cod albayssag faisal 1107035086

VERIFIKASI METODE PENETAPAN CHEMICAL OXYGEN DEMAND

(COD) DALAM LIMBAH CAIR METODE REFLUKS TERTUTUP

Laporan Praktik Kerja Lapangan

Di PT. Pupuk Kalimantan Timur

Oleh :

ALBAYSSAG FAISAL TANJUNG

NIM. 1107035086

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS MULAWARMAN

SAMARINDA

2015

iii

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr. Wb.

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas

limpahan rahmat, keridhaan dan kasih sayang-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan Praktik Kerja Lapangan (PKL) beserta laporannya di PT. Pupuk

Kalimantan Timur.

Laporan Praktik Kerja Lapangan ini merupakan hasil kegiatan analisis di

PT. Pupuk Kalimantan Timur selama dua bulan dengan judul Verifikasi Metode

Penetapan Chemical Oxygen Demand (COD) Dalam Limbah Cair Metode

Refluks Tertutup. Dengan selesainya laporan praktik kerja lapangan ini, penulis

mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Engineering Idris, M.Si selaku Dekan FMIPA Universitas

Mulawarman.

2. Bapak Dr. Erwin, M.Si selaku Ketua Jurusan Kimia Konsentrasi Industri,

FMIPA Universitas Mulawarman.

3. Bapak Drs. Alimuddin, M.Si selaku Dosen Pembimbing PKL dan Bapak Dr.

Erwin, M.Si selaku Dosen Penguji PKL.

4. Orang tua saya Ayah Drs. La Iro. Alm dan Ibunda Niboani serta kakak-kakak

tercinta Sabaniah Indjar Gama, Agung Albayssag L dan Novianty Indjar

Gama yang tiada henti memberikan dorongan semangat dan selalu mendoakan

penulis.

5. Ibu Ir. Lola Karmila selaku Manager Departemen Diklat dan Manajemen

Pengetahuan PT. Pupuk Kalimantan Timur.

6. Bapak Sudihardi selaku Kepala Bagian Perencanaan dan Evaluasi Diklat

PT. Pupuk Kalimantan Timur Indonesia.

7. Bapak Arus Salam, Bapak Siin, Bapak Masud yang telah banyak membantu

dan seluruh karyawan di Departemen Diklat dan Manajemen Pengetahuan PT.

Pupuk Kalimantan Timur.

8. Bapak M. Suriadarmawan, B.Sc selaku Manager Departemen Laboratorium

PT. Pupuk Kaltim.

iv

9. Bapak Anggono Wijaya, S.Si, MM selaku Koordinator Praktik Kerja

Lapangan.

10. Bapak Wahyudi & Ibu Lossi Hotmaida. S selaku Pembimbing Selama Praktik

yang telah mengarahkan, membimbing dan memberi petunjuk selama

pelaksanaan penelitian hingga penulisan laporan ini selesai.

11. Bapak Petrus.S, Bapak Sutisna, Bapak Bambang Hidayat dan Bapak Sofyan

sebagai seluruh personil Laboratorium Ligkungan PT. Pupuk Kalimantan

Timur yang telah banyak membantu dan menyumbangkan ilmunya kepada

penulis.

12. Segenap karyawan Laboratorium Kualitas, Laboratorium Air, Laboratorium

Uji Kalibrasi dan Pemeliharaan Alat, Laboratorium Inventori dan Sarana di

Departemen Laboratorium PT. Pupuk Kalimantan Timur.

13. Arifwan dan Roy Aditya yang merupakan teman seperjuangan penulis di

Laboratorium.

14. Teman-teman PKL seperjuangan di Camp Petrosea Ammonia.

15. Teman-teman Fakultas MIPA Program Studi Kimia 2011 yang telah

mendukung penulis selama kuliah.

16. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah

membantu selama penulisanl aporan dan selama Praktek Kerja Lapangan

dilaksanakan.

Harapan penulis, laporan ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca

khususnya sebagai bahan referensi untuk uji profisiensi. Penulis menyadari bahwa

dalam penyusunan laporan ini masih banyak terdapat kekurangan, maka penulis

berharap adanya kritik dan saran yang membangun dari para pembaca, agar

laporan ini di masa mendatang akan lebih baik dan lebih mendekati

kesempurnaan.

WassalamualaikumWr. Wb.

Bontang, 16 Maret 2015

Penulis

v

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii

KATA PENGANTAR ......................................................................................... iii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... v

DAFTAR TABEL ............................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... ix

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 2

1.3 Tujuan ............................................................................................... 2

BAB II TINJAUAN UMUM

2.1 Profil Pupuk Kalimantan Timur........................................................ 3

2.2 Lokasi PT. Pupuk Kalimantan Timur ............................................... 4

2.3 Visi, Misi, dan Motto PT. Pupuk Kalimantan Timur ....................... 5

2.4 Sertifikasi .......... 6

2.5 Departemen Laboratorium ............................ 6

BAB III TINJAUAN PUSTAKA

3.1 Limbah .............................................................................................. 9

3.2 Dampak COD Terhadap Lingkungan ............................................... 12

3.3 Metode Penetapan COD Dalam Limbah Cair .................................. 13

3.4 Spektrofotometri ............................................................................... 15

3.5 Verifikasi Metode ............................................................. 17

BAB IV METODOLOGI PENELITIAN

4.1 Tempat dan Waktu ............................................................................ 22

4.2 Alat Dan Bahan ................................................................................. 22

4.3 Metode Penelitian ............................................................................. 22

4.4 Prosedur Percobaan.. ............................................................. 24

vi

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 Linieritas ........................................................................................... 27

5.2 Keterulangan ..................................................................................... 29

5.3 Ketepatan .................................................................................. 31

5.4 Batas Deteksi Metode.. ................................................................. 32

BAB VI PENUTUP

6.1 Kesimpulan ....................................................................................... 33

6.2 Saran ................................................................................................ 33

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

vii

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

2.1 Kapasitas Produksi Tiap Pabrik Dalam Setahun ............................ 3

5.1.1 Uji Linieritas dengan Spektrofotometer untuk Low Range ........... 27

5.1.2 Uji Linieritas dengan Spektrofotometer untuk Hight Range ......... 27

5.2.1 Keterulangan Low Range Out Foll 2 ............................................. 29

5.2.2 Keterulangan Hight Range Out Foll 1 ........................................... 30

5.3.1 Hasil Uji Ketepatan ........................................................................ 31

5.4.1 Uji Method Detection Level (MDL) ............................................... 32

viii

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

3.4 Prinsip Kerja Spektrofotometer............. ............................. 16

5.1.1 Kurva Linieritas dengan Spektrofotometer Low Range .................. 28

5.1.2 Kurva Linieritas dengan Spektrofotometer High Range .................. 28

3.4 Prinsip Kerja Spektrofotometer .......................................................... 18

3.5 Alat Spektrofotometer Serapan Atom (AAS) ..................................... 19

3.6 Skema Kerja AAS ............................................................................... 22

ix

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Halaman

1. Uji Linieritas dengan Spektrofotometer untuk Low Range.... 34

2. Kurva Linieritas dengan Spektrofotometer Low Range ..................... 34

3. Uji Linieritas dengan Spektrofotometri untuk Hight Range ............... 35

4. Kurva Linieritas dengan Spektrofotometer Hight Range.................... 35

5. Keterulangan Low Range Out Full 2 .................................................. 36

6. Keterulangan Hight Range Out Full 1 ................................................ 37

7. Ketepatan pada CRM .......................................................................... 38

8. Method Detection Level (MDL) .......................................................... 39

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kemajuan industri dan teknologi seringkali berdampak terhadap keadaan

lingkungan, baik lingkungan air sungai, air laut, air danau maupun air tanah. Air

yang mengandung bahan pencemar yag bersifat racun dan berbahaya dinamakan

air limbah. Dalam bahasa ilmiahnya limbah disebut juga dengan polutan. Maka

limbah adalah buangan yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu

tidak dikendaki oleh lingkungan. Sebagai limbah, kehadirannya cukup

mengkhawatirkan terutama bersumber dari industri.

Sebagai perusahaan produsen pupuk urea dan amoniak terbesar di Indonesia,

PT. Pupuk Kalimantan Timur tentunya mempunyai bagian dalam pengelolaan

lingkungan yang bertugas memantau buangan air dari pabrik sebelum di lepas ke

lingkungan. Untuk mendukung kinerja perusahaan PT. Pupuk Kaltim memiliki

berbagai departemen yang terbagi berdasarkan fungsinya. Salah satu Departemen

yang dimiliki adalah Departemen Laboratorium,

Departemen Laboratorium mempunyai fungsi sebagai quality control untuk

bahan baku, bahan proses, produk yang dihasilkan, maupun lingkungan.

