Supriyanto c., dkk. ISSN 0216 - 3128 121

MEMPEROLEHPb,

VALIDASI METODE F-AAS UNTUK

JAMINAN MUTU PADA ANALISIS UNSUR Cd, Cn, Cr,DAN Ni DALAM CONTOH UJI LIMBAH CAIR

Supriyanto c., Susana TS.Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

ABSTRAK

VALIDASI METODE F-AAS UNTUK MEMPEROLEH JAMINAN MUTU PADA ANALISIS UNSUR

Cd, Cu, Cr, Ph, DAN Ni DALAM CONTOH UJI LlMBAH CAIR. Telah ditakukan validasi alat u}i AASdan validasi melode u}i nyala speklrom}elri serapan alom pada analisis umur Cd. Cu. Cr, Ph. dan Ni.dalam contoh u}i limbah cairo Validasi alaI u}i ditakukan dengan inenenlukan harga akurasi dan presisi alatu}i AAS menggunakan larutan standar Cu 5 ppm. sedangkan validasi melode u}i ditakukan denganmenKglll1akan SRM Soil 7, buatan IAEA. Diperoleh harga presisi dan akurasi masinK-masing 0.028 ppmdall 0.609 % lebih relldah dari persyaratan acuan masing-ma.\·ing O.O-!ppm dan 1.0 %. Validasi melode u}imenggunakan SRM Soil 7 menunjukkan data hasit u}i unsur berada dalam rentang konsenlrasi yang adadalam serlifikal SRM. Berdasarkan dala lersebut diperoleh }aminan mulu baik alaI u}i maupun melode u}ipada analisis unsur Cd, Cu. Cr. Pb. dan Ni pada conloh u}i limbah cairo

ABSTRACT

THE VALIDA TION OF FLAME A TOMIC ABSORPTION SPECTROMETRY METHOD TO QUALITYASSURANCE AT THE ANALYSIS OF Cd, Cu, Cr, Ph, AND Ni ELEMENTS IN LIQUID WASTES

SAMPLE. The validation of analytical method and instrument of alomic absorption spectrometry atdetermeination of Cd. Cu. Cr. Pb. and Ni. element in liquid wasles sample have been carried oul. Thevalidation of instrument was done by measurement of precision and sensitivity using spect~osol solution ofCu 5. where as the validation of analytical method was done by analysis of heavy metals such as Cd. Cu.Cr. Pb. and Ni in SRM Soil 7 sample. The validity of instrument AAS still valid with precision and

sensitively were obtained 0.028 ppm and 0.609 % respectively. less than ASTM reference. The validation ofanalytical method showed that Ihe content of Cd. Cu. Cr. Pb. and Ni element in the certificated legend.Based on Ihe data showed thaI quality assurance was obtained al the analysisi of Cd. Cu. Cr. Pb. and Ni.elemenl in liquid wasles sample.

PENDAHULUAN

Di Daerah Istimewa Yogyakarta sebagianpabrik berkembang pesat seperti daerah­daerah lain di Indonesia. Yang menjadi

permasalahan sampai saat ini adalah belum semuapabrik melakukan penanganan terhadap Iimbahsecara sempuma., sehingga menimbulkanpermasalahan pencemaran Iingkungan. Salah satubahan yang berbahaya yang ada dalam limbahadalah logam berat, berbahaya dan beracun (B-3)seperti kadmium, khromium, kuprum, timbal dannikel(l). Beberapa jenis logam berat diperlukandalam proses kimia tertentu dalam suatu pabrik.Jenis logam berat lainnya terikut masuk sebagaipengotor dalam bahan baku maupun bahanpendukung dalam proses pabrik. Sebagai contohpada pabrik kertas dan tekstil sering ditambahkanbahan yang mengandung senyawa Hg dan Cr

sebagai bahan pewama, sehingga limbahnya akanmengandung logam berat . Logam berat tersebutmelalui proses tertentu di lingkungan akan tersebarluas dan terakumulasi dalam tanah, sediment, air,dan biota. Di lingkungan, bahan pence mar yangberasal dari logam berat merupakan bahanberbahaya karena bahan tersebut sukar mengalamidegradasi (2).

