studi perbandingan kadar logam berat ( fe , mn , zn , pb , cu , al dan na pada debu erupsi gunung...

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Abu Vulkanik

Gunung sinabung merupakan salah satu gunung berapi didataran tinggi , kab karo

sumut,Indonesia. Koordinat puncak gunung sinabung adalah 03°10'LU dan

98°23'BT dengan puncak tertinggi gunung ini adalah 2460M dari permukaan laut

yang menjadi puncak tertinggi di Sumatera Utara.

Aktifitas gunung sinabung pernah mengeluarkan debu vulkanik dan asap

tahun 2010. Kemudian pada tahun 2013 mengeluarkan , menyemburkan debu

vulkanik lagi. Hasil dari erupsi gunung tersebut mengeluarkan kabut asap yang

tebal hitam. Dan debu vulkanik tersebut menutupi ribuan hektar tanaman para

petani di sekitar gunung tersebut.

Abu vulkanik adalah bahan material vulkanik jatuhan yang disemburkan

ke udara saat terjadi suatu letusan dan dapat jatuh pada jarak mencapai ratusan

bahkan ribuan kilometer dari kawah karena pengaruh hembusan angin. Adanya

abu vulkanik merupakan akibat dari proses erupsi gunung berapi.Letusan gunung

api adalah merupakan bagian dari aktifitas vulkanik yang dikenal dengan istilah

erupsi. Erupsi adalah fenomena keluarnya magma dari dalam bumi karena

dorongan dari gas yang bertekanan tinggi dalam perut bumi atau karena gerakan

lempeng bumi, tumpukan tekanan dan panas cairan magma.

Debu vulkanik mengakibatkan tanaman petani yang berada di lereng

gunung banyak yang mati dan rusak. Diperkirakan seluas 15,341 Ha tanaman

pertanian di tanah Karo terancam gagal panen (Mariani S, 2013)

Keberadaan gunung merapi ini masih dianggap sebagai ancaman bagi

masyarakat sekitar , akan tetapi manfaat yang diberikan pasca letusan juga sangat

besar pengaruhnya terhadap kesuburan tanah beberapa tahun berikutnya.

Universitas Sumatera Utara

Letusan gunung Merapi dinamakan “Letusan Tipe Merapi” oleh para ahli gunung

berapi, karena kekhasan Merapi ketika meletus yang dicirikan dengan adanya

luncuran awan panas yang biasa disebut “Wedhus Gembel” yang berarti bulu biri-

biri. Secara tidak langsungunsur-unsur yang terkandung dalam abu vulkanik turut

memberikan kontribusi pada kesuburan tanah di sekitar gunung Merapi.

2.2. Efek PencemaranUdara terhadap Saluran Pernapasan

Secara umum efek pencemaran udara terhadap saluran pernapasan dapat

menyebabkan terjadinya :

1. iritasi pada saluran pernapasan. Hal ini dapat menyebabkan pergerakan

silia menjadi lambat, bahkan dapat terhenti, sehingga tidak dapat

membersihkan saluran pernapasan

2. peningkatan produksi lendir akibat iritasi oleh bahan pencemar

3. produksi lendir dapat menyebabkan penyempitan saluran pernapasan

4. rusaknya sel pembunuh bakteri di saluran pernapasan

5. pembengkakan saluran pernapasan dan merangsang pertumbuhan sel,

sehingga saluran pernapasan menjadi menyempit

6. lepasnya silia dan lapisan sel selaput lendir

7. akibat dari hal tersebut di atas, akan menyebabkan terjadinya kesulitan

bernapas, sehingga benda asing termasuk bakteri/mikroorganisme lain

tidak dapat dikeluarkan dari saluran pernapasan dan hal ini akan

memudahkan terjadinya infeksi saluran pernapasan (Mukono, 2008).

Manusia yang terpapar dengan bahan polutan tinggi, dapat menurunkan

harapan hidup. Ada hubungan antara peningkatan bahan polutan SO2dan TSP

(Total Suspended Solid) dengan peningkatan kematian penderita kelainan

kardiovaskuler. Selain itu tampak pula adanya hubungan langsung antara tinggi

bahan pencemarSO2 dan partikel debu dengan penderita bronkitis dan emfisema.


Semakin tinggi kadar bahan partikel debu biasanya diikuti dengan

semakin tinggi gas SO2, sehingga sulit membedakan efek dari kedua bahan

tersebut. Dapat dikatakan bahwa kedua bahan tersebut bekerja secara sinergi

untuk menghambat pergerakan silia, sehingga mendorong bahan partikel lebih

banyak masuk ke paru (Mukono, 2008).

2.3. Pengaruh Logam Berat terhadap Kesehatan

2.3.1. Besi

Besi dibutuhkan oleh tubuh dalam pembentukan HB, banyaknya Fe dikendalikan

pada fase absorbsi. Fe2+ mempunyai fungsi esensial tubuh sebagai alat angkut

oksigen dari paru – paru ke seluruh tubuh , sebagai alat angkut e- dalam sel

sebagai bagian terpadu dari berbagai reaksi enzim. Enzim mengandung Fe bisa

melarutkan jenis obat-obatan tertentu yang tidak larut dalam air (Widowati,

2008) , berperan dalam katalis reaksi oksidasi dalam sistem biologi dan berperan

dalam transport gas.

Apabila Fe berada dalam jumlah yang banyak akan muncul berbagai

gangguan lingkungan. Simpanan Fe tinggi bisa menyebakan kanker. Fe dalam

dosis besar pada manusia bersifat toksik karena fero bisa bereaksi dengan

peroksida dan menghasilkan radikal bebas. Fe bersifat toksik bila jumlah

transferin melebihi kebutuhan sehingga mengikat Fe bebas. Toksisitas kronis Fe

bisa mengakibatkan gangguan fungsi hati, gangguan fungsi endokrin dan penyakit

kardiovaskular. Toksisitas kronis Fe pada tingkat sel akan meningkatkan

peroksidasi lipid sehingga merusak membrane sel, mitokondria, mikrosom, dan

organel sel lainnya.

Perlakuan toksisitas akut Fe per oral bisa mengakibatkan muntah,

gangguan alat pencernaan dan shock. Inhalasi debu Fe oksida bisa mengakibatkan

deposisi Fe dalam paru-paru yang berdasarkan hasil x-ray menunjukkan


kemiripan dengan silikosis. Beberapa hasil penelitian menunjukkan adanya

keterkaitan antara Fe berlebih yang bisa mengakibatkan diabetes, kanker,

meningkatkan resiko infeksi, reumatik, juga meningkatkan resiko terhadap

penyakit jantung. Kadar Fe yang terlalu tinggi bisa mengakibatkan kerusakan sel

akibat radikal bebas. Pasien mengalami dialisis ginjal bila diberi Fe melalui

injeksi yang akhirnya mengakibatkan stress.

Salah satu penyebab serangan jantung adalah tingginya kadar Fe dalam

tubuh. Wanita pre-menopause kurang beresiko terserang penyakit jantung karena

mampu mengurangi kelebihan Fe saat menstruasi, sementara itu waanita

menopause lebih beresiko terserang penyakit jantung koroner.

Dosis yang melebihi 20 mg/kg berat pada manusia menyebabkan

toksisitas dengan LD50 Fe 60 mg/kg. Konsumsi suplemen Fe melebihi 45mg/hari

bisa menimbulkan iritasi lambung, anak-anak dapat meninggal bila terpapar per

oral sebesar 200mg sampai 5,85gr Fe. Salah satu kekurangan tubuh manusia

adalah tidak terdapatnya mekanisme kontrol pembuangan Fe di dalam tubuh

(Widowati, 2008).

