BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Klasifikasi Tanaman Kelor Menurut Tilong (2012), klasifikasi tanaman kelor adalah sebagai berikut: Kingdom Divisi Kelas Ordo Famili Genus Spesies : Plantae : Magnoliophyta : Dikotil : Capparales : Moringaceae : Moringa : Moringa oleifera Deskripsi Tanaman Kelor Nama ilmiah tanaman kelor ialah Moringa oleifera atau Moringa pterigospermae Gaertn. Kelor memiliki nama berbeda di setiap negara, seperti moringa, ben-oil tree, clarifier tree, dan drumstick tree (Inggris), kalor, merunggai, dan sajian (Malaysia), marum (Thailand), serta malunggay (Filipina). Sementara itu, di berbagai daerah di Indonesia, kelor biasa disebut kelor (Jawa, Sunda, Bali dan Lampung), kerol (Buru), maronggih (Madura), moltong (Flores), kelo (Gorontalo), keloro (Bugis), kawano (Sumba), ongge (Bima), serta hau fo (Timor) (Tilong, 2012). Tanaman Kelor merupakan jenis perdu yang dapat memiliki ketinggian batang 7-11 m (sumber lain menyatakan 7-12 m). Tanaman ini berupa semak atau 5

2 pohon dan mempunyai umur panjang. Batangnya berkayu, tegak, berwarna putih kotor, berkulit tipis, permukaan kasar, dan batang kayunya mudah patah (Tilong, 2012). Daun tanaman kelor memiliki karakteristik bersirip tidak sempurna, berbentuk kecil dan menyerupai telur, serta hanya sebesar ujung jari. Daun ini bersusun majemuk dalam satu tangkai, bertangkai panjang. Ukuran helai daun mempunyai panjang 1-2 cm atau 1-3 cm, lebar 1-2 cm. Daunnya tipis, ujung dan pangkal daun tumpul (Obtusus), pangkal daun membulat, tepi daun rata, susunan pertulangan menyirip (pinnate), serta permukaan atas dan bawah halus. Helai daunnya saat muda berwarna hijau muda, sedangkan setelah tua warnanya berubah menjadi hijau tua atau hijau kecoklatan. Bunga tanaman kelor berwarna putih kekuningan dan tudung pelepahnya bunganya berwarna hijau. Buah kelor berbentuk panjang dan segitiga, dengan panjang sekitar cm. Ketika masih muda, buah tanaman kelor ini berwarna hijau, namun setelah tua warnanya berubah menjadi cokelat. Bentuk bijinya bulat, berwarna cokelat kehitaman dan berbuah setelah berumur bulan. Sayap bijinya ringan, sedangkan kulit bijinya mudah dipisahkan, sehingga meninggalkan biji yang berwarna putih (Tilong, 2012). 2.2 Air Air merupakan salah satu dari sekian banyak molekul kimia yang diperlukan oleh makhluk hidup dalam memenuhi berbagai jenis kebutuhan. Dalam penggunaannya haruslah memenuhi kriteria sifat fisik, kimia maupun biologis. Seiring dengan perkembangan zaman, berbagai aktifitas manusia 6

3 maupun kejadian alami justru menimbulkan pencemaran, sehingga menurunkan kualitas maupun kuantitas sumber daya air. Berbagai unsur dan senyawa penyebab terjadinya pencemaran air, berasal dari berbagai aktifitas, seperti kegiatan pertanian, industri, transportasi air, maupun limba domestik (Umar dan Liong, 2014). Sumber air merupakan salah satu komponen utama yang ada pada suatu peyediaan air bersih, karena tanpa sumber air, maka suatu sistem penyediaan air bersih tidak akan berfungsi. Macam-macam sumber air yang dapat di manfaatkan sebagai sumber air bersih antara lain air laut, air hujan, air permukaan (sungai, rawa, danau) dan air tanah, yang salah satunya dengan sumur gali. Sumur gali adalah satu konstruksi sumur yang paling umum dan banyak digunakan untuk mengambil air tanah bagi masyarakat kecil dan rumah-rumah perorangan (Hapsari, 2015). Menurut Effendy pada tahun 2003, penggolongan air menurut peruntukannya di bagi menjadi 4, antara lain: 1. Golongan A merupakan air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu. 2. Golongan B merupakan air yang dapat digunakan sebagai baku mutu air minum. 3. Golongan C merupakan air yang dapat digunakan sebagai keperluan perikanan peternakan. 4. Golongan D merupakan air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha diperkotaan, industri dan PLTA. 7