Departemen ini terdiri dari beberapa seksi, satu diantaranya adalah seksi

Laboratorium Lingkugan. Laboratorium Ligkungan mempunyai tugas utama

menganalisis limbah cair, padat dan limbah gas, memonitor udara, emisi gas

pabrik dan kebisingan. Selain itu juga melayani permintaan analisis dari pihak

luar. Sehingga limbah yang akan di buang ke lingkungan memenuhi standar yang

berlaku. Salah satu parameter limbah cair yang dianalisis adalah Chemical Oxygen

Deman (COD).

COD adalah jumlah oksigen yang diperlukan agar bahan buangan yang ada

dalam air dapat teroksidasi melalui reaksi kimia baik yang dapat didegradasi

secara biologis maupun yang sukar didegradasi. Untuk mengukur kadar Chemical

Oxygen Deman (COD) di air limbah dapat menggunakan alat spektrofotometri.

Mengingat pentingnya analisis tersebut, pemilihan metode analisis yang tepat

2

sangat diperlukan. Untuk memastikan mutu hasil analisa adalah menggunakan

peralatan atau instrumen yang terkalibrasi sehingga dapat menghasilkan data yang

valid. Selain itu, dipastikan metode yang digunakan telah divalidasi dan

diverifikasi.

Validasi adalah suatu tindakan penilaian terhadap parameter tertentu,

berdasarkan percobaan laboratorium, untuk membuktikan bahwa parameter

tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaanya, sedangkan verifikasi adalah

kegiatan laboratorium dan tata cara untuk menentukan karakteristik kinerja dari

metode analisis dan hubungannya untuk kebutuhan spesifik laboratorium

penggunanya.

Oleh karena itu, penelitian mendapatkan tugas melakukan verifikasi metode

penetapan Chemical Oxygen Demand (COD) dalam limbah cair metode refluks

tertutup secara spektrofotometri, sehingga dapat diketahui kelayakan dari metode

tersebut.

1.2 Rumusan Masalah

Metode pada penetapan Kebutuhan Oksigen Kimiawi (Chemical Oxygen

Demand/COD) dengan refluks tertutup secara spektrofotometri pada air limbah

belum terakreditasi oleh lembaga KAN. Untuk itu harus dilakukan verifikasi yang

dilakukan meliputi uji linieritas, keterulangan ketepatan dan batas deteksi metode

(MDL).

1.3 Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk melakukan verifikasi metode pada penetapan

Kebutuhan Oksigen Kimiawi (Chemical Oxygen Demand/COD) metode refluks

tertutup secara spektrofotometri pada air limbah, sehingga dapat diperoleh hasil

uji yang valid. Hasil uji verifikasi tersebut untuk ditambahkan sebagai ruang

lingkup yang baru bagi laboratorium lingkungan PT. Pupuk Kalimantan Timur.

3

BAB II

TINJAUAN UMUM

2.1 Profil Pupuk Kalimantan Timur

Pupuk Kalimantan Timur berdiri pada tanggal 7 Desember 1977 yang

berlokasi di Bontang, Kalimantan Timur. Perusahaan ini didirikan dengan

tujuan utama untuk melaksanakan, serta mendukung kebijakan pemerintah dalam

pengembangan industri dan ekonomi nasional, khususnya sektor industri pupuk

dan industri kimia (PSDM, 2012).

Pupuk Kalimantan Timur beroperasi di atas lahan seluas 493 ha dan saat

ini mengoperasikan 5 pabrik, yaitu Kaltim-1, Kaltim-2, Kaltim-3, Kaltim-4 dan

POPKA. Berikut tabel kapasitas produksi masing-masing pabrik tiap tahunnya.

Tabel 2.1 Kapasitas Produksi Tiap Pabrik Dalam Setahun

Pabrik Amoniak Urea

Kaltim-1 595.000 ton/tahun 700.000 ton/tahun



POPKA - 570.000 ton/tahun


Pabrik 1A (ex KPA) 660.000 ton/tahun -

Rencana Kaltim -5 850.000 ton/tahun 1.150.000 ton/tahun

Total sebelum Kaltim -5 1.850.000 2.980.000

Total setelah

Kaltim -5 Produksi 2.700.000 3.430.000

Ket. Jika kaltim -5 mulai produksi, maka kaltim -1 akan ditutup.

4

Produk utama Pupuk Kaltim adalah urea prill, urea granul dan amoniak.

Namun Pupuk Kaltim juga memproduksi pupuk majemuk NPK dan pupuk

organik.

2.2 Lokasi PT. Pupuk Kalimantan Timur

Lokasi pabrik PT Pupuk Kalimantan Timur terletak di wilayah pantai

Kota Bontang, kira-kira 121 km sebelah utara Samarinda, ibukota Provinsi

Kalimantan Timur. Secara geografis terletak pada 001046,9 LU dan

11702930,6 BT. Pabrik tersebut terletak pada areal seluas 493 Ha, di sebelah

selatan lokasi pabrik (sekitar 10 km) terdapat lokasi pabrik pencarian gas alam PT

Badak NGL Co. Lokasi perumahan dinas karyawan terletak sekitar 6 km sebelah

barat pabrik seluas 765 Ha. Pada daerah tersebut juga terdapat perumahan BTN

untuk karyawan. Untuk kebutuhan transportasi ke daerah Bontang dapat

digunakan jalan darat, laut, maupun udara. Jalur udara menggunakan pesawat PT.

Pupuk Kalimantan Timur dari Balikpapan yang terbang dengan jadwal rutin sekali

setiap hari. Transportasi udara tersebut memakan waktu 45 menit. Dasar

pertimbangan lokasi pabrik:

1. Lokasi dekat dengan sumber bahan baku berupa gas alam

2. Lokasi dekat dengan pantai sehingga memudahkan pengangkutan

3. Lokasi berada di tengah daerah pemasaran pupuk untuk ekspor maupun

pemasaran dalam negeri

4. Pemetaan Zone Industry

5. Peluang untuk perluasan pabrik karena luasnya lahan yang dimiliki.

5

2.3 Visi, Misi, dan Motto PT. Pupuk Kalimantan Timur

2.3.1 Visi Perusahaan

Menjadi Perusahaan agro-kimia yang memiliki reputasi prima di

kawasan Asia.

2.3.2 Misi Perusahaan

Misi dari perusahaan diantaranya yaitu :

1. Menyediakan produk-produk pupuk, kimia, agro dan jasa pelayanan pabrik

serta perdagangan yang berdaya saing tinggi;

2. Memaksimalkan nilai perusahaan melalui pengembangan sumber daya manusia

dan menerapkan teknologi mutakhir;

3. Menunjang Program Ketahanan Pangan Nasional dengan penyediaan pupuk

secara tepat;

4. Memberikan manfaat bagi Pemegang Saham, karyawan dan masyarakat serta

peduli pada lingkungan.

2.3.3 Motto Perusahaan

Moto dari PT Pupuk Kalimantan Timur yaitu : Kami hadir dalam

semangat pionir, Kami kuat ditempa oleh tantangan Kami maju dengan karya

bermutu.

2.3.4 Bagaimana Mencapai Visi dan Misi

Dalam rangka mencapai visi misi di atas, Perusahaan menetapkan

sasaran yang ditetapkan dalam corporate plan 2008-2027 yang dirinci dalam

sasaran 5 tahunan. Sasaran perusahaan tahun 2008-2012 adalah menjadi industri

kimia paling kompetitif di Indonesia. Pencapaian sasaran ini diukur berdasarkan

indikator keberhasilan kunci, yakni :

1. Industri pupuk kimia dengan predikat best quality, cost competitive, shortest

lead time, best safety, high moral dan enviromental friendly.

2. Tersedianya pasokan pupuk secara berkesinambungan dengan prinsip 6

Tepat, yakni: Jumlah, Jenis, Waktu, Mutu, Tempat, dan Harga.

3. Jaringan distribusi menjangkau seluruh wilayah nasional.

4. Mencapai kriteria standar kinerja internasional yang setara dengan IQA

(Indonesia Quality Award) di atas 500.

6

2.4 Sertifikasi

Perusahaan menerapkan standar mutu untuk operasional produksinya,

dan pada tanggal 14 Oktober 1996 mendapatkan sertifikat ISO (International

Organization for Standardization) 9002, yaitu standar internasional di bidang

produksi dan instalasinya. Setelah itu, pada tanggal 30 Januari 1997, perusahaan

juga berhasil mendapatkan sertifikasi ISO 14001 dalam bidang sistem manajemen

lingkungan. Tahun 2000 mendapatkan ISO 17025 untuk bidang laboratorium

(PSDM, 2012).