Tubuh manusia tidak dapat mengeksresikan besi. Karenanya mereka

yang sering mendapat tranfusi darah warna kulitnya menjadi hitam karena

akumulasi Fe . sekalipun Fe diperlukan oleh tubuh , tetapi dalam dosis besar dapat

erusak dinding usus. Kematian sering disebabkan oleh rusaknya dinding usus ini.

Debu Fe juga dapat diakumulasikan didalam alveoli dan menyebabkan

berkurangnya fungsi paru paru.

Pada umumnya besi yang larut dalam tanah sangat rendah dibandingkan

dengan kadar besi total. Namun pada tanah tergenang seperti sawah Fe3+ (feri)

direduksi menjadi Fe2+ (fero) sehingga besi yang larut meningkat. Kelarutan besi

yang tinggi dapat menimbulkan keracunan yang sering dialami oleh padi sawah

dan kedele yang ditanam setelah padi sawah di mana tanahnya masih terlalu


basah. Keracunan besi dapat menghambat berbagai kegiatan seperti respirasi,

fotosintesa,reduksi nitrat dan sintensisklorofil.

2.3.2. Mangan

Keracunan sering kali bersifat kronis sebagai akibat inhalasi debu dan uap logam ,

gejala yang timbul , berupa gejala susunan saraf : insomnia , lemah pada kaki dan

otot muka sehingga ekspresi muka menjadi beku dan muka tampak seperti topeng

(mask) bila pemaparan berlanjut maka bicaranya melambat dan monoton terjadi

hiper refleksi, clonus pada platela dan tumit dan berjalan seperti Parkinson,

penggumpalan darah, gangguan kulit, menurunkan kadar kolestrol, perubahan

warna rambut, dan kerusakan otak.

Logam Mn merupakan salah satu logam dengan jumlah sangat besar di

dalam tanah, dalam bentuk oksida maupun hidroksida. Senyawa Mn secara alami

berbentuk padat di lingkungan dan hanya sebagian kecil yang berada dalam air

dan di udara sebagai debu. Bila kadar Mn relatif tinggi dalam air maka kualitas air

menurun sehingga tidak layak digunakan baik untuk industri maupun keperluan

rumah tangga.

Beberapa organisme seperti diatome, moluska, dan sepon

mengakumulasikan Mn. Ikan mampu mengakumulasikan hingga 5 ppm, hewan

mamalia mampu mengakumulasikan hingga 3 ppm dalam jaringan sehingga kadar

normal dalam jaringan adalah 1 ppm.

Syarat air minum kadar mangan diperbolehkan 0,1 ppm, sedangkan untuk

air bersih 0,5 ppm. Tanaman mahoni dan kembang sepatu mampu

mengakumulasikan logam berat Cu, Zn, Cd, Pb, dan Mn secara fisiologis unsur

tersebut digunakan oleh hampir semua pohon sebagai katalis reaksi metabolisme

dan berperan dalam pembentukan organ tumbuhan. Kadar Mn yang tinggi dalam

tanah bisa bersifat toksik dan pH rendah pada tanah dapat menyebabkan defisiensi


Mn pada tanaman. Tingginya konsentrasi Mn pada tanah bisa mengakibatkan

pembengkakan dinding sel, mengeringkan daun, dan munculnya bercak coklat

pada daun.

Paparan Mn dalam debu tidak boleh melebihi 5mg/m3, dalam waktu

singkat akan menimbulkan toksisitas seperti infeksi saluran pernafasan. Paparan

Mn lewat kulit bisa mengakibatkan tremor, kegagalan koordinasi, dan dapat

mengakibatkan munculnya tumor. Konsumsi Mn melebihi 11mg/hari

menunjukkan gejala gangguan sistem syaraf (Widowati, 2008).

2.3.3. Seng

Toxisitas Zn pada hakikatnya rendah , tubuh memerlukan Zn pada proses

metabolisme , tetapi dalam kadar tinggi dapat bersifat racun , dapat menimbulkan

gejala muntaber.Gejala toxisitas akut bisa berupa sakit lambung , diare , muntah.

Zn komponen alam yang terdapat di kerak bumi memiliki karakteristik

cukup reaktif. Zn di alam tidak berada dalam bentuk bebas. Meskipun Zn

merupakan unsur esensial bagi tubuh, tetapi dalam dosis tinggi Zn dapat

berbahaya dan bersifat toksik. Absorpsi Zn berlebih mampu menekan absorpsi Co

dan Fe. Konsumsi Zn berlebih mampu mengakibatkan defisiensi mineral lain.

Toksisitas Zn bisa bersifat akut dan kronis. Intake Zn 150 – 450mg/hari

mengakibatkan penurunan kadar Ca, pengubahan fungsi Fe, pengurangan

imunitas tubuh serta pengurangan HDL kolestrol.

Konsentrasi Zn lebih dari 50mg/hari selama beberapa minggu bisa

mengganggu ketersediaan biologi Cu. Sedangkan konsentrasi Zn yang tinggi bisa

mempengaruhi sintesis ikatan Cu protein atau metalotionein dalam usus.

Metalotionein memerangkap Cu dalam sel intestinal dan mencegah absorpsi Cu.

Konsumsi Zn berlebih akan mengganggu metabolisme mineral lain khususnya Fe

dan Cu.


Ion Zn bebas dalam larutan bersifat sangat toksik bagi tanaman, hewan

invertebrata dan ikan. Apabila selama 3 - 5 hari pemberian pelega tenggorokan Zn

tidak menunjukkan perbaikan atau kesembuhan sebaiknya pemberian tersebut

dihentikan. Intranasal Zn bisa mengakibatkan hilangnya indera pembau pada

hewan uji, yang dapat mengakibatkan anosmia pada orang yang menggunakan

intranasal Zn glukonat.

Inhalasi debu ZnO bisa mengakibatkan metal fume fever. Paparan melalui

inhalasi ZnOksida berlangsung selama 8 jam, setelah 12-24 jam paparan berhenti

dan menunjukkan gejala seperti tubuh berkeringat, lemah, nafas cepat, perubahan

fungsi paru-paru karena penebalan inteksisial dan penebalan yang terjadi di

alveoli. Toksisitas akut Zn terjadi sebagai akibat dari tindakan mengkonsumsi

makanan atau minuman yang terkontaminasi Zn dengan gejala berupa sakit

lambung, diare, mual dan muntah. Dosis tertinggi yang toleran bagi orang dewasa

sebanyak 40mg/hari, baik berasal dari suplemen Zn maupun dari makanan

(Widowati, 2008).

2.3.4. Timbal

Pb adalah racun sistemik , keracunan Pb akan mengakibatkan gejala logam di

mulut , anorexia , muntah2 , kolik , enchepalitic , irritable , perubahan

kepribadian, kelumpuhan dan kebutaan. Gejala lain dari keracunan Pb berupa

anemia , albumineria, dan bronkitis.

Pb organik cenderung mengakibatkan enchepalopatri. Pada keracunan

akut terjadi gejala meninges dan cerebral , diikuti dengan stupor , coma, kematian.

Timbal (Pb) adalah logam yang mendapat perhatian karena bersifat toksik

melalui konsumsi makanan, minuman, udara, air, serta debu yang tercemar Pb.

Intoksikasi Pb bisa terjadi melalui jalur oral, lewat makanan, minuman,

pernafasan, kontak lewat kulit, kontak lewat mata, serta lewat parenteral.


Kadar Pb dalam tanah berkisar 5-25 ppm dan dalam air tanah 1-60 ppm.