4 2.2.1 Air Bersih Air bersih merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia yang diperoleh dari berbagai sumber, tergantung pada kondisi daerah setempat. Kondisi sumber air pada setiap daerah berbeda-beda, tergantung pada keadaan alam dan kegiatan manusia yang terdapat di daerah tersebut. Penduduk yang tinggal di daerah dataran rendah dan berawa seperti di Sumatera dan Kalimantan menghadapi kesulitan memperoleh air bersih untuk keperluan rumah tangga, terutama air minum. Hal ini karena sumber air di daerah tersebut adalah air gambut yang berdasarkan parameter baku mutu air tidak memenuhi persyaratan kualitas air bersih (Nainggolan dan Susilawati, 2011). Air gambut mengandung senyawa organik terlarut yang menyebabkan air menjadi berwarna coklat dan bersifat asam, sehingga perlu pengolahan khusus sebelum siap untuk dikonsumsi. Senyawa organik tersebut adalah asam humus yang terdiri dari asam humat, asam fulfat dan humin. Asam humus adalah senyawa organik dengan berat molekul tinggi dan berwarna kecoklatan sampai kehitaman, terbentuk karena pembusukan tanaman dan hewan, sangat tahan terhadap mikroorganisme dalam waktu yang cukup lama (Nainggolan dan Susilawati, 2011). 2.3 Alternatif Pengolahan Air Gambut Berdasarkan pada pengetahuan tentang penyebab dan kandungan warna pada air gambut dan sifat-sifatnya, maka proses dan metode pengolahan yang dapat diterapkan untuk mengolah jenis air berwarna alami adalah melalui proses oksidasi, adsorpsi, koagulasi-flokulasi (Nainggolan dan Susilawati, 2011). 8

5 2.3.1 Proses Oksidasi Proses oksidasi untuk pengolahan air berwarna (yang mengandung senyawa organik) yang dapat dianjurkan adalah dengan ozon atau peroksida, karena tidak menghasilkan suatu ikatan atau senyawa yang berbahaya (dapat menguraikannya sehingga mudah terurai dan menguap). Ozon atau peroksida dikenal sebagai oksidator kuat yang dapat digunakan dalam pengolahan air sehingga ikatan polimer dan monomernya akan terputus dan akan membentuk CO2 dan H2O apabila oksidasinya sempurna. Namun dalam aplikasinya biaya operasi relatif mahal dan perlu digunakan unit penghasil ozon (Nainggolan dan Susilawati, 2011) Proses Adsorpsi Adsorpsi merupakan fenomena fisika dimana molekul-molekul bahan yang diadsorpsi tertarik pada permukaan bidang padat yang bertindak sebagai adsorban. Dengan demikian, jelas bahwa adsorpsi merupakan fenomena bidang batas yang efisiennya makin tinggi apabila luas bidang permukaan adsorban makin besar. Adsorpsi berlangsung sedikit terhadap semua senyawa organik, kecuali senyawa berhalogen (F, Br, Cl), adsorpsi berlangsung baik pada semua senyawa berhalogen dan senyawa alifatik, adsorpsi berlangsung sangat baik terhadap semua senyawa aromatik, makin banyak kandungan inti benzennya makin baik adsorpsinya (Nainggolan dan Susilawati, 2011). Dalam pengolahan air gambut dengan proses adsorpsi pada prinsipnya adalah menarik molekul asam-asam humus ke permukaan suatu adsorben. Contoh 9

