PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanVogvakarta, 28 Agustus 2008

PENENTUAN UNSUR Cu, Cd DAN Pb DALAM SAMPEL LIMBAH(SLUDGE) INDUSTRI KERTAS SECARA SPEKTROFOTOMETRI

SERAPAN ATOM (AAS)

Ashar AndriantoBKTPB - PTAPB BATAN Yogyakarla

ABSTRAK

PENENTUAN UNSUR Cu, Cd dan Pb DALAM SAMPEL L1MBAH (SLUDGE)INDUSTRI KERTAS SECARA SPEKTROFOTOMETER SERAPAN A TOM (AAS)Telah dilakukan penentuan unsur CU,Cd dan Pb dalam sampellimbah sludge kertassecara spektrofotometer serapan atom. Contoh sludge didijesti dengan HN03 pekatdalam bom dijesti pada suhu 150°C selama 3 jam. Hasil dijesti digunakan untukpenentuan unsur-unsur tersebut menggunakan teknik kalibrasi standar diperolehbahwa konsentrasi Cu, Cd dan Pb dalam contoh sludge berturut-turut adalah. Cu12,15 ± 1,01 ppm, Cd 29,50 ± 0.09 ppm dan Pb 11.80 ± 0.31 ppm. Validasi metode ujidilakukan dengan menggunakan Standard Refference Materials (SRM) Soil-7 danmenunjukan bahwa data hasil uji Cu,Cd dan Pb masing-masing berada pada kisarankonsentrasi dalam sertifikat SRM.

ABSTRACT

DETERMINA TlON OF Cu, Cd, AND Pb ELEMENTS IN WASTE OF PAPERINDUSTRY (SLUDGE) BY A TOMIC ABSORPTION SPECTROPHOTOMETER. Thedetermination of Cu, Cd and Pb elements in waste of paper industry (sludge) wasdone by Atomic Absorption Spectrophotometer. The sludge sample was digested withHN03 in the digestion bomb at temperture 150°C for 3 hours, and then the solutionwas used for the determination of such elements by using standard calibrationtechnique. It was found that the concentration of Cr, Cu, Cd, Pb dan Zn in sludgesample were 12.15 ± 1.01; 29.50 ± 0.09; 11.80 ± 0.31 ppm respectively. Validationmethod was carried out using SRM soil-7 and shown that these elementsconcentration were in the concentration range of Standard Refference Materials(SRM) certificate.

PENDAHULUAN

Pabrik kertas memberikan kontribusi besar dalamsektor ekspor non migas, dampak dari kenaikankonsumsi kertas perkapita dewasa ini,mengakibatkan pasokan pulp sebagai bahan bakukertas mengalami kenaikan. Seiring dengan hal itusaat ini perkembangan industri kertas di Indonesiasemakin pesat, terlihat banyak disetujuinyainvestasi pembangunan kertas. Perkembanganindustri kertas yang begitu pesat terse but tentu sajaakan berdampak positip dan negatip, dampakpositip an tara lain terbukanya lapangan kerja,namun dibalik itu juga menyumbang kerusakanterbesar lingkungan bagi ekosistem di perairan (I).

Salah satu dampak negatif yangditimbulkan dari perkembangan industri yang pesatadalah terjadinya pencemaran lingkungan,terjadinya penurunan kualitas lingkungan ini akibatdari salah satu proses kegiatan industri yang kurangmemperhatikan aspek lingkungan, pengelolaanyang belum maksimal, pengolahan limbah cair,padat gas belum memenuhi standar baku mutu,penyimpanan dan pembuangan limbah yang tidak

memenuhi syarat mengakibatkan kontaminasi dandegradasi kualitas lingkungan (2).

Proses industri pulp dan kertas memerlukanpasokan air dalam jumlah yang besar dalam setiapkegiatannya. Keperluan air untuk memproduksipulp setiap ton adalah 35 - 220 m) dengan muatanbahan pencemar sebesar 30 m). Pasokan air yang

160 ISSN 1410 - 8178 Ashar Andrianto

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

cukup besar dalam proses industri pulp tentunyaakan mempengaruhi mutu baku air dimana industritersebut dibangun. Semua kegiatan industri danteknologi selalu menghasilkan limbah yangmenimbulkan masalah bagi lingkungan. Jenispencemar selalu bercampur dengan air, baik dalamkondisi terlarut, tersuspensi, koloid dan endapanpartikel tidak terlarut.