2.5 Departemen Laboratorium

Pupuk Kalimantan Timur memiliki banyak departemen yang terbagi

berdasar fungsinya. Salah satu departemen yang dimiliki oleh Pupuk Kalimantan

Timur adalah Departemen Laboratorium. Laboratorium harus menggunakan

metode pengujian yang memenuhi kebutuhan pelanggan, telah dipublikasikan

sebagai standar dan merupakan edisi terakhir yang absah. Ketika pelanggan tidak

menetapkan metode yang harus digunakan maka laboratorium harus memilih

metode yang sesuai, diantaranya:

a. Metode resmi/standar: ASTM (American Standard Testing Materils), SNI

(Standard Nasional Indonesia) dan ISO (International Organization for

Standardization).

b. Metode resmi/standar yang dimodifikasi: bahan kimia, peralatan dan tahapan

pengukuran.

c. Metode resmi/standar yang digunakan diluar kisaran peruntukannya dari

rancangan semula.

d. Metode tidak resmi: pemasok bahan kimia, pemasok peralatan atau badan yang

tidak berwenang.

e. Metode tidak resmi/In House.

f. Metode tidak resmi/Alternatif untuk keperluan tertentu.

7

Dalam struktur organisasi Pupuk Kalimantan Timur, Departemen

Laboratorium terdiri dari enam bagian :

A. Bagian laboratorium proses K1, K2 dan K3

Laboratorium proses K1, K2 dan K3 mempunyai tugas utama untuk

menangani ataumemonitor proses pabrik Kaltim-1, Kaltim-2 dan Kaltim-3 mulai

dari bahan baku gasalam sampai menjadi produk.

B. Bagian laboratorium proses K4, Popka dan K5

Laboratorium proses K4, Popka dan K5 mempunyai tugas utama untuk

menangani atau memonitor proses pabrik Kaltim-4, Popka dan Kaltim-5 yang

sedang dalam pembangunan, mulai dari bahan baku gas alam sampai menjadi

produk.

C. Bagian laboratorium pupuk NPK dan boiler batu bara

Laboratorium pupuk NPK dan boiler batu bara memiliki tugas untuk

menangani pembuatan pupuk NPK mulai dari bahan awal sampai produk akhir

dan menguji kualitas batu bara yang masuk ke wilayah Pupuk Kalimantan Timur.

D. Bagian laboratorium penguji

Bagian laboratorium penguji terdiri dari 5 seksi :

1) Seksi Laboratorium Uji Kualitas

Laboratorium Uji Kualitas Bahan Kimia dan Produk Akhir mempunyai tugas

utama memonitor produk (amoniak, urea, NPK dan UFC), menganalisis bahan

kimia pabrik yang akan dan telah dibeli oleh perusahaan, menganalisis kerak

pabrik serta menganalisis kualitas amonia dan urea yang akan dikapalkan.

2) Seksi Laboratorium Air Proses

Laboratorium Air mempunyai tugas utama menganalisis air proses pabrik

diantaranya raw water, boiler water dan cooling water, serta memonitor air bersih

seperti air minum yang dikonsumsi dan air kolam. Selain itu juga melayani

permintaan analisis dari pihak luar.

3) Seksi Laboratorium Gas Bumi dan Lube Oil in Service

Laboratorium Gas Bumi dan Lube Oil mempunyai tugas utama menganalisis gas

sebagai bahan baku, baik gas bumi, maupun gas proses. Selain itu, menganalisis

oil atau minyak yang masih baru maupun yang sedang dan telah dipergunakan

8

dalam proses pabrik, melakukan analisis Benfield dan MDEA, serta menganalisis

gas dari pabrik UFC.

4) Seksi Laboratorium Lingkungan

Laboratorium Lingkungan mempunyai tugas utama memonitor area lingkungan

industri Pupuk Kalimantan Timur dan sekitarnya, antara lain limbah padat dan

limbah gas, memonitor udara, emisi gas pabrik dan kebisingan. Selain itu juga

melayani permintaan analisis dari pihak luar.

E. Bagian laboratorium kalibrasi dan sarana

Bagian laboratorium kalibrasi dan sarana terdiri dari 3 seksi :

1) Seksi Laboratorium Kalibrasi

Laboratorium Kalibrasi mempunyai tugas melakukan kalibrasi.

2) Seksi Laboratorium Inventory dan Sarana

Laboratorium Inventory dan Sarana mempunyai tugas utama menyiapkan pereaksi

atau reagen siap pakai dan peralatan laboratorium lainnya.

3) Seksi Laboratorium Pemeliharaan Alat

Laboratorium Pemeliharaan Alat mempunyai tugas melakukan perbaikan

peralatan laboratorium dan instalasi alat baru.

F. Seksi administrasi pelayanan jasa laboratorium

Bertugas melakukan pengolahan data hasil analisis dari seluruh laboratorium

berupa pelaporan data hasil uji/analisis dan dokumentasi.

Selain yang disebutkan di atas, departemen laboratorium juga memiliki staf

laboratorium yang menangani pengembangan sistem manajemen mutu dan

pengembangan teknis (Nurliana, 2013).

9

BAB III

TINJAUAN PUSTAKA

3.1 Limbah

Limbah dalam arti sederhana dapat diartikan sebagai sampah. Dalam bahasa

ilmiahnya limbah disebut juga dengan polutan. Maka limbah adalah buangan yang

kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikendaki lingkungannya.

Limbah mengandung bahan pencemar yang bersifat racun dan berbahaya. Sebagai

limbah, kehadirannya cukup mengkhawatirkan terutama bersumber dari industri

(sugiharto, 1987).

Limbah cair adalah limbah berwujud cair atau buangan yang sudah tidak

dapat dimanfaatkan lagi untuk jenis kegiatan penghasilnya. Kandungan didalam

limbah cair tidak selalu harus berupa zat cair, limbah cair dapat juga mengandung

gas dan juga padatan, namun biasanya dalam proporsi yang jauh lebih kecil

daripada zat cair. Karakteristik limbah air dari suatu industri umumnya lebih

dipengaruhi oleh proses produksi suatu industri seperti penggunaan air,

penggunaan bahan baku, penggunaan bahan pendukung, penggunaan energi

(Yuwono dan Adinugroho, 2012).

Limbah cair suatu industri memiliki suatu atau lebih kelompok pencemar

yang dianggap berpotensi menimbulkan dampak merugikan. Kelompok pencemar

tersebut meliputi sedimen, padatan tersuspensi logam berat, anorganik terlarut,

asam-basa, organik terurai, organik sulit terurai, patogen dll. Jenis kelompok

pencemar dominan akan menentukan prioritas dari upaya pengelolaan limbah cair

disuatu industry (Yuwono dan Adinugraha, 2012) .

Karakteristik limbah cair dapat diketahui menurut sifat-sifat dan

karakteristik kimia, fisika dan biologi. Studi karakteristik limbah perlu dilakukan

agar dapat dipahami sifat-sifat tersebut serta konsentrasinya dan sejauh mana

tingkat pencemarannya terhadap lingkungan.

10

Dalam menentukan karakteristik limbah maka ada tiga jenis sifat yang harus

diketahui yaitu :

1. Sifat fisik

2. Sifat kimia

3. Sifat biologi

3.1.1 Sifat fisik

Sifat fisik suatu limbah ditentukan berdasarkan jumlah padatan terlarut,

tersuspensi dan total padatan, alkalinitas, kekeruhan, warna, daya hantar listrik,

baud an temperatur.

a. Padatan

Za padat limbah diklasifikasikan menjadi 3 golongan besar yaitu

Golongan zat yang mengendap, yaitu zat padat yang akan mengendap

pada kondisi tanpa bergerak atau diam kurang lebih selama 1 jam

sebagai akibat gaya beratnya sendiri.

Golongan zat yang tersuspensi, yaitu padatan yang mempunyai

diameter antara 0,01 mm sampai dengan 0,001 mm

Golongan zat yang terlarut, yaitu padatan yang mempunyai diameter

yang lebih kecil daripada diameter padata tersuspensi.

b. Kekeruhan

Sifat keruh air dapat dilihat dengan mata secara langsung karena adanya

partikel koloid (diameter 10-8 mm) yang terdiri dari tanah liat, sisa bahan-

bahan, protein dan gangguan yang terdapat dalam limbah

c. Bau

Sifat bau limbah disebabkan karena zat-zat organik yang telah berurai dalam

limbah mengeluarkan gas-gas seperti sulfida atau amoniak yang menimbulkan

penciuman yang tidak enak karena adanya campuran nitrogen, sulfur, dan

fosfor yang berasal dari pembusukan protein yang dikandung limbah.

d. Temperatur

Tempratur yang dikeluarkan suatu limbah cair harus merupakan temperatur

alami. Suhu berfungsi memperlihatkan aktifitas kimiawi dan biologis.

11

e. Warna

Warna dalam air disebabkan adanya ion-ion logam besi dan mangan, humus,

plankton, tanaman air dan buangan industry. Warna air dikelompokkan

menjadi dua, yaitu warna sesungguhnya (true color) dan warna tampak

(apparent color). Warna sesungguhnya adalah warna yang hanya disebabkan

oleh bahan-bahan kimia terlarut. Warna tampak adalah warna yang tidak hanya

disebabkan oleh bahan terlarut, tetapi juga oleh baha tersuspensi.

