) sebagai contoh uji, kemudian ditentukan kadar unsur yang ada dalam SRM tersebut. Metode uji dikatakan valid apabila kadar unsur hasil analisis berada dalam rentang kadar yang ada dalam sertifikat. Validasi metode uji dapat juga dilakukan dengan uiji pungut ulang atau uji rekaveri. Validasi alat uji dilakukan dengan melakukan kalibrasi, ditentukan harga kepekaan dan presisi, dibandingkan dengan persyaratan acuan, kemudian dilakukan verifikasi terhadap unsur yang akan di analisis. Dengan demikian tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kelayakan alat uji AAS, dan unjuk kerja metode nyala AAS berdasarkan evaluasi data hasil uji profisiensi yang dilakukan oleh Komite Akreditasi Nasional (KAN). TATA KERJA Bahan dan ALat Pada penelitian ini bahan-bahan yang digunakan meliputi bahan standar Spektrosol,,, dan masing-masing konsentrasi 1000 ppm buatan BDH, asam nitrat 1 N, akuabides buatan lab Kimia Analitik PTAPB. Sebagai bahan contoh uji terdiri dari 2 (dua) macam contoh uji yang diperoleh dari KAN, masing-masing volume 20 ml. Peralatan yang digunakan adalah seperangkat alat spektrometer serapan atom yang dilengkapi dengan GTA-96 dan PSC-6 buatan Varian, Techtron Ltd., Australia, pipet effendorf µl, µl. Cara kerja Optimasi kondisi analisis unsur-unsur,,, dan Kondisi optimum analisis unsur-unsur,,, dan diperoleh dengan mengamati serapan yang maksimum pada panjang gelombang optimum masing-masing unsur pada setiap perubahan laju alir contoh uji, arus lampu, laju alir asetilen, laju alir udara, tinggi dan posisi pembakar. Larutan standar masing-masing unsur yang diamati adalah, dan masing-masing 1 ppm, konsentrasi ppm, dan konsentrasi 2 ppm. Kepekaan alat uji SAA Penentuan kepekaan alat uji SAA dilakukan dengan membuat 1 buah larutan campuran yang terdiri dari larutan standar Cu 1000 ppm, HNO 3 1 N, dan akuatrides sedemikian rupa sehingga konsentrasi Cu dalam larutan 2 ppm, dan konsentrasi HNO 3 dalam larutan 0,1 N. Larutan tersebut diukur serapannya dengan 3 kali pengukuran pada kondisi analisis yang optimum, dihitung kepekaan yang diperoleh kemudian dibandingkan dengan persyaratan yang ada. Presisi alat uji Penentuan presisi alat uji SAA dilakukan dengan membuat 1 buah larutan campuran yang terdiri dari larutan standar Cu 1000 ppm, HNO 3 1 N, dan akuatrides sedemikian rupa sehingga konsentrasi Cu dalam larutan 2 ppm, dan konsentrasi HNO 3 dalam larutan 0,1 N. Larutan tersebut diukur serapannya dengan 6 kali pengukuran pada kondisi analisis yang optimum, dihitung simpangan baku yang diperoleh kemudian dibandingkan dengan persyaratan yang ada. Penentuan rentang konsentrasi terpakai (RKT) Penentuan RKT dilakukan dengan membuat satu deret larutan standar,,, dan dengan kisaran konsentrasi, dan masing-masing 0,02; ; 0,; 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 1 dan 20 ppm. Kisaran konsentrasi 0,00; 0,01; 0,02; 0,0; 0,1; ; 0,; 0,7; 1,0; 2, ppm. Masing-masing deret larutan standar diukur serapannya pada kondisi optimum dari masing-masing unsur. Rentang konsentrasi terpakai masing-masing unsur diperoleh berdasarkan perhitungan % RCE (relative concentration equivalent). Validasi Metode Validasi metode uji unsur dilakukan menggunakan uji pungut ulang atau uji rekaveri yaitu dengan menambahkan konsentrasi tertentu larutan contoh uji ke dalam larutan standar konsentrasi 1,0 ppm. Diukur serapannya pada kondisi optimum analisis unsur, diperoleh konsentrasi unsur dalam contoh uji. Konsentrasi yang diperoleh dibandingkan dengan konsentrasi dalam contoh uji yang sesungguhnya. Validasi metode uji unsure, dan dilakukan dengan cara kerja yang sama pada unsur, dengan konsentrasi larutan standar : 1, ppm, : 1, ppm, dan : 0,6 ppm. Aplikasi metode analisis. Aplikasi metode nyala pada analisis logamlogam berat,,, dan dalam contoh uji air