Sesuai dengan fungsi dan kegunaanya, airmerupakan kebutuhan pokok untuk kehidupan dibumi. Air dipakai sebagai air minum, mandi danmencuci, pertanian dan perikanan, kegiatan industri,bahkan untuk jasa transpotasi. Pencemaranlingkungan khususnya pencemaran air karenakegiatan industri sudah mulai menurunkan kualitasair, banyak industri yang membuang Iimbahnya kedalam badan air atau sungai tanpa dilakukanpengolahan terlebih dahulu atau kurang tepat dalampengolah limbahnya sehingga dapat mengganggudan membahayakan lingkungan baik lingkunganbiotik maupun lingkungan abiotik.

Pencemaran ialah masuknya ataudimasukkannya makluk hidup, zat energi dan atauberubahnya tatanan air oleh kegiatan manusia atauproses alam sehingga kualitas air lingkungan akanturun sampai tingkat tertentu yang menyebabkan airtersebut menjadi kurang atau tidak berfungsi. (3.4.5)

Untuk mengetahui keberadaan logam­logam berat seperti Cu, Cd dan Pb dalam limbahindustri, diperlukan satu metode yang handal danmampu pada rentang konsentrasi yang rendah.Salah satu metode yang dapat digunakan adalahmetode nyala spektrometri serapan atom denganbeberapa keuntungan yaitu sensitifitas tinggi,sederhana dan murah pengoperasiannya, cepat sertacuplikan yang diperlukan relatip sedikit.

Metode SSA merupakan metode analisisyang didasarkan pada proses penyerapan energiradiasi oleh atom-atom yang berada pada tingkatenergi dasar (ground state). Dengan mengukurintensitas radiasi yang diteruskan (transmitasi) ataumengukur intensitas radiasi yang diserap(absorbansi), maka konsentrasi unsur dalam sampeldapat ditentukan. Metode analisis ini sangat selektifkarena frekuensi radiasi yang diserap adalahkarakteristik untuk setiap unsur. (8).

Untuk validasi metode analisis dilakukandengan menggunakan standard reference materials(SRM) Bovine Liver dan Soil 7. Metode uji yangdigunakan dikatakan valid apabila data hasil ujiterhadap SRM berada pada rentang konsentrasidalam sertifikat SRM terse but. Dengan demikiantujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kadarunsur Cu, Cd dan Pb dalam contoh uji limbahindustri kertas dan untuk mengetahui validitasmetode nyala spektrometri serapan atom.

TATA KERJA.

Bahan dan Alat

Pada penelitian ini bahan-bahan yangdigunakan meliputi bahan SRM Soil-7 buatanIAEA, bahan standar Spektrosol Cu, Cd dan Pbmasing-masing konsentrasi 1000 ppm buatan SDH,bahan pelarut asam nitrat, asam perkhlorat, asamfluorida buatan Merck, akuabides buatan lab KimiaAnalitik PTAPB. Sebagai bahan contoh uji yangdigunakan adalah limbah sludge kertas.

Peralatan yang digunakan adalahseperangkat alat spektrometer serapan atom yangdilengkapi dengan GTA-96 dan PSC-56 buatanVarian, Techtron Ltd., Australia, teflon bombdigester, tungku pemanas (furnace), pipet effendorf10 - 100 J.lL,250 - 1000 J.lL,peralatan dari gelas :labu ukur 5, 10, dan 25 ml, gelas beker ukuran 25ml, kompor pemanas.

Cara kerja

1. Optimasi kondisi analisis unsur-unsur Cu,Cd dan Pb

Kondisi optimum analisis unsur-unsur Cu,Cd dan Pb diperoleh dengan mengamati serapanyang optimum pada panjang gelombang maksimummasing-masing unsur pada setiap perubahan lajualir cuplikan, arus lampu, laju alir asetilen, laju alirudara, tinggi dan posisi pembakar, sedangkanlarutan yang digunakan untuk optimasi unsur Cudan Pb dengan konsentrasi masing-masing 1 ppm,unsur Cd 2 ppm.

2. Kurva kalibrasi standar Cu, Cd dan PbDibuat 5 buah larutan standar campuran

yang masing-masing terdiri dari Cu, Cd dan Pb,HN03 1 N dan akuatrides, untuk konsentrasi Pbbervariasi mulai dari 0,5; 1,0; 1.5; 2,0 dan 2,5J.lg/ml,sedangkan konsentrasi Cu dan Cd bervariasidari 0,1 - 0,5 ppm dalam HN03 masing-masinglarutan standar tetap 0,1 N. Masing-masing larutandiukur serapannya pada kondisi analisis yangoptimum, kemudian dibuat kurva standar antarakonsentrasi Cu, Cd dan Pb lawan serapan.Sedangkan cara pembuatan larutan campuranseperti pada Tabel 1 dan Tabel 2.

