LAPORAN TAHUNAN PENELITIAN HIBAH BERSAING ANALISIS KANDUNGAN LOGAM BERAT DALAM SAYURAN DI SUMATERA BARAT Tahun ke-1 dari rencana 2 tahun OLEH: Drs. Amrin, M.Si ; NIDN 0031015203 Edi Nasra, S.Si, M.Si ; NIDN 0022068101 Sesuai dengan Surat Penugasan Pelaksanaan Penelitian Desentralisasi melalui DIPA UNP Tahun Anggaran 2013 Nomor: 029.a.47/UN35.2/PG/2013 tanggal 31 Mei 2013 FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI PADANG November 2013 HALAMAN PENGESAHAN Judul Analisis Kandungan Logam Berat dalam : Sayuran di Sumatera Barat Peneliti/Pelaksana : Ketua Peneliti : a. Nama Lengkap : Drs. Amrin, M.Si b. NIDN : 0031015203 c. Jabatan Fungsional : Lektor d. Program Studi : Kimia e. Nomor HP : 081363680002 f. Alamat surel (e-mail) : amrin_fmipaunp@yahoo.com Anggota Peneliti (1) : a. Nama Lengkap : Edi Nasra, S.Si, M.Si b. NIDN : 0022068101 c. Perguruan Tinggi : Universitas Negeri Padang Tahun Pelaksanaan : Tahun ke-1 dari rencana 2 tahun Biaya Tahun Berjalan : Rp.34.677.000,- Biaya Keseluruhan : Rp 50.000.000,- Mengetahui Padang, 4 November 2013 Ketua Lembaga Penelitian Ketua Peneliti, (Dr. Alwen Bentri, M.Pd ) ( Drs. Amrin, M.Si ) NIP. 19610722 198602 1 002 NIP. 19520103 198203 1 001 2
RINGKASAN Konsumsi sayuran di masyarakat merupakan sutu kebutuhan yang sangat vital. Dalam sayuran terdapat mineral-mineral yang dibutuhkan maupun yang tidak dibutuhkan. Salah satu mineral yang tidak dibutuhkan tersebut adalah logam-logam berat yang bisa bersumber dari dalam tanah, dari pupuk maupun akibat polusi dari kendaraan bermotor. Diantara logam-logam berat tersebut adalah Cu, Zn, Pb, Cd, Ag, Hg, Fe, Mn. Sumatera Barat sebagai salah satu penghasil sayuran terbesar di sumatera yang memasok kebutuhan sayuran di daerah lain. Oleh sebab itu perlu dilakukan analisis kandungan logam berat tersebut sebagai salah parameter pencemaran. Pada penelitian ini analisis logam-logam tersebut dilakukan menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) dan Spektrofotometri UV-Vis. Sampel diambil dari berbagai Kota/kabupaten di Sumatera Barat seperti kabupaten solok, tanah datar, Padang Panjang dan Bukittinggi (Kabupaten Agam). Sampel diambil dari 5 titik tiap lokasi, sehingga didapatkan data persebaran logam berat dalam sayuran tiap kota/kabupaten di Sumatera Barat. Dari pengukuran yang dilakukan terhadap lima sayuran tersebut, didapatkan bahwa konsentrasi Cu, Zn, Pb, Cd, Ag, Hg, Fe dan Mn pada berbagai jenis sayuran dan berbagai lokasi berada dalam rentang 0,2041 0,4717 mg/l untuk Cu, 0,503 1,8271 mg/l untuk Zn, 0,4662 1,5229 mg/l untuk Pb, 0,04162 0,5621 mg/l untuk Cd, 0,1277 0,6459 mg/l untuk Ag, 0,01773 0,09274 mg/l untuk Hg, 1,61764 3,3036 mg/l untuk Fe dan 0,20686 1,8501 mg/l untuk logam Mn. Data yang dihasilkan tidak menunjukkan pengaruh jenis sampel dan lokasi pengambilan terhadap persebaran logam berat. Oleh karena itu perlu penyelidikan lebih lanjut bagaimana sumber logam berat dalam sayuran dan apa pengaruh cuaca, kelembaban udara dan ketinggian tempat terhadap persebaran logam berat dalam sampel sayuran. 4
PRAKATA Kegiatan penelitian mendukung pengembangan ilmu serta terapannya. Dalam hal ini, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang berusaha mendorong dosen untuk melakukan penelitian sebagai bagian integral dari kegiatan mengajarnya, baik yang secara langsung dibiayai oleh dana Universitas Negeri Padang maupun dari sumber dana lain yang relevan atau bekerjasama dengan instansi terkait. Sehubungan dengan itu, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang bekerjasama dengan pimpinan Universitas telah memfasilitasi peneliti untuk melaksanakan penelitian tentang Analisis Kandungan Logam Berat dalam Sayuran di Sumatera Barat, berdasarkan surat perjanjian Kontrak Nomor: 023.04.0.415077/2013 tanggal 5 Desember 2012 Kami menyambut gembira usaha yang dilakukan peneliti untuk menjawab berbagai masalah pembangunan, khususnya yang berkaitan dengan permasalahan penelitian tersebut di atas. Dengan selesainya penelitian ini, maka Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang akan memberikan informasi yang dapat dipakai sebagai bagian upaya penting dan kompleks dalam peningkatan mutu pendidikan pada umumnya. Disamping itu, hasil penelitian ini juga diharapkan sebagai bahan masukan bagi instansi terkait dalam rangka penyususnan kebijakan pembangunan. Hasil penelitian ini telah ditelaah oleh tim pembahas usul dan laporan penelitian Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang. Kemudian untuk tujuan diseminasi dan kesempurnaan, hasil penelitian ini telah diseminarkan yang melibatkan dosen/tenaga peneliti Universitas Negeri Padang sesuai dengan fakultas peneliti. Mudah-mudahan penelitian ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pada umumnya dan peningkatan mutu staf akademik Universitas Negeri Padang khususnya. Pada kesempatan ini kami ingin mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang membantu terlaksananya penelitian ini, terutama kepada pimpinan lembaga terkait yang menjadi objek penelitian ini, responden yang menjadi sampel penelitian, tim pembahas Lembaga Penelitian dan dosen-dosen pada setiap fakultas di lingkungan Universitas Negeri Padang yang ikut membahas dalam seminar hasil penelitian ini. Kami yakin tanpa dedikasi dan kerjasama yang terjalin selama ini, penelitian ini tidak akan terlaksana sebagaimana yang diharapkan dan semoga kerjasama yang baik ini akan menjadi lebih baik lagi dimasa yang akan dating. Terima kasih Padang, November 2013 KetuaLembaga Penelitian UNP, Dr. Alwen Bentri, M.Pd 5
DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN... ii RINGKASAN... iii PRAKATA... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... vii DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR LAMPIRAN... ix BAB 1. PENDAHULUAN... 1 A. Latar belakang... 1 B. Rumusan masalah... 3 C. Batasan Masalah... 3 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA... 4 A. Sayuran... 4 1. Wortel... 4 2. Kentang... 5 3. Kubis Bunga... 6 4. Sawi... 8 5. Kol... 9 B. Logam Berat... 10 1. Logam Tembaga (Cu)... 11 2. Logam Seng (Zn)... 13 3. Logam Timbal (Pb)... 15 4. Logam Kadmium (Cd)... 17 6
5. Logam Perak (Ag)... 20 6. Logam Merkuri (Hg)... 22 7. Logam Besi (Fe)... 26 8. Logam Mangan (Mn)... 28 C. Spektrofotometri Serapan Atom (AAS)... 30 BAB 3. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN... 38 A. Tujuan Penelitian... 35 B. Manfaat Penelitian... 35 BAB 4 METODE PENELITIAN... 36 A. Tempat dan Waktu Penelitian... 36 B. Sampel Penelitian... 36 C. Alat dan Bahan Penelitian... 36 D. Prosedur Penelitian... 36 BAB 5. HASIL YANG DICAPAI... 42 BAB 6. RENCANA TAHAPAN BERIKUTNYA... 48 BAB 7. KESIMPULAN DAN SARAN... 49 A. KESIMPULAN... 49 B. SARAN... 49 DAFTAR PUSTAKA... 50 7
DAFTAR TABEL Tabel 1. Komposisi kimia dalam wortel... 4 Tabel 2. Komposisi kimia pada kentang tiap 100 gram... 6 Tabel 3. Kandungan gizi dalam 100 gram kubis bunga... 7 Tabel 4. Kandungan gizi setiap 100 gram sawi... 9 Tabel 5. Kandungan logan Cu dalam berbagai pupuk dalam ppm... 12 Tabel 6. Kandungan logan Zn dalam berbagai pupuk dalam ppm... 14 Tabel 7. Kadar logam berat yang boleh terdapat dalam tanah, air dan tanaman... 20 Tabel 8. Ciri-ciri fisik perak... 20 Tabel 9. Kandungan logam berat dalam tanah secara alamiah... 23 Tabel 10. Persebaran logam berat dalam sayuran di Kabupaten Solok (mg/l)... 53 Tabel 11. Persebaran logam berat dalam sayuran di Kabupaten Tanah Datar (mg/l)... 54 Tabel 12. Persebaran logam berat dalam sayuran di Kota Padang Panjang (mg/l)55 Tabel 13. Persebaran logam berat dalam sayuran di Kabupaten Agam (mg/l)... 56 8
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Wortel... 4 Gambar 2. Kentang... 5 Gambar 3. Kubis Bunga... 7 Gambar 4. Sawi... 8 Gambar 5. Kol... 10 Gambar 6. Tembaga... 11 Gambar 7. Besi... 27 Gambar 8. Skema Kerja SSA... 30 Gambar 9. Diagram Spektrometer Serapan Atom/ SSA... 31 Gambar 10. Diagram Skematik Lampu Katoda Berongga... 32 Gambar 11. Instrumentasi Sumber Atomisasi... 32 Gambar 12. Sampel yang Akan Didestruksi (atas) dan Sampel yang Sedang Didestruksi... 42 Gambar 13. Konsentrasi logam-logam berat dalam sayuran di Kabupaten Solok 43 Gambar 14. Konsentrasi logam-logam berat dalam sayuran di Kabupaten Tanah Datar... 45 Gambar 15. Konsentrasi logam-logam berat dalam sayuran di Padang Panjang.. 46 Gambar 16. Konsentrasi logam-logam berat dalam sayuran di Kabupaten Agam 47 9