3.1.2 Sifat kimia

Kandungan bahan kimia yang ada didalam air limbah dapat merugikan

dalam limbah serta akan menimbulkan rasa dan bau yang tidak sedap pada

penyediaan air bersih. Akan lebih berbahaya apabila bahan tersebut merupakan

bahan yang beracun. Adapun bahan kimia yang penting yang ada didalam air

limbah pada umumnya dapat ditentukan oleh:

a. Chemical oxygen demand (COD)

COD adalah kebutuhan oksigen kimia yang dibutuhkan untuk mengoksidasi

zat-zat organis yang ada dalam 1 liter sampel, dimana pengoksidasinya

K2Cr2O7 digunakan sebagai sumber oksigen.

b. Keasaman air

Keasaman air diukur dengan pH meter. Keasaman ditetapkan berdasarkan

tinggi rendahnya konsentrasi ion hidrogen dalam air, adapun kadar yang baik

adalah kadar dimana masih memungkinkan kehidupan biologis didalam air

brjalan dengan baik. Air limba dengan konsentrasi air limba ang tidak netral

akan menyulitkan proses biologi sehingga mengganggu proses penjernihan.

c. Alkalinitas

Alkalinitas adalah gambaran kapasitas air untuk menetralkan asam atau

kuantitas anion didalam air yang dapat menetralkan pada limbah cair.

12

d. Lemak dan Minyak

Lemak dan minyak yang terdapat dalam limbah bersumber dari proses

klasifikasi dan proses pembusukan, lemak dan minyak merupakan bahan

organik bersifat tetap dan sukar diuraikan bakteri. Limbah ini membuat lapisan

pada permukaan air sehingga membentuk slaput.

e. Klorida

Klorida merupakan zat terlarut dan tidak menyerap, sebagai khlor bebas

berfungsi disenfektan tapi dalam bentuk ion yang bersenyawa dengan ion

natrium menyebabkan air menjadi asin dan dapat merusak pipa-pipa instalasi.

3.1.3 Sifat biologi

Pemeriksaan biologi didalam air dan air limbah untuk memisahkan apakah

ada bakteri-bakteri pathogen berada dalam air limbah. Keterangan biologi ini

diperlukan untuk mengukur kualitas air terutama bagi air yang dipergunakan

sebagai air minum dan dibuang kelingkungan.

3.2 Dampak COD Terhadap Lingkungan

Limbah cair yang tidak dikelola dengan baik dapat menimbulkan dampak

buruk bagi mahluk hidup dan lingkungannya :

A. Gangguan kesehatan

Limbah cair dapat mengandung bibit penyakit yang dapat menimbulkan

penyakit bawaan air. Selain itu di dalam limbah cair terdapat zat-zat berbahaya

dan beracun yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan bagi mahluk hidup

yang mengkonsumsinya. Adakalanya air limbah yang tidak di kelola dengan baik

dapat juga menjadi sarang vektor penyakit (misalnya nyamuk,lalat,kecoa dan lain-

lain).

B. Penurunan kualitas lingkungan

Limbah cair yang dibuang langsung ke air permukaan (misalnya sungai atau

danau) dapat mengakibatkan pencemaran air permukaan tersebut. Sebagai contoh

bahan organic yang terdapat pada air limbah bila di buang langsung ke sungai

dapat menyebabkan penurunan kadar oksigen yang terlarut (dissolved oxygen) di

13

dalam sungai tersebut. Dengan demikian akan menyebabkan kehidupan yang di

dalam air yang membutuhkan oxygen akan terganggu, dalam hal ini akan

mengurangi perkembangannya. Adakalanya limbah cair juga dapat merembes ke

dalam air tanah sehingga menyebabkan pencemaran air tanah. Bila air tanah

tercemar maka kualitasnya akan menurun sehingga tidak dpat lagi digunakan

sesuai peruntukannya.

C. Gangguan terhadap keindahan

Adakalanya limbah cair mengandung polutan yang tidak mengganggu

kesehatan dan ekosistem, tetapi mengganggu keindahan. Contoh yamg sederhana

adalah limbah cair yang mengandung pigmen warna yang dapat menimbulkan

perubahan pada badan air penerima. Kadang-kadang limbah cair juga dapat

mengandumng bahan-bahan yang bila terurai menghasilkan gas-gas yang berbau.

3.3 Metode Penetapan COD Dalam Limbah Cair

COD atau Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK) adalah jumlah oksigen mg O2

yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang ada dalam 1 L sampel

air, dimana pengoksidasi K2Cr207 digunakan sebagai sumber oksigen (oxidizing

agent). Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat-zat organik

yang secara ilmiah dapat dioksidasi melalui proses reaksi kimia (Alerts, G dan

Sumestri, S. 1984).

Prinsip Chemical Oxygen Demand COD adalah jumlah oksidan

Cr2O72 yang bereaksi dengan contoh uji dan dinyatakan sebagai mg O2 untuk tiap

1000 ml atau 1 L contoh uji. Senyawa organik dan anorganik, terutama organik

dalam contoh uji dioksidasi oleh Cr2O72-

dalam refluks tertutup menghasilkan

Cr3+

. Jumlah oksidan yang dibutuhkan dinyatakan dalam ekuivalen oksigen

(O2 mg/L) diukur secara spektrofotometri sinar tampak. Cr2O72-

kuat

mengabsorpsi pada panjang gelombang 400 nm dan Cr3+

kuat mengabsorpsi pada

panjang gelombang 600 nm. Untuk nilai KOK 100 mg/L sampai dengan 900

mg/L ditentukan kenaikan Cr3+

pada panjang gelombang 600 nm.

Reaksi yang terjadi yaitu bahan buangan organik akan dioksidasi oleh

kalium bikromat K2Cr2O7 dalam suasana asam yang digunakan sebagai sumber

14

oksigen (oxidizing agent) menjadi gas CO2 dan gas H2O serta sejumlah ion chrom

diperkirakan sekitar 95 % - 100% bahan buangan dapat dioksidasi (Effendi 2003).

Reaksinya sebagai berikut :

HaHbOc + Cr2O72-

+ H+ CO2 + H2O + Cr

3+

(organik) (kuning) katalis Ag2SO4 (hijau) (Alerts, G dan Sumestri, S.

1984).

Reaksi tersebut perlu pemanasan dan juga penambahan kalisator perak

sulfat (Ag2SO4) untuk mempercepat reaksi. Apabila dalam bahan buangan

organik diperkirakan ada unsur klorida yang dapat mengganggu reaksi maka perlu

ditambah merkuri sulfat untuk meghilangkan gangguan tersebut (Wardhana,

1995).

Warna larutan air lingkungan yang mengandung bahan organik sebelum

reaksi oksidasi adalah kuning. Setelah reaksi oksidasi selesai maka akan berubah

menjadi hijau. Jumlah oksigen yang diperlukan untuk reaksi oksidasi terhadap

bahan buangan organik sama dengan jumlah kalium bikromat yang dipakai pada

reaksi oksidasi, berarti makin banyak oksigen yang diperlukan, ini berarti makin

banyak oksigen yang diperlukan. Ini berarti bahwa air lingkungan makin banyak

tercemar oleh bahan organik.

Pada air tawar ion klorida tidak lebih besar dari 200 mg/L, ion klorida ikut

teroksidasi dalam refluks kromat menjadi gas klorin,

6 CL- + Cr2O7

2- + 14 H

+ 3 Cl2 + 2 Cr

3+ + 7 H2O

Sehingga nilai COD yang didapatkan akan lebih besar dari sebenarnya,

gangguan ini dapat diatasi dengan menambahkan garam merkuri sulfat (HgSO4)

sebanyak 10 : 1, artinya bila dalam contoh air terdapat 50 mg/L ion klorida, maka

HgSO4 yang ditambahkan kedalam contoh air adalaha sebanyak 500 mg/L hal ini

hanya berlaku untuk konsentrasi ion klorida dibawah 2000 mg/L.

Reaksinya sebagai berikut 4 Cl- + Hg 2+

HgCl42-

HgCl2 + 2 Cl-

Dalam reaksi oksidasi bahn organik kurang efektif karena ion klorida yang

tidak membentuk senyawa kompleks dengan HgSO4 akan membentuk endapan

dengan perak sulfat menjadi AgCl.

Katalis Ag2SO4

15

Penyebab utama berkurangnya kadar oksigen dalam air ialah limbah organik

yang terbuang dalam air. Limbah organik akan mengalami degradasi dan

dekomposisi oleh bakteri aerob (menggunakan oksigen dalam air), sehingga

lama-kelamaan oksigen yang terlarut dalam air akan sangat berkurang.