3. Analisis Cu, Cd dan Pb dalam contoh uji.Analisis unsur Cu, Cd dan Pb dalam contoh

uji dilakukan dengan teknik pengukuran kurvakalibrasi standar. Contoh uji diukur serapannya,kemudian diintrapolasikan pada kurva kalibrasimasing-masing unsur sehingga akan diperolehkonsentrasi regresi unsur. Konsentrasi regresimasing-masing unsur yang diperoleh dihitungdengan faktor pengenceran, dan faktor berat contohakan diperoleh kadar unsur dalam contoh uji.

Ashar Andrianto ISSN 1410 - 8178 161

PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan

Yogyakarta, 28 Agustus 2008

Tabel I. Pembuatan larutan standar Campuran Cu dan Cd.

Konst.Cu Konst. Cd Vol Pengambilan Vol pengambilan Cd.(Il Iml) Iml) CU.20 ml 20 ml

0,1 0,1 100 L 100 L0,2 0,2 200 L 200 L0,3 0,3 300 L 300 L0,4 0,4 400 L 400 L0,5 0,5 500 uL 500 uL

Vol pengambilanHNO)O,IN

2000 ilL2000 ilL2000 ilL2000 ilL2000 uL

Penambahan

akuades (ilL17800 ilL17600 ilL17400 ilL17200 ilL17000 uL

Tabel 2. Pembuatan larutan standar Pb.

Konst Vol pengambilan Vol pengambilanPb. Iml) Pb. 100 ml HNO) 0, IN

0,50 100 L 2000 L1,00 200 L 2000 L1,50 300 L 2000 L2,00 400 L 2000 L2,50 500 uL 2000 uL

4. Validasi MetodeValidasi metode uji dilakukan dengan

pengujian Standard Reference Materials (SRM)Soil -7. Preparasi awal SRM dilakukan denganmelarutkan 0,5 g SRM ke dalam tetlon bombdigester, tambahkan 2 ml HNO) pekat, dan 0,2 mlHF, dipanaskan dalam tungku pemanas pada suhu150°C selama 3 jam. Hasil pelarutan dituang dalambeker tetlon dan diuapkan di atas pemanas pasir,ditepatkan menjadi volume tertentu denganpenambahan akuabides.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Untuk mempero]eh tampilan data hasil ujipada analisis logam-Iogam berat Cu, Cd dan Pbdalam contoh uji limbah sludge tekstil yangmemenuhi persyaratan secara anal isis, ada beberapaparameter yang perlu mendapatkan perhatian antaralain kondisi optimum analisis, linieritas kurvastandar unsur.

Parameter kondisi otimum analisis

diperoleh dengan mengukur serapan yang optimumpada panjang gelombang maksimum masing­masing unsur pada setiap perubahan laju a]ir contohuji, laju alir asetilen, kuat arus lampu, dan tinggipembakar, seperti disajikan pada Tabe] 3.

Tabel 3. Kondisi optimasi analisis Cu, Cd dan PbParameter CuCdPb

Paniang gelombang, nm324,8228,8217,3

Lebar celah, nm0,50,50,2

Arus lampu, mA

545,0Laju asetilen, II menit

2,51,561,78Laju udara, IImenit

13,513,513,5Laju larutan, mil men it

4,54,54,5Tinggi Pembakar, mm

1214,514

Laju nitrous oksid, II menit

---

Penambahan

akuades (ilL17900 ilL]7800 ilL17700 ilL17600 ilL17500 uL

Linieritas standar unsur diperoleh dariperhitungan harga regresi r secara statistik padamasing-masing kurva standar unsur. Data serapanpada konsentrasi masing-masing unsur disajikanpada Tabel 4, 5 dan 6.

Tabel 4. Serapan pada berbagai konsentrasi

Konsentrasi Cu Ilg/ml Serapan0,1

0,0320,2

0,0620,3

0,0890,4

0,1160,5

0,]45

Y = 0,2800 X + 0,0048 r = 0,9999

Tabel 5. Serapan pada berbagai konsentrasiKonsentrasi Cd Ilg/ml Serapan

0,10,109

0,20,173

0,30,237

0,40,298

0,50,359

Y = 0,6250 X + 0,0047 r = 0,9999

Tabel 6. Serapan pada berbagai konsentrasiKonsentrasi Pb Ilg/ml Serapan

0,50,080

1,00,163

1,50,247

2,00,332

2,5

0,4] 7

Y = 0, 1686X - 0,0051 r = 0,9999

Parameter selanjutnya adalah validasimetode uji yang dilakukan dengan mengukurserapan SRM Soil-7 pada kondisi optimum masing­masing unsur. Serapan yang diperoleh kemudian

162 ISSN 1410 - 8178 Ashar Andrianto

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

diintrapolasikan pada kurva standar masing-masingunsur sehingga diperoleh kadar masing-masingun sur dalam contoh uji SRM, seperti disajikan padaTabel 7.