Berbagai peraturan pemerintah (PP) telahbanyak dikeluarkan oleh pemerintah dengan tujuanuntuk menekan permasalahan pencemaranIingkungan yang timbul akibat pengolahan limbahyang tidak sempuma. Untuk memgetahui apakahsuatu pabrik telah menerapkan tata cara pengolahanIimbah yang baik dan benar, diperiukan datakandungan logam B-3 dalam limbah baik padat,cair maupun gas sebelum Iimbah dibuang keIingkungan. Beberapa peneliti telah melakukan

Prosiding PPI - PDIPTN 2006Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Jull 2006

/22 ISSN 0216 - 3128 Supriyanto C, dkk.

analisis kandungan logam B-3 dalam contoh uji

lingkungan dan biologis seperti tanah, air,sediment, tumbuhan dan biota denganmenggunakan berbagai jenis metode analisis'

Penelitian ini bertujuan untuk memperolehjaminan mutu pada analisis unsur Cd, Cu, Cr, Pb,dan Ni dalam contoh uji limbah cair berdasarkanpersyaratan SNI 19-17025-2000 yaitu keabsahandata hasil uji, dan ketertelusuran pengukuran (traceability). Untuk memperoleh tujuan penelitiantersebut diperlukan validasi baik terhadap alat uji(SSA) maupun pada metoda uji yang digunakan.Validasi adalah konfirmasi bahwa suatu alat ujiatau metoda uji memenuhi persyaratan yangditentukan (sesuai tujuan tertentu) dengan caramenguji alat uji dan metoda uji dengan melengkapibukti-bukti yang obyektif. Pendekatan yang biasadilakukan untuk validasi alat uji dan metoda ujimeliputi presisi, akurasi, kepekaan, batas deteksi,selektifitas dan spesifisitas(3).

BAHAN DAN TAT A KERJA

Bahan

Bahan-bahan yang digunakan meliputicontoh uji limbah cair, larutan standar spektrosolCd, Cu, Pb masing-masing buatan BDH, larutanstandar titrisol Cr, dan Ni HN03 pekilt, HC104,

HF pekat masing-masing buatan Merck, danakuatrides buatan laboratorium Kimia AnalitikPTAPB-BATAN.

Alat

Alat yang digaunakan seperangkat alat ujispektrofotometer serapan atom tipe AA 300-Pbuatan Varian, Techtron, Australia, Teflon borndigester, dan peralatangelas seperti labu takar 10ml, 50 ml, gelas beker 50 ml, pipet mikro 10- 100ilL, 50 - 250 ilL 100 -1000 ilL.

Tata Kerja

Preparasi pelarutan contoh uji dan SRM Soil 7

Contoh uji limbah cair sebanyak I liter,disaring, kemudian diuapkan pada suhu 50 - 60°Csampai terbentuk endapan. SRM soil 7 dan endapancontoh uji masing-masing dengan berat 0,5 gdimasukkan ke dalam teflon bomb digester,tambahkan 1 ml asam nitrat pekat dan 0,2 ml asamfluorida pekat. Dipanaskan dalam tungku pemanaspada suhu 150°C selama 3 - 4 jam. Hasil pelarutan

setelah dingin dituang kedalam beker Teflon dan

dipanaskan secara beruJang dengan penambahanakuatrides di atas penangas pasir, sampai diperolehlarutan contoh uji pad a pH netral. Hasil pemanasansetelah dingin ditepatkan menjadi volume 10 mldengan penambahan akuatrides sampai batas tanda.Larutan contoh uji siap untuk dilakukan analisis.

Optimasi kondisi analisis unsur Cd, Cu, Cr, Pb,dan Ni

Kondisi optimum analisis unsur Cd, Cu, Cr,Pb, dan Ni diperoleh dengan mengukur serapanyang maksimum dari larutan standar Cd, Cu, Cr,Pb, dan Ni dengan konsentrasi Cd, Cu dan Nimasing-masing 5 ppm, Cr dan Pb masing-masing10 ppm. Pengukuran serapan dilakukan padapanjang gelombang optimum masing-masing unsurpada setiap perubahan laju alir contoh uji, laju alirudara dan asetilen, arus 1ampu, lebar celah, dantinggi pembakar.