Bahan kimia organik seperti minyak, plastik, pestisida, larutan pembersih,

detergen dan masih banyak lagi bahan organik terlarut yang digunakan oleh

manusia dapat menyebabkan kematian pada ikan maupun organism air lainnya.

Lebih dari 700 bahan kimia organik sintesis ditemukan dalam jumlah relatif

sedikit pada permukaan air tanah untuk minum.

Bahan kimia anorganik seperti asam, garam dan bahan toksik logam seperti

Pb, Cd, Hg dalam kadar yang tinggi dapat menyebabkan air tidak enak untuk

diminum. Disamping dapat menyebabkan matinya kehidupan air seperti ikan dan

organisme lain-lainnya, pencemaran bahan tersebut juga dapat menurunkan

produksi tanaman pangan dan merusak peralatan yang dilalui air tersebut karena

bersifat korosif ( Achmad, 2004)

3.4 Spektrofotometri

Spektrofotometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur

absorbansi dengan cara melewatkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu

pada suatu obyek kaca atau kuarsa yang disebut kuvet. Sebagian dari cahaya

tersebut akan diserap dan sisanya akan dilewatkan. Prinsip kerja spektrofotometer

adalah bila cahaya (monokromatik maupun campuran) jatuh pada suatu medium

homogen, sebagian dari sinar masuk akan dipantulkan, sebagian di serap dalam

medium itu dan sisanya diteruskan.

Nilai yang keluar dari cahaya yang diteruskan dinyatakan dalam nilai

absorbansi karena memiliki hubungan dengan konsentrasi sampel. Penyerapan

sinar masuk dibatasi pada sejumalah gugus kromofor (gugus dengan ikatan tidak

jenuh) yang mengandung elektron valensi dengan tingkat eksitasi yang rendah.

Dengan melibatkan 3 jenis elektron yaitu : sigma, phi dan electron non-bonding.

Kromofor-kromofor organik seperti karbonil, alken, azo, nitrat dan karboksil

16

mampu menyerap sinar ultraviolet dan sinar tampak.Secara garis besar,

spektrofotometer terbagi menjadi 4 bagian (Mulja, 1997), yaitu:

a) Sumber Cahaya

Sebagai sumber cahaya pada spektrofotometer, haruslah memiliki pancaran

radiasi yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber energi cahaya yang biasa

untuk daerah tampak, ultraviolet dekat dan inframerah dekat adalah sebuah lampu

pijar dengan kawat rambut terbuat dari wolfram (tungsten).

b) Monokromator

Monokromator merupakan alat yang berfungsi menguraikan cahaya

polikromatis menjadi cahaya monokromatis.

c) Sel sampel

Sel sampel berfungsi sebagai wadah tempat ditaruhnya sampel.

d) Detektor

Detektor akan mengubah cahaya menjadi sinyal listrik yang selanjutnya

akan ditampilkan oleh penampil data dalam bentuk jarum penunjuk atau angka

digital.

Gambar 3.4 Prinsip Kerja Spektrofotometer

Sinar diserap oleh suatu materi hanya jika energi sinar sesuai dengan energi

yang dibutuhkan oleh materi untuk melakukan transisi. Penyerapan atau absorpsi

yaitu sinar diserap oleh suatu atom, ion atau molekul sehingga tereksitasi ke

tingkat energi yang lebih tinggi. Pemancaran atau emisi yaitu pelepasan foton oleh

suatu atom, ion atau molekul sehingga terdeteksi ke tingkat energi yang lebih

rendah (Mulja, 1997).

17

Analisis kuantitatif zat tunggal dilakukan pengukuran harga A pada panjang

gelombang maksimum atau dilakukan pengukuran %T pada panjang gelombang

minimum. Alasan dilakukan pengukuran pada panjang gelombang tersebut adalah

perubahan adsorban untuk setiap satuan konsentrasi adalah paling besar pada

panjang gelombang maksimal, sehingga akan diperoleh kepekaan analisis yang

maksimal. Di samping itu pita serapan di sekitar panjang gelombang maksimal

datar dan pengukuran ulang dengan kesalahan yang kecil, maka akan memenuhi

hukum Lambert-Beer yang menyatakan bahwa besarnya pengurangan intensitas

sinar proposional dengan jumlah spesi yang menyerap. Hukum Lambert-Beer

dinyatakan dalam persamaan

A = . b . c

Dimana: A = absorbansi

= absorptivitas molar ( L mol-1 cm-1 )

B = tebal kuvet ( cm )

c = konsentrasi (mol L-1

)

3.5 Verfikasi Metode

Validasi metode adalah proses evaluasi hasil kerja (performance) dan

kecocokan (suitability) sistem pengukuran untuk memperoleh data analisis

menurut cara-cara yang telah digariskan oleh consensus bersama organisasi

internasional (Garfield, 1992; Kateman dan Pijkers, 1981; Kirchmer, 1983;

Taylor, 1987). Kecocokan metode perlu dievaluasi karena suatu metode bisa valid

di suatu situasi, tetapi bisa tidak valid untuk situasi yang lain. Oleh karena itu,

validasi metode analisis adalah suatu keharusan sebelum metode dipakai sebagai

metode rutin.

Metode baku (standar) yang sudah divalidasi umumnya tidak lagi perlu

divalidasi ulang. Namun untuk mengetahui kinerjanya di suatu laboratorium,

metode tersebut perlu dicoba dulu atau dikonfirmasi (diverifikasi) keandalannya.

Dalam verifikasi ini dilakukan uji kinerja metode (akurasi, presisi).

Verifikasi metode merupakan suatu konfirmasi dengan cara menguji suatu

metode dan melengkapi bukti-bukti yang objektif apakah metode tersebut

18

memenuhi persyaratan yang ditetapkan dan sesuai tujuan tertentu. Dengan kata

lain, verifikasi metode merupakan kegiatan laboratorium dan tata cara untuk

menentukan karakteristik kinerja dari metode analisis dalam hubungannya untuk

kebutuhan spesifik laboratorium penggunanya.

Apabila laboratorium menggunakan metode standar yang telah

dipublikasikan dan sudah divalidasi oleh lembaga atau organisasi nasional

maupun internasional, idealnya laboratorium harus memverifikasi metode tersebut

meskipun hanya meliputi aspek-aspek tertentu saja. Hal ini dimaksudkan agar

laboratorium memiliki data verifikasi yang merupakan bukti objektif yang berlaku

di laboratorium tersebut dan sesuai dengan kebutuhannya. Hal ini penting

mengingat bahwa setiap laboratorium memiliki kondisi yang berbeda, misalnya

sarana akomodasi dan lingkungan, kompetensi personel, kemampuan peralatan

yang berbeda-beda dan lain-lain.

Bila dalam verifikasi metode analisis diperoleh hasil kerja yang cukup baik,

maka metode tersebut dapat digunakan untuk analisis rutin dilaboratorium dan

dapat dipakai dalam jangka panjang. Hasil kerja yang telah dicapai perlu

dipertahankan selama mungkin, dengan cara-cara tertentu yang umum disebut

dengan pengendalian mutu (quality control) dari analisis kimia. Namun bila hasil

kerja yang diperoleh tidak baik, maka tindakan yang perlu dilakukan adalah

mencari sumber-sumber kesalahan pada setiap langkah analisis, optimasi pada

sebagian atau seluruh parameter yang mempengaruhi hasil kerja, bila perlu

diadakan perubahan total prosedur/teknik analisis, sampai ditemukan teknik yang

dihasil kerjanya diterima secara analitik.

Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi hasil uji, yaitu analis, peralatan,

waktu, bahan kimia, kondisi akomodasi, lingkungan dan demin. Dalam

melaksanakan verifikasi terdapat karakteristik yang dievaluasi, baik meliputi

beberapa atau seluruh aspek diantaranya adalah:

3.5.1 Akurasi

Akurasi atau adalah ukuran yang menunjukka derajat kedekatan hasil

analisis dengan kadar analit yang sebenarnya atau dengan hasil analisis dari bahan

19

bersertifikat Certified Reference Material (CRM) atau Standar Reference

Material (SRM) yang biasanya ditentukan oleh berbagai orang atau lembaga

dengan berbagai analisis (IK-MM. 010, 2010).

Ukuran Akurasi adalah:

R =

x 100 %

U = kadar contoh bersertifikat (CRM)

X = hasil analisis

Makin tinggi nilai R, berarti makin tinggi akurasi metode analisis yang diuji.

Persyaratan dari laboratorium PT Pupuk Kaltim untuk Akurasi adalah 95- 105%

(IK-MM.010, 2010)

Untuk uji akurasi dapat digambarkan dengan uji perolehan kembali

(recovery) standar yang ditambahkan ke dalam contoh uji. Uji recovery dilakukan

dengan menambahkan sejumlah analit ke dalam contoh yang telah diketahui

konsentrasinya

Penentuan nilai % perolehan kembali dapat dicari dengan menambahkan

sejumlah analit (standar) yang telah diketahui konsentrasinya ke dalam larutan

contoh. Suatu metode dikatakan valid apabila nilai perolehan kembali dari suatu

standar berada diantara 90-110% (Sumardi, 2002).