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Data Persebaran logam berat dalam sayuran di berbagai lokasi di Sumatera Barat... 53 Lampiran 2. Personalia Penelitian... 57 Lampiran 3. Publikasi... 63 10
BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Sayuran merupakan sumber pangan yang mengandung banyak vitamin dan mineral yang secara langsung berperan penting dalam diet dan meningkatkan kesehatan (Sobukola, O. P, 2009). Sayuran juga merupakan salah satu komoditas hortikurtura dan berpotensi sebagai sumber pendapatan petani dan devisa negara. Konsumsi sayuran dari tahun ke tahun semakin meningkat. Hal ini terkait dengan makin meningkatnya kepedulian konsumen terhadap mutu produk dan kesehatan tubuh. Sampai saat ini aspek mutu dan keamanan pangan masih menjadi salah satu masalah utama dalam produksi dan pemasaran sayuran. Mutu sayuran yang tidak konsisten dengan tingkat kontaminan yang cukup tinggi ditenggarai dapat merugikan perdagangan komoditas tersebut di pasaran (Winarti, Christina, 2010). Oleh karena itu, higienitas dan keamanan sayuran yang dikonsumsi sangat penting agar tidak menimbulkan gangguan kesehatan. Namun banyak jenis sayuran yang beredar di masyarakat tidak terjamin keamanannya karena diduga telah terkontaminasi logamlogam berat seperti timbal (Pb), kadmium (Cd) atau merkuri (Hg). (Widaningrum, 2007 dan Asaolu, S. S, 2010). Beberapa logam pada konsentrasi rendah diketahui berperan dalam proses biokimia dalam tubuh seperti Besi (Fe), seng (Zn) dan tembaga (Cu) yang dibutuhkan dalam aktifitas enzimatik. (Asaolu, S. S, 2010) Logam berat adalah unsur logam dan metaloid dengan densitas atom lebih besar dari 4 g/cm 3. Klasifikasi ini meliputi logam transisi, logam-logam golongan III dan V dalam sistem periodik dengan nomor massa tinggi. Diantara logam berat tersebut adalah Pb, Cd, Zn, Cu, Fe dan lain-lain (Ellen, 1990). Logam berat dalam kadar rendah umumnya sudah beracun bagi tumbuhan, hewan dan manusia. Bahan-bahan agrokimia seperti peptisida dan pupuk kimia mengandung logam berat terutama Cu dan Mn. Menurut Darmono (1995) cemaran tembaga (Cu) terdapat dalam sayuran dan buah-buahan yang disemprot dengan peptisida secara berlebihan. Akibatnya, 11
logam berat ini baik secara langsung maupun tidak langsung dapat masuk ke tubuh manusia. Munculnya beberapa kasus keracunan makanan dan penyakit disebabkan mengkonsumsi sayuran segar maupun olahan yang mengindikasikan adanya kontaminan (peptisida, mikroba dan logam-logam berat) dalam sayuran tersebut. Oleh karena itu kita harus waspada terhadap kemungkinan terjadinya pencemaran bahan agrokimia yang mengandung logam-logam berat terhadap sumber daya tanah pertanian di sentra produksi tanaman pangan dan sayuran. Sumatera Barat sebagai salah satu penghasil sayuran terbesar di Sumatera, memasok sayuran ke provinsi-provinsi sekitarnya. Oleh sebab itu kualitas sayuran yang dipasok tersebut harus terjaga dengan baik. Salah satu parameternya adalah kandungan logam-logam baik mineral-mineral yang dibutuhkan maupun logamlogam berat yang berbahaya bagi kesehatan. Diantara logam-logam tersebut adalah: Cu, Zn, Pb, Cd, Ag, Hg, Fe dan Mn Penelitian mengenai penentuan kandungan logam pada sayuran sebelumnya juga telah dilakukan Arisa (2011) yakni penentuan kandungan logam berat Cu, Cd dan Pb pada Kentang (Solanum tuberosum L) secara Spektroskopi Serapan Atom. Dari hasil penelitian tersebut diperoleh kesimpulan bahwa kentang mengandung ketiga logam berat tersebut namun tidak melebihi ambang batas. Sobukola dkk, 2010 meneliti kandungan logam berat dalam buah dan sayuran yang terdapat di beberapa supermarket di Lagos Nigeria, mendapatkan bahwa Pb, Cd, Cu, Zn, Co dan Ni masih di bawah batas maksimal yang diperbolehkan. Berdasarkan uraian diatas maka peneliti tertarik untuk melakukan penelitian dengan judul ANALISIS KANDUNGAN LOGAM BERAT DALAM SAYURAN DI SUMATERA BARAT. 12
B. Rumusan Masalah Barat? Bagaimanakah persebaran logam berat di beberapa sayuran di Sumatera C. Batasan Masalah Untuk lebih terarahnya penelitian, maka penelitian ini hanya dibatasi pada: - Logam berat yang akan ditentukan adalah Cu, Zn, Pb, Cd, Ag, Hg, Fe dan Mn. - Sayuran yang menjadi objek penelitian adalah kol, sawi, wortel, kubis bunga dan kentang - Wilayah penelitian meliputi kabupaten/kotamadya pemasok sayuran di Sumatera Barat, yaitu Kabupaten Solok, kabupaten tanah datar, kota Padang Panjang dan Bukittinggi (Kabupaten Agam) - Pengukuran mengunakan instrumen Atomic Absorbtion Spectrometry (AAS) untuk Cu, Zn, Pb, Cd, Ag, Fe dan Mn dan Spektrofotometri UV-Vis untuk logam Hg. 13
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA A. Sayuran 1. Wortel Wortel (Daucus carrota L.) termasuk kelompok sayuran yang merupakan tanaman hortikultura. Tanamannya berbentuk rumput, batangnya pendek dan akarnya tunggang. Wortel ini berwarna kuning sampai kemerah-merahan karena kandungan karotenoidnya tinggi (Sunaryono, 1980). Sayuran wortel umumnya dikenal karena kandungan alfa dan beta-karoten akar tunggangnya. Kedua jenis karoten ini penting dalam gizi manusia sebagai precursor vitamin A. Perbedaan karoten juga dipengaruhi oleh suhu, kematangan tanaman dan kultivar. Pertumbuhan akar dan daun pada wortel pada suhu 16-21 0 C. Pada suhu di bawah 0 0 C, pertumbuhan tanaman berlangsung lambat dan suhu lebih tinggi dari 21 0 C cenderung menyebabkan umbi pendek dan keras, sedangkan suhu kurang dari 16 0 C menghasilkan akar ramping dan panjang (Priandoko, 2010). Gambar 1 Wortel ( Sumber : Hananhiri.com) Tabel 1 Komposisi kimia dalam wortel Komposisi Satuan Wortel Protein Gram 1,20 Lemak Gram 0,30 14
Karbohidrat Gram 9,30 Kalsium Milligram 39,00 Fosfor Milligram 37,00 Besi Milligram 0,80 Vitamin A SI 12.000,00 Vitamin B1 Milligram 0,06 Vitamin C Milligram 6,00 Air Gram 88,20 Sumber : Direktorat Gizi Departemen Kesehatan RI (1995) 2. Kentang Kentang (Solanum tuberosum, L) merupakan tanaman hortikultura yang mempunyai kandungan kalori dan mineral penting bagi kebutuhan manusia (Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Yogyakarta, 2004). Kentang (Solanum tuberosum L.) merupakan salah satu jenis umbi- umbian yang bergizi. Zat gizi yang terdapat dalam kentang adalah antara lain karbohidrat, mineral (besi, fosfor, magnesium, natrium, kalsium dan kalium), protein serta vitamin terutama vitamin C dan B1. Selain itu, kentang juga mengandung lemak dalam jumlah relatif kecil, yaitu 1,0 1,5%. Gambar 2 Kentang (Sumber: www.justfoodnow.com) 15
Komposisi kimia kentang sangat bervariasi tergantung varietas, tipe tanah, cara budidaya, cara pemanenan, tingkat kemasakan dan kondisi penyimpanan. Tabel 2 Komposisi kimia pada kentang tiap 100 g Komponen Jumlah Protein (g) 2,00 Lemak (g) 0,10 Karbohidrat (g) 19,10 Kalsium (mg) 11,00 Fosfor (mg) 56,00 Serat (g) 0,30 Zat besi (mg) 0,70 Vitamin B1 (MG) 0,09 Vitamin B2 (mg) 0,03 Vitamin C (mg) 16,00 Niasin (mg) 1,4 Energi (kal) 83,00 Sumber : Direktorat Gizi Departemen Kesehatan RI (1997). 3. Kubis Bunga Kubis bunga merupakan salah satu anggota dari keluarga tanaman kubiskubisan (Cruciferae) dan dikenal sebagai tanaman subtropis. Kubis bunga memiliki bunga yang berwarna putih bersih atau putih kekuning-kuningan. Bunga ini disebut curd kat pada umumnya. Curd kubis bunga mempunyai nilai kesehatan dan farmasi yang baik. Kandungan gizi dalam curd cukup bervariasi, demikian pula dengan metabolit sekundernya, yang antara lain adalah sulfoksida S-metilsistein dan sulforafan. 16
Sulfoksida S-metilsistein merupakan senyawa yang mampu menurunkan kolesterol darah, sedangkan sulforafan merupakan senyawa yang memiliki prospek sebagai obat kanker pada manusia (Widiatningrum, 2010). Nilai kesehatan dan farmasi kubis bunga seharusnya dapat memicu tingkat budidaya kubis bunga, namun produksi kubis di Indonesia terbatas di dataran tinggi (pegunungan saja). Cirateun yang terletak di antara Bandung dan Lembang sudah sejak dahulu menjadi daerah pertanaman kubis bunga dengan benih yang diproduksi di daerah itu sendiri, sehingga terkenal dengan nama kultivar lokal Cirateun. Akan tetapi akhir-akhir ini mulai banyak beredar varietas-varietas kubis bunga yang cocok ditanam di dataran rendah sampai dataran menengah (Rukmana, 1994). Gambar 3 Kubis Bunga (Sumber : susandayley.wordpress.com) Tabel 3. Kandungan gizi dalam 100 gram Kubis Bunga No Zat gizi Nilai gizi 1 Kalori ( kal ) 31,0 2 Protein ( gr ) 2,4 3 Lemak( gr ) 0,4 4 Karbohidrat ( gr ) 6,1 5 Serat ( gr ) 0,6 17