Kepekaan dan Presisi Alat Uji SAA

Dibuat 25 ml larutan campuran yang terdiridari larutan standar Cu 1000 ppm, HN 03 danakuatrides sedemikian rupa sehingga konsentrasiCu dalam larutan 5 ppm, konsentrasi HN 03 0, I N.Kepekaan alat uji ditentukan dengan mengukurserapan larutan tersebut sebanyak 3 kalipengukuran, sedangkan presisi ditentukan denganmengukur serapan sebanyak 6 kali pengukuranpada kondisi optimum analisis Cu.

Penentuan rentang konsentrasi terpakai (RKT)

Penentuan RKT dilakukan dengan membuatsatu deret larutan standar Cd, Cr, Cu, Pb, dan N idengan kisaran konsentrasi Cr, dan Pb masing­masing 0,02; 0,2; 0,5; I, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 15 dan20 ppm. Cu , Cd dan Ni masing-masing 0,005;0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 0,75; dan 1,0 ppm.Masing-masing deret larutan standar diukurserapannya pad a kondisi optimum dari masing­masing unsur. Linieritas masing-masing lInslirditentukan berdasarkan perhitungan % relativeconcentration equivalent (% RCE) yaitu daerahkonsentrasi yang memenuhi persyaratan.

Analisis kadar Cd, Cu, Cr, Pb dan Ni dalamcontoh uji

Dibuat 5 buah larutan campuran yang terdiridari Cd 10 ppm, Cu 10 ppm, Cr 100 ppm, Pb 100ppm dan Ni 10 ppm, HN03 1 N dan akuatrides

Prosldlng PPI - PDIPTN 2006Pustek Akselerator dan Proses Bahan· BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006

Supriyanto c., dkk. ISSN 0216 - 3128 123

sedemikian mpa sehingga konsentrasi HN03 dalammasing-masing lamtan campuran tetap 0, I N,sedangkan konsentrasi Cd, Cu, Cr, Pb dan Nidalam masing-masing larutan campuran bervariasi,Cd, Cu dan Ni masing-masing 0,1; 0,2; 0,3; 0,4;0,5 ppm; Pb dan Cr masing-masing 1,0; 2,0; 3,0;4,0; 5,0 ppm. Masing-masing lamtan campurandiukur serapannya pada kondisi analisis yangoptimum dari masing-masing unsur. Kadar unsurCd, Cu, Cr, Pb, dan Ni dalam SRM Soil 7 dan

dalam contoh uji limbah cair ditentukan dengancara mengintrapolasikan serapan SRM Soil 7 dancontoh uji pada kurva standar campuran,konsentrasi yang diperoleh dihitung kembalidengan faktor berat SRM Soil 7 dan contoh uji,faktor pengenceran dan volume pelamtan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Metode nyala spektrometri serapan atommerupakan salah satu metode analisis diLaboratorium Kimia Analit PTAPB-BA TAN yangtumt memberikan kontribusi pad a perolehanakreditasi oleh Komite Akreditasi Nasional (KAN).Dalam rangka tumt mempertahankan statusakreditasi, sudah barang tentu performance alat ujiSAA dan metode uji yang digunakan perludilakukan validasi, sehingga jaminan mutu metode

F-SSA dapat tercapai. Demikian juga pada analisis .logam berat Cd, Cu, Cr, Pb, dan Ni dalam contohuji limbah cairo Langkah yang dilakukan adalahdengan melakukan validasi terhadap a]at uji SSAdan validasi terhadap metode uji. Validasi terhadapalat uji SSA dilakukan dengan mengetahui hargapresisi dan akurasi dari alat uji (SSA). Presisi alatuji SSA dapat diketahui dengan cara mengukurserapan dari lamtan Cu 5 ppm pada kondisianalisis Cu yang optimum. Harga presisi dari alatuji AAS dapat dihitung berdasarkan mmusaproksimasi s = (A - B) x 0,40 dengan A adalahnilai tertinggi dari 6 nilai serapan, dan B nilaiterendah dari 6 nilai serapan. Sedangkan hargakepekaan dari alat uji SSA dihitung berdasarkanrumus aproksimasi S = 0,0044 (C2/ A,) denganC, adalah ni]ai konsentrasi lamtan dan AI adalahnilai serapan rata-rata. Harga presisi dan akurasidisajikan pada table I sebagai berikut :

Tabel I.Data kalibrasi alat uii AAS

Berdasarkan pada Tabe] I hasil kalibrasimenunjukan bahwa alat uji SSA masih layaksebagai alat uji dengan perolehan presisi dankepekaan masih berada di bawah batas persyaratanacuan.