Perolehan kembali (recovery) adalah tingkat perolehan kembali standar

yang ditambahkan ke dalam contoh. Pada umumnya bila tidak ada CRM maka

untuk menentukan ketepatan dengan melakukan standar isi. Penambahan standar

dilakukan dengan menambahkan senyawa yang telah diketahui konsentrasinya, ke

dalam contoh yang akan dianalisis. Jumlah senyawa yang ditambahkan kurang

lebih setengah dari kadar senyawa yang telah dianalisis pada contoh sebelum

penambahan. Perolehan kembali dapat dihitung dengan proentase perolehan

kembali yaitu :

% Perolehan Kembali =

x 100 %

Dimana,

C1 = Konsentrasi contoh (mg)

C2 = Konsentrasi contoh + analit (standar) (mg)

20

C3 = Konsentrasi analit (standar) teoritis (mg)

3.5.2 Presisi

Presisi adalah tingkat kedapatulangan suatu hasil uji diantara hasil-hasil

pengujian. Presisi dapat berarti derajat ketepatan diantara pengukuran yang

berulang-ulang dalam jumlah yang sama. Menurut Sumardi (2002), presisi adalah

kedekatan dan kesesuaian antara hasil uji dengan yang lainnya pada serangkaian

pengujian. Standar Deviasi (SD) dan Relatif Standar Deviasi (RSD) merupakan

ukuran dari ketelitian. Hasil presisi yang sangat baik apabila nilai % RSD 2%

dan nilai RSD tersebut lebih kecil dengan nilai % CV Horwitz. Untuk

mendapatkan nilai presisi dapat dihitung melalui persamaan :

SD =

% RSD =

Dimana,

SD = Standar Deviasi

X = rata-rata hasil analisis

RSD = Relatif Standar Deviasi

Xi = nilai hasil analisis

n = jumlah ulangan pengukuran

3.5.3 Linearitas

Linearitas adalah suatu metode analisis untuk memberikan hasil uji yang

proporsional dengan konsentrasi analit dalan contoh pada kisaran yang ada, serta

untuk mengetahui kemampuan standar dalam mendeteksi analit dalam contoh. Uji

ini dilakukan dengan pengukuran larutan baku yang memiliki minimal lima titik

konsentrasi yang semakin meningkat. Biasanya linearitas yang baik ditunjukka

dengan harga koefisien korelasi yang mendekati satu. Dalam suatu penetapan

harga r (koefisien korelasi) sebaiknya > 0,990 (Miller dan Miller, 1991).

21

Linearitas adalah unjuk kerja dari metode analisis yang digunakan

sehubungan dengan kemampuan untuk memperoleh hasil analisis langsung

berdasarkan kurva kalibrasi standar. AOAC mengajukan R = 0.9995 untuk suatu

metode yang baik. Adapun kirasan linier adalah jarak antara konsentrasiterendah

dan tertinggi pada tingkat R, ketelitian dan ketepatan tertentu. Parameter ini

digunakan juga untuk menetapkan rantang atau kisaran konsentrasi di mana

metode tersebut layak digunakan. Makin tinggi linearitas suatu metode analisis,

makin praktis metode itu digunakan (Hidayat, 1999).

Persamaan garis yang digunakan pada kurva kalibrasi diperolah dari metode

kuadrat terkecil, yaitu y = a + bx. Persamaan ini akan menghasilkan koefisien

korelasi (r). Koefisien korelasi inilah yang digunakan untuk mengetahui linearitas

suatu metode analisis. Penetapan linearitas minimum menggunakan lima

konsentrasi yang berbeda. Nilai koefisien korelasi yang memenuhi persyaratan

adalah lebih besar dari 0.9970 (ICH, 1995). Sedangkan persyaratan dari

laboratorium PT Pupuk Kaltim untuk linearitas adalah lebih besar dari 0.9950

(IK-MM.010, 2010)

3.5.4 Method Detection Level (MDL)

Method Detection Limit atau Batas Deteksi Metode (MDL) adalah

konsentrasi analit yang ditentukan sesuai tahapan metode pengujian secara

menyeluruh sehingga menghasilkan signal dengan probabilitas 99% bahwa signal

tersebut berbeda dengan blanko (Hadi, 2010).

Nilai MDL dapat dihitung dengan menggunkan rumus:

MDL = t(0.01; n-1) SD

Keterangan : SD = Standar Deviasi

t(0.01; n-1) = tabel t dengan tingkat kepercayaan 99% dan tingkat kebebasan -1

Untuk menentukan nilai spike yang dibutuhkan dalam penentuan MDL maka

secara teoritis perkiraan perbandingan hubungan antara Instrumen Detection Level

(IDL) : LOD : MDL : LOQ = 1 : 2 : 4 : 10.

22

BAB IV

METODE PENELITIAN

4.1 Tempat dan Waktu

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Lingkungan, PT. Pupuk Kaltim,

yang berlokasi di Jl. James Simandjuntak No. 1 Bontang Kalimantan Timur.

Percobaan dilakukan pada Bulan Januari hingga Maret 2015.

4.2 Alat Dan Bahan

4.2.1 Alat

Alat yang digunakan adalah Spektrofotometer HARCH tipe DR 2700,

kuvet, digestion vessel ukuran 16 mm x 100 mm, Refluks HACH tipe DRB 200,

buret, labu ukur 50 mL, labu ukur 100 mL, labu ukur 250 mL labu ukur 500 mL

labu ukur 1000 mL, pipet volumetric 2 mL pipet volumetric 5 mL, pipet

volumetric 10 mL, pipet volumetric 15 mL, pipet volumetric 20 mL, pipet

volumetric 25 mL, gelas piala, magnetik stirrer, timbangan analitik dengan

ketelitian 0,1 g

4.2.2 Bahan

Bahan yang digunakan air bebas organik, digestion solution pada kisaran

konsentrasi tinggi, digestion solution pada kisaran konsentrasi rendah, larutan

pereaksi asam sulfat, larutan baku kalium hidrogen ftalat, Sampel Out fall 1,

Sampel Out Fall 2 dan larutan CRM Chemical Oxygen Demand (COD)

4.3 Metode Penelitian

Metode penelitian pada penetapan kadar Chemical Oxygen Demand dalam

air limbah secara spektrofotometri ini melalui beberapa tahap penelitian yaitu

pembuatan larutan standar, pengoperasian alat, pengujian dan pengolahan data.

Pada pembuatan larutan standar, dilakukan pembuatan beberapa deret standar

kalium hidrogen ftalat. Kemudian pengoperasian alat yaitu di refluks, 2 jam dan di

23

ukur adsorbansi dengan panjang gelombang 420-600 nm dengan menggunakan

spektrofotometer. Kemudian data yang diperoleh dari sampel dan standar diolah

menggunakan teknik statistika.

4.3.1 Pembuatan Larutan Standar contoh uji COD 10-90 mg/L

4.3.1.1 Larutan Standar Kalium Hidrogen Ftalat 10 mg/L

Dipipet larutan standar kalium hidrogen ftalat 1000 mg/L sebanyak 0,5

mL ke dalam labu ukur 50 mL. Larutan tersebut ditambahkan dengan air

denim hingga tanda batas dan homogenkan.


Dipipet larutan standar kalium hidrogen ftalat 1000 mg/L sebanyak 2 mL

ke dalam labu ukur 100 mL. Larutan tersebut ditambahkan dengan air














24





4.3.2 Pembuatan Larutan Standar contoh uji COD 100-900 mg/L

4.3.2.1 Larutan Standar Kalium Hidrogen Ftalat mg/L 200 mg/L













Dipipet larutan standar kalium hidrogen ftalat 1000 mg/mL

4.4 Prosedur Percobaan

4.4.1 Uji Linearitas

Larutan standar Kalium Hidrogen Ftalat disiapkan seperti pada pembuatan

larutan deret standar. Masing-masing larutan yaitu 10; 20; 40; 80; 100 untuk

contoh uji Low Range COD 10 - 90 mg/L dan dan masing-masing larutan yaitu

100; 200; 400; 800; 1000 untuk contoh uji Hight Range COD 100 - 900 mg/L dari

1000 mg/L diambil 2 mL, dimasukkan ke dalam kuvet yang telah berisi 1,50

25

larutan digestion solution dan 3,5 larutan pereaksi asam sulfat, tutup tabung dan

kocok perlahan sampai homogen, letakan kuvet pada alat refluks dan dipanaskan

pada suhu 150 0C, lakukan refluks selama 2 jam dengan alat refluks HACH tipe

DRB 200, dan setelah itu dinginkan hingga suhu ruang dan di ukur kadar

Chemical Oxygen Demand dengan menggunakan alat spektrofotometer HARCH

tipe DR 2700 dengan panjang gelombang 420-600 nm. Berdasarkan data yang

diperoleh, dibuat kurva hubungan anara konsentrasi teoritis terhadap konsentrasi

terukur.