Tabel 7. Data hasil analisis unsur, dan datasertifikat SRM Soil-7.

Unsur

Cu

CdPb

Pada Tabel 7 disajikan data hasil uji yangdilakukan pada standar reference material (SRM)Soil-7 buatan NBS USA. Berdasarkan pada Tabel 7,dapat disimpulkan bahwa metode uji yangdigunakan telah teruji validitasnya dengan datahasil uji yang diperoleh berada dalam rentangkonsentrasi yang ada dalam sertifikat SRM.Aplikasi metode uji pada contoh uji limbah sludgekertas dilakukan dengan teknik kalibrasi standar,yaitu dengan intrapolasi serapan contoh uji yangdiukur ke dalam kurva kalibrasi standar masing­masing unsur, sehingga akan diperoleh konsentrasimasing-masing unsur. Kadar un sur dihitung setelahdikalikan dengan faktor berat, pengenceran danvolume pelarutan, seperti disajikan pada Tabel 8.

Tabel 8. Kadar Cu, Cd dan Pb dalam contoh uji

limbah sludge kertas.

UnsurKadar (ppm)

Baku mutu air limbah (I)

batas maksimum (ppm)Cu

12,15 ± 1.01 5Cd

29,50 ± 0.09 2

Pb11,80 ± 0.31 2

Berdasarkan tabel 8 pada contoh uji limbahsludge kertas terdeteksi logam berat tertinggi sesuaiaturan Cu, Cd dan Pb. Data yang diperoleh biladibandingkan dengan data baku mutu limbah dariKeputusan Mentri Negara KLH No. Kep­02/Men/KLH/1988 masih berada diatas am bangbatas maksimum yang diijinkan. Dari hasil analisisini diharapkan dapat memberikan masukan kepadapihak industri dalam hal pengolahan limbah kertasmasih belum baik.

KESIMPULAN

Berdasarkan data uji validasi metode yangdilakukan menunjukan bahwa alat uji SAA denganmetode uji nyala memenuhi standar sebagai alat uji,

terutama dalam rangka mempertahankan statusakreditasi laboratorium Kimia Analitik PT APB­

BATAN Yogyakarta.Diperoleh kadar unsur dalam contoh uji

limbah pabrik kertas masing-masing Cu 12,15 ±1,01 ppm, Cd 29,50 ± 0.09 ppm dan Pb 11.80 ±0.31 ppm.

DAFT AR PUST AKA

I. W ARDHANA, W.A., 1995, "DampakPencemaran Lingkungan", Andi Offset,Yogyakarta.

2. DJAJADININGRAT, A.H., 1992,

"Pengendalian Pencemaran Limbah Industri",Institut Teknologi Bandung, Bandung.

3. TJOKROKUSUMO, 1995, "Konsep TeknologiBersih", Sekolah Tinggi Teknik Lingkungan"Yayasan Lingkungan Hidup" Yogyakarta,Yogyakarta.

4. DARMONO, Logam Dalam Sistem BiologiMakhluk Hidup, Cetakan pertama, UI Press,Jakarta, (1995)

5. PALAR H., Pencemaran dan ToksikologiLogam Barat, Rineka Cipta, Jakarta, (1994).

6. NATIONAL INSTITUTE OF STANDARDS &

TECHNOLOGY, Certificate Reference Material1577b bovine liver, (1991).

7. ANONIM, Keputusan Menteri Negara KLH No.Kep.02IMen/KLHI I/1988 tentang PedomanPenetapan Baku Mutu Lingkungan SekretariatMentri Negara KLH, Jakarta, 1988.

8. PRICE W.J," Spectrochemical Analysis byAtomic Absorption Spectroscopy", AcademicPress, New York, 1983.

TANYA JAWAB

Aryadiy Berapa tingkat kesalahan analisis dan berapa

pengulangan dan pengamatan?y Berapa batas deteksil maksimal yang diijinkan?

Ashar Andrianto~ Untuk ana/isis ini tingkat kesalahan < 5%

jadimasih batas toleran, setiap pengamatandiulangi tiga kali.

~ Batas maksimal untuk masing-masing unsurCu = 5 ppm, Cd = 2 ppm dan Pb = 2 ppmmenurut PP MenlKLH/1988

Ashar Andrianto ISSN 1410 - 8178 163