3 248 ISSN Supriyanto C., Samin limbah yang berasal dari KAN, dilakukan dengan teknik kalibrasi standar yaitu dengan mengukur serapan,,, dan dari contoh uji pada kondisi optimum masing-masing unsur. Kadar,,, dan diperoleh dengan cara mengintrapolasi serapan yang diperoleh dalam kurva standar masing-masing unsur. HASIL DAN PEMBAHASAN Pada uji profisiensi (KAN IX/2006) setiap laboratorium peserta memperoleh 2 (dua) buah contoh uji (KAN IX AL-A dan KAN IX AL-B), masing-masing volume 20 ml, ditentukan kadar unsur,,, dan dengan metode nyala serapan atom. Untuk memperoleh tampilan data hasil uji yang memenuhi persyaratan secara akreditasi seperti validitas hasil uji dan ketertelusuran hasil uji, beberapa parameter penelitian perlu diperhatikan, antara lain kondisi optimum analisis. Kondisi optimum analisis diperoleh dengan mengamati serapan yang optimum pada panjang gelombang maksimum masing-masing unsur,,, dan pada setiap perubahan arus lampu, lebar celah, laju alir contoh uji, laju alir asetilen, laju alir udara, dan tinggi pembakar, seperti disajikan pada Tabel 1 sebagai berikut : Tabel Kondisi optimum unsur-unsur,,, No Parameter Panjang gelombang, nm 37,9 248,3 217,0 279, Arus lampu, ma 10 Lebar celah, nm 1,0 Laju alir asetilen, l/menit 2,70 2,47 1,70 2,4. Laju alir udara, l/menit 6. Laju alir contoh, ml/menit 7. Tinggi pembakar, mm Kondisi optimum analisis yang diperoleh seperti disajikan pada Tabel 1 selanjutnya digunakan untuk analisis berikutnya. Parameter yang lain adalah kelayakan alat uji dan validasi metode uji. Kelayakan alat uji yang digunakan ditunjukkan dengan tampilan data yang dihasilkan berupa kepekaan, presisi dan rentang konsentrasi terpakai (RKT) masing-masing unsur yang akan ditentukan, sedangkan validasi metode uji dilakukan dengan uji pungut ulang atau uji rekaveri. Alat uji yang digunakan adalah layak apabila kepekaan dan presisi yang dihasilkan memenuhi persyaratan, demikian juga metode uji yang digunakan dikatakan valid apabila data hasil uji rekaveri memenuhi persyaratan. Pada Tabel 2 disajikan data kepekaan dan presisi alat uji SSA dengan metode nyala. Harga kepekaan dan presisi alat uji diperoleh dengan mengukur serapan larutan standar Cu konsentrasi 2 ppm pada kondisi optimum analisis unsur Cu. Berdasarkan data serapan yang diperoleh, kemudian dihitung kepekaan alat uji (S) dengan formula S = 0,0044 (C 1 / A 1 ), C 1 dan A 1 masing-masing adalah konsentrasi dan serapan larutan standar Cu yang dipilih. Presisi alat uji (s) dihitung berdasarkan simpangan baku yang diperoleh pada pengukuran larutan standar Cu 2 ppm, dengan formula : s = (A- B) x 0,40 dengan A = nilai serapan tertinggi dan B = nilai serapan terendah dari 6 nilai serapan yang diperoleh. Berdasarkan pada Tabel 2, kepekaan alat uji AAS diperoleh 0,019 ppm, dan presisi 0,32 % harga kepekaan dan presisi yang diperoleh masingmasing masih berada dibawah batas maksimum yang diijinkan 0,04 ppm, dan 1 % (3). Tabel Data kepekaan dan presis alat uji SAA. No Parameter Cu ppm Kepekaan, ppm. Syarat acuan, ppm presisi (simpangan baku relatif), % Syarat acuan, % 0,019 0,040 0,32 1,0 Pada Gambar 1, dan Gambar 2 disajikan data hubungan antara konsentrasi unsur,,, dan dengan % relative concentration equivalent (RCE). Data % RCE diperoleh dengan cara mengukur serapan dari satu deret larutan standar, dan masing-masing dengan konsentrasi 0,02; ; 0,; 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 1 dan 20 ppm. Unsur dengan konsentrasi 0,00; 0,01; 0,02;