4.4.2 Uji Keterulangan

Sampel Outfall 1 dan Outfull 2 diambil 2 mL, dimasukkan ke dalam kuvet

yang telah berisi 1,50 larutan digestion solution dan 3,5 larutan pereaksi asam

sulfat, tutup tabung dan kocok perlahan sampai homogen, letakan kuvet pada alat

refluks dan dipanaskan pada suhu 150 0C, lakukan refluks selama 2 jam dengan

alat refluks HACH tipe DRB 200, dan setelah itu dinginkan hingga suhu ruang

dan di ukur kadar Chemical Oxygen Demand dengan menggunakan alat

spektrofotometer HARCH tipe DR 2700 dengan panjang gelombang 420-600 nm,

dilakukan 8 kali penggulangan untuk Low Range pada pada Out Full 2, dan 8 kali

pengulangan untuk Out Fall 1.

4.4.3 Uji Ketepatan

Larutan CRM Chemical Oxygen Demand diambil 2 mL, dimasukkan ke

dalam kuvet yang telah berisi 1,50 larutan digestion solution dan 3,5 larutan

pereaksi asam sulfat, tutup tabung dan kocok perlahan sampai homogen, letakan

kuvet pada alat refluks dan dipanaskan pada suhu 150 0C, lakukan refluks selama

2 jam dengan alat refluks HACH tipe DRB 200, dan setelah itu dinginkan hingga

suhu ruang dan di ukur kadar Chemical Oxygen Demand dengan menggunakan

alat spektrofotometer HARCH tipe DR 2700 dengan panjang gelombang 420-600

nm dilakukan 8 kali penggulangan.

26

4.4.4 Uji MDL

Larutan standar Kalium Hidrogen Ftalat 3 mg/L diambil 2 mL,

dimasukkan ke dalam kuvet yang telah berisi 1,50 larutan digestion solution dan

3,5 larutan pereaksi asam sulfat, tutup tabung dan kocok perlahan sampai

homogen, letakan kuvet pada alat refluks dan dipanaskan pada suhu 150 0C,

lakukan refluks selama 2 jam dengan alat refluks HACH tipe DRB 200, dan

setelah itu dinginkan hingga suhu ruang dan di ukur kadar Chemical Oxygen

Demand dengan menggunakan alat spektrofotometer HARCH tipe DR 2700

dengan panjang gelombang 420-600 nm dilakukan 7 kali penggulangan.

27

BAB V

HASIL DAN PEMBAHASAN

Parameter yang digunakan dalam verifikasi penentuan kadar Chemical

Oxygen Demand dalam air limbah meliputi linieritas, keterulangan, ketepatan dan

method detection level (MDL).

5.1 Linearitas

Uji linieritas bertujuan untuk mengetahui kemampuan metode memperoleh

hasil uji berbanding lurus dengan konsentrasi analit dalam suatu rentang yang

ditetapkan (Riyadi, 2009). Dalam penelitian ini Uji linieritas dilakukan dengan

menentukan kadar Chemical Oxygen Demand secara spektrofotometer. Deret

standar yang digunakan adalah 10; 20; 40; 80; dan 100 mg/L untuk Low Range

dan di ukur konsentrasi 100; 200; 400; 800; 1000 mg/L untuk Hight Range.

Tabel 5.1.1 Uji Linieritas dengan Spektrofotometer untuk Low Range

No Standar COD yang dibuat (mg/L) COD Pembacaan Alat (mg/L)

1 10 12

2 20 21

3 40 42

4 80 84

5 100 101

Tabel 5.1.2 Uji Linieritas dengan Spektrofotometri untuk Hight Range

No Standar COD yang dibuat (mg/L) COD Pembacaan Alat (mg/L)

1 100 98

2 200 186

3 400 385

4 800 799

5 1000 975

28

Gambar 5.1.1 Kurva Linieritas dengan Spektrofotometer Low Range

Gambar 5.1.2 Kurva Linieritas dengan Spektrofotometer Hight Range

Berdasarkan kurva diatas dapat dilihat hubungan yang linear antara

konsentrasi secara teori dengan konsentrasi baca alat. Sehingga dapat diperoleh

nilai koefisien korelasinya (R2) yaitu sebesar 0,9991 untuk Low Range dan 0,9994

untuk Hight Range. Nilai uji liearitas yang diperoleh tersebut telah memenuhi

persyaratan linearitas yang ditentukan yaitu sebesar 0,995, sehingga dapat

y = 1.0067x + 1.6667 R = 0.9991

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120

Bac

a A

lat

mg/

L

konsentrasi mg/L

y = 0.9895x - 6.15 R = 0.9994

0

200

400

600

800

1000

1200

0 200 400 600 800 1000 1200

Bac

a A

lat

mg/

L

Konsentrasi

29

dikatakan bahwa metode ini secara keseluruhan memiliki kelinearan yang tinggi

dan mampu memberikan hasil uji yang proporsional.

5.2 Keterulangan

Uji keterulangan bertujuan untuk mengetahui derajat kesamaan pengukuran

yang diulang beberapa kali dalam keadaan yang serba sama (Hidayat, 1999). Uji

keterulangan juga dilakukan untuk melihat apakah metode analisis yang dilakukan

dapat menunjukkan hasil yang konstan bila dilakukan berulang kali dengan

menghitung simpangan baku hasil analisis. Dalam penelitian ini uji keterulangan

dilakukan terhadap sampel Outfall 2 untuk Low Range sebanyak 10 kali

pengulangan dan Outfall 1 untuk Hight Range sebanyak 8 kali pengulangan,

kemudian dihitung nilai % SBR. Hasil uji keterulangan dapat dilihat pada.

Tabel 5.2.1 Keterulangan Low Range Out Foll 2

No Pengulangan COD ( mg/L)

1 2 24

2 2 23

3 2 24

4 2 24

5 2 23

6 2 24

7 2 24

8 2 22

Rata-rata 23,5

SD 0,76

RSD (%) 3,32

% KV 9,95

% KV 6,63

30

Table 5.2.2 Keterulangan Hight Range Out Foll 1

Pengulangan Volume Sampel (mL) Baca Alat (mg/L)

1 2 450

2 2 435

3 2 415

4 2 415

5 2 435

6 2 415

7 2 415

8 2 415

Rata-rata 424,38

SD 13,74

RSD (%) 3,24

% KV 6,44

% KV 4,29

Dari hasil uji keterulangan pada Low Range menunjukan bahwa metode

memiliki keterulangan yang baik dengan nilai SBR 3,23 Rata-rata konsentrasi

23,5 dengan simpangan baku 0,76 pada sampel Out Full 2. Dari hasil uji

keterulangan diperoleh nilai keterulangan yang baik, hal ini dapat dilihat dari

%RSD yang memenuhi persyaratan dimana nilai %RSD <

% KV Horwitz yaitu

3,23 < 6,63.

Dan pada hasil uji keterulangan pada Hight Range menunjukan bahwa

metode memiliki keterulangan yang baik dengan nilai SBR 3,24 Rata-rata

konsentrasi 424,38 dengan simpangan baku 13,74 pada sampel Out Full 1. Dari

hasil uji keterulangan diperoleh nilai keterulangan yang baik, hal ini dapat dilihat

dari %RSD yang memenuhi persyaratan dimana nilai %RSD <

% KV Horwitz

yaitu 3,24 < 4,29.

31

Data yang diperoleh menunjukkan hasil yang cukup konsisten namun tetap

bervariasi. Variasi data yang diperoleh dapat terjadi karena adanya kesalahan

acak. Kesalahan ini memiliki sifat tidak tetap (tidak beraturan) dan dapat

menimbulkan penyimpangan yang tidak membentuk pola. Kesalahan ini dapat

mengakibatkan data yang tidak beraturan, kesalahan ini bisa saja disebabkan

karena kondisi lingkungan yang tidak tetap (tidak stabil).

5.3 Ketepatan

Uji ketepatan bertujuan untuk mengetahui derajat kesamaan antara hasil

analisa dengan nilai sesungguhnya dari contoh (Hidayat, 1999). Dalam penelitian

ini uji ketepatan dilakukan menggunakan CRM (certified Reference Material) dari

Phenova. Dengan nilai sertifikat 144 mg/L. Kemudian konsentrasi yang

diperoleh dibandingkan dengan nilai sertifikat.