6 adsorben yang biasa digunakan adalah karbon aktif (charcoal), zeolit dan resin (Nainggolan dan Susilawati, 2011) Proses Koagulasi Flokulasi Menurut Nainggolan dan Susilawati pada tahun 2011, Proses koagulasi yang diiringi dengan proses flokulasi merupakan salah satu proses pengolahan air yang sudah lama digunakan. Proses ini penting untuk penyisihan warna dan organik. Definisi koagulasi sebagai proses dapat disimpulkan menjadi tiga berikut ini: 1. Koagulasi merupakan proses menggabungkan partikel kecil menjadi agregat yang lebih besar. 2. Proses penambahan bahan kimia ke dalam air untuk menghasilkan spesies kimia yang berperan dalam destabilisasi kontaminan dan meningkatkan kemungkinan penyisihan. 3. Proses untuk menggabungkan partikel koloid dan partikel kecil menjadi agregat yang lebih besar dan dapat mengadsorpsi material organik terlarut ke permukaan agregat sehingga dapat mengendap Partikel koloid yang terkandung dalam alam umumnya mempunyai muatan positif dan negatif, sehingga koagulan yang diperlukan adalah yang bermuatan positif. Koagulan yang umum digunakan dalam pengolahan air adalah garam aluminium seperti alum (Nainggolan dan Susilawati, 2011). Flok-flok yang terbentuk pada umumnya juga mempunyai kemampuan adsorpsi yang cukup besar, sehingga pada saat yang bersamaan dengan pembentukan dan penggabungan mikroflok akan terjadi proses adsorpsi dan 10

7 pemerangkapan bahan-bahan terlarut dalam air dan ikut tersisih dalam proses pengendapan dan penyaringan. Sedangkan pada air berwarna alami atau air gambut, konsentrasi bahan koloid atau partikel tersuspensi lainnya umumnya sangat rendah, Sehingga ada pendapat mengatakan bahwa sebenarnya proses koagulasi dan flokulasi yang dilaksanakan pada air berwarna tidak lain adalah melaksanakan proses adsorpsi dengan bantuan penambahan bahan kimia (Nainggolan dan Susilawati, 2011). 2.4 Mineral Mineral merupakan unsur esensial bagi fungsi normal sebagian enzim dan sangat penting dalam pengendalian komposisi cairan tubuh 65% adalah air dalam bobot tubuh. Mineral merupakan konstituen esensial pada jaringan, lemak, cairan (Budianto, 2009) Kalsium Kalsium termasuk unsur esensial bagi semua makhluk hidup. Unsur ini berperan dalam pembentukan tulang dan pengaturan permeabilitas dinding sel. Kadar kalsium dalam air minum minimal 20 mg/liter. Sumber utama kalsium di perairan adalah batuan dan tanah. Kalsium pada batuan terdapat dalam bentuk mineral batu kapur. Kalsium banyak digunakan dalam industri kimia, minuman, kertas dan sebagainya. Kadar kalsium pada air tawar biasanya kurang dari 15 mg/liter, pada perairan yang berada di sekitar batuan karbonat antara mg/liter, pada perairan laut sekitar 400 mg/liter, sedangkan pada brine sekitar mg/liter (Effendy, 2003). 11

8 Tubuh orang dewasa yang gizinya baik mengandung 1-1,5 kg kalsium dan 90% terdapat di tulang dan gigi dalam bentuk garam kompleks. Sumber kalsium adalah susu, ikan, udang, bayam, keju, es krim, melinjo, dan sawi. Kalsium juga dapat diperoleh dalam jumlah yang cukup dari air mineral yang dapat mengandung sampai 50 mg/l. Peran kalsium tidak saja sebagai pembentuk tulang dan gigi, tetapi juga mengandung peranan penting pada berbagai proses fisiologik dan biokhemik di dalam tubuh (Budianto, 2009). Kekurangan unsur kalsium dalam persediaannya di dalam tubuh dapat menimbulkan karies dentis atau kerusakan pada gigi, pertumbuhan tulang menjadi tidak sempurna, apabila bagian tubuh terluka maka darah akan sukar membeku (Kartasapoetra dan Marsetyo, 1995) Magnesium Magnesium adalah logam alkali tanah yang cukup berlimpah pada perairan alami. Bersama dengan kalsium, magnesium merupakan penyusun utama kesadahan. Garam-garam magnesium bersifat mudah larut dan cenderung bertahan sebagai larutan, meskipun garam-garam kalsium telah mengalami presipitasi. Kadar magnesium dalam air minum minimal 10 mg/liter, sedangkan kadar maksimum yang diperbolehkan untuk kepentingan air minum adalah 50 mg/liter (Effendy, 2003). Dalam keadaan normal dalam tubuh, unsur magnesium bisa diperkirakan dalam tubuh yaitu sekitar 0,5 gram per kilogram jaringan bebas lemak, kira-kira 60% daripadanya berada dalam jaringan tulang. Diperkirakan sepertiga dari tersedianya unsur ini di dalam tubuh bergabung/bercampur dengan unsur fosfat, 12

