Bayu Iskandar VALIDASI METODE PENENTUAN ARSENIK PADA SAMPEL AIR SUMUR BOR DENGAN MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER SERAPAN ATOM DI PT. GEOSERVICES BALIKPAPAN VALIDATION OF AS DETERMINATION METHODS ON WELLBORE WATER BY USING ATOMIC ABSORPTION SPECTROPHOTOMETER AT PT. GEOSERVICES BALIKPAPAN Bayu Iskandar *, Aman Sentosa Panggabean, Rudi Kartika Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Mulawarman, Samarinda *Corresponding Author: bayuiskandr@gmail.com ABSTRACT Research on the validation of As determination methods on wellbore water by using atomic absorption spectrophotometer at PT. Geoservices Balikpapan has been calculated. The validation method used is APHA-3114 C, with research stages such as linearity, detection limit, quantitative limit, accuracy, precision. The results showed that the linearity test had good result with R 2 0.9997. The detection limit value was 0,000038 µg/land the quantization limit value was 0,00129 µg/l. The %KV value obtained is smaller than the 2/3 KVHorwitz value, indicating that this method has a good precision. The determination of As in drilled well water samples is 0.9167 µg/l, then below the standard threshold of clean water quality quality based on Permenkes. 416/Menkes/PER/IX/1990. Based on the results of the research, APHA-3114 B/C method can be used to determine As in drilled well water samples. Keywords: Validation method, arsenic, wellbore water, APHA-3114B/C, AAS-VHGA. PENDAHULUAN Pemenuhan kebutuhan air minum dan air bersih diperoleh melalui air sumur. Air tanah mengandung unsur-unsur yang cukup tinggi dan menyebabkan air berwarna kuning kecoklatan mengakibatkan bercak-bercak pada pakaian serta dapat mengganggu kesehatan. Zat-zat kimia yang larut dalam air dapat mengganggu bahkan membahayakan kesehatan manusia. Zat-zat terlarut tersebut antara lain magnesium, klorida, aluminium, arsen, tembaga, timbal, seng, merkuri atau air raksa [1]. Arsen (As) merupakan semi logam yang oksidanya bersifat labil dan bersifat toksik pada tingkat oksidasi yang rendah. Arsen (As) yang terdapat di alam sangat mudah larut di dalam air dengan konsentrasi yang kecil. Sehingga perlu dilakukan metode penentuan logam arsen yang terdapat di dalam air khususnya sampel air tanah. Air sumur bor sendiri merupakan sumber air yang berasal dari tanah yang dibuat oleh manusia dengan cara mengebor tanah dengan kedalaman tertentu. Didalam air sumur bor inilah terdapat kandungan logam organik yang berasal dari alam yang bercampur dengan air sumur bor tersebut, dimana air sumur bor ini merupakan sumber air selain PDAM yang digunakan oleh masyarakat umum. APHA-3114 B/C merupakan suatu metode atau prosedur untuk penentuan kadar logam arsen pada sampel air. APHA sendiri merupakan singkatan dari American Public Health Assosiation yang merupakan suatu organisasi professional kesehatan publik yang tertua dan tersbesar didunia. Pengertian 3114 B/C pada metode ini merupakan kode dari APHA sendiri yang dimana merupakan prosedur untuk penentuan logam arsen pada sampel air atau limbah air. Berdasarkan uraian di atas, maka perlu dilakukan penelitian mengenai Validasi Metode Penentuan Arsenik pada AirSumur Bordengan Menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom di Laboratorium Lingkungan PT. Geoservices Balikpapan dengan parameter yang telah ditentukan, diantaranya Uji Lineritas, Uji LOD (Limit od Detection), Uji LOQ (Limit of Quantity), Uji Akurasi dan Uji Presisi. METODOLOGI PENELITIAN Alat Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya, adalah hot plate stirrer, magnetic 34