6 Abu ( gr ) 0,8 7 Kalsium ( mg ) 34,0 8 Fosfor ( mg ) 50,0 9 Zat Besi ( mg ) 1,0 10 Natrium ( mg ) 8,0 11 Kalium ( mg ) 314,0 12 Niacin ( mg ) 0,7 13 Vitamin A ( SI ) 95,0 14 Vitamin B1 ( mg ) 0,1 (Sumber : Rahmat Rukmana dikutip dari Food and Nutrition Resarch Center) 4. Sawi Sawi merupakan sayuran yang berciri-ciri tangkai daunnya panjang, langsing, berwarna putih kehijauan. Daunnya lebar memanjang tipis, berwarna hijau. Rasanya renyah, segar dengan sedikit rasa pahit. Tanaman sawi dapat tumbuh baik di tempat yang berhawa panas maupun berhawa dingin, sehingga dapat diusahakan di daerah dataran tinggi maupun dataran rendah. Tanaman sawi akan lebih baik apabila ditanam di dataran tinggi. Ketinggian yang ideal dimulai dari 5 m sampai dengan 1.200 m di atas permukaan laut (Fatma, 2010). 18
Gambar 4 sawi (Sumber : ditsayur.hortikultura.deptan.go.id) Menurut Fahrudin (2009) manfaat sawi sangat baik untuk menghilangkan rasa gatal di tenggorokan pada penderita batuk. Penyembuh penyakit kepala, bahan pembersih darah, memperbaiki fungsi ginjal, serta memperbaiki dan memperlancar pencernaan, bijinya dimanfaatkan sebagai minyak serta pelezat makanan. Sedangkan kandungan yang terdapat pada sawi adalah kalori, protein, lemak, karbohidrat, serat, Ca, P, Fe, Vitamin A, Vitamin B, dan Vitamin C. Tabel 4. Kandungan gizi setiap 100 g sawi No Komposisi Jumlah 1 Kalori 22,00 K 2 Protein 2,30 g 3 Lemak 0,3 g 4 Karbohidrat 4,00 g 5 Serat 1,20 g 6 Kalsium (Ca) 220,50 mg 7 Fosfor (P) 38,40 mg 8 Besi (Fe) 2,90 mg 9 Vitamin A 969,00 SI 10 Vitamin B1 0,09 mg 11 Vitamin B2 0,10 mg 12 Vitamin B3 0,70 mg 13 Vitamin C 102,00 mg Sumber: Direktorat Gizi, Departemen Kesehatan RI, 1979. 5. Kol Tanaman kol dibudidayakan umumnya tumbuh semusim (annual) ataupun dwi musim (biennual) yang berbentuk perdu. Sistem perakaran kol relative dangkal, yakni 19
menembus pada kedalaman antara 20-30 cm. batang tanaman kol umumnya pendek dan banyak mengandung air. Di batang titik tumbuh, terdapat helai daun yang bertangkai pendek. Daun kol berbentuknya bulat telur sampai lonjong dan lebar, berwarna hijau sampai merah. Daun atas pada fase generative akan saling menutupi satu sama lain membentuk krop. Bentuk krop sangat variatif antara bulat telur, gepeng dan berbentuk kerucut. Bunga kol terdiri dari 4 helai daun kelopak berwarna hijau (Chandra, 2002). Gambar 5 Kol (Sumber : indonetwork.co.id) B. Logam Berat Logam berat adalah unsur yang mempunyai densitas lebih besar dari 5 g/cm 3, dam mempunyai nomor atom 22 sampai 92 yang terletak pada periode 3 sampai 7 dalam susunan berkala. Logam berat jarang sekali berbentuk atom sendiri di dalam air, tetapi biasanya terikat oleh senyawa lain sehingga berbentuk sebuah molekul. Logam berat merupakan senyawa kimia yang berpotensi menimbulkan masalah pencemaran lingkungan. Logam berat memiliki kekuatan dan ketahanan yang baik, daya pantul cahaya dan daya hantar listrik yang tinggi dan daya hantar panas yang cukup baik (Dewi, 2011). 20
1. Logam Tembaga (Cu) Tembaga di alam tidak begitu melimpah dan ditemukan dalam bentuk bebas maupun dalam bentuk senyawaan. Bijih tembaga yang terpenting yaitu kalkosit (Cu 2 S), kovelit (CuS), kalkopirit (Cu 5 FeS 4 ), dan enargit (Cu 3 AsS 4 ) sedangkan dalam unsur bebas ditemukan di Northern Michigan Amerika Serikat (Widowati, dkk, 2008). Tembaga merupakan logam merah muda, lunak, dapat ditempa dan liat, tembaga melebur pada suhu 1038 o C (Panjaitan, 2011). Gambar 6. Tembaga Tembaga tak larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer, meskipun adanya oksingen ia dapat larut sedikit. Asam nitrat yang sedang pekatnya (8M) dengan mudah melarutkannya (Vogel, 1990). 3Cu (s) + 8HNO 3 (aq) 2+ - (aq) + 6NO 3 (aq) + 2NO (g) + 4H 2 O (aq) Asam sulfat pekat panas juga melarutkan tembaga : Cu (s) + 2H 2 SO 4 (aq) 2+ (aq) + SO 2-4 (aq) + SO 2 (g) + 2H 2 O (aq) Tembaga mudah pula larut dalam air raja : 3Cu (s) + 6HCl (aq) + 2HNO 3(aq) 2+ (aq) + 6Cl - (aq) + 2NO (g) + 4H 2 O (aq) Unsur Cu bersumber dari hasil pelapukan/pelarutan mineral-mineral yang terkandung dalam bebatuan. Menurut Darmono (1995) Kandungan logam Cu di dalam tanah secara alamiah rendah, kecuali tanah tersebut sudah tercemar. Cemaran logam tembaga awalnya terjadi karena penggunaan pupuk dan pestisida yang berlebihan (Mertz, 1987). 21
Lindsay (1972) menyimpulkan bahwa kadar Cu dalam larutan tanah menurun dengan peningkatan ph disebabkan Cu terikat kuat pada matriks tanah. Unsur Cu 2+ terikat lebih kuat pada bahan organik dibandingkan dengan unsur mikro lainnya misalnya Zn 2+ dan Mn 2+ dan Cu kompleks berperan penting dalam regulasi mobilitas dan ketersediannya dalam tanah. Tembaga dilepaskan oleh pelapukan sebagai Cu 2+. Kemudian dalam bentuk ion Cu 2+ diserap oleh tanaman yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit, dan berperan dalam proses oksidasi-reduksi dan pembentukan enzim (Napitupulu, 2008). Logam tembaga dapat terakumulasi dalam jaringan tubuh, maka apabila konsentrasinya cukup besar logam ini akan meracuni manusia tersebut. Cemaran logam tembaga pada bahan pangan pada awalnya terjadi karena penggunaan pupuk dan pestisida secara berlebihan. Meskipun demikian, pengaruh proses pengolahan akan dapat mempengaruhi status keberadaan tembaga tersebut dalam bahan pangan (Mertz, 1987). Tabel berikut akan menunjukkan kandungan logam Cu dalam berbagai jenis pupuk (ppm). Tabel 5. Kandungan Logam Cu dalam Berbagai Pupuk dalam ppm Unsur Pupuk Fosfat Pupuk Nitrat Pupuk Kandang Kapur Kompas Cu 1-300 - 2-172 2-125 13-3580 Sumber : (Alloway 1995 dalam Lenny 2011 ). a. Efek toksik Tembaga (Cu) bersifat racun terhadap semua tumbuhan pada konsentrasi larutan diatas 0,1 ppm. Konsentrasi yang aman bagi air minum manusia tidak lebih dari 1 ppm. Bersifat racun bagi domba pada konsentrasi di atas 20 ppm. Konsentrasi normal komponen ini di tanah berkisar 20 ppm dengan tingkat mobilitas sangat lambat karena ikatan yang sangat kuat dengan material organik dan material tanah. Kehadiran tembaga pada limbah industri biasanya dalam bentuk ion bivalen Cu (II) sebagai hydrolitic product (Widaningrum dkk,2007). 22
Batas maksimum logam tembaga dalam sayuran yaitu 50 g/g (samara et al. 1992). Namun demikian, tembaga merupakan konstituen yang harus ada dalam makanan manusia dan dibutuhkan per hari oleh tubuh 0,05 mg/kg berat badan. Pada kadar ini tidak terjadi akumulasi pada tubuh manusia normal (Ganiswara, 1995). Menurut Lahuddin (2007) kelebihan Cu akan mengganggu aktivitas dari beberapa enzim dan proses fotosintesis, metabolisme asam lemak dan protein. Efek yang paling penting adalah penurunan sistem transfer elektron pada proses fotosintesis yang menyebabkan produksi radikal yang memulai reaksi dari rantai peroksidase, melibatkan membran lipid. Menurut Supriharyono (2000) Keracunan tembaga dapat menyebabkan gangguan pencernaan seperti sakit perut, mual, muntah dan diare, serta gangguan sistem peredaran darah. Beberapa kasus yang parah dapat menyebabkan gagal ginjal dan kematian. 2. Logam seng (Zn) Seng adalah logam yang putih kebiruan, logam ini cukup mudah ditempa dan liat pada 110 150 o C. Seng melebur pada 410 o C dan mendidih pada 906 o C. Seng tersebut dengan mudah larut dalam asam klorida encer dan asam sulfat encer dengan mengeluarkan gas hidrogen : Zn (s) + 2H + (aq) 2+ (aq) + H 2 (g) Pelarutan akan terjadi dalam asam nitrat yang encer sekali dan tak ada gas yang dilepaskan : 4Zn (s) + 10H + - (aq) + NO 3 (aq) 2+ + (aq) + NH 4 (aq) + 3H 2 O (aq) Dengan bertambah pekatnya konsentrasi asam nitrat, akan terbentuk dinitrogen oksida (N 2 O), nitrogen oksida (NO) : 4Zn (s) + 10H + - (aq) + 2NO 3 (aq) 2+ (aq) + N 2 O (g) + 5H 2 O (aq) 3Zn (s) + 8HNO 3 (aq) 2+ - (aq) + 2NO (g) + 6NO 3 (aq) + 4H 2 O (aq) Dengan asam sulfat pekat, panas, dilepaskan belerang dioksida : 23