Tabel 5.3.1 Hasil Uji Ketepatan

Pengulangan COD Pembacaan Alat

(mg/L)

CRM

144

mg/L

% Akurasi

1 141 97,92

2 141 97,92

3 145 100,69

4 146 101,39

5 146 101,39

6 145 100,69

7 140 97,22

8 140 97,22

Rata-rata 143 99,31

Dari hasil uji ketepatan diperoleh beberapa data lebih kecil dari nilai

sertifikat dan beberapa data lebih besar dari nilai sertifikat, walaupun secara

keseluruhan nilai R yang diperoleh sangat baik yaitu berkisar 97,22 s.d. 101,39 %,

Rata-rata R adalah 99,31 % nilai tersebut memenuhi persyaratan ketepatan

(akurasi) yaitu 95,00 s.d. 105,00 (IK-MM-010).

32

5.4 Batas Deteksi Metode

Batas Deteksi metode atau method (MDL) menunjukkan kemampuan

sekaligus keterbatasan laboratorium dalam menerapkan suatu metode pengujian

tertentu pada kadar rendah. MDL juga bertujuan untuk menghindari penulisan

laporan hasil pengujian tidak terdeteksi yang merupakan informasi yang tidak

informatir (Hadi, 2010). Dalam penelitian ini dilakukan dengan mengukur kadar

COD (Chemical Oxygen Demand) 3 mg/L dengan pengulangan sebanyak delapan

kali.

Tabel 5.4.1 Uji Method Detection Level (MDL)

Pengulangan Baca Alat (mg/L)

1 2

2 4

3 4

4 3

5 4

6 4

7 3

Simpangan Baku 0,78

t-student 3,143

MDL 2,29

Konsentrasi standar yang diukur diperoleh dari perbandingan IDL : LOD :

MDL : LOQ yaitu 1 : 2 : 4 : 10, dimana nilai dari LOQ atau Limit Of Quantitation

yang telah diketahui dengan konsentrasi 3 mg/L sebagai standar dalam

menentukan MDL.

Berdasarkan hasil di atas, dapat diketahui nilai MDL yang diperoleh adalah

2,29 dimana nilai tersebut merupakan konsentrasi terendah COD (Chemical

Oxygen Demand) yang dapat dideteksi dengan metode spektrofotometri ini. Jika

konsentrasi analit berada dibawah nilai MDL suatu metode, maka keberadaan

analit tidak terdeteksi atau data konsentrasi yang diperoleh menjadi tidak sesuai.

33

BAB VI

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

Hasil dari pengujian verifikasi penentuan kadar Chemical Oxygen Demand

(COD) pada air limbah dengan parameter yaitu linieritas, keterulangan, ketepatan,

dan method detection level (MDL) ditentukan bertujuan agar hasil dari metode ini

dapat dipertanggungjawabkan dan vailid. Nilai dari % Recovery rata-rata yang

diperoleh dari hasil pengukuran adalah 99,31%, dimana kriteria dari nilai

ketepatan adalah 95-105%. Dan nilai keterulangan RSD yang didapatkan adalah

3,32 % dan nilai

KV Horwitznya adalah 9,95% pada Low Range dan RSD yang

didapatkan adalah 3,24 % dan nilai

KV Horwitznya adalah 4,29 % pada High

Range, dimana kriteria presisi yang baik adalah %RSD < % KV Horwitz. Nilai

linearitas yang diperoleh adalah 0,9991 untuk low range dan 0,9994 untuk high

range dimana kriteria nilai linearitas yang baik adalah 0,9950. Kemudian nilai

MDL yang diperoleh adalah 2,29 sebagai konsentrasi terendah chemical oxygen

demand yang dapat terdeteksi dengan metode ini.

Berdasarkan hasil yang telah diperoleh dapat disimpulkan bahwa metode ini

dapat digunakan dalam penetapan chemical oxygen demand(COD) dalam limbah

cair metode refluks tertutup dengan spektrofotometer secara rutin dalam air

limbah di Laboratorium Lingkungan PT Pupuk Kalimantan Timur. Selain itu,

hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa semua parameter verifikasi yang

digunakan telah memenuhi persyaratan.

6.2 Saran

Pada pengujian lebih lanjut terhadap penentuan Chemical Oxygen Demand

perlu dilakukan verifkasi dengan parameter yang lain yaitu selektivitas dan

kerepreduksian untuk lebih meyakinkan hasil metode yang digunakan.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad. R. 2004. Kimia Lingkungan. Penerbit Andi: Yogyakarta.

Alerts, G dan Sumestri, S. 1984. Metode Penelitian Air. Usaha Nasional:

Surabaya

Effendi. H. 2003. Telaah Kualitas Air. Usaha Nasional : Surabaya.

Hadi, U. 2010. Pengujian Sulfida dalam Air dan Air Limbah dalam biru metilen

secara Spektrofotometri. Ecolab: Jakarta.

Harmita. 2004. Petunjuk Pelaksanaan Metode dan Cara Perhitungannya. Majalah

Ilmu Kefarmasian (Desember 2004).

Hidayat, A. 1999. Validasi Metode Analisis Kimia. Buletin AgroBio 2(2):22-28.

Balai Penelitian Bioteknologi Tanaman Pangan: Bogor.

IK-MM. 010. 2010. Validasi/Verifikasi Metode Pengujian. Departemen

Laboratorium PT. Pupuk Kalimantan Timur: Bontang.

Miller, J. C. dan J. N. Miller. 1991. Statistika untuk Kimia Analitik. Penerbit ITB:

Bandung.

Mulja, Muhammad. 1997. Analisis Instrumental. Erlangga: Jakarta.

Sugiharto, 1987. Dasar-dasar Pengolahan Air Limbah. UI Press: Jakarta.

Sumardi. 2002. Validasi Metode Pengujian, hlm. 9-10. Pusat Standarisasi dan

Akreditasi Sekertariat Jendral Departemen Pertanian: Jakarta.

Wardhana, W.A. 1995. Dampak Pencemaran Lingkungan. Andi : Yogyakarta

Yuwono, Rudy dan E. Adinugroho, 2012. Buku Pegangan Manager

Pengendalian Pencemaran Air. IATPT. Jakarta. Hlm. 1-3

LAMPIRAN

1. Uji Linieritas dengan Spektrofotometer untuk Low Range

No Konsentrasi Standar (mg/L) Pembacaan Alat mg/L

1 10 12

2 20 21

3 40 42

4 80 84

5 100 101

2. Kurva Linieritas dengan Spektrofotometer Low Range

y = 1.0067x + 1.6667 R = 0.9991

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120

Bac

a A

lat

mg/

L

konsentrasi mg/L

3. Uji Linieritas dengan Spektrofotometri untuk Hight Range

No Konsentrasi Standar (mg/L) Pembacaan Alat mg/L

1 100 80

2 200 146

3 400 385

4 800 799

5 1000 975

4 Kurva Linieritas dengan Spektrofotometer Hight Range

y = 0.9895x - 6.15 R = 0.9994

0

200

400

600

800

1000

1200

0 200 400 600 800 1000 1200

Bac

a A

lat

mg/

L

Konsentrasi

5. Keterulangan Low Range Out Fall 2

No Pembacaan Alat X - ( X - )2

1 24 0,5 0,25

2 23 0,5 0,25

3 24 0,5 0,25

4 24 0,5 0,25

5 23 0,5 0,25

6 24 0,5 0,25

7 24 0,5 0,25

8 22 1,5 2,25

X =

= 23,5

S =

=

= 0,76

% RSD =

=

= 3,23

% KV =

= 9,95

% KV = 6,63

6. Keterulangan Hight Range Out Fall 1

No Pembacaan Alat X - ( X - )2

1 450 25,62 656,38

2 435 10,62 112,78

3 415 -9,38 87,98

4 415 -9,38 87,98

5 435 10,62 112,78

6 415 -9,38 87,79

7 415 -9,38 87,79

8 415 -9,38 87,79

X =

= 424,38

S =

=

= 13,74

% RSD =

=

= 3,24

% KV =

= 6,44

% KV = 4,29

7. Ketepatan pada CRM

Pengulangan mg/L

Pembacaan alat

CRM

144 mg/L

% R

1 141 97,92

2 141 97,92

3 145 100,69

4 146 101,39

5 146 101,39

6 145 100,69

7 140 97,22

8 140 97,22

Rata-rata 143 99,31

Pengulangan 1

% R =

x 100

Keterangan

R = Ketepatan

U = mg/L CRM

X = mg/L CRM hasil uji

% R =

x 100

= 97,92 %

8. Method Detection Level (MDL)

Pengulangan Pembacaan Alat X - ( X - )2

1 2 -1,43 2,04

2 4 0,57 0,32

3 4 0,57 0,32

4 3 -0,43 0,18

5 4 0,57 0,32

6 4 0,57 0,32

7 3 -0,43 0,18

X =

= 3,43

S =

=

= 0,78

MDL = t ( 0,01 x n-1 ) x SD

= 3,143 x 0,78

= 2,29

cod albayssag faisal 1107035086

Documents