VALIDASI METODE F-AAS UNTUK MEMPEROLEH JAMINAN MUTU PADA ANALISIS UNSUR Cd, Cu, 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,,,, DAN 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,,,, DAN DALAM CONTOH UJI LIMBAH CAIR. Telah dilakukan validasi alat uji AAS dan validasi metode uji nyala spektromjetri serapan atom pada analisis unsur,,,, dan, dalam contoh uji limbah cair. Validasi alat uji dilakukan dengan menentukan harga akurasi dan presisi alat uji AAS menggunakan larutan standar 5 ppm, sedangkan validasi metode uji dilakukan dengan menggunakan SRM Soil 7, buatan IAEA. Diperoleh harga presisi dan akurasi masing-masing 0,028 ppm dan 0,609 % lebih rendah dari persyaratan acuan masing-masing 0,04 ppm dan 1,0 %. Validasi metode uji menggunakan SRM Soil 7 menunjukkan data hasil uji unsur berada dalam rentang konsentrasi yang ada dalam sertifikat SRM. Berdasarkan data tersebut diperoleh jaminan mutu baik alat uji maupun metode uji pada analisis unsur,,,, dan pada contoh uji limbah cair. ABSTRACT THE VALIDATION OF FLAME ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRY METHOD TO QUALITY ASSURANCE AT THE ANALYSIS OF,,,, AND ELEMENTS IN LIQUID WASTES SAMPLE. The validation of analytical method and instrument of atomic absorption spectrometry at determeination of,,,, and, element in liquid wastes sample have been carried out. The validation of instrument was done by measurement of precision and sensitivity using spectrosol solution of 5, where as the validation of analytical method was done by analysis of heavy metals such as,,,, and 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 the content of,,,, and element in the certificated legend. Based on the data showed that quality assurance was obtained at the analysisi of,,,, and, element in liquid wastes sample. PENDAHULUAN D i Daerah Istimewa Yogyakarta sebagian pabrik berkembang pesat seperti daerahdaerah lain di Indonesia. Yang menjadi permasalahan sampai saat ini adalah belum semua pabrik melakukan penanganan terhadap limbah secara sempurna., sehingga menimbulkan permasalahan pencemaran lingkungan. Salah satu bahan yang berbahaya yang ada dalam limbah adalah logam berat, berbahaya dan beracun (B-3) seperti kadmium, khromium, kuprum, timbal dan nikel (1). 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 sebagai bahan pewarna, 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 pencemar 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 lingkungan yang timbul akibat pengolahan limbah yang tidak sempurna. Untuk memgetahui apakah suatu pabrik telah menerapkan tata cara pengolahan limbah yang baik dan benar, diperlukan data kandungan logam B-3 dalam limbah baik padat, cair maupun gas sebelum limbah dibuang ke lingkungan. Beberapa peneliti telah melakukan analisis kandungan logam B-3 dalam contoh uji

2 122 ISSN Supriyanto C., dkk. 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,,,, dan 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). dipanaskan secara berulang dengan penambahan akuatrides di atas penangas pasir, sampai diperoleh larutan contoh uji pada 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,,,, dan Kondisi optimum analisis unsur,,,, dan diperoleh dengan mengukur serapan yang maksimum dari larutan standar,,,, dan dengan konsentrasi, dan masing-masing 5 ppm, dan 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 lampu, lebar celah, dan tinggi pembakar. BAHAN DAN TATA KERJA Bahan Bahan-bahan yang digunakan meliputi contoh uji limbah cair, larutan standar spektrosol,, masing-masing buatan BDH, larutan standar titrisol, dan HNO 3 pekat, HClO 4, HF pekat masing-masing buatan Merck, dan akuatrides buatan laboratorium Kimia Analitik PTAPB-BATAN. Kepekaan dan Presisi Alat Uji SAA Dibuat 25 ml larutan campuran yang terdiri dari larutan standar 1000 ppm, HN O 3 dan akuatrides sedemikian rupa sehingga konsentrasi dalam larutan 5 ppm, konsentrasi HN O 3 0,1 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. Alat Alat yang digaunakan seperangkat alat uji spektrofotometer serapan atom tipe AA 300-P buatan Varian, Techtron, Australia, Teflon bom digester, dan peralatan gelas seperti labu takar 10 ml, 50 ml, gelas beker 50 ml, pipet mikro µl, µl µl. Tata Kerja Preparasi pelarutan contoh uji dan SRM Soil 7 Contoh uji limbah cair sebanyak 1 liter, disaring, kemudian diuapkan pada suhu o 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 o C selama 3-4 jam. Hasil pelarutan setelah dingin dituang kedalam beker Teflon dan Penentuan rentang konsentrasi terpakai (RKT) Penentuan RKT dilakukan dengan membuat satu deret larutan standar,,,, dan dengan kisaran konsentrasi, dan masingmasing 0,02; 0,2; 0,5; 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 15 dan 20 ppm., dan 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 pada kondisi optimum dari masingmasing unsur. Linieritas masing-masing unsur ditentukan berdasarkan perhitungan % relative concentration equivalent (% RCE) yaitu daerah konsentrasi yang memenuhi persyaratan. Analisis kadar,,, dan dalam contoh uji Dibuat 5 buah larutan campuran yang terdiri dari 10 ppm, 10 ppm, 100 ppm, 100 ppm dan 10 ppm, HNO 3 1 N dan akuatrides sedemikian rupa sehingga konsentrasi HNO 3 dalam