Zn (s) + 2H 2 SO 4 (aq) 2+ 2- (aq) + SO 2 (g) + SO 4 (aq) + 2H 2 O (aq) Seng (Zn) berasal dari pelapukan mineral seperti Smithsonite, seng sulfida (ZnS), Spalerit [(ZnFe)S], Smithzonte (ZnCO3), Wellemite (ZnSiO4). Pelarutan mineral-mineral yang mengandung Zn terjadi secara alami sehingga unsur-unsur yang terkandung didalamnya terbebas dalam bentuk ion. Ion Zn 2+ yang terbebas mengalami proses lebih lanjut, terikat dengan matriks tanah atau bereaksi dengan unsur-unsur lain. Adsorpsi Zn 2+ yang kuat dalam tanah dapat terjadi dengan adanya bahan organik dan mineral liat, dan hal ini berhubungan dengan kapasitas kation tanah dan keasaman tanah (Lahuddin, 2007). Menurut Lahuddin (2007) kelihatan bahwa pada ph rendah (ph 4,5) kadar Zn 2+ lebih tinggi dibandingkan dengan kadar Zn 2+ pada ph 9. Dengan kata lain keasaman makin tinggi kelarutan Zn tinggi dan sebaliknya pada keasaman rendah kelarutan Zn rendah. Penambahan Zn dalam tanah dapat terjadi dengan berbagi cara yaitu melalui polusi, penggunaan sarana produksi seperti pupuk, pestisida dan fungisida, sehingga terjadi kontaminasi logam-logam pada tanah dan tumbuh-tumbuhan (lahuddin 2007). Tabel berikut akan memperlihatkan kadar logam Zn yang terkandung dalam berbagai jenis pupuk baik pupuk organik maupun pupuk anorganik (ppm). Tabel 6. Kandungan Logam Zn dalam Berbagai Pupuk dalam ppm (Allowey, 1995) Unsur Pupuk Fosfat Pupuk Nitrat Pupuk Kandang Kapur Kompas Zn 59-1450 1-42 15-556 10-450 82-5894 Ambang batas maksimum residu yang ditetapkan oleh Dit-Jen POM Depkes, Republik Indonesia (2004), yaitu maksimal logam Zn dalam sayuran 40 mg/kg 24
kering. Namun demikian, seng merupakan konstituen yang harus ada dalam makanan manusia dan dibutuhkan per hari oleh tubuh 15 mg (Dara, 1993). Tubuh manusia memerlukan logam seng (Zn) yang berperan sebagai kofaktor untuk enzim arginase dan diaminase. Membantu dalam sintesis DNA, protein dan insulin. Logam seng sebagai unsur essensial berperan dalam sintesis protein, metabolisme karbohidrat, pertumbuhan sel dan pembelahan sel. Pada tubuh normal mengandung seng 1,4 2,3 mg dan terdapat dalam semua sel tubuh (Hashmi, dkk, 2007). a. Efek Toksik Kelebihan mengkonsumsi logam Seng (Zn) akan berpengaruh buruk pada tubuh manusia karena dapat menyebabkan mual, muntah, pusing, mulas/sakit perut, demam, dan diare. Mengkonsumsi Zn 150-450 mg/hari dapat mengakibatkan penurunan kadar Cu, pengurangan imunitas tubuh, serta pengurangan kadar High Densuty Lipoprotein (HDL) kolesterol (Widowati, dkk, 2008). 3. Logam Timbal (Pb) Timbal ( Pb) merupakan logam yang mempunyai berat atom 207,21, berat jenis 11,34, bersifat lunak dan berwarna biru atau silver abu-abu dengan kilau logam. mempunyai berat jenis lebih dari lima kali berat jenis air. Senyawa Timbal dapat masuk ke dalam tubuh melalui makanan dan akan mengendap pada jaringan tubuh, dan sisanya akan terbuang bersama bahan sisa metabolisme (Darmono, 2001). Timbal (Pb) sebagian besar diakumulasi oleh organ tanaman, yaitu daun, batang, akar dan akar umbi-umbian (bawang merah). Perpindahan timbal dari tanah ke tanaman tergantung komposisi ph tanah. Konsentrasi timbal yang tinggi (100-1000 mg/kg) akan mengakibatkan pengaruh toksik pada proses fotosintesis dan 25
pertumbuhan. Timbal hanya mempengaruhi tanaman bila konsentrasinya tinggi. Tanaman dapat menyerap logam Pb pada saat kondisi kesuburan dan kandungan bahan organik tanah rendah. Pada keadaan ini logam berat Pb akan terlepas dari ikatan tanah dan berupa ion yang bergerak bebas pada larutan tanah. Jika logam lain tidak mampu menghambat keberadaannya, maka akan tejadi serapan Pb oleh akar tanaman (Widaningrum dkk, 2007). Timbal (Pb) merupakan logam yang bersifat toksik terhadap manusia yang bisa berasal dari tindakan mengonsumsi makanan, minuman, atau melalui inhalasi dari udara, debu yang tercemar Pb, kontak lewat kulit dan kontak dengan mata. Logam timbal tidak dibutuhkan oleh tubuh manusia sehingga bila makanan atau minuman yang tercemar Pb dikonsumsi, maka tubuh akan mengeluarkannya. Orang dewasa mengabsorbsi Pb sebesar 5 15 % dari keseluruhan Pb yang dicerna, sedangkan anak-anak mengabsorsi Pb lebih besar yaitu 41,5 %. Di dalam tubuh manusia, Pb bisa menghambat aktivitas enzim yang terlibat dalam pembentukan hemoglobin dan sebagian kecil Pb dieksresikan lewat urin karena sebagian terikat oleh protein, sedangkan sebagian lagi terakumulasi dalam hati, kuku, jaringan lemak dan rambut. Timbal di dalam tubuh terutama terikat dalam gugus SH molekul protein sehingga menghambat aktivitas kerja sistem enzim (Widowati dkk, 2008). a. Risiko Timbal (Pb) pada system hemopoietik Timbal mempengaruhi system darah dengan cara memperlambat pematangan normal sel darah merah (eritrosit) dalam sumsum tulang yang menyebabkan terjadinya anemia dan mempengaruhi kelangsungan hidup sel darah merah. b. Risiko Keracunan Timbal (Pb) Pada Sistem Syaraf Sistem syaraf merupakan sistem yang paling sensitif terhadap daya racun. Risiko dari keracunan timbal dapat menimbulkan kerusakan pada otak. Penyakit - penyakit yang berhubungan dengan otak sebagai akibat dari keracunan timbal adalah 26
epilepsi, halusinasi, kerusakan pada otak besar dan delirium yaitu sejenis penyakit gula (Sudarwin, 2008). Timbal masuk ke dalam tubuh manusia melalui saluran pernapasan (respirasi) dan saluran pencernaan (gastrointestinal) yang kemudian didistribusikan ke dalam darah, dan terikat pada sel darah. Sebagian Pb (Timbal) disimpan dalam jaringan lunak dan tulang, dan sebagian lagi diekskresikan lewat kulit, ginjal dan usus besar. Timbal bersirkulasi dalam darah setelah diabsorpsi dari usus, terutama berhubungan dengan sel darah merah (eritrosit). Timbal kemudian didistribusikan ke dalam jaringan lunak dan berinkorporasi dalam tulang, gigi dan rambut untuk dideposit (storage). Timbal 90% dideposit dalam tulang dan sebagian kecil tersimpan dalam otak, pada tulang timbal dalam bentuk Pb fosfat Pb 3 (PO 4 ). 4. Logam Kadmium (Cd) Kadmium merupakan logam putih, mudah dibentuk, lunak dengan warna kebiruan. Titik didih kadmium relatif rendah (767ºC) sehingga membuatnya mudah terbakar dan membentuk asap kadmium oksida. Kadmium dan bentuk garamnya banyak digunakan pada beberapa jenis pabrik untuk proses produksinya. Industri pelapisan logam adalah pabrik yang paling banyak menggunakan kadmium murni sebagai pelapis, begitu juga pabrik yang membuat Ni - Cd baterai. Bentuk garam Cd banyak digunakan dalam proses fotografi, gelas, campuran perak, produksi foto - elektrik, foto konduktor dan fosforus. a. Mekanisme Toksisitas Cd Sekitar 5% dari diet kadmium diabsorpsi dalam tubuh. Sebagian besar Cd masuk melalui saluran pencernaan, tetapi keluar lagi melalui feses sekitar 3-4 minggu kemudian dan sebagian kecil dikeluarkan melalui urin. Kadmium dalam tubuh terakumulasi dalam hati dan ginjal terutama terikat sebagai metalotionein. Metalotionein mengandung unsur sistein, di mana Cd terikat dalam gugus sulfhidril (- SH) dalam enzim seperti karboksil sisteinil, histidil, hidroksil dan fosfatil dari protein 27
dan purin. Kemungkinan besar pengaruh toksisitas Cd disebabkan oleh interaksi antara Cd dan protein tersebut, sehingga menimbul kan hambatan terhadap aktivitas kerja enzim dalam tubuh. Berbagai organ tubuh dapat terpengaruh toksisitas setelah paparan jangka panjang terhadap kadmium. Organ yang kritis akibat paparan kadmium adalah ginjal. Kadmium lebih beracun apabila terhisap melalui saluran pernafasan daripada melalui saluran pencernaan. Kasus keracunan akut kadmium kebanyakan dari mengisap debu dan asap kadmium, terutama kadmium oksida (CdO). Beberapa jam setelah mengisap, korban akan mengeluh gangguan saluran pernafasan, muntah, kepala pusing dan sakit pinggang (Sudarwin, 2008). b. Efek kadmium (Cd) Terhadap Kesehatan Manusia Menurut Darmono (1995), efek kadmium terhadap kesehatan manusia dapat bersifat akut dan kronis. Kasus keracunan akut kadmium kebanyakan melalui saluran pernapasan, misalnya menghisap debu dan asap kadmium terutama kadmium oksida (CdO). Gejala yang timbul berupa gangguan saluran pernapasan, mual, muntah, kepala pusing dan sakit pinggang. Akibat dari keracunan akut ini dapat menimbulkan penyakit paru-paru yang akut dan kematian. Efek kronis terjadi dalam selang waktu yang sangat panjang. Peristiwa ini terjadi karena kadmium yang masuk ke dalam tubuh dalam jumlah yang kecil sehingga dapat ditolerir oleh tubuh. Efek akan muncul saat daya racun yang dibawa kadmium tidak dapat lagi ditolerir tubuh karena adanya akumulasi kadmium dalam tubuh. Efek kronis dapat dikelompokkan menjadi lima kelompok (Palar, 2008), yaitu: a) Efek Kadmium Terhadap Ginjal Ginjal merupakan organ utama dari dari sistem urinaria hewan tingkat tinggi dan manusia. Pada organ ini terjadi peristiwa akumulasi dari bermacam-macam bahan termasuk logam kadmium. Kadmium dapat menimbulkan gangguan dan bahkan kerusakan pada sistem kerja ginjal terutama ekskresi protein. Kerusakan ini dapat 28