Prosiding Seminar Nasional Kimia 2017 ISBN 978-602-50942-0-0 stirrer, neraca analitik, gelas kimia, gelas ukur, pipet volume, pipet tetes, test pet, bulp, spatula, botol semprot, labu ukur, corong kaca, batang pengaduk, Spektroskopi Serapan Atom, Sel absorbs, perangkat pembangkit uap hidrida/vapor Hydride Generation Accessories (VHGA), Lampu Katoda Arsenik (As). Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya adalah Larutan Induk Arsenik, HCl pekat, Larutan H 2 SO 4 2,5 N,Larutan K 2 S 2 O 8 5%, Larutan KI 10%, Larutan NaBH 4, Larutan Sulfanilamida 2,5%, CRM As 0,205 mg/l dan aquades Prosedur Penelitian Pengambilan Sampel Air Sumur Bor Sumber air yang akan diambil sampelnya dibuka terlebih dahulu dan dibiarkan airnya mengalir selama ± 5 menit agar campuran tanahnya dapat terbuang lebih dahulu, kemudian sampel air sumur bor dimasukkan ke dalam botol berukuran 1,5 L. Pengoperasian Alat Spektrofotometer Serapan AtomdenganPrinsipMetode APHA-3114 B/C Perangkat Spektrofotometer serapan atom dinyalakan, lampu katoda AS dipasangkan dan dioptimasikan hingga diperoleh gain terendah, kemudian burner dan sel absorbs dipasangkan pada perangkat SSA, lalu sel absorbs dohubungkan dengan perangkat pembangkit uap hidrida/vapor Hydride Generation Accessories (VHGA). Setelah itu, pompa peristaltic di jalankan dan selang penyuplai reduktan ke dalam larutan natrium borohirida (NaBH 4 ) dicelupkan. Dikalibrasikan peralatan menggunakan kurva standar yang telah dipersiapkan sebelumnya (pastikan R 0,995). Uji Linieritas Sebanyak 50 ml larutan standar 0,50; 1,00; 1,50; 2,00; 2,50; 5,00; 7,50 dan 10,00 µg/l, blanko dan larutan standar 0,50; 1,00; 1,50; 2,00; 2,50; 5,00; 7,50 dan 10,00 µg/l dipipet ke dalam gelas kimia 100 ml, Kemudian ditambahkan 1 ml H 2 SO 4 2.5 N dan 5 ml K 2 S 2 O 8 5% ke dalam masing-masing gelas kimia lalu dipanaskan hingga hampir mendidih pada penangas selama 30-40 menit hingga volume mencapai 10 ml Setelah pemanasan selesai, dilarutkan hingga 50 ml dan untuk menghilangkan nitrit, setelah tahap pemanasan ditambahkan 0,1 ml sulfanilamida per 10 ml sampel, kemudian ditambahkan 5 ml HCl pekat dan di aduk, setelah itu dibiarkan hingga 30 menit lalu larutan kurva standar diukur dengan SSA. Uji LOD Pada uji LOD dilakukan secara statistik melalui garis regresi linier dari kurva kalibrasi, dimana respon instrument y berhubungan linier dengan konsentrasi x. besar limit deteksi biasanya dinyatakan dengan 3Sa/b, dimana Sa adalah standar deviasi dan b adalah slope. Uji LOQ Pada uji LOQ dilakukan secara statistik melalui garis regresi linier dari kurva kalibrasi, dimana respon instrument y berhubungan linier dengan konsentrasi x. besar limit kuantisai