Analisis Logam Tembaga (Cu) Di Daerah Pesisir Tangga Dua Ribu Dengan Metode Spektroskopi Serapan Atom. (SSA)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Aktivitas kehidupan yang sangat tinggi dilakukan oleh manusia ternyata telah menimbulkan bermacam – macam efek yang buruk bagi kehidupan manusia dan tatanan lingkungan hidupnya. Penyebab tercemarnya atau suatu rusaknya tatanan lingkungan hidup adalah limbah. Limbah – limbah yang sangat beracun pada umumya merupakan limbah kimia apakah itu berupa senyawa – senyawa kimia atau hanya dalam bentuk unsur atau ionasi. Biasanya senyawa kimia yang sangat beracun bagi organisme hidup dan manusia adalah senyawa – senyawa kimia yang mempunyai bahan aktif dari logam – logam berat. Bahan aktif dari logam berat mempunyai daya racun yang akan bekerja sebagai penghalang kerja enzim dalam proses fisiologi atau metabolisme tubuh, sehingga proses metabolisme terputus. Bahan beracun dan senyawa kimia dapat terakumulasi atau menumpuk dalam tubuh, akibatnya timbul problema keracunan kronis (palar, 1994)

Upaya pemnfaatan wilayah posisir hingga saat ini telah menunjukan peningkatan yang tinggi dalam rangka menunjang ekoomi negara dan kesejahteraan rakyat. Upaya – upaya pemanfaatan ini diantaranya melalui kegiatan perikanan tangkap, pariwisata, jasa transportasi laut. Dilain pihak, telah disadari bahwa beberapa daerah pesisir telah menujukan adanya gejala kerusakan lingkunan sebagai akibta dari aktivitas manusia dalam upaya pemanfaatan sumber daya wilayah pesisir. Salah satu dampak negatif yang telah terjadi adalah pencemaran pesisir pantai yang ditandai dengan menurunnya kualitas dan produktivitas perairan (Umar dkk 2001)

Wilayah pesisir pantai daerah tangga 2000 merupakan salah satu perairan yang memiliki potensi yang dapat dimanfaatkan khususnya sektor perikanan. Sumber daya perikanan yang dimiliki oleh wilayah pesisir tangga 2000, khususnya perikanan tangkap berprospek untuk dikembangkan dan sekaligus mempunyai ancaman yang sangat serius berupa timbulnya pencemaran.

Logam berat merupakan salah satu bahan pencemar yang berbahaya karena bersifat toksis jika dalam jumlah yang besar dan dapat mempengaruhi berbagai aspek dalam perairan baik aspek ekologis maupun aspek biologis. Logam berat yang ada dalam badan perairan akan mengalami proses pengendapan dan terakumulasi dalam sedimen, dalam penelitian ini sedimen dipilih untuk dijadikan sampel penelitian, sedangkan obyek penelitian dalam hal ini adalah Tembaga (Cu). Dalam kendisi normal keberadaan Cu dalam perairan ditemukan dalam bentuk ion CuCo3¯, CuOH+. Biasanya jumlsh Cu yang terlarut dalam badan perairan laut adalah 0,002 ppm – 0,005 ppm (Palar 1994) apabila badan perairan laut terjadi peningkatan kelarutan Cu hingga melebihi ambang batas, maka akan terjadi peristiwa – peristiwa “biomagnifikasi”. Peristiwa biomagnifikasi ini akan dapat ditunjukan melalui akumulasi Cu dalam tubuh biota perairan tersebut (Palar 1994).

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode SSA (Spektroskopi Serapan Atom) dengan pertimbangan bahwa alat SSA adalah perakitan modern yang dapat memberikan ketelitian dan ketepatan yang tinggi.

Berdasarkan latar belakang diatas maka formulasi judul yang diambil pada penelitian ini adalah “Analisis Logam Tembaga (Cu) di Daerah pesisir tangga 2000 dengan metode Spektroskopi Serapan Atom”.

1.2. Rumusan Masalah

Data menegenai kadar logam tembaga (Cu) di daerah pesisir pantai tangga 2000 belum ada, berdasarkan hal tersebuit maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah berapakah kadar logam tembaga (Cu) di daerah pesisir tangga 2000.

1.3. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kadar logam tembaga (Cu) di daerah pesisir pantai tangga 2000 dengan menggunakan metode SSA (Spektroskopi Serapan Atom)

1.4. Manfaat Penelitian

• Hasil penelitian diharapkan dapat bermanfaat dan sebagai informasi bagi masyarakat yang berada disekitar pesisir pantai.

• Bagi peneliti akan dapat menambah wawasan keterampilan ilmu untuk menganalisis logam dalam hal ini penggunaan alat Spektroskopi Serapan Atom.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Logam Berat

Isu pencemaran logam berat meningkat sejalan dengan perkembangan berbagai penelitian yang mulai diarahkan pada berbagai aplikasi teknologi yang menangani polusi lingkungan yang disebabkan oleh logam berat. Logam berat dilingkungan dikarenakan tingkat keracunannya yang sangat tinggi dalam seluruh aspek kehidupan mahluk hidup. Pada konsentrasi yang sedemikian rendah efek ion logam berat dapat berpengaruh langsung hingga terakumulasi pada rantai makanan. Logam berat dapat mengganggu kehidupan biota lingkungan dan akhirnya berpengaruh terhadap kesehatan manusia (Suhendrayatna 2001)

2.1.1. Logamberat dala mlingkungan air

Keberadaan logam – logam berat dalam perairan terutama air laut dapat berasal dari sumber alamiah dan dari aktivitas manusia.

Masuknya logam berat dalam lingkungan laut secara alamiah dapat digolongkan sebagai berikut :

1. Pasokan dari daerah pantai, yang meliputi masukan dari sungai – sungai dan erosi yang disebabkan oleh gerakan gelombang dan glister

2. Pasokan dari laut dalam yang meliputi logam – logam yang dilepaskan gunung berapi dilaut dalam dan dari partikel atau endapan oleh adanya proses kimiawi.

3. Pasokan yang berasal dari lingkungan dekat pantai dan meliputi logam yang diangkat kedalam atmosfersebagai partikel – partikel debu.

Sedangkan keberadaan logam – logam berat dalam lingkungan laut yang disebabkan oleh aktivitas manusia dapat berasal dari :

1. Buangan rumah tangga

2. Buangan sisa industri yang tidak terkontrol, dimana logam berat ini mengalir kedalam estuary dan akhirnya masuk kelaut.

3. Lumpur minyak yang kadang – kadang juga mengandung logam berat dengan konsentrasi yang tinggi yang terbuang ke laut.

4. Pembakaran hidrokarbon dan batu bara diantara yang melepaskan logam berat ke udara kemudian bercampur dengan air hujan dan jatuh kedalam laut.

2.2 Tembaga (Cu)

Tembaga dengan nama kimia cupprun dilambangkan dengan Cu, logam ini berbentuk kristal dengan warna kemerahan. Dalam tabel periodik unsur kimia, tembaga menempati posisi dengan nomor atom 2g menempati golongan IB dan periode 4 dan mempunyai bobot atau berat atom 63,546.

Unsur tembaga dialam dapat dapat ditemukan dalam bentuk logam bebas akan tetapi lebih banyak ditemukan dalam bentuk persenyawaan atau sebagai senyawa padat dalam bentuk mineral. Dalam badan perairan laut, tembaga dapat ditemukan dalam bentuk persenyawaan ion seperti CuCO3¯, CuOH¯ dan lain sebagainya (Palar 1994).

2.2.1. Sumber Cu.

Untuk dpat masuk