dideteksi dari tingkat atau kandungan protein yang terdapat dalam urin. Petunjuk lain berupa adanya asam amino dan glukosa dalam urin, ketidaknormalan kandungan asam urat serta Ca dan protein dalam urin. b) Efek Kadmium Terhadap Paru-paru Keracunan yang disebabkan oleh kadmium lebih tinggi bila terinhalasi melalui saluran pernapasan daripada saluran pencernaan. Efek kronis kadmium akan muncul setelah 20 tahun terpapar kadmium. Akan muncul pembengkakan paru-paru (pulmonary emphysema) dengan gejala awal gangguan saluran napas, mual, muntah dan kepala pusing. c) Efek Kadmium Terhadap Tulang Serangan yang paling hebat karena kadmium adalah kerapuhan tulang. Efek ini telah menggoncangkan dunia internasional sehingga setiap orang dilanda rasa takut terhadap pencemaran. Efek ini timbul akibat kekurangan kalsium dalam makanan yang tercemar kadmium, sehingga fungsi kalsium darah digantikan oleh logam kadmium yang ada. Pada akhirnya kerapuhan pada tulang-tulang penderita yang dinamakan itai-itai disease. d) Efek Kadmium Terhadap Darah dan Jantung Efek kronis kadmium dapat pula menimbulkan anemia karena CdO. Penyakit ini karena adanya hubungan antara kandungan kadmium yang tinggi dalam darah dengan rendahnya hemoglobin. e) Efek Kadmium Terhadap Sistem Reproduksi Daya racun yang dimiliki oleh kadmium juga mempengaruhi sistem reproduksi dan organ-organnya. Pada konsentrasi tertentu kadmium dapat mematikan sel-sel sperma pada laki-laki. Hal inilah yang menjadi dasar bahwa akibat terpapar uap logam kadmium dapat mengakibatkan impotensi. Impotensi yang terjadi dapat dibuktikan dengan rendahnya kadar testoteron dalam darah. 29
Tabel 7. Kadar logam berat yang boleh terdapat dalam tanah, air, dan tanaman 5. Logam Perak (Ag) Perak adalah suatu unsur kimia dalam table periodik yang memiliki lambang Ag dan nomor atom 47. Lambangnya berasal dari bahasa Latin Argentum. Perak merupakan logam yang terbentuk dan selalu bersama-sama dengan logam emas, yang mempunyai warna putih, lunak, mengkilap dan memiliki konduktivitas listrik dan panas tertinggi di seluruh logam (Istiyono,dkk 2008: 186). Tabel 8 Ciri- ciri fisik perak Fase Padat Densitas (sekitar suhu kamar) 10,49 g/cm 3 Densitas cair pada titik lebur 9,320 g/cm 3 Titik Lebur 1234,93 K (961,78 0 C, 1763,2 0 F) Titik didih 2435 K (2162 0 C, 3924 0 F) Kalor peleburan 11,28 kj/mol Kalor penguapan 258 Kj/mol 30
Kapasitas kalor (25 0 C) 25,350 J/(mol - K) Sumber : (http://www.id.wikipedia.org/wiki/perak) Perak merupakan salah satu jenis logam di alam bebas yang dapat ditemukan bersamaan dengan logam-logam lain, misalnya tembaga dan emas. Dalam tabel periodik, perak dapat dipadukan dengan atom-atom dalam golongannya dan diperoleh berbagai jenis logam paduan dengan berbagai sifat (Vlack and Laurence, 1985). Mineral- mineral yang terpenting yang mengandung perak adalah Perak alam (Ag), Argentite (Ag 2 S), Cerrargyrite (AgCl), Polybasite (Ag 16 Sb 2 S 11 ), Proustite (Ag2AsS 3 ) dan Pyrargyrite (Ag 3 SbS 3 ). a. Mekanisme Toksisitas Perak Walau unsur perak itu sendiri tidak beracun, banyak senyawa garamnya sangat berbahaya. Exposisi pada perak (baik logam maupun senyawa-senyawanya yang dapat larut) di udara jangan sampai melebihi 0.01 g/m3 (berdasarkan 8 jam berat rata-rata, selama 40 jam per minggu). Senyawa-senyawa perak dapat diserap dalam sistem sirkulasi tubuh dan hasil reduksi perak dapat terdepositkan pada banyak jaringan tubuh. Sebuah kondisi (argyria) dapat menimbulkan pigmenpigmen abu-abu pada kulit tubuh dan selaput-selaput mucous. Perak memiliki sifatsifat yang dapat membunuh bakteri tanpa membahayakan binatang-binatang besar. Keracunan yang mungkin ditimbulkan oleh senyawa perak antara lain: timbulnya warna biru- keabu-abuan pada mata, sekat rongga hidung, tenggorokan dan kulit, iritasi pada kulit, borok dan gangguan pencernaan, yang disebabkan oleh karena paparan yang berlebihan (over exposure) terhadap senyawa logam perak. Paparan yang berkepanjangan (chronic exposure) terhadap senyawa perak dapat menyebabkan timbulnya warna biru keabu-abuan pada kulit yang dikenal juga sebagai argyria atau argyrosis. Perak nitrat sendiri dapat menyebabkan iritasi dan rasa seperti terbakar pada kulit dan mukosa membran, rasa sakit di mulut, diare, muntah, koma dan 31
kejang-kejang dan bahkan dapat menyebabkan gastroenteritis parah, yang dapat berakibat fatal (Kuswati dkk, 2003) 6. Logam Merkuri (Hg) Merkuri dalam bahasa latin dikenal dengan nama hydraargyrum, dalam bahasa Yunani dikenal hydragyros atau liquid silver yang berarti cairan berwarna perak. Merkuri disingkat dengan Hg. Merkuri pada tabel periodik terdapat pada golongan II B, periode ke-6, memiliki nomor atom 80 dengan berat atom 200,59 g/mol. (Cotton, 1989). Logam ini dihasilkan dari bijih sinabar, HgS, yang mengandung unsur merkuri antara 0,1% - 4%. HgS + O 2 Hg + SO 2 Merkuri yang telah dilepaskan kemudian dikondensasi, sehingga diperoleh logam cair murni (Subanri, 2008) Merkuri (Hg) adalah logam berat berbentuk cair, berwarna putih perak, serta mudah menguap pada suhu ruangan. Hg akan memadat pada tekanan 7.640 atm. Merkuri (Hg) dapat larut dalam asam sulfat atau asam nitri, tetapi tahan terhadap basa. Hg memiliki titik lebur -38,9 0 C dan titik didih 356,6 0 C (Widowati, 2008). Menurut Hutagalung (1989) dalam Apriyadi (2005) logam berat Hg berbahaya karena bersifat biomagnifikasi sehingga dapat terakumulasi dalam jaringan tubuh organism melalui rantai makanan. Organisme yang berada pada rantai yang paling tinggi (top carnivora) memiliki kadar merkuri yang lebih tinggi disbanding organism di bawahnya. Logam berat dalam jumlah berlebihan dapat bersifat racun. Hal ini disebabkan karena terbentuknya senyawa merkaptida antara logam berat dengan gugus SH yang terdapat dalam enzim. Akibatnya aktifitas enzim tidak berlangsung. a. Tingkat Pencemaran Logam Merkuri Secara alamiah pencemaran Hg berasal dari kegiatan gunung api atau rembesan air tanah yang melewati deposit Hg. Merkuri (Hg) pada kerak bumi sebesar 0,08 mg/ kg banyak tertimbun di daerah penambangan. Hg lebih banyak digunakan dalam bentuk logam murni dan organik dari pada dalam bentuk anorganik. Di alam, merkuri (Hg) ditemukan dalam bentuk unsur merkuri (Hg 0 ), merkuri monovalen 32
(Hg +1 ), dan bivalen (Hg +2 ). Apabila masuk ke dalam perairan, merkuri mudah berikatan dengan klor yang ada dalam air laut dan membentuk ikatan HgCl. Dalam bentuk tersebut, Hg mudah masuk ke dalam plankton dan bias berpindah ke biota laut lain. Merkuri anorganik (HgCl) akan berubah menjadi merkuri organik (metil merkuri) oleh peran mikroorganisme yang terjadi pada sedimen di dasar perairan. Merkuri dapat pula bersenyawa dengan karbon membentuk senyawa organomerkuri. Senyawa organomerkuri yang paling umum adalah metal merkuri yang dihasilkan oleh mikroorganisme dalam air dan tanah. Sumber Hg secara alami dari kerak bumi termasuk dari tanah, sungai, dan laut, diperkirakan sebesar 25.000 150.000 ton/ tahun. (Widowati,dkk 2008: 128-129). Komposisi kimia dari tanah berperan penting dalam komposisi materi dalam tanaman. Racun logam yang ada di dalam tanah menyebar ke dalam logam yang terdapat di dalam buah/ sayuran (Abbas,dkk 2010:61) Kandungan logam berat di dalam tanah secara alamiah sangat rendah, kecuali tanah tersebut sudah tercemar. Kandungan logam berat dalam tanah sangat berpengaruh terhadap kandungan logam pada tanaman yang tumbuh di atasnya, kecuali terjadi interaksi di antara logam itu sehingga terjadi hambatan penyerapan logam tersebut oleh tanaman. Akumulasi logam dalam tanaman tidak hanya tergantung pada kandungan logam dalam tanah, tetapi juga tergantung pada unsur kimia tanah, jenis logam, ph tanah dan spesies tanaman yang sensitif terhadap logam berat. Logam berat masuk ke lingkungan tanah melalui penggunaan bahan kimia yang langsung mengenai tanah, penimbunan debu, hujan atau pengendapan, pengikisan tanah dan limbah buangan (Widaningrum,dkk 2007: 19). Tabel 9. Kandungan logam berat dalam tanah secara alamiah. Logam Kandungan dalam tanah (Rata- rata µg/ g) As (Arsenik) 100 Co (Kobalt) 8 Cu (Tembaga) 20 33