biasanya dinyatakan dengan 10Sa/b, dimana Sa adalah standar deviasi dan b adalah slope. Uji Akurasi Pada uji akurasi yang digunakan untuk mengukur akurasi pada penelitian ini dengan menggunakan CRM yang diencerkan dengan aquades dengan pengulangan 10 kali. Nilai ratarata digunakan sebagai acuan untuk menentukan % recovery Uji Presisi Pada uji presisi ini sampel air sumur bor ditambahkan larutan standar 7,50 µg/l. Setelah data yang diperoleh, dihitung Standar Deviasi, %KV Horwitz dan 2/3 %KV Horwitz Penentuan As dalam sumur bor Sebanyak 50 ml larutan standar 0.50; 1.00; 1.50; 2.00; 2.50; 5.00; 7.50 dan 10.00 µg/l, blanko serta sampel dipipet ke dalam gelas kimia 100 ml, Kemudian ditambahkan 1 ml H 2 SO 4 2.5 N dan 5 ml K 2 S 2 O 8 5% ke dalam masing-masing gelas kimia lalu dipanaskan hingga hampir mendidih pada penangas selama 30-40 menit hingga volume mencapai 10 ml Setelah pemanasan selesai, dilarutkan hingga 50 ml dan untuk menghilangkan nitrit, setelah tahap pemanasan ditambahkan 0,1 ml sulfanilamida per 10 ml sampel, kemudian ditambahkan 5 ml HCl pekat dan di aduk, setelah itu dibiarkan hingga 30 menit lalu sampel air sumur bor diukur dengan SSA. 35
Absorbansi Bayu Iskandar HASIL DAN PEMBAHASAN Uji Linieritas Pada penelitian ini dilakukan uji linieritas ini menggunakan 8 buah deret standar larutan arsenik, dari larutan induk arsen dengan konsentrasi 1000 mg/l, dengan variasi konsentrasi 0,50; 1,00; 1,50; 2,00; 2,50; 5,00; 7,50 dan 10,00 µg/l. Didapatkan bahwa hubungan antara konsentrasi dan absorbansi larutan standar As, diperoleh kurva hubungan antara konsentrasi dan absorbansi atau grafik linearitas yang dapat dilihat pada gambar sebagai berikut: 0,08 0,06 0,04 0,02 0 y = 0,0063x + 0,0005 R² = 0,9997 0 2 4 6 8 10 12 Konsentrasi (ppb) Gambar 1. Penentuan Linieritas Pengukuran As dengan Metode SSA Kurva kalibrasi yang dihasilkan dari grafik tersebut memiliki persamaan regresi y = 0.0063x + 0.0005 dengan nilai R 2 = 0.9997. Nilai R 2 = 0.9997 menyatakan bahwa adanya korelasi yang sangat kuat antara konsentrasi dan absorbansi. Nilai koefisien determeniasi yang didapat mendekati satu dan sesuai dengan syarat keberterimaan yaitu nilai koefisien determinasi hasil uji linieritas adalah R 2 0,997 [2]. Jadi, diketahui bahwa persamaan kurva kalibrasi tersebut telah memenuhi syarat uji linearitas dan terdapat hubungan yang baik antara konsentrasi yang diukur dengan serapan yang dihasilkan untuk metode APHA-3114 B/C. Uji LOD dan LOQ Hasil uji Limit of Detection (LOD) dan Limit of Quantity (LOQ) dilakukan secara statistik menggunakan kurva standar As. Kemudian ditentukan beberapa kriteria yaitu simpangan baku, LOD dan LOQ pada tabel berikut: Tabel 1. Penentuan LOD dan LOQ n Konsentrasi Absorbansi (x) (y) yi (y-yi) 2 1 0,50 0,0036 0,003 2 1,00 0,0062 0,006 3 1,50 0,0099 0,009 4 2,00 0,0134 0,013 5 2,50 0,0161 0,016 6 5,00 0,0325 0,032 7 7,50 0,0485 0,047 8 10,0 0,0633 0,063 Jumlah 30 0,1935 0,189 LOD 0,00038 µg/l LOQ 0,00129µg/L Dari tabel diatas, diketahui bahwa nilai metode batas limit deteksi dari penentuan Arsen pada air sumur bor menggunakan alat spektrofotometer serapan atom, diperoleh nilai LOD sebesar 0,0038 µg/l dan limit kuantitasinya adalah sebesar 0.00129 µg/l. LOD dan LOQ merupakan konsentrasi analit terendah dan kuantitas terkecil yang dapat ditetapkan oleh suatu metode dengan diaplikasikan secara lengkap pada metode yang digunakan dengan kondisi yang disepakati di laboratorium uji [7][5]. Nilai ini menunjukkan bahwa jumlah analit masih dapat 36