Bahan pangan yang mengandung kontaminan Pb cukup tinggi adalah sayuran

yang ditanam di tepi jalan raya dengan rata-rata sebesar 28,78 ppm, jauh di atas

batas aman yang diizinkan oleh Badan POM sebesar 2 ppm. Logam Pb tidak

dibutuhkan oleh tubuh manusia sehingga bila makanan dan minuman tercemar Pb

dikonsumsi, maka di dalam tubuh manusia, Pb bisa menghambat aktivitas enzim

yang terlibat dalam pembentukan Hemoglobin (Hb) dan sebagian kecil Pb

diekskresikan lewat urine atau feses karena sebagian terikat oleh protein,

sedangkan sebagian lagi terakumulasi dalam ginjal, hati, kuku, jaringan lemak,

dan rambut.

Keracunan akibat kontaminasi logam Pb bisa menimbulkan berbagai

macam hal seperti memperpendek umur sel darah merah, menurunkan jumlah sel

darah merah yang masih muda (retikulosit), meningkatkan kandungan Fe dalam

plasma darah. Bentuk ion Pb2+ mampu menggantikan keberadaan ion Ca2+ yang

terdapat dalam jaringan tulang. Timbal bersifat kumulatif. Pb bisa menimbulkan

kerusakan otak dengan gejala epilepsi, halusinasi, kerusakan otak besar, dan

delirium. Ibu hamil yang terkontaminasi Pb bisa mengalami keguguran, tidak

berkembangnya sel otak embrio, kematian janin waktu lahir. Timbal bersifat

karsinogen dalam dosis tinggi paparan Pb secara kronis bisa mengakibatkan

kelelahan, kelesuan, gangguan iritabilitas, gangguan gastrointestinal, kehilangan

libido, infertilitas pada laki-laki, gangguan menstruasi serta aborsi spontan pada

wanita, depresi, sakit kepala, sulit berkonsentrasi, daya ingat terganggu dan sulit

tidur.

Pb bisa merusak jaringan syaraf, fungsi ginjal, menurunnya kemampuan

belajar. Kandungan Pb dalam darah berkorelasi dengan tingkat kecerdasan

manusia, semakin tinggi kadar Pb dalam darah semakin rendah poin IQ. Kelainan


fungsi otak terjadi karena Pb secara kompetitif menggantikan peranan Zn, Cu, dan

Fe dalam mengatur fungsi sistem syaraf pusat (Widowati, 2008).

Menurut Charlene (2004), di dalam tubuh manusia timbal masuk melalui

saluran pernafasan atau saluran pencernaan menuju sistem peredaran darah

kemudian menyebar ke berbagai jaringan lain seperti ginjal, hati, otak, saraf dan

tulang. Keracunan timbal pada orang dewasa ditandai dengan gejala 3 P yaitu

pallor (pucat), pain (sakit), dan paralysis (kelumpuhan). Keracunan yang terjadi

bisa bersifat kronik dan akut. Pada keracunan kronik, mula-mula logam berat

tidak menyebabkan gangguan kesehatan yang tampak, tetapi makin lama efek

toksik makin menumpuk hingga akhirnya terjadi gejala keracunan. Keracunan

timbal kronik ditandai dengan depresi, sakit kepala, sulit berkonsentrasi, daya

ingat terganggu, dan sulit tidur. Sedangkan keracunan akut terjadi jika timbale

masuk ke dalam tubuh seseorang lewat makanan atau menghirup uap timbal

dalam waktu yang relatif pendek dengan dosis atau kadar yang relatif tinggi.

Gejala yang timbul berupa mual, muntah, sakit perut hebat, kelainan fungsi otak,

anemia berat, kerusakan ginjal, bahkan kematian dapat terjadi dalam waktu 1-2

hari. Kasus kematian dini, menurut Resosudarmo (1996) dalam Anonymous

(2000), terjadi di beberapa kota. Di Jakarta misalnya, pada tahun 1996 terdapat

223 kasus, Bandung 228 kasus, dan Surabaya 216 kasus. Semuanya disebabkan

oleh timbal dari asap kendaraan bermotor yang ada di udara. Keracunan timbal

pada anak-anak dapat mengurangi kecerdasan. Bila kadar timbal dalam darah

mencapai tiga kali batas normal (asupan normal sekitar 0,3 mg perhari) maka

akan menyebabkan penurunan kecerdasan intelektual (IQ) di bawah 80. Kelainan

fungsi otak terjadi karena timbal secara kompetitif menggantikan peranan

mineral-mineral utama seperti seng, tembaga, dan besi dalam mengatur fungsi

sistem saraf pusat. Kedaan ini akan mengurangi peluang bagi anak untuk berhasil

dalam sekolahnya. Dampak lebih jauh apabila tidak ada pengendalian polusi


udara di perkotaan, suatu saat nanti anak-anak di desa akan lebih pintar daripada

anak-anak yang dibesarkan di kota-kota besar. Suatu studi lain melaporkan, kadar

timbal dalam ASI (Air Susu Ibu) dari ibu-ibu yang bertempat tinggal di kota besar

jauh lebih tinggi dibandingkan dengan yang tinggal di pedesaan yaitu masing-

masing 1-30 mg per kg berat badan dan 1-2 mg per kg. Fenomena ini menjadi

ancaman buruk bagi kecerdasan anakanak, yang seharusnya dibangun sejak anak

masih di dalam rahim ibunya hingga usia lima tahun.

Timbal (Pb) sebagian besar diakumulasi oleh organ tanaman, yaitu daun,

batang, akar dan akar umbi-umbian (bawang merah). Perpindahan timbal dari

tanah ke tanaman tergantung komposisi dan pH tanah. Konsentrasi timbal yang

tinggi (100-1000 mg/kg) akan mengakibatkan pengaruh toksik pada proses

fotosintesis dan pertumbuhan. Timbal hanya mempengaruhi tanaman bila

konsentrasinya tinggi (Anonymous, 1998 dalam Charlene, 2004). Tanaman dapat

menyerap logam Pb pada saat kondisi kesuburan dan kandungan bahan organik

tanah rendah. Pada keadaan ini logam berat Pb akan terlepas dari ikatan tanah dan

berupa ion yang bergerak bebas pada larutan tanah. Jika logam lain tidak mampu

menghambat keberadaannya, maka akan terjadi serapan Pb oleh akar tanaman.

Timbal merupakan logam berat yang sangat beracun, dapat dideteksi secara

praktis pada seluruh benda mati di lingkungan dan seluruh sistem biologis.

Sumber utama timbal adalah makanan dan minuman. Komponen ini beracun

terhadap seluruh aspek kehidupan. Timbal menunjukkan beracun pada sistem

saraf, hemetologic, hemetotoxic dan mempengaruhi kerja ginjal. Rekomendasi

dari WHO, logam berat Pb dapat ditoleransi dalam seminggu dengan takaran

50mg/kg berat badan untuk dewasa dan 25 mg/kg berat badan untuk bayi dan

anak-anak. Mobilitas timbal di tanah dan tumbuhan cenderung lambat dengan

kadar normalnya pada tumbuhan berkisar 0,5-3 ppm.


Kisaran kadar timbal (Pb) pada sampel kangkung < 0,01 ppm-3,12 ppm

sedangkan kisaran timbal (Pb) pada sampel bayam < 0,01 ppm-3,38 ppm. Dalam

kasus ini, jalur distribusi dan cara pengangkutan sangat berpengaruh terhadap

bertambahnya kadar cemaran timbal (Pb). Pencemaran timbal (Pb) pada sayuran

setelah pasca panen terjadi selama pengangkutan, penjualan, dan distribusi.