Pb (Timbal) 10 Zn (seng) 50 Cd (Kadmium) 0,06 Hg (Merkuri) 0,03 Sumber : Peterson & Alloway (1979) dalam Darmono (1995). Salah satu penyebab pencemaran lingkungan oleh Hg adalah pembuangan tailing pengolahan emas yang diolah secara amalgamasi, di mana Hg mengalami perlakuan tertentu berupa putaran, tumbukan, atau gesekan, sehingga sebagian Hg akan membentuk amalgam dengan logam- logam (Au, Ag, Pt, ) dan sebagian hilang dalam proses. Beberapa bentuk Hg yang masuk dalam lingkungan perairan meliputi : a. Hg anorganik yang berasal dari air hujan atau aliran sungai dan bersifat stabil pada ph rendah. b. Hg organik antara lain fenil merkuri (C 6 H 5 - Hg), metil merkuri (CH 3 - Hg), alkoksil merkuri atau metoksi- etil merkuri (CH 3 O-CH 2 -CH 2 -Hg).Hg organik yang berasal dari kegiatan pertanian yaitu pestisida. c. Terikat dalam bentuk suspended soil sebagai Hg +2 d. Logam Hg berasal dari kegiatan industri (Widowati, dkk 2008: 128-129). b. Mekanisme Toksisitas Merkuri Anorganik Toksisitas Hg pada umumnya terjadi karena interaksi Hg dengan kelompok thiol dari protein (R-S-Hg + ). Dalam sistem, makhluk hidup memiliki banyak kelompok sulfhidril sehingga satu ikatan senyawa Hg dengan sulfhidril sudah memberikan dampak toksik yang cukup besar. Garam merkuri anorganik bisa mengakibatkan presipitasi protein, merusak mukosa alat pencernaan, termasuk mukosa alat pencernaan dan merusak membran ginjal ataupun membran filter glomerulus, menjadi lebih permeabel terhadap protein plasma yang sebagian besar akan masuk ke dalam urin. Toksisitas HgCl 2 atau garam merkuri yang larut bisa menyebabkan kerusakan membran alat pencernaan, eksantema pada kulit, dekomposisi eritrosit, serta menurunkan tekanan darah. Toksisitas kronis dari merkuri 34
anorganik meliputi gejala gangguan sistem syaraf, antara lain berupa tremor, terasa pahit di mulut, gigi tidak kuat dan rontok, anemia, albuminuria, dan gejala lain berupa kerusakan ginjal, serta kerusakan mukosa usus. Senyawa merkuri anorganik, seperti Hg(NO 3 ) 2, HgCl 2 dan HgO akan diakumulasi pada berbagai organ hati, ginjal, dan otak. Ekskresi senyawa merkuri anorganik dalam dosis 10µg/kg berat badan menunjukkan bahwa hanya 2,3 % yang akan diekskresikan melalui urin sebesar 2,3%. Senyawa Hg 2 Cl 2 akan diabsorbsi oleh tubuh setelah diubah menjadi HgCl 2. Senyawa merkuri anorganik yang dapat diabsorpsi tubuh tidak lebih dari 2%, sedangkan senyawa merkuri organik, tubuh mampu menyerap 95%. Sementara itu, uap merkuri bisa diabsorpsi sebesar 70-90% melalui jalur pernafasan. c. Mekanisme Toksisitas Merkuri Organik Metil merkuri memiliki afinitas yang tinggi terhadap sulfhidril serta mampu bergabung dengan membran dan intra seluler protein. Metil merkuri juga memiliki afinitas terhadap imin, amin, karbonil, dan kelompok hidroksil. Senyawa merkuri organik, seperti metal merkuri (CH 3 HgCl) dan alkil merkuri (C 2 H 5 HgCl) banyak digunakan sebagai bahan pestisida. Senyawa CH 3 HgCl merupakan penyebab keracunan merkuri. Lebih dari 95% metil merkuri terabsorpsi dan ditransportasikan ke dalam sel darah merah, lalu diedarkan ke seluruh jaringan tubuh dan hanya sejumlah kecil yang terakumulasi dalam plasma protein. Metil merkuri pada umumnya terakumulasi dalam system syaraf pusat dan ditemukan paling banyak pada bagian kortek dan serebelum. Waktu paruh alkil merkuri adalah 70 hari dan akan diekskresikan sebesar 1% dengan sisa 99% yang terakumulasi pada berbagai organ. Gejala toksisitas merkuri organik meliputi kerusakan system syaraf pusat berupa anoreksia, ataksia, dismetria, gangguan pandangan mata yang bisa mengakibatkan kebutaan, gangguan pendengaran, konvulsi, paresis, koma dan kematian (Widowati, dkk 2008:143-146). d. Kadar batas aman 35
Kadar normal Hg di dalam berbagai jenis bahan pangan, tanah, dan perairan yaitu pada biji- bijian 1-20 ppb, berbagai jenis bahan pangan mencapai 0,1 ppm, telur 0,004-0,007 ppb, sungai dan air laut 0,08-0,12 µg/l, air minum dan air tanah 0,01-0,07 µg/l, tanah 0,05 ppm, serta udara 0,02 µg/m 3. Kadar maksimum Hg yang diizunkan dan boleh dikonsumsi pada berbagai jenis pangan adalah bahan pangan secara umum 0,01 ppm, ikan 0,1 ppm, ikan laut 0,5 ppm, organ hewan potong 0,05 ppm dan air minum 0,01 ppm. Kadar Hg pada makanan ternak yang diizinkan tidak boleh melebihi 0,1 ppm, konsentrasi tertinggi Hg pada daerah/ wilayah kerja sebesar 0,1 mg/m 3, sedangkan uap Hg anorganik dan Hg organik sebesar 0,01 mg/m 3. Setiap orang pada umumnya terpapar Hg yang diperkirakan berasal dari paparan udara sebesar 1 µg/hari, air sebesar 2 µg/hari, makanan sebesar 20 µg/hari dan bisa mencapai 75 µg/hari tergantung pada jumlah ikan yang dikonsumsi. Standar Hg yang diizinkan untuk kadar merkuri anorganik di udara di daerah tempat kerja adalah 0,05 mg/m 3. Angka tersebut setara dengan ambang batas udara 0,015 mg/m 3 di wilayah penduduk paparan selama 24 jam (Widowati, dkk 2008:146-147). 7. Logam Besi (Fe) Besi (Fe) merupakan logam transisi dan memiliki nomor atom 26. Bilangan oksidasi Fe adalah +3 dan +2. Fe memiliki berat atom 55,845g/mol, titik leleh 1.538 0 C dan titik didih 2.861 0 C. Fe menempati urutan sepuluh besar sebagai unsur di bumi. Fe menyusun 5 5,6 % dari kerak bumi dan menyusun 35% dari massa bumi (Widowati, dkk, 2008). Teras bumi dianggap terutama terdiri dari atas Fe dan Ni. Bijih besi yang utama adalah hematite Fe 2 O 3, magnetite Fe 3 O 4, limonite FeO(OH) dan siderite FeCO 3 (Cotton dan Wilkinson, 1989). 36
Gambar 7. Besi Besi yang murni adalah logam yang berwarna putih-perak, yang kukuh dan liat. Jarang terdapat besi komersial yang murni; biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silisida, fosfida dan sulfida dari besi, serta sedikit grafit. Zat-zat pencemar ini memainkan peranan penting dalam kekuatan struktur besi. Asam klorida encer atau pekat dan asam sulfat encer melarutkan besi, pada mana dihasilkan garamgaram besi (II) dan gas hidrogen. Fe (s) + 2H + (aq) 2+ (aq) + H 2(g) Fe (s) 2+ (aq) + 2Cl - (aq) + H 2(g) Asam sulfat pekat yang panas, menghasilkan ion-ion besi(iii) dan belerang dioksida: 2Fe + 3H 2 SO 4 + 6H + 2Fe 3+ 2 O Dengan asam nitrat encer dingin, terbentuk ion besi(ii) dan ammonia: 4Fe + 10H + - + NO 3 2+ + + NH 4 + 3H 2 O Asam nitrat pekat, dingin, membuat besi menjadi pasif; dalam keadaan ini, ia tak bereaksi dengan asam nitrat encer dan tak pula mendesak tembaga dari larutan air suatu garam tembaga. Asam nitrat 1+1 atau asam nitrat pekat yang panas melarutkan besi dengan membentuk gas nitrogen oksida dan ion besi(iii): 4Fe + HNO 3 + 3H + 3+ 2 O (Vogel, 1985) Besi adalah satu dari lebih unsur-unsur penting dalam air permukaan dan air tanah. Besi (II) sebagai ion berhidrat yang dapat larut, Fe 2+ merupakan jenis besi yang 37
tedapat dalam air tanah. Karena air tanah tidak berhubungan dengan oksigen dari atmosfer, konsumsi oksigen bahan organik dalam media mikroorganisme sehingga menghasilkan keadaan reduksi dalam air tanah (Achmad, 2004). Fe memiliki berbagai fungsi esensial dalam tubuh, yaitu: 1. Sebagai alat angkut oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh 2. Sebagai alat angkut elektron dalam sel 3. Sebagai bagian terpadu dari berbagai reaksi enzim (Widowati, dkk, 2008). Kekurangan besi dalam diet akan mengakibatkan defisiensi yaitu kehilangan darah yang berat sering terjadi pada penderita tumor saluran pencernaan, ulcer lambung dan pada menstruasi. Defisiensi besi menimbulkan gejala anemia seperti kelemahan, fatigue, sulit bernapas waktu berolahraga, kepala pusing, diare, penurunan nafsu makan, kulit pucat, kuku berkerut, kasar dan cekung serta terasa dingin pada tangan dan kaki (Darmono, 1995). Konsumsi Fe dosis besar akan merusak sel alat pencernaan secara lansung, lalu Fe akan mengikuti peredaran darah. Kerusakan sel juga meluas pada hati, jantung, dan organ lain, bahkan berakhir pada kematiaan. (Widowati, dkk, 2008). 8. Logam Mangan (Mn) Mangan (Mn) adalah logam berwarna putih abu-abu keputihan, memiliki sifat mirip dengan besi (Fe), merupakan logam keras, mudah retak, serta mudah teroksidasi (Widowati, dkk, 2008). Ia melebur pada kira-kira 1250 0 C (Vogel, 1985). Mangan relatif melimpah dan terdapat dalam banyak deposit, terutama oksida, oksida hidrat atau karbonat (Cotton dan Wilkinson, 1989). Bijih mangan (Mn) utama adalah pirolusit, psilomelan, dan rodokrosit (Widowati, dkk, 2008). Mangan bereaksi dengan air hangat membentuk mangan(ii) hidroksida dan hidrogen: Mn + 2H 2 2 O) 2 2 38