Rentang konsentrasi terpakai masing-masingunsur sangat diperlukan untuk mengetahui linieritaskonsentrasi masing-masing unsure. Rentangkonsentrasi terpakai diperoleh dengan menghitungharga relative concentration equivalent (RCE)dengan cara mengukur serapan dari satu deretlamtan standar Cd, Cr, Cu, Pb, dan Ni dengankisaran konsentrasi Cr, dan Pb masing-masing 0,02;0,2; 0,5; 1,2,4,6,8, 10, 12, 15 dan 20 ppm. Cu ,Cd dan Ni masing-masing 0,005; 0,01; 0,02;0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 0,75; dan 1,0 ppm Dari dataserapan yang diperoleh, kemudian dihitung harga %RCE menggunakan formula(5) :

(C2 - 0) (SA)% RCE = ----x--xIOO(A2-AI) (C2)

C, = konsentrasi lamtan standar terdekat yang ]ebihrendah

( AI ada]ah serapannya)C2 = konsentrasi ]amtan standar terdekat yang lebih

tinggi ( A2 adalah serapannya )SA= simpangan baku untuk A2

Pada Gambar I dan Gambar 2 disajikanhubungan antara % RCE dengan konsentrasi unsur.Berdasarkan Gambar I dan Gambar 2 terlihat

bahwa rentang konsentrasi terpakai masing-masingunsur adalah pad a harga % RCE < I. Padakonsentrasi unsur yang rendah harga % RCE > Ihal ini disebabkan sensitifitas a]at uji menurunkarena konsentrasi unsur berada di bawah batas

deteksi alat, demikian juga pada konsentrasi unsuryang tinggi harga % RCE > I hal ini menunjukkanperbandingan garis emisi (We) dan garis absorbansi(W.) pada setengah lebar puncak > I. Menurut W.JPrice (6) kurva kalibrasi yang linier adalah apabilaharga perbandingan garis emisi dan garisabsorbansi pad a setengah lebar puncak W';Wa <0,2. Berdasarkan perhitungan % RCE daerahlinieritas konsentrasi kerja masing-masing unsurdapat diketahui sehingga pembuatan kurva ka]ibrasistandar masing-masing unsur dapat ditentukanseperti disajikan pada Tabe] 2 sebagai berikut :

No. I Parameter

1. I Kepekaan (ppm)Syarat acuan (ppmi4)

2. I Simpangan baku relative (%)Svarat acuan(4)

Cu

~0,0280,0400,609

1,0

Prosiding PPI • PDIPTN 2006Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006.

124 ISSN 0216 - 3128 Supriyanto C, dkk.

16

14% 12

10R 8C 6E 4

2o

o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Konsentrasi Pb dan Cr

Gambar 1. Hubungan antara % RCE danKonsentrasi Cr dan Pb.

~:~...-----------­~ ~~ 1======================C ~

E ~1-....~---.~-_-~~-NI-.-C-uo tA~.~ :;: ~ T ,o 2 4 6 8 10 12

Konsentrasi Cd. Cu dan Ni (ppm)

Gambar 2. Hubungan antara % RCE danKonsentrasi Cd, Cu dan Ni.

Tabel 2. Data linieritas konsentrasi unsur-unsur

Cd, Cr, Cu, Ph, Ni.

NoUnsur

Linieritas

konsentrasiI.

Cd 0,1-0,52.

Cr 1,0 - 15,03.

Cu 0.2 - 4,04.

Pb 1,0 - 10,05.

Ni 0,2 - 4,0

Langkah selanjutnya adalah denganmelakukan validasi terhadap metode ujimenggunakan Standard Reference Materials(SRM). Pad a penelitian ini SRM yang digunakanadalah SRM Soil 7 buatan IAEA. Kadar hasil

analisis unsur terhadap SRM kemudiandibandingkan dengan kadar masing-masing unsuryang ada dalam sertifikat, kemudian ditentukanharga akurasi dan presisi seperti disajikan padaTabel 3.

Berdasarkan pada Tabel 3, analisis unsurCd, Cr, Cu, Pb dan Ni dalam SRM Soil 7

menunjukan kadar masing-masing unsure beradadalam rentang kadar dalam sertifikat SRM, halterse but menunjukan validitas dari metoda uji yangdigunakan.