Pb yang masuk ke dalam badan perairan sebagai dampak dari aktivitas

kehidupan manusia ada bermacam bentuk. Di antaranya adalah air buangan

(limbah) dari industri yang berkaitan dengan Pb, air buangan dari pertambangan

bijih timah hitam dan buangan sisa industri baterai. Buangan-buangan tersebut

akan jatuh pada jalur-jalur perairan seperti anak-anak sungai untuk kemudian

akan dibawa terus menuju lautan. Umumnya jalur buangan dari bahan sisa

perindustrian yang menggunakan Pb akan merusak tata lingkungan perairan yang

dimasukinya (menjadikan sungai dan alurnya tercemar). Senyawa Pb yang ada

dalam badan perairan ditemukan dalam bentuk ion-ion divalen atau ion-ion

tetravalent (Pb2+ , Pb4+).

Badan perairan yang sudah mengandung senyawa-senyawa atau ion-ion Pb

sehingga melebihi konsentrasi yang semestinya, dapat mengakibatkan kematian

bagi biota perairan tersebut. Seperti konsentrasi Pb yang mencapai 188 mg/L

dapat mematikan beberapa jenis ikan, konsentrasi Pb 2,75 sampai dengan 49

mg/L dapat mematikan ctustacea (binatang air berkulit keras) setelah 245 jam,

dan Pb dengan konsentrasi 64 mg/L akan mematikan golongan insekta (serangga)

dalam rentang waktu 168 jam sampai dengan 336 jam.

2.3.5 Tembaga

Kandungan alamiah logam berat di lingkungan berlebihan tergantung kadar

pencemaran. Tembaga diperlukan bagi tubuh manusia , tetapi dalam dosis tinggi

dapat menyebabkan gejala SSP , ginjal , hati , muntaber, pusing , anemia , kramp ,


konvulsi , shock , coma dan dapat meninggal . gejala toksisitas Cu antara lain

berupa kerusakan sel darah merah, kerusakan organ paru-paru, hati dan pancreas.

Kebutuhan tubuh akan Cu adalah 0,005 mg/hari berat badan.

Cu tidak bersifat korosif, mudah dibentuk dan mudah dipasangkan pada

berbagai jenis instrumen karena tidak keras dan dapat melindungi dari bakteri

patogen seperti Legionella yang dapat mempertahankan kualitas air selama air di

simpan pada tangki air. Tembaga merupakan komponen larutan Fehling yang

digunakan untuk analisa gula.

CuO banyak digunakan sebagai katalis, baterai, elektroda, penarik sulfur

sebagai pigmen dan pencegah pertumbuhan lumut. Cu tidak bisa diuraikan dialam

sehingga Cu akan diakumulasi di dalam tanaman dan hewan melalui tanah .

Tanah kaya Cu berpengaruh terhadap aktivitas mikro organisme tanah dan

cacing tanah dan menyebabkan dekomposisi senyawa organik sehingga

mengurangi kesuburan tanah dan mengurangi produksi.Tembaga bersifat racun

terhadap semua tumbuhan pada konsentrasi diatas 0,1 ppm. Tembaga bisa

mencemari sayuran dan buah-buahan apabila di semprotkan pestisida yang

mengandung Cu secara berlebihan.

Tingginya kadar Cu dalam tanah dikarenakan tingkat keasaman tanah

yang tinggi sehingga absorpsi Cu dari tanah meningkat. Urutan tingkat toksisitas

berbagai logam berat terhadap ikan adalah Hg > Cu > Pb > Cd > Al > Zn > Ni >

Cr > Co > Mn. Kadar standar baku mutu logam berat pada ikan adalah Cd 0.01

ppm , Cr 0.05 ppm , Cu 0.02 ppm , Pb 0.1 ppm , Hg 0.01 ppm , Zn 0.1 ppm.

Toksisitas Cu juga mengakibatkan rendah tekanan darah , oksidasi lipid ,

lesi membrane sel mekanisme ini mengakibatkan hemolisis C nekrosif sel hati.

Gejala klinis meliputi abnormalitas sistem saraf , hati , ginjal , kerusakan sel darah

merah , kerusakan organ paru – paru dan pankreas.


Cu dalam tubuh mengikat logam lain seperti Cd , Hg yang bukan unsu

esensial nagi tubuh tetapi bersifat toksik. Cu dapat menghasilkan ion radikal

bebas yang sangat reaktif sehingga terjadi stress oksidatif. Nilai toksisitas Cu

berkisar antara 20 – 100000 ppb. Keracunan logam berat Cu dampaknya baru

terlihat beberapa tahun , keracunan kronis Cu bisa mengurangi umur karena

menimbulkan berbagai masalah reproduksi ditambah menurunkan fertilitas.

Keracunan kronis Cu terjadi pada sapi yang mengkonsumsi makan

terkontaminasi Cu lebih 20 ppm. Paparan Cu dalam waktu menimbulkan gejala

iritasi pada hidung , tenggorokan , mulut , mata , menyebabkan sakit kepala , sakit

lambung , kehilangan keseimbangan , muntah , diare , Paparan Cu dosis besar

dapat menyebabkan kerusakan hati , ginjal , bahkan menyebabkan kematian.

Cu tidak dapat dieksresi oleh hati melalui empedu. Hasil penelitian

menyebabkan orang sakit muntah ternyata kandungan Cu tinggi dalam sistem

saraf. Gejala khas keracunan akut Cu muntah berwarna hijau kebiruan , shock

berat , suhu tubuh , turun secara drastis , denyut jantung meningkat , koma ,

penyakit kuning.

Adanya Mo berkonsentrasi rendah dalam makanan akan meningkat retensi

Cu dalam hati , namun pemberian Mo yang lebih besar dan sulfat 0.1 % dalam

makanan akan menurunkan kadar Cu dalam hati sehingga mampu mencegah

kematian karena toksisitas Cu (Widowati , 2008)

Cu SO4 sebesar 30 gram potensi lethal bagi manusia . kadar Cu pada air

minum aman bagi manusia 1,5 – 2 mg/ L. Sedangkan konsumsi makanan

mengandung Cu sebesar 10mg/ hari masih dalam batas toleransi bagi orang

dewasa.(Widowati , 2008)

Tembaga (Cu) bersifat racun terhadap semua tumbuhan pada konsentrasi

larutan di atas 0,1 ppm. Konsentrasi yang aman bagi air minum manusia tidak

lebih dari 1 ppm. Konsentrasi normal komponen ini di tanah berkisar 20 ppm


dengan tingkat mobilitas sangat lambat karena ikatan yang sangat kuat dengan

material organik dan mineral tanah liat. Kehadiran tembaga pada limbah industri

biasanya dalam bentuk ion bivalen Cu(II) sebagai hydrolitic product. Beberapa

industri seperti pewarnaan, kertas, minyak, industri pelapisan melepaskan

sejumlah tembaga yang tidak diharapkan.

Cemaran logam tembaga pada bahan pangan pada awalnya terjadi karena

penggunaan pupuk dan pestisida secara berlebihan. Meskipun demikian, pengaruh

proses pengolahan akan dapat mempengaruhi status keberadaan tembaga tersebut

dalam bahan pangan (Charlene, 2004). Dirjen Pengawasan Obat dan Makanan

(POM) RI telah menetapkan batas maksimum cemaran logam berat tembaga pada

sayuran segar yaitu 50 ppm. Namun demikian, tembaga merupakan konstituen

yang harus ada dalam makanan manusia dan dibutuhkan oleh tubuh (Acceptance

Daily Intake/ADI = 0,05 mg/kg berat badan). Pada kadar ini tidak terjadi

akumulasi pada tubuh manusia normal. Akan tetapi asupan dalam jumlah yang

besar pada tubuh manusia dapat menyebabkan gejala-gejala yang akut (Astawan,

1995).