Asam mineral encer dan juga asam asetat melarutkannya dengan menghasilkan garam mangan(ii) dan hydrogen: Mn + 2H + 2+ + H 2 Bila bereaksi dengan asam sulfat pekat dan panas, belerang dioksida akan dilepaskan: Mn + 2H 2 SO 4 2+ + SO 2-4 + SO 2 2 O (Vogel, 1985). Sebagian besar mangan memiliki bilangan valensi +2, +3, +4, +6 dan +7. Bilangan valensi +2 mudah bereaksi dengan asam hidroklorit membentuk MnCl 2, sedangkan bilangan valensi +3 (manganit) bersifat tidak stabil dan mudah berubah menjadi bilangan valensi +2. Status bilangan +4 banyak sebagai MnO 2, sedangkan bilangan valensi +4 bersifat amfoterik yang dapat mendonasikan dan menerima elektron dalam reaksi kimia. Bilangan valensi +6 terdapat dalam bentuk manganat (MnO - 4 ), sedangkan bilangan valensi +7 terdapat dalam ion permanganat (Mn - 4 ) yang bersifat stabil. Terdapat pula bilangan valensi +1 (Mn mengompleks sianida), juga terdapat bilangan valensi +5 yang bersifat tidak stabil. Mn +7 merupakan bahan oksidator yang kuat. Mangan (Mn) merupakan mikronutrien esensial bagi semua makhluk hidup. Mn bersifat esensial bagi komponen lebih dari 36 jenis enzim untuk metabolisme karbohidrat, protein dan lipid, sebagai kofaktor beberapa kelompok enzim oksireduktase, transferase, hidrolase, liase, isomerase, ligase, lektin dan integrin (Widowati, dkk, 2008). a. Efek Toksik Kekurangan mangan menyebabkan penyakit dan kelebihan akan meracuni absorpsi sistem saraf pusat, proses pencernaan, pernapasan atau dapat berhubungan dengan kulit menyebabkan pneumonia (Rais, 2007). Toksisitas mangan (Mn), relatif sudah tampak pada konsentrasi rendah. Dengan demikian tingkat kandungan Mn 39
diizinkan dalam air digunakan untuk keperluan domestik sangat rendah, yaitu dibawah 0,05mg/l (Achmad,2004). 9. Spektroskopi Serapan Atom (SSA) Metoda Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) pertama kali diperkenalkan oleh A.Walsh pada tahun 1955. Spektrofotometri Serapan Atom (SSA), merupakan metode analisis unsur secara kuantitatif yang pengukurannya berdasarkan penyerapan cahaya dengan panjang gelombang tertentu oleh atom logam dalam keadaan bebas (Skoog, 1982). Prinsip dasar Spektrofotometri serapan atom adalah interaksi antara radiasi elektromagnetik dengan sampel. Spektrofotometri serapan atom merupakan metode yang sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah (Khopkar, 1990). Cara kerja Spektroskopi Serapan Atom ini adalah berdasarkan atas penguapan larutan sampel, kemudian logam yang terkandung di dalamnya diubah menjadi atom bebas. Atom tersebut mengapsorbsi radiasi dari sumber cahaya yang dipancarkan dari lampu katoda (Hollow Cathode Lamp) yang mengandung unsur yang akan ditentukan. Banyaknya penyerapan radiasi kemudian diukur pada panjang gelombang tertentu menurut jenis logamnya (Darmono,1995). Gambar 8. Skema Kerja SSA 40
Alat spektrofotometer serapan atom terdiri dari rangkaian dalam diagram skematik berikut: Gambar 9. Diagram Spektrometer Serapan Atom atau SSA Keterangan :1. Sumber sinar, 2. Pemilah (Chopper), 3. Nyala, 4. Monokromator, 5. Detektor, 6. Amplifier, 7. Meter atau recorder Komponen-komponen Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) a. Sumber Sinar Sumber radiasi SSA adalah Hallow Cathode Lamp (HCL). Setiap pengukuran dengan SSA kita harus menggunakan Hallow Cathode Lamp khusus misalnya akan menentukan konsentrasi tembaga dari suatu cuplikan. Maka kita harus menggunakan Hallow Cathode khusus tembaga. Hallow Cathode akan memancarkan energi radiasi yang sesuai dengan energi yang diperlukan untuk transisi elektron atom. Hallow Cathode Lamp terdiri dari katoda cekung yang silindris yang terbuat dari unsur yang sama dengan yang akan dianalisis dan anoda yang terbuat dari tungsten. Dengan pemberian tegangan pada arus tertentu, logam mulai memijar dan dan atom-atom logam katodanya akan teruapkan dengan pemercikan. Atom akan tereksitasi kemudian mengemisikan radiasi pada panjang gelombang tertentu (Khopkar, 1990). Dan secara jelas dapat dilihat pada Gambar 41
Anode Fill Gas Ne or Ar (1-5 Socket Hollow Cathode Lamp Glass Envelope Gambar 10. Diagram skematik lampu katoda berongga (Khopkar, 1990). b. Sumber atomisasi Sumber atomisasi dibagi menjadi dua yaitu sistem nyala dan sistem tanpa nyala. Kebanyakan instrumen sumber atomisasinya adalah nyala dan sampel diintroduksikan dalam bentuk larutan. Sampel masuk ke nyala dalam bentuk aerosol. Aerosol biasa dihasilkan oleh nebulizer (pengabut) yang dihubungkan ke nyala oleh ruang penyemprot (chamber spray). Jenis nyala yang digunakan secara luas untuk pengukuran analitik adalah udara-asetilen dan nitrous oksida-asetilen. Dengan kedua jenis nyala ini, kondisi analisis yang sesuai untuk kebanyakan analit dapat ditentukan dengan menggunakan metode-metode emisi, absorbsi dan juga fluorosensi. Gambar 11. Instrumentasi sumber atomisasi (Anonim, 2003) 42
a) Nyala udara asetilen Biasanya menjadi pilihan untuk analisis mengunakan SSA. Temperatur nyalanya yang lebih rendah mendorong terbentuknya atom netral dan dengan nyala yang kaya bahan bakar pembentukan oksida dari banyak unsur dapat diminimalkan. Nitrous oksida-asetilen Dianjurkan dipakai untuk penentuan unsur-unsur yang mudah membentuk oksida dan sulit terurai. Hal ini disebabkan karena temperatur nyala yang dihasilkan relatif tinggi. Unsur-unsur tersebut adalah: Al, B, Mo, Si, So, Ti, V, dan W. c. Monokromator Monokromator merupakan alat yang berfungsi untuk memisahkan radiasi yang tidak diperlukan dari spektrum radiasi lain yang dihasilkan oleh Hallow Cathode Lamp d. Detektor 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. e. Sistem pengolah Sistem pengolah berfungsi untuk mengolah kuat arus dari detektor menjadi besaran daya serap atom transmisi yang selanjutnya diubah menjadi data dalam sistem pembacaan. f. Sistem pembacaan 43
Sistem pembacaan merupakan bagian yang menampilkan suatu angka atau gambar yang dapat dibaca oleh mata. g. Readout Readout merupakan suatu alat penunjuk atau dapat juga diartikan sebagai sistem pencatatan hasil. Pencatatan hasil dilakukan dengan suatu alat yang telah terkalibrasi untuk pembacaan suatu transmisi atau absorbs. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva dari suatu recorder yang menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi (Gholib dan Abdul, 2007:312). 44
BAB 3. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN A. TUJUAN PENELITIAN Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kandungan logam berat Cu, Zn, Pb, Cd, Ag, Hg, Fe dan Mn dalam sayuran wortel, kentang, kubis bunga, sawi dan kol di Kabupaten Solok, Tanah Datar, Bukittinggi (Agam) dan Padang Panjang B. MANFAAT PENELITIAN Dari penelitian yang dilakukan diharapkan dapat bermanfaat bermanfat bagi berbagai pihak yang terkait dengan penelitian ini, seperti dinas kesehatan, dinas pertanian dan perdagangan sehingga menjadi acuan dalam setiap kebijakan yang berhubungan dengan kandungan logam-logam berat dalam sayuran 45
BAB 4. METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Padang, mulai Bulan Mei sampai Desember 2013. B. Sampel Penelitian Sampel sayuran diambil dari empat lokasi yang berbeda di Propinsi Sumatra Barat, yaitu Kabupaten Tanah Datar, Kabupaten Agam, Kabupaten Solok dan Kota Padang Panjang. Sayuran yang dianalisa adalah kubis bunga, wortel, kol, kentang dan sawi. Masing-masing sayuran diambil dari lima titik yang berbeda pada tiap lahan pertanian. C. Alat dan Bahan Penelitian Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah mantel pemanas, labu kjedahl, labu ukur, pipet tetes, pipet gondok, pipet ukur, bola hisap, timbangan analitik, labu semprot, cawan penguap, oven dan peralatan Spektrofotometer Serapan Atom. Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sayuran (kubis bunga, wortel, kol, kentang dan sawi), HNO 3 pekat, aquadest, logam Fe, logam Mn, logam Cu, logam Zn, kristal Kadmium nitrat (Cd(NO 3 ) 2 ), kristal Timbal nitrat (Pb(NO 3 ) 2 ), kristal Perak nitrat, (AgNO 3 ) dan kristal Merkuri (II) nitrat (Hg(NO 3 ) 2. D. Prosedur Penelitian 1. Persiapan Sampel Sampel sayuran di cuci dan di potong kecil-kecil kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 80 0 C selama 2 jam. Sampel yang telah kering ditimbang sebanyak 1 gram kemudian dimasukkan ke dalam labu kjedahl. 46