Prosiding Seminar Nasional Kimia 2017 ISBN 978-602-50942-0-0 terukur oleh spektrofotometer serapan atom, jadi untuk analisa As dengan spektrofotometer serapan atom masih dapat terbaca serapannya dengan batas limit sebesar 0,0038 µg/l dan pada limit kuantitasi sebesar 0,00129 µg/l merupakan konsentrasi analit terendah yang dapat terkuantitasi, sehingga untuk melakukan analisa As pada air sumur bor dengan menggunakan spektrofotometer, konsentrasi yang disarankan yaitu diatas 0,0038 µg/l. Sehingga dapat disimpulkan bahwa nilai LOD dan LOQ dapat diterima sesuai nilai yang ditetapkan. Uji Akurasi Akurasi adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil analisis dengan kadar analit yang sebenarnya. Salah satu syarat metode analisis yang baik adalah memiliki ketelitian atau akurasi yang tinggi. Parameter uji yang digunakan untuk menilai ukuran akurasi pada penelitian ini adalah dengan pengurukuran CRM yang diencerkan denganaquades dengan pengulangan sebanyak 10 kali. Hasil pengukuran dapat dilihat pada tabel sebagai berikut: Kode Sampel Konsentrasi CRM Tabel 2. Data Hasil Uji Akurasi Konsentrasi % Recovery 1 1,63 1,835 88,8 2 1,53 1,735 88,2 3 1,32 1,525 86,6 4 1,68 1,885 89,1 5 1,47 1,675 87,8 6 1,39 1,595 87,1 7 1,79 1,995 89,7 8 1,43 1,635 87,5 9 1,50 1,705 88 10 1,40 1,605 87,2 Rata-rata 1,719 88 Dapat dilihat bahwa dari data yang diperoleh diketahui hasil % recovery yang didapat sebesar 88,0 %. Larutan yang digunakan untuk mencari nilai akurasi adalah CRM. CRM tersebut diencerkan dengan aquades. Nilai % recovery yang diperoleh memenuhi syarat karena memiliki akurasi yang baik sehingga metode ini layak digunakan.hasil akurasi dikatakan baik bila perolehan kembali (% recovery) dalam range 80 % - 110 % [4]. Uji Presisi Pada uji presisi ini sampel air sumur bor ditambahkan dengan larutan standar As 7,50 µg/l sebanyak 10 kali pengulangan pada sampel. Kemudian pada uji ini ditentukan beberapa kriteria yaitu Standar Deviasi, %KV dan 2/3 KVHorwitz dan % Recovery pada table 3. Dari tabel 3 dapat diketahui data yang diperoleh diantaranya nilai % RSD untuk konsentrasi hasil yang didapatkan berkisar sebesar 0,07 µg/l, ini menunjukkan data yang diperoleh memiliki presisi yang baik ini karena nilai %KV memiliki nilai yang lebih kecil dibandingkan nilai dari nilai 2/3 KV Horwitz, repeatability dan reproducibility diterima sesuai dengan nilai keberterimaannya [5]. Dari uji presisi ini didapatkan juga % recovery 96 % Sehingga dapat dikatakan metode yang digunakan memiliki tingkat presisi yang baik. Hasil ini juga menunjukkan bahwa metode uji penetapan air sumur bor dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom dengan tambahan VHGA memiliki ketelitian yang baik untuk sepuluh sampel. Penentuan As dalam sumur bor Metode APHA-3114 B/C yang teah divalidasi, diaplikasikan untuk menentukan jumlah As dalam sumur bor yang menunjukkan bahwa metode uji penetapan air sumur bor dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom dengan tambahan VHGA. 37