9 sedangkan sisanya dalam keadaan bebas melekat pada permukaan susunan mineral (Kartasapoetra dan Marsetyo, 1995). Sumber dari magnesium diantaranya adalah sayur-sayuran hijau, kedelai, dan kecipir. Sedangkan fungsi dari magnesium adalah sebagai aktivator enzim peptidase dan enzim yang memecah gugus phospat, meningkatkan tekanan osmotik, membantu mengurangi getaran otot (Budianto, 2009). Defisiensi magnesium dalam tubuh dapat terjadi sebagai akibat gangguan absorpsi yang mengakibatkan terjadinya diare, muntah-muntah dan tentunya dapat berakibat pada keadaan lemas dan lesu karena energi yang banyak dikeluarkan (Kartasapoetra dan Marsetyo, 1995). Pria dewasa membutuhkan magnesium sebanyak 350 mg/hari. Jika terjadi defisiensi, maka dapat menimbulkan gangguan metabolik, insomnia, kejang kaki, serta telapak tangan dan kaki gemetar (Budianto, 2009). 2.5 Metode Destruksi Destruksi merupakan suatu perlakuan pemecahan senyawa menjadi unsurunsurnya sehingga dapat dianalisis. Istilah destruksi ini disebut juga dengan perombakan, yaitu perombakan dari bentuk garam 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 (Kristianingrum, 2012). 13

10 2.5.1 Destruksi Kering Destruksi kering merupakan perombakan logam organik di dalam sampel menjadi logam-logam anorganik dengan jalan pengabuan sample dalam muffle furnace dan memerlukan suhu pemanasan antara C, tetapi suhu ini sangat tergantung pada jenis sampel yang akan dianalisis. Untuk menentukan suhu pengabuan dengan sistem ini terlebih dahulu ditinjau jenis logam yang akan dianalisis (Kristianingrum, 2012). Ada beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam hal menggunakan metode destruksi terhadap sampel, apakah dengan destruksi basah atau kering, antara lain: sifat matriks dan konstituen yang terkandung di dalamnya, jenis logam yang akan dianalisis, metode yang akan digunakan untuk penentuan kadarnya. Selain itu, untuk memilih prosedur yang tepat perlu diperhatikan beberapa faktor antara lain: waktu yang diperlukan untuk analisis, biaya yang diperlukan, ketersediaan bahan kimia, dan sensitivitas metode yang digunakan (Kristianingrum, 2012) Destruksi Basah Destruksi basah adalah perombakan sampel dengan asam-asam kuat, baik tunggal maupun campuran, kemudian dioksidasi dengan menggunakan zat oksidator. Pelarut-pelarut yang dapat digunakan untuk destruksi basah antara lain asam nitrat, asam sulfat, asam perklorat, dan asam klorida. Kesemua pelarut tersebut dapat digunakan baik tunggal maupun campuran. Kesempurnaan detruksi ditandai dengan diperolehnya larutan jernih pada larutan destruksi, yang menunjukkan bahwa semua konstituen yang ada telah larut sempurna atau perombakan senyawa-senyawa organik telah berjalan dengan baik. Senyawa- 14

11 senyawa garam yang terbentuk setelah destruksi merupakan senyawa garam yang stabil dan disimpan selama beberapa hari (Kristianingrum, 2012). 2.6 Spektrofotometri Serapan Atom Metode spektroskopi serapan atom (SSA) mendasarkan pada prinsip absorbsi cahaya oleh atom. Atom-atom akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Sebagai contoh, natrium menyerap pada panjang gelombang 589 nm, uranium pada 385,5 nm, sementara kalium menyerap pada 766,5 nm. Cahaya pada panjang gelombang ini mempunyai cukup energi untuk mengubah tingkat elektronik suatu atom bersifat spesifik. Dengan menyerap suatu energi, maka atom akan memperoleh energi, sehingga suatu atom pada keadaan dasar dapat ditingkatkan energinya ke tingkat eksitasi (Rohman, 2007). Spektrofotometri serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsurunsur logam. Cara analisis ini memberikan kadar total unsur logam dalam suatu sampel dan tidak tergantung pada bentuk moekul logam dalam sampel tersebut. Cara ini cocok untuk analisis logam karena mempunyai kepekaan yang tinggi (batas deteksi kurang dari 1 ppm), dan pelaksanaannya relatif sederhana. Spektrofotometri serapan atom didasarkan pada penyerapan energi sinar oleh atom-atom netral, dan sinar diserap biasanya sinar tampak atau ultraviolet. Dalam garis besarnya prinsip spektrofotometri serapan atom sama dengan spektroskopi sinar tampak atau ultraviolet. Perbedaannya terletak pada bentuk spektrum, cara pengujian sampel dan peralatannya (Rohman, 2007). 15