3 Supriyanto C., dkk. ISSN masing-masing larutan campuran tetap 0,1 N, sedangkan konsentrasi,,, dan dalam masing-masing larutan campuran bervariasi,, dan masing-masing 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 ppm; dan masing-masing 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 ppm. Masing-masing larutan campuran diukur serapannya pada kondisi analisis yang optimum dari masing-masing unsur. Kadar unsur,,,, dan 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 pelarutan. HASIL DAN PEMBAHASAN Metode nyala spektrometri serapan atom merupakan salah satu metode analisis di Laboratorium Kimia Analit PTAPB-BATAN yang turut memberikan kontribusi pada perolehan akreditasi oleh Komite Akreditasi Nasional (KAN). Dalam rangka turut 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,,,, dan dalam contoh uji limbah cair. Langkah yang dilakukan adalah dengan melakukan validasi terhadap alat 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 larutan 5 ppm pada kondisi analisis yang optimum. Harga presisi dari alat uji AAS dapat dihitung berdasarkan rumus 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 (C 2 / A 1 ) dengan C 1 adalah nilai konsentrasi larutan dan A 1 adalah nilai serapan rata-rata. Harga presisi dan akurasi disajikan pada table 1 sebagai berikut : Tabel Data kalibrasi alat uji AAS No. Parameter Kepekaan (ppm) Syarat acuan (ppm) (4) Simpangan baku relative (%) Syarat acuan (4) 5 ppm 0,028 0,040 0,609 1,0 Berdasarkan pada Tabel 1 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 larutan standar,,,, dan dengan kisaran konsentrasi, dan masing-masing 0,02; 0,2; 0,5; 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 15 dan 20 ppm., dan 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) : ( C ) 2 C1 % RCE = ( A ) ( ) ( C ) 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 2 Pada Gambar 1 dan Gambar 2 disajikan hubungan antara % RCE dengan konsentrasi unsur. Berdasarkan Gambar 1 dan Gambar 2 terlihat bahwa rentang konsentrasi terpakai masing-masing unsur adalah pada harga % RCE < Pada konsentrasi unsur yang rendah harga % RCE > 1 hal ini disebabkan sensitifitas alat uji menurun karena konsentrasi unsur berada di bawah batas deteksi alat, demikian juga pada konsentrasi unsur yang tinggi harga % RCE > 1 hal ini menunjukkan perbandingan garis emisi (W e ) dan garis absorbansi (W a ) pada setengah lebar puncak > Menurut W.J Price (6) kurva kalibrasi yang linier adalah apabila harga perbandingan garis emisi dan garis absorbansi pada setengah lebar puncak W e /Wa < 0, Berdasarkan perhitungan % RCE daerah linieritas konsentrasi kerja masing-masing unsur dapat diketahui sehingga pembuatan kurva kalibrasi standar masing-masing unsur dapat ditentukan seperti disajikan pada Tabel 2 sebagai berikut :

4 124 ISSN Supriyanto C., dkk. % R C E Konsentrasi dan Gambar Hubungan antara % RCE dan Konsentrasi dan. % R C E Konsentras i, dan (ppm ) Gambar Hubungan antara % RCE dan Konsentrasi, dan.. Tabel Data linieritas konsentrasi unsur-unsur,,,,. No Unsur Linieritas konsentrasi (ppm) 0,1 0,5 1,0-15, ,0 1,0-10,0 0,2 4,0 Batas deteksi (ppm) 0,02 0,03 0,05 0,18 0,04 Langkah selanjutnya adalah dengan melakukan validasi terhadap metode uji menggunakan Standard Reference Materials (SRM). Pada 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 Berdasarkan pada Tabel 3, analisis unsur,,, dan dalam SRM Soil 7 menunjukan kadar masing-masing unsure berada dalam rentang kadar dalam sertifikat SRM, hal tersebut menunjukan validitas dari metoda uji yang digunakan. Aplikasi metode uji unsur,,, dan dalam contoh uji limbah cair dilakukan dengan teknik pengukuran kurva standar masingmasing unsur dan kadar unsur dalam contoh uji diperoleh dengan memperhitungkan factor pengenceran, berat dan volume pelarutan contoh uji, seperti disajikan pada Tabel 4. Tabel Data hasil analisis unsur, dan data sertifikat SRM Soil7. No Unsur Kadar sertifikat (7) (µg/g) 1,3 (1,1 2,7) 60 (49-71) 11 (9 13) 60 (55-71) 26 (21-37) Kadar hasil analisis ± SD (µg/g) 1,35 ± 0,01 62,20 ± 1,70 10,66 ± 0,19 61,50 ± 1,20 27,12 ± 1,31 Akurasi (%) 3,85 3,67 3,09 2,50 4,31 Presisi (%) 0,74 2,73 1,90 1,95 4,83 Tabel Data hasil analisis unsur,,, dan dalam contoh uji limbah cair No Unsur Kadar ± SD (µg/g) 0,075 ± 0,002 0,203 ± 0,003 0,974 ± 0,018 0,891 ± 0,008 0,696 ± 0,022 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,,,,dan dalam contoh uji limbah cair.

5 Supriyanto C., dkk. ISSN DAFTAR PUSTAKA PALAR H., Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat, Rineka Cipta, Jakarta, 199 SOERYADI HADIPRAYITNO, Berbagai segi limbah bahan berbahaya beracun (B-3) dan Dampaknya Terhadap Manusia dan Lingkungannya, p , Prosiding Sem. Nas. Kimia dan Pembangunan, Bandung, Nopember 199 SUMARDI, Validasi Metode Analisis, Pelatihan Asesor Laboratorium, Badan Standardisasi Nasional, 200 AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS, ASTM E , (1979) ANONIM, Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Penguji dan Laboratorium Kalibrasi, Badan Standardisasi Nasional (BSN), 200 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). TANYA JAWAB 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, Citrous 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 Refference Materials atau bahan standar pembanding buatan IAEA dimana bahan tersebut sudah dilakukan analisis unsur-unsur yang ada oleh berbagai negara 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.