Bayu Iskandar No Absorbansi Tabel 3. Data Hasil Uji Presisi Konsentrasi As sampel Konsentrasi As terukur Konsentrasi As standar % Recovery 1 0,028 6,54 n.d 7,50 87,20 2 0,030 6,93 n.d 7,50 92,40 3 0,030 6,93 n.d 7,50 92,40 4 0,039 7,01 n.d 7,50 93,47 5 0,032 7,33 n.d 7,50 97,73 6 0,031 7,11 n.d 7,50 94,80 7 0,031 7,18 n.d 7,50 95,73 8 0,032 7,31 n.d 7,50 97,47 9 0,031 7,21 n.d 7,50 96,13 10 0,037 8,45 n.d 7,50 112,67 SD 0,50 Jumlah 96,00 Rerata 7,20 %KV 0,07 2/3 % KV Horwitz 4,72 Tabel 4. Data Hasil Analisa Arsen pada Air Sumur Bor Sampel Absorbansi Konsentrasi As terukur Rata-rata 0,0046 0,93 Air Sumur Bor 0,0045 0,90 0,0048 0,92 Rata-rata 0,0046 0,91 SD 0,0002 0,01 0,91 ± 0,01 Berdasarkan ambang baku mutu yang digunakan di Indonesia sebagaimana tercantum dalam Peraturan menteri kesehatan No.416/Menkes/PER/IX/1990 tentang ambang baku mutu kualitas air bersih yaitu maksimum 0,05 mg/l As [6]. Hasil penelitian di peroleh menunjukkan As dalam sampel air sumur bor adalah 0,91 µg/l sehingga tidak melebihi dari baku mutu yang telah ditetapkan. Jadidapat disimpulkan sampel air sumur yang dianalisa layak sebagai air bersih. KESIMPULAN Dari hasil penelitian Penelitian tentang validasi metode penentuan As pada air sumur bor dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom di laboratorium lingkungan PT. Geoservices Balikpapan memberikan hasil yang baik dan dapat dipertanggungjawabkanditunjukkan dari hasil pengukuran parameter-parameter dari kinerja analitik seperti linieritas dengan R 2 0,9997, batas deteksi dengan nilai 0,00038 µg/l, batas kuantisasi dengan nilai 0,00129 µg/l dan dengan nilai % KV yang diperoleh lebih kecil dibandingkan dengan nilai 2/3 KVHorwitz, yang menunjukkan bahwa metode APHA-3114 B/C memiliki presisi yang baik dan dapat digunakan untuk menentukan As pada sampel air sumur bor. SARAN Pada penelitian selanjutnya dilakukan uji validasi yang digunakan bisa lebih bervariasi seperti uji ketahanan dan uji ketangguhan DAFTAR PUSTAKA [1] Anggraini, R. 2012. Kandungan Logam Air Sumur dan Air PDAM dengan Sistem Pendeteksi Kelayakan Air Minum (Elektrolizer Air) di Kecamatan Sumbersari. Jember: Universitas Jember. 38
Prosiding Seminar Nasional Kimia 2017 ISBN 978-602-50942-0-0 [2] Chan, C.C., H.L.Y.C. LEE and X. Zhang. 2004. Analytical Method Validationand Instrumental Performent Verification. Willey Intercine A. John Willy and Sons. Inc. Publication [3] Harmita. 2004. Petunjuk Pelaksanaan Validasi Metode dan Cara Perhitungannya. Majalah Ilmu Kefarmasian. Depok: Universitas Indonesia. [4] Kantasubrata, J. 2012. Validasi Metode. Pelatihan Pemahaman dan Penerapan SNI ISO/IEC 17025:2008 Pada Pengelolaan Laboratorium. RC Chem Learning Centre. Bandung [5] Peraturan Menteri Kesehatan (Permenkes). 1990. Perraturan menteri kesehatan No.416/Menkes/PER/IX/1990. [6] Riyanto. 2012. Validasi & Verifikasi Metode Uji. Yogyakarta: Deepublish. 39