12 2.7 Instrumentasi Spektrofotometri Serapan Atom Menurut Rohman pada tahun 2007, instrumen spektrofotometri serapan atom (SSA) terdiri dari sumber sinar, tempat sampel, monokromatror, detektor, sistem pengolah (Amplifier), dan pencatat hasil (Readout). Sumber sinar yang lazim dipakai adalah lampu katoda berongga (hollow cathode lamp). Lampu ini terdiri atas tabung kaca tertutup yang mengandung suatu katoda dan anoda. Katoda sendiri berbentuk silinder berongga yang terbuat dari logam atau dilapisi dengan logam tertentu. Monokromator merupakan alat untuk memisahkan radiasi yang tidak diperlukan dari spektrum radiasi lain yang dihasilkan oleh hallow cathode lamp dan memilih spektrum sesuai dengan panjang gelombang yang digunakan dalam analisis. Detektor merupakan alat yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik, yang memberikan suatu isyarat listrik berhubungan dengan daya radiasi yang diserap oleh permukaan yang peka. Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melalui tempat pengatoman. Sistem pengolah atau Amplifier merupakan suatu alat untuk memperkuat signal yang diterima dari detektor sehingga dapat dibaca alat pencatat hasil atau Readout. Pencatat hasil atau Readout merupakan suatu alat penunjuk atau sistem pencatatan hasil yang berupa hasil pembacaan. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva yang menggambarkan absorbansi. Sistem peralatan Spektrofotometri Serapan Atom dapat dilihat pada gambar dibawah ini. 16

13 Gambar 1. Komponen alat Spektrofotometri serapan Atom (Harris, 2007). 2.8 Gangguan-Gangguan pada Spektrofotometer Serapan Atom Gangguan gangguan (Interference) yang ada pada Spektrofotometri Serapan Atom adalah peristiwa-peristiwa yang menyebabkan pembacaan absorbansi unsur yang dianalisis menjadi lebih kecil atau lebih besar dari nilai yang sesuai dengan konsentrasinya dalam sampel (Rohman, 2007). Menurut Rohman (2007), gangguan-gangguan yang dapat terjadi dalam spektrofotometri serapan atom sebagai berikut: 1. Gangguan yang berasal dari matriks sampel yang mana dapat mempengaruhi banyaknya sampel yang mencapai nyala. 2. Gangguan kimia yang dapat mempengaruhi jumlah atau banyaknya atom dalam nyala. 3. Gangguan oleh absorbansi yang disebabkan oleh bukan dari absorbansi atom yang dianalisis, yakni absorbansi oleh molekul-molekul yang tidak terdisosiasi dalam nyala. 4. Gangguan oleh penyerapan non-atomik. 17

14 2.9 Validasi Metode Analisis Validasi metode analisis adalah suatu tindakan penelitian terhadap parameter tertentu, untuk membuktikan bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya. Tindakan ini dilakukan untuk menjamin bahwa metode analisis akurat, spesifik, reprodusibel dan tahan akan kisaran analit yang dianalisis (Harmita, 2004) Kecermatan (accuracy) Kecermatan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil analis dengan kadar analit yang sebenarnya. Kecermatan dinyatakan sebagai persen perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan (Harmita, 2004) Keseksamaan (precision) Keseksamaan atau presisi diukur sebagai simpangan baku relatif atau koefisien variasi yang merupakan ukuran yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji individual ketika suatu metode dilakukan secara berulang untuk sampel yang homogen. Nilai simpangan baku relatif yang memenuhi persyaratan menunjukan adanya keseksamaan metode yang dilakukan (Harmita, 2004). Nilai simpangan baku relatif (RSD) untuk analit dengan kadar part per million (ppm) adalah tidak lebih dari 16% (Harmita, 2004) Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi Batas deteksi adalah jumlah analit terkecil dalam sampel yang dapat dideteksi. Batas kuantitasi merupakan parameter pada analisis dan diartikan sebagai kuantitas analit terkecil dalam sampel yang masih dapat memenuhi kriteria cermat dan seksama (Harmita, 2004). 18