Aplikasi metode uji unsur Cd, Cr, Cu, Pbdan Ni dalam contoh uji Iimbah cair dilakukandengan teknik pengukuran kurva standar masing­masing unsur dan kadar unsur dalam contoh ujidiperoleh dengan memperhitungkan factorpengenceran, berat dan volume pelarutan contohuji, seperti disajikan pad a Tabel 4 .

Tabel3. Data hasil analisis unsur, dan data sertifikat SRM Soil7.

Kadar sertifikat (7)Kadar hasil analisis ± SDAkurasiPresisi

NoUnsur

(Jig/g)(Jig/g)(%)(%)

I.

Cd 1,3 0,1 - 2,7) 1,35 ± 0,013,850,742.

Cr 60 (49 -71) 62,20 ± 1,703,672,733.

Cu 11 (9 - 13) 10,66 ± 0,193,091,904.

Pb 60(55-71) 61,50 ± 1,202,501,955.

Ni 26 (21-37) 27,12±1,314,314,83

Tabel 4. Data hasil analisis unsur Cd, Cr, Cu, Pbdan Ni dalam contoh uii Iimbah .

NoUnsurKadar ± SD (Jig/g)

I.

Cd 0,075 ± 0,0022.

Cr 0,203 ± 0,0033.

Cu 0,974 ± 0,0184.

Pb 0,891 ± 0,0085.

Ni 0,696 ± 0,022

KESIMPULAN

Berdasarkan data kepekaan, dan presisi, danuji validasi metode menggunakan StandardReference Materials Soil 7 buatan IAEA,menunjukan bahwa alat uji SAA dengan metode ujinyala memenuhi standar sebagai alat uji, sehinggadiperoleh jaminan mutu pada analisis unsur Cd, Cr,Cu, Pb,dan Ni dalam contoh uji Iimbah cairo

Prosiding PPI - PDIPTN 2006Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006

Supriyanto C, dkk.

DAFT AR PUSTAKA

ISSN 0216 - 3128

TANYAJAWAB

/25

1. PALAR H., Pencemaran dan ToksikologiLogam Berat, Rineka Cipta, Jakarta, 1994.

2. SOERY ADI HADIPRA YITNO, Berbagai segilimbah bahan berbahaya beracun (B-3) danDampaknya Terhadap Manusia danLingkungannya, p. 221-228, Prosiding Sem.Nas. Kimia dan Pembangunan , Bandung, 22 ­26 Nopember 1993.

3. SUMARDI, Validasi Metode Analisis,Pelatihan Asesor Laboratorium, BadanStandardisasi Nasional, 200 I.

4. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND

MATERIALS, ASTM E 663-78, (1979)

5. ANONIM, Persyaratan Umum KompetensiLaboratorium Penguji dan LaboratoriumKalibrasi, Badan Standardisasi Nasional(BSN), 2001.

6. PRICE W.J., Spectrochemical Analysis byAtomic Absorption, John Wiley and Sons,New York, (1983), page 356

7. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGYAGENCY, Certificate Reference MaterialSoil 7, (1978).

Indra Suryawan

- Metode validasi selain menggunakan SRM Soil7 apa ada metode yang lain?

Supriyanto C.

- SRM Soil 7 adalah merupakan salah satu bahanstandar pembanding. Banyak SRM yang lainyang dapat digunakan seperti Bovine liver,Tomato leaves, Citro us leaves dan lain-lain

Kartini Megasari- SRM Soil 7 ?

- Apa uji validasi tersebut, bisa dikatakan valid,jika hanya dibandingkan dengan SRM Soil 7 ?

Supriyanto C.

- SRM Soil 7 adalah merupakan salah satustandar RejJerence Materials atau bahanstandar pembanding buatan IAEA dim anabahan tersebut sudah dilakukan analisis unsur­

unsur yan~ ada oleh herha~ai ne~ara danlaboratorium dan kadar unsur yang adatersertifikatkan.

- Valid, tergantung sampel yang akan dianalisis.paling tidak sama atau mendekati sama baikkadar unsur yang dianalisis maupun matrikyang ada.

Prosiding PPI • PDIPTN 2006Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006