Pencemaran timbal (Pb) pada sayuran setelah pasca panen terjadi selama

pengangkutan, penjualan, dan distribusi. Kadar logam berat tembaga (Cu) pada

beberapa komoditas sayuran juga cukup tinggi, diantaranya adalah; kangkung

mengandung tembaga pada kisaran 1,98 ppm-6,37 ppm, bayam 1,25 ppm-4,36

ppm, kol 4,16 ppm-8,88 ppm sedangkan daun singkong 4,58 ppm-8,75 ppm.

Terkandungnya tembaga secara berlebihan pada sayuran disebabkan pemupukan

yang berlebihan, pemakaian insektisida dan air irigasi yang tercemar limbah

pabrik (Munarso et al., 2005). Menurut kriteria Ditjen POM Depkes, pada

kelompok sayuran, nilai ambang batas logam berat timbal adalah 0,24 ppm dan

menurut Codex Alimentarius Commission (CAA), nilai ambang batas tembaga

adalah 0,05 ppm.


Toksisitas logam tembaga pada manusia, khususnya anak-anak biasanya

terjadi karena tembaga sulfat. Beberapa gejala keracunan tembaga adalah sakit

perut, mual, muntah, diare dan beberapa kasus yang parah dapat menyebabkan

gagal ginjal dan kematian. Penyakit wilson merupakan penyakit keturunan

dimana sejumlah tembaga terkumpul dalam jaringan dan menyebabkan kerusakan

jaringan yang luas. Penyakit ini terjadi pada satu diantara 30.000 orang. Hati tidak

dapat mengeluarkan tembaga ke dalam darah atau ke dalam empedu. Sebagai

akibatnya, kadar tembaga dalam darah rendah, tetapi tembaga terkumpul dalam

otak, mata dan hati, dan menyebabkan sirosis. Pengumpulan tembaga dalam

kornea mata menyebabkan terjadinya cincin emas atau emas-kehijauan. Gejala

awal biasanya merupakan akibat dari kerusakan otak yang berupa tremor

(gemetaran), sakit kepala, sulit berbicara, hilangnya koordinasi dan psikosa .

2.3.6. Aluminium

Dalam dosis tinggi Aluminium dapat mengakibatkan gejala usus. Al dalam

bentuk debu dapat diakumulasi di paru2 . dapat mengakibatkan iritasi kulit ,

selaput lender dan saluran pernafasan.

Aluminium (atau aluminum, alumunium, almunium, alminium) ialah unsur

kimia yang berpenampilan keperakan. Lambang aluminium ialah Al dan nomor

atomnya 13. Aluminium bukan merupakan jenis logam berat, namun merupakan

elemen yang berjumlah sekitar 8% dari permukaan bumi. Aluminium termasuk

logam golongan utama (IIIA) yang bersifat amfoter dan ringan bersama

magnesium dan platina. Aluminium merupakan unsure ketiga terbanyak dalam

kulit bumi setelah oksigen dan silikon. Aluminium juga merupakan logam

terpenting dari golongan IIIA. Namun demikian aluminium tergolong logam yang

relatif mahal karena mineral yang dapat dijadikan sebagai sumber Aluminium

sangat terbatas dan senyawa aluminium sukar direduksi. Di alam aluminium


terutama terdapat dalam bentuk senyawa aluminosilikat (Al2Si2O5)(OH)4, yaitu

suatu mineral yang mengandung aluminium, silikon dan oksigen. Mineral itu

tidak mempunyai nilai komersial karena sukar diolah. Adapun mineral yang

merupakan sumber aluminium hanyalah bauksit (Al2O3nH2O). Mineral lainnya

yang cukup bernilai yaitu kriolit (Na3AlF6) dan veldspath/spat padang

(KAlSi3O8). Di Indonesia bijih aluminium (bauksit) terdapat di pulau bintan Riau

dan Kalimantan Barat.

Logam aluminium banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang. Logam

aluminium bersifat ringan tapi kuat, tidak bersifat magnet, dan tidak beracun.

Logam ini merupakan penghantar panas dan listrik yang baik serta dapat

memantulkan apnas dan cahaya. Logam aluminium tahan dari serangan korosi

meskipun secara elektrolisis mudah mengalami korosi. Permukaan aluminium

segera bereaksi dengan udara membentuk aluminium oksida yang membuatnya

terlindung dari korosi. Selain itu, aluminium juga murah dan dapat didaur

ulang.Beberapa alat tranpostasi seperti mobil, pesawat terbang, truk, kereta api

dan sepeda menggunakan logam aluminium sebagai bahan badan atau rangka.

Botol minuman ringan dan makanan kaleng juga mengandung aluminium.

Peralatan masak seperti wajan dan panic terbuat dar aluminium karena sifatnya

menghantar panas, sedangkan jaringan transmisi listrik memanfaatkan aluminium

sebagai bahannya karena ringan, mudah menghantarkan listrik dan murah.

Aluminium memiliki resiko apabila masuk kedalam tubuh manusia

berlebih dan dapat berakibat buruk bagi lingkungan. Dampaknya seperti, dapat

menyebabkan Alzheimer (ganguan daya ingat) dan Poly Aluminium

Chloride menyebabkan iritasi pada mata.

Akibatnya terhadap kesehatan :

Mata : Menyebabkan iritasi mata jika tidak dibersihkan

Kulit : Menyebabkan iritasi kulit ringan jika kontak berkepanjangan


Tertelan : Menyebabkan gangguan pencernaan

Terhirup : Jika dalam bentuk uap dapat menyebabkan iritasi pada saluran

pernafasan

Aluminium dapat mengurangi pertumbuhan tanaman pada tanah asam.

Perlu tindakan yang aman dalam menggunakan bahan kimia seperti aluminium,

yaitu dengan cara:

Hati-hati saat menggunakan padatan aluminium, karena padatan

aluminium mudah terbakar

Patuhi aturan yang berlaku saat menyimpan dan menggunakan aluminium

Memakai kacamata pelindung dan bekerja dengan aluminium pada

ruangan yang berventilasi baik.

Apabila terkena mata dan kulit segera cuci dengan air bersih, dan apabila

terhirup dengan jumlah banyak segera hubungi tim medik.

Aluminiumterakumulasidi ginjal, otak, paru-paru, hati dantiroiddimana

iabersaing dengankalsium untukpenyerapan dandapat mempengaruhimineralisasi

tulang. Pada bayi, hal inidapatmemperlambat pertumbuhan. Aluminium juga

ternyata dapat menyebabkangangguan mental.

Sama sepertiasap rokokyang membuat kerusakanfungsi paru maupun

seperti paparan terhadap sinarUVyang akan meradiasikulit.Aluminiummenyerang

dan menjadikansistem saraf pusat sebagai target utama.

Studi menunjukkan bahwalogam beratberkontribusi terhadap

penyakitotakdengan penggunaan bahan oksidatifdan aluminiummerupakan salah

satunya yang terburuk. Penelitian yang berlakudi seluruh duniamenemukan

bahwaaluminiumberhubungan denganpenyakitotakdegeneratif sepertiAlzheimer

danParkinson.


MenurutWashington DC’s Department of the Planet Earth, United

Statesdan Canadian Regulatory Agenciestertarikdalam meneliti aluminiumsebagai

faktorrisiko potensialdalam penurunan kognitiflansia.