4 Supriyanto C., Samin ISSN ,0; 0,1; ; 0,; 0,7; 1,0; 2, ppm. Dari data serapan yang diperoleh, kemudian dihitung harga %RCE menggunakan formula (4) : % RCE = ( C ) 2 C1 ( ) ( ) ( C ) A A x SA x 100 C 1 = konsentrasi larutan standar terdekat yang lebih rendah ( A 1 adalah serapannya ) C 2 = konsentrasi larutan standar terdekat yang lebih tinggi ( A 2 adalah serapannya ) SA = simpangan baku untuk A % R8.00 C6.00 E Konsentrasi, dan Gambar Hubungan antara konsentrasi, dan dengan % RCE C 4 % R3 C E Konsentrasi Zn (ppm) Gambar Hubungan antara konsentrasi dengan % RCE. Berdasarkan perhitungan % RCE yang diperoleh dapat ditentukan rentang konsentrasi terpakai unsur,,, dan yaitu berdasarkan konsentrasi yang mempunyai harga % RCE < 1 %, seperti disajikan pada Tabel 3 sebagai berikut : Tabel Data linieritas konsentrasi unsur-unsur,,, dan No Unsur Rentang konsentrasi terpakai (ppm) 1,0-1,0 0, - 2,0 1,0-10,0 1,0 Batas deteksi (ppm) 0,03 0,04 0,18 0,02 Tabel Uji rekaveri unsur,,, dan No Unsur Konsentrasi standar (µg/g) Rerata kons. standar hasil adisi (µg/g) 1,0 1,60 1,00 0,60 1,49 1,9 1,02 0,94 % Rekaveri 99,87 99,37 102,0 99,0 Validasi metode uji dilakukan dengan uji pungut ulang atau uji rekaveri pada setiap unsur yang akan dianalisis. Uji pungut ulang dilakukan dengan menambahkan konsentrasi tertentu larutan contoh uji ke dalam larutan standar setiap unsur yang akan dianalisis, perolehan konsentrasi standar hasil adisi contoh uji dibandingkan dengan konsentrasi standar yang ditambahkan, seperti disajikan pada Tabel Berdasarkan persyaratan, uji rekaveri yang dilakukan pada unsur,,, dan menunjukan hasil rekaveri yang mendekati 100 %. Aplikasi metode analisis pada contoh uji dilakukan dengan teknik kalibrasi standar yaitu dengan mengukur serapan unsur,,, dan dalam contoh uji air limbah. Serapan masing-masing unsur yang diperoleh kemudian diintrapolasikan pada kurva kalibrasi masing-masing standar unsur, sehingga akan diperoleh konsentrasi unsur, seperti disajikan pada Tabel sebagai berikut :

5 20 ISSN Supriyanto C., Samin Tabel. Data hasil analisis unsur unsur,,, dan dalam contoh uji air limbah. Kode Unsur Rerata kadar unsur Hasil uji profisiensi Contoh (mg/l) Antar Lab. Z-Score (akurasi) KAN IX AL- A 0,36 1,86 0,40 Intra Lab. Z-Score (presisi) KAN IX AL- B 0,34 1,86 0,40 Berdasarkan evaluasi yang dilakukan oleh KAN, laboratorium Kimia Analitik PTAPB dengan kode lab AL-39, menunjukan hasil kadar unsur,,, dan pada contoh uji KAN IX AL-A dan KAN IX AL-B dengan akurasi dan presisi pada kategori. KESIMPULAN Spektrometer serapan atom dengan metode nyala masih layak digunakan sebagai alat uji berdasarkan harga akurasi berada di bawah batas acuan maksimum 0,04 mg/l, dana presisi lebih rendah dari 1 %. Dalam 2 macam contoh uji dengan matriks air limbah yang diperoleh dari KAN terdeteksi unsur-unsur,, dan dengan kadar tertinggi dan kadar terendah. Berdasarkan evaluasi yang dilakukan oleh KAN menunjukan hasil uji unsur,, dan dalam 2 (dua) macam contoh uji mempunyai akurasi dan presisi yang. DAFTAR PUSTAKA ANONIM, Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Penguji dan Laboratorium Kalibrasi, Badan Standardisasi Nasional (BSN), Jakarta, (2001). ANONIM, Uji Profisiensi/Uji Banding Bagi Labaoratorium Lingkungan, Badan Pengendalian Dampak Lingkungan (Bapedal), Jakarta, (1999). AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS, ASTM E , Philladelphia, (1979). SUMARDI, Validasi Metode Analisis, Pelatihan Asesor Laboratorium, Badan Standardisasi Nasional, Jakarta, (2001). TANYA JAWAB Pristi Hartati Mengapa kalibrasi yang dilakukan hanya dengan Cu 2 ppm, apakah ada unsur lain yang dapat digunakan?. Supriyanto C. Kalibrasi menggunakan larutan Cu 2 ppm karena unsur Cu mempunyai potensial ionisasi yang yang moderat artinya tidak terlalu tinggi dan juga tidak terlalu rendah, sehingga unsur Cu tidak mudah terionisasi di dalam nyala. Selain itu unsur Cu lebih stabil. Unsur lain dapat juga digunakan untuk kalibrasi seperti.