2. Pembuatan Larutan Standar Tembaga (Cu) a. Larutan induk Cu 1000 ppm Logam tembaga ditimbang sebanyak 1,000 gram kemudian dilarutkan dengan 10 ml HNO 3 pekat lalu dimasukkan ke dalam Labu ukur 1000 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. b. Larutan Cu 2+ 100 ppm Dibuat dengan cara memipet 10 ml larutan induk Cu 2+ 1000 ppm lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. c. Larutan standar Cu 2+ Larutan standar dibuat dengan mengencerkan larutan Cu 2+ 100 ppm dengan variasi konsentrasi 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 ppm. Dipipet masing-masing 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 ml larutan Cu 2+ 100 ppm lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. 3. Pembuatan Larutan Standar Zink (Zn) a. Larutan induk Zn 1000 ppm Logam tembaga ditimbang sebanyak 1,000 g kemudian dilarutkan dengan 10 ml HNO 3 pekat lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 1000 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. b. Larutan Zn 100 ppm Dibuat dengan cara memipet 10 ml larutan induk Zn 1000 ppm lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. c. Larutan standar Zn Larutan standar dibuat dengan mengencerkan larutan Zn 100 ppm dengan variasi konsentrasi 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 ppm. Dipipet masing-masing 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 ml larutan Zn 100 ppm lalu masukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. 47
4. Pembuatan Larutan Standar Timbal (Pb) a. Larutan induk Pb 2+ 1000 ppm Kristal Pb(NO 3 ) 2 ditimbang sebanyak 1,599 gram kemudian dilarutkan dengan aquades lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 1000 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. b. Larutan Pb 2+ 100 ppm Dibuat dengan cara memipet 10 ml larutan induk Pb 2+ 1000 ppm lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. c. Larutan standar Pb 2+ Larutan standar dibuat dengan mengencerkan larutan Pb 2+ 100 ppm dengan variasi konsentrasi 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 ppm. Dipipet masing- masing 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 ml larutan Cu 2+ 100 ppm lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. 5. Pembuatan Larutan Standar Kadmium (Cd) a. Larutan induk Cd 2+ 1000 ppm Kristal Cd(NO 3 ) 2 ditimbang 2,107 gram kemudian dilarutkan dengan aquadest lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 1000 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. b. Larutan Cd 2+ 100 ppm Dibuat dengan cara memipet 10 ml larutan induk Cd 2+ 1000 ppm lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. c. Larutan standar Cd 2+ Larutan standar dibuat dengan mengencerkan larutan Cd 2+ 100 ppm dengan variasi konsentrasi 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 ppm. Dipipet masing-masing 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 ml larutan Cd 2+ 100 ppm lalu masukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. 48
6. Pembuatan Larutan Standar Perak (Ag) a. Larutan induk Ag + 1000 ppm Kristral AgNO 3 ditimbang sebanyak 1,574 gram kemudian dilarutkan dengan aquades lalu dimasukkan ke dalam Labu ukur 1000 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. b. Larutan Ag + 100 ppm Dibuat dengan cara memipet 10 ml larutan induk Ag + 1000 ppm lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. c. Larutan standar Ag + Larutan standar dibuat dengan mengencerkan larutan Ag + 100 ppm dengan variasi konsentrasi 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 ppm. Dipipet masing- masing 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 ml larutan Ag + 100 ppm lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. 7. Pembuatan Larutan Standar Merkuri (Hg) a. Larutan induk Hg 2+ 1000 ppm Kristal Hg(NO 3 ) 2.H 2 O ditimbang sebanyak 1,71 gram kemudian dilarutkan aquades lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 1000 ml kemudian diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. b. Larutan Hg 2+ 100 ppm Dibuat dengan cara memipet 10 ml larutan induk Hg 2+ 1000 ppm lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. c. Larutan standar Hg 2+ Larutan standar dibuat dengan mengencerkan larutan Hg 2+ 100 ppm dengan variasi konsentrasi 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1 ppm. Dipipet masing-masing 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1 ml larutan Hg 2+ 100 ppm dan ditambahkan 5 ml KI 0,2 M lalu 49
masukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. 8. Pembuatan Larutan Standar Besi (Fe) a. Larutan induk Fe 1000 ppm Logam besi ditimbang sebanyak 1,0000 g kemudian dilarutkan dengan 20 ml HNO 3 pekat lalu dimasukkan ke dalam Labu ukur 1000 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. b. Larutan Fe 100 ppm Dibuat dengan cara memipet 10 ml larutan induk Fe 1000 ppm lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. c. Larutan standar Fe Larutan standar dibuat dengan mengencerkan larutan Fe 100 ppm dengan variasi konsentrasi 0,5; 1,5; 1,0; 2,0 ppm. Dipipet masing- masing 0,5; 1,5; 1,0; 2,0 ml larutan Fe 100 ppm lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. 9. Pembuatan Larutan Standar Mangan (Mn) a. Larutan induk Mn 1000 ppm Logam Mn ditimbang sebanyak 1,000 gram kemudian dilarutkan dengan 20 ml HNO 3 pekat lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 1000 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. b. Larutan Mn 100 ppm Dibuat dengan cara memipet 10 ml larutan induk Mn 1000 ppm lalu dimasukkan kedalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. c. Larutan standar Mn 50
Larutan standar dibuat dengan mengencerkan larutan Mn 100 ppm dengan variasi konsentrasi 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 ppm. Dipipet masing-masing 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 ml larutan Mn 100 ppm lalu masukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas. 10. Pembuatan Kurva Kalibrasi Masing-masing deret standar diukur serapannya dan dibuat kurva kalibrasi antara konsentrasi dan absorban atau serapan. Kemudian ditentukan persamaan garisnya. 11. Penentuan konsentrasi Cu, Zn, Pb, Cd, Ag, Hg, Fe dan Mn a. Sampel ditimbang sebanyak 1 gram dimasukkan lalu dimasukkan kedalam labu kjedahl 300 ml lalu tambahkan HNO 3 pekat dan didiamkan 1 malam. b. Larutan didihkan di atas mantel pemanas sampai larutan jernih. Kemudian larutan didinginkan selama ± 10 menit. c. Larutan disaring, kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur 50 ml dan ditambahkan aquades sampai tanda batas. d. Larutan diukur dengan Spektrofotometer Serapan Atom untuk logam Cu, Zn, Pb, Cd, Ag, Fe dan Mn dan menggunakan Spektrofotometer UV Vis untuk logam Hg. 51
BAB 5. HASIL DAN PEMBAHASAN Logam berat merupakan salah satu parameter pencemaran dari air, tanah, udara maupun makanan. Dalam bahan makanan seperti sayuran, logam berat berada dalam konsentrasi yang relatif kecil (trace metals) yang sifatnya akumulatif, artinya memberikan dampak dalam jangka waktu yang lama. Dalam sayuran logam-logam berat berada dalam bentuk organo metalik sehingga pada analisa logam berat dalam sayuran, terlebih dahulu sayuran didestruksi dengan destruksi basah menggunakan HNO 3 sebagai pelarut (Pahdinol, Amrin dan Nasra, 2013), seperti terlihat pada Gambar 12, berikut: Gambar 12. Sampel yang akan didestruksi (kiri) dan sampel yang sedang didestruksi (kanan) Destruksi bertujuan merubah analit dalam matriks sampel yang rumit menjadi lebih sederhana sehingga mudah dianalisa. Pengunaan HNO 3 didasarkan pada kelarutan garam nitrat yang besar dalam air sehingga diharapkan logam-logam yang akan dianalisa tidak mengalami pengendapan. 52