Hal ini masuk akal, karena penelitian menunjukkanaluminiumdapat

menghasilkanracun, bahanoksidatifdi otakdanhasil otopsi otak terhadap

studiorangtuamenemukan merekamemiliki kadaraluminium20kali lebih

tinggidaripada kelompoksetengah baya. BadanZatBeracundan Penyakit Registry,

bagian dariDepartemen Kesehatandan Layanan Kemanusiaan,

mengakuialuminiumsebagai salah satudaribeberapa

logamdiketahuimempengaruhi sistemsaraf. Sejauh ini, peneliti menyimpulkan

pengaruh terbesarnya bahwa alumnium merupakan salah satu faktor utama

terhadap penyakit Alzheimer.

DepartemenNeurologi danPsikiatri diSaintLouis Universitymengemukakan

aluminiumdapat menyebabkantoksisitas hatidanmenyebabkan gejaladegeneratif,

termasuk Alzheimer. Para peneliti diTheSchool ofStudies inZoologi

diUniversitasJiwajidi Indiamenggambarkanaluminiumsebagaineurotoxin

kuatterkaitdengan penyakit Alzheimer.

The University ofCalifornia, IrvineDepartemenof Medicinemelaporkan

bahwaaluminiummenyebabkan peradangandi otak. Tidak mengherankan,

penyakit Alzheimersering dikaitkandengan peradangantinggi.University Schoolof

Medicine diBelgrademenerbitkan informasimenunjukkan

bahwaminumairdenganaluminiumtinggi dankonsentrasi fluorideyang

rendahdikaitkandengan risikoAlzheimer. Sayangnya, hal initerbuktidi

NewGuinea menunjukkandimanaair minum yang

mengandungionaluminiumberhubungan dengan penyakitParkinson.

Aluminiumadalah salah satulogamyang paling berlimpahdi bumidantelah

menjadiproduk utama danhampir mustahil untukbenar-benarmenghindari paparan


Aluminium. Namun, kita dapat mengambillangkah-langkahtertentu

untukmengurangipenggunaan berlebihannya.Gunakanperalatan

masakkacabukandari aluminium. Hindariproduk-produk kesehatan(antasida,

deodoran) denganaluminium hidroksida, penggantialamiyang tersedia.

Hindarimakanan olahan danbeku, wadah yang mengandung aluminium.

Memilihmakanan segar, buah-buahanorganikdan sayuranyang dibungkus dengan

kemasanyang bertanggung jawab. Jikapaparanaluminiummenjadi perhatian

penting, pertimbangkan melakukanmembersihkanlogam berat. Inimerupakan

proses yang mudahyang dapat membantumenghilangkanracun dari logam

beratyang menjadikan tubuh kita menjadi buruk.

2.3.7. Natrium

Natrium sangat reaktif karenanya bila berada dalam air akan tedapat suatu

senyawa. Natrium sendiri bagi tubuh tidak merupakan benda asing tetapi

toxisitasnya tergantung pada gugus senyawanya. Natrium hidroksida sangan

korosif , tetapi NaCl justru dibutuhkan tubuh.

Natrium bereaksi cepat dengan air, salju, dan es untuk menghasilkan

natrium hidroksida dan hidrogen.Ketika terkena udara, logam natrium kehilangan

warna keperakannya dan berubah menjadi abu-abu buram akibat pembentukan

lapisan natrium oksida.Natrium tidak bereaksi dengan nitrogen, bahkan pada suhu

yang sangat tinggi, tetapi dapat bereaksi dengan amonia untuk membentuk

natrium amida. Natrium dan hydrogen bereaksi pada suhu diatas 200 ºC untuk

membentuk natrium hidrida. Natrium hampir tidak bereaksi dengan karbon serta

tidak bereaksi dengan halogen. Unsur ini juga bereaksi dengan berbagai halida

logam untuk membentuk logam dan natrium klorida. Natrium tidak bereaksi

dengan hidrokarbon parafin, tetapi membentuk senyawa dengan naftalena dan

senyawa polisiklik aromatik lainnya dan dengan alkena aril.Reaksi natrium


dengan alkohol mirip dengan reaksi natrium dengan air, tapi berlangsung lebih

lambat. Natrium adalah unsure keenam paling melimpah di kerak bumi, dengan

komposisi sekitar 2,83%. Natrium, setelah klorida, adalah unsur kedua paling

berlimpah yang terlarut dalam air laut.Garam-garam natrium paling penting yang

ditemukan di alam adalah natrium klorida, natrium karbonat, natrium borat,

natrium nitrat, dan natrium sulfat.Garam natrium antara lain ditemukan dalam air

laut, danau asin, danau alkali, dan mata air mineral.

Natrium terkandung dalam banyak makanan terutama dalam bentuk garam

dapur. Natrium diperlukan manusia untuk menjaga keseimbangan sistem cairan

tubuh. Unsur ini juga dibutuhkan untuk berfungsinya saraf dan otot. Namun,

terlalu banyak natrium dapat merusak ginjal dan meningkatkan kemungkinan

tekanan darah tinggi. Jumlah natrium yang harus dikonsumsi seseorang setiap hari

bervariasi untuk tiap individunya. Reaksi natrium dengan air menyebabkan

terbentuknya uap natrium hidroksida yang sangat mengiritasi kulit, mata, hidung,

dan tenggorokan. Eksposur sangat parah bisa menyebabkan sulit bernapas, batuk,

dan bronkitis kimia. Kontak parah dengan kulit bisa memicu gatal-gatal,

kesemutan, luka bakar termal dan kaustik yang membuat kerusakan kulit

permanen. Sedangkan kontak dengan mata bisa menyebabkan kerusakan

permanen dan kehilangan penglihatan.

Natrium dalam bentuk bubuk sangat eksplosif dalam air dan membentuk

racun saat bereaksi dengan berbagai unsur lainnya. Dalam bentuk padat, natrium

tidak mobile meskipun mudah menyerap kelembaban membentuk natrium

hidroksida. Natrium hidroksida dikenal cepat terserap dalam tanah dan berpotensi

menyebabkan pencemaran.

2.4. Spektrometri ICP-OES Variant Liberty


Perangkat keras ICP dirancang untuk menghasilkan plasma , yang merupakan gas

dimana terdapat atom dalam keadaan terionisasi . Plasma adalah suatu gas ionisasi

yang terdiri dari ion, atom, dan elektron. Plasma merupakan sumber atomisasi dan

eksitasi kemudian pancaran yang dihasilkan unsur diukur intensitasnya. Dasar

pengaturan suatu ICP terdiri dari tiga tabung konsentris , yang sering dibuat dari

silika. Tabung – tabung tersebut yaitu outer loop , loop menengah , dan loop

dalam , yang membentuk obor suatu ICP. Obor terletak dalam kumparan

pendingin air frekuensi (rf) generator radio. Sebagai gas mengalir diperkenalkan

ke senter , bidang rf diaktifkan dan gas di wilayah koil dibuat elektrik konduktif.

Ini urutan kejadian pembentukan plasma. Pembentukan plasma yang tergantung

pada kekuatan medan magnet yang cukup dan pola aliran gas mengikuti pola

simetris rotationally tertentu. Plasma dikelola oleh pemanasan induktif gas yang

mengalir. Induksi medan magnet menghasilkan frekuensi tinggi arus listrik yang

melingkar dalam konduktor. Konduktor , pada akhirnya , dipanaskan sebagai hasil

dari tahanan tersebut.

Untuk mencegah kemungkinan arus pendek serta krisis , plasma harus

terisolasi dari sisa instrumen. Isolasi dicapai oleh aliran gas secara bersamaan

melalui sistem . Tiga gas mengalir melalui sistem gas – luar , gas menengah dan

gas dalam atau gas pembawa. Gas yang luar biasanya adalah argon atau nitrogen.

Gas luar digunakan untuk beberapa tujuan yaitu memelihara plasma ,

memantapkan / menstabilkan posisi plasma , dan memisahkan plasma dari tabung

luar pada suhu tinggi. Argon biasanya digunakan sebagai gas intermediate dan

gas pembawa. Tujuan dari gas pembawa adalah untuk menyampaikan sampel

untuk plasma.

Sampel yang telah mengalami preparasi diantarkan pada plasma melewati

nebulizer dan spray chamber. Nebulizer berfungsi untuk mengubah cairan sampel

menjadi aerosol. Sedangkan spray chamber berfungsi untuk mengubah


mentransportasikan aerosol ke plasma , pada spray chamber ini aerosol

mengalami desolvasi atau volatisasi yaitu proses penghilangan pelarut sehingga

didapatkan aerosol kering yang bentuknya telah seragam.

RF generator adalah alat yang menyediakan tegangan (700-1500 Watt).

Untuk menyalakan plasma dengan argon sebagai sumber gas nya. Tegangan ini

ditransferkan ke plasma melalui load coil , yang mengelilingi puncak dari obor.

Saat sampel gas masuk ke dalam plasma terjadi eksitasi atom , atom yang

tereksitasi kembali keadaan dasar dengan memancarkan energi pada panjang

gelombang tertentu . Panjang gelombang setiap unsur memiliki sifat yang khas.

Intensitas energi yang dipancarkan pada panjang gelombang sebanding dengan

jumlah (konsentrasi) dari unsur dalam sampel yang dianalisis. Selanjutnya

panjang gelombang tersebut masuk kedalam monokromator , dan diteruskan ke

detektor. Lalu diubah menjadi sinyal listrik oleh detektor dan masuk kedalam

integrator untuk diubah ke dalam sistem pembacaan data.

Sebuah ICP mensyaratkan bahwa unsur-unsur yang harus dianalisis adalah

larutan. Larutan dalam bentuk pelarut air lebih disukai daripada pelarut organik,

Untuk larutan organik memerlukan perlakuan khusus sebelum injeksi kedalam

ICP. Sampel padat juga tidak diperbolehkan , karena dapat terjadi penyumbatan

pada instrumentasi. Nebulizer yang mengubah larutan menjadi aerosol . Cahaya

yang dipancarkan oleh unsur-unsur atom ICP harus di konversi ke sinyal listrik

yang dapat diukur secara kuantitatif.

Hal ini dilakukan dengan memecahkan cahaya menjadi komponen radiasi

(hampir selalu melalui suatu kisi difraksi) dan kemudian mengukur intensitas

cahaya dengan tabung photomultiplier pada panjang gelombang yang spesifik

untuk setiap baris elemen. Cahaya yang dipancarkan oleh atom atau ion dalam

ICP diubah menjadi sinyal listrik oleh photomultiplier dalam spectrometer. Setiap


elemen akan memiliki panjang gelombang tertentu dalam spektrum yang dapat

digunakan untuk analisis.

Instrumentasi ICP

Plasma

Plasma sebuah gas terionisasi , ketika obor dinyatakan medan magnet yang kuat.

Medan Magnet

Sebuah medan magnet adalah medan vektor yang dapat memberikan suatu gaya

magnet pada muatan listrik bergerak dan pada dipol magnetik. Ketika

ditempatkan dalam medan magnet , magnet dipol cenderung untuk menyelaraskan

dengan medan magnet dari RF generator dihidupkan.Argon gas yang mengalir

melalui dinyalakan dengan satuan tesla. Argon gas yang terionisasi dalam bidang

ini dan mengalir dalam suatu pola simetris rotationally kearah medan magnet

kumparan RF. Yang stabil , suhu tinggi plasma sekitar 7000 K ini kemudian

dihasilkan sebagai hasil dari tumbukan inelastis dibuat antara atom argon netral

dan partikel bermuatan.

Pompa Peristaltik

Sebuah pompa peristaltik adalah jenis pompa perpindahan positif digunakan

untuk memompa berbagai cairan. Fluida yang terkandung dalam tabung fleksibel

yang dipasang di dalam casing pompa melingkar memberikan sebuah berair atau

sampel organic menjadi nebulizer.

Nebulizer

Nebulizer berfungsi untuk mengubah cairan sampel menjadi aerosol.


Spray Chamber

Spray chamber berfungsi untuk mentransportasikan aerosol ke plasma , pada

spray chamberini aerosol mengalami desolvasi atau volatisasi yaitu proses

penghilangan pelarut sehingga didapatkan aerosol kering yang bentuknya telah

seragam.

RF Generator

RF generator adalah alat yang menyediakan tegangan (700-1500 Watt) untuk

menyalakan plasma dengan argon sebagai sumber gas nya. Tegangan ini

ditransferkan ke plasma melalui load coil , yang mengelilingi puncak dari obor.

Difraksi Kisi

Dalam optik , kisi difraksi adalah komponen optic dengan pola yang teratur yang

terbagi menjadi beberapa sinar cahaya perjalanan di arah yang berbeda dimana ia

di pisahkan menjadi komponen radiasi dalam spektrometer optik. Intensitas

cahaya kemudian diukur dengan photomultipier.

Photomultiplier

Photomultiplier merupakan sebuah tabung vakum , dan lebih khusus lagi

phototubes , dimana alat ini sangat sensitif terhadap detektor cahaya dalam bentuk

sinar ultraviolet , cahaya tampak , dan infra merah.

Inductively coupled plasma – optic emission spectrometer (ICP-OES)

merupakan alat yang digunakan untuk menganalisa unsur logam dalam suatu

bahan. Bahan yang dianalisa dengan alat ini harus dalam bentuk larutan yang


homogen. Alat ini merupakan alat analisis kimia kuantitatif yang mempunyai

kemampuan menganalisa 80% unsur yang ada dalam sistem periodik.

Penggunaan ICP pertama kali dilakukan oleh Reed tahun 1961 yang ingin

melihat refraksi Kristal (titik didih) pada logam aluminium. Kelebihan alat ini

adalah sangat selektif dan dapat digunakan untuk mengukur beberapa unsur

sekaligus berurutan dalam setiap pengukuran.

Komponen alat ICP-OES Variant Liberty

1. Penghantar sampel

2. ICP torch

3. Generator pengatur gelombang

4. Optik Spektrometer

5. Detektor

6. Pengatur komputerisasi instrument , pengumpulan dan analisis data.

Skema Alat Inductively Coupled Plasma (ICP) Variant Liberty


Cara kerja ICP-OES Variant Liberty

Prinsip umum pada pengukuran ini adalah mengukur intensitas energy/radiasi

yang dipancarkan oleh unsur yang mengalami perubahan tingkat energi atom.

Larutan sampel dihisap dan dialirkan melalui capillary tube ke nebulizer.

Nebulizer akan mengubah larutan sampel ke bentuk aerosol yang kemudian

diinjeksikan ke ICP-OES. Pada temperatur plasma sekitar 6000-8000°C, sampel –

sampel akan teratomisasi dan tereksitasi. Atom yang tereksitasi akan kembali ke

keadaan awal sambil memancarkan sinar radiasi. Sinar radiasi ini didispersi oleh

komponen optic. Sinar yang terdispersi secara berurutan muncul pada bagian

masing – masing panjang gelombang unsur dan diubah dalam bentuk sinyal listrik

dan besarnya sebanding dengan sinar yang dipancarkan oleh besarnya konsentrasi

unsur. Sinyal listrik ini kemudian diproses oleh sistem pengolahan data.


Dengan mengamati intensitas yang dihasilkan oleh larutan sampel dan

memasukkan harga intensitas tersebut ke dalam kurva kalibrasi larutan standar ,

maka konsentrasi unsur yang terkandung didalam larutan sampel dapat diketahui.

Besarnya kandungan unsur dapat diketahui dari hubungan antara konsentrasi

unsur dengan intensitas yang dihasilkan oleh unsur tersebut dengan menggunakan

persamaan linear yang diperoleh dari pembuatan kurva kalibrasi , sesuai dengan

rumus y = ax + b

Dimana : y = intensitas larutan

a= slope y/x

b=intercept

x=konsentrasi

2.5 Destruksi

Destruksi merupakan suatu cara perlakuan perombakan senyawa menjadi unsur-

unsurnya sehingga dapat dianalisis.

Jenis destruksi

Jenis destruksi yang dikenal dalam ilmu kimia ada dua jenis yaitu destruksi basah

dan destruksi kering. Kedua destruksi ini memiliki teknik pengerjaan dan lama

pemanasan atau pendestruksian yang berbeda.

Destruksi basah merupakan proses perombakan sample dengan

menggunakan asam kuat baik tunggal maupun campuran. Kemudian dioksidasi

dengan menggunakan zat oksidator. Pelarut yang digunakan pada metode ini

adalah asam nitrat , asam sulfat , asam perkhlorat , asam klorida yang dapat

digunakan ecara tunggal maupun campuran. Destruksi basah dengan

menggunakan asam nitrat pertama kali dilakukan cerius untuk penentuan SP, As

dan logam dalam senyawa organik. Tahap perlakuan destruksi basah adalah


sampel dimasukkan dalam labu takar , kemudian ditambahkan 8mL asam nitrat

65% (HNO3) pekat. Setelah itu sampel dilarutkan dalam asam nitrat 10 % ,

kemudian disaring melalui kertas saring whatman 42 dan dimasukkan kedalam

gelas ukur 50mL dengan menggunakan corong plastic polytilen. Selanjutnya

ditambahkan dengan aquabides dan ad 50mL.

Dekstruksi basah yaitu pemanasan sampel (organik atau biologis) dengan

adanya pengoksidasi kuat seperti asam-asam mineral baik tunggal maupun

campuran. Jika dalam sampel dimasukkan zat pengoksidasi, lalu dipanaskan pada

temperatur yang cukup tinggi dan jika pemanasan dilakukan secara kontinu

padawaktu yang cukup lama, maka sampel akan teroksidasi sempurna

sehinggameninggalkan berbagai elemen-elemen pada larutan asam dalam bentuk

senyawaanorganik yang sesuai untuk dianalisis (Anderson, 1987).

Dekstruksi basah pada prinsipnya adalah penggunaan asam nitrat untuk

mendekstruksi zat organik pada suhu rendah dengan maksud mengurangi

kehilangan mineral akibat penguapan. Pada tahap selanjutnya, proses seringkali

berlangsung sangat cepat akibat pengaruh asam perklorat atau hidrat peroksida.

Dekstruksi basah pada umumnya digunakan untuk menganalisa arsen, tembaga,

timah hitam, timah putih, dan seng (Hidayati, 2013).

Ada tiga macam cara kerja dekstruksi basah, yaitu :

1. Dekstruksi basah menggunakan HNO3 dan HClO4

2. Dekstruksi basah menggunakan HNO3, H2SO4 dan HClO4

3. Dekstruksi basah menggunakan HNO3, H2SO4 dan H2O2

Dalam penelitian Indrajati Kohar, dkk. (2005) mengenai studi

kandungan logam Pb dalam batang dan daun kangkung dengan metode destruksi

basah menggunakan pengoksidasi HClO4 dan HNO3. Metode destruksi basah

dalam penelitian ini dilakukan dengan menimbang 1 gram sampel serbuk halus

dari akar dan seluruh bagian tanaman tanpa akar dalam krus porselin, kemudian


ditambahkan 10 mL HNO3 pekat dan 3 mL larutan HClO4 60%, lalu dipanaskan

di atas hotplate pada suhu 100 – 120o C sampai buih habis, dan HNO3 hampir

mengering, lalu didinginkan. Hasil destruksi ditambah 5,0 mL larutan Pb 200

mg/L (standar adisi) dan larutan HNO3 2%, dan dipindahkan secara kuantitatif ke

dalam labu ukur serta ditambahkan larutan HNO3 2% sampai volumenya

menjadi100,0 mL, dikocok homogen dan disaring. Kadar Pb diamati dengan ICP-

MS pada panjang gelombang 283,3 nm (Hidayati, 2013).

Dekstruksi kering merupakan yang paling umum digunakan dengan cara

membakar habis bagian organik dan meninggalkan residu anorganik sebagai abu

untuk analisis lebih lanjut. Pada destruksi kering suhu pengabuan harus

diperhatikan karena banyak elemen abu yang dapat menguap pada suhu tinggi,

selain itu suhu pengabuan juga dapat menyebabkan dekomposisi senyawa

tertentu. Oleh karena itu suhu pengabuan untuk setiap bahan berbeda beda

bergantung komponen yang ada dalam bahan tersebut. Pengabuan kering dapat

diterapkan pada hampir semua analisa mineral, kecuali merkuri dan arsen. Cara

ini lebih membutuhkan sedikit ketelitian sehingga mampu menganalisa bahan

lebih banyak dari pada pengabuan basah. (Apriyanto, 1989). Namun pada

destruksi kering sering terjadi kehilangan unsur-unsur mikro tertentu karena suhu

pemanasan yang tinggi, dapat juga terjadi reaksi antara unsur dengan wadah

(Hidayati, 2013).

Menurut penelitian Annisa F. (2012) mengenai studi kandungan Pb dalam

gorengan yang dijual di pinggir jalan yang menggunakan destruksi kering untuk

preparasi sampelnya. Destruksi kering diawali dengan menghaluskan sampel

kemudian dipanaskan pada suhu 2150C untuk mengurangi kadar air dan

minyaknya, kemudian diarangkan. Arang sampel diabukan pada suhu 6000C

selama 4 jam dalam furnace. Abu yang telah dingin dari tahap preparasikemudian

ditambahkan dengan HNO3 pekat 1 mL dan diencerkan dengan akuades hingga


total volume 10 mL. Tujuan penambahan HNO3 ini adalah untuk melarutkan

logam yang telah terdestruksi dari sampel organik dalam proses kalsinasi

(pengabuan), yaitu Pb. Kemudian campuran disaring dengan kertas saring, dan

filtrat siap dianalisis dengan AAS (Hidayati, 2013).

Menurut Sumardi (1981: 507), metode destruksi basah lebih baik dari

pada cara kering karena tidak banyak bahan yang hilang dengan suhu pengabuan

yang sangat tinggi. Hal ini merupakan salah satu faktor mengapa cara basah lebih

sering digunakan oleh para peneliti. Di samping itu destruksi dengan cara basah

biasanya dilakukan untuk memperbaiki cara kering yang biasanya memerlukan

waktu yang lama (Hidayati, 2013).

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan waktu penelitian

Untuk penentuan kadar logam - logam berat pada penelitian ini dilakukan dengan

1. Pengujian menggunakan alat Inductively coupled plasma (ICP) di

Laboratorium BTKL Medan

2. Uji XRD dilakukan di Laboratorium Fisika UNIMED Medan

Penelitian ini dilakukan pada bulan Desember 2013 s/d Maret 2014

3.2 Metode Penelitian


studi perbandingan kadar logam berat ( fe , mn , zn , pb , cu , al dan na pada debu erupsi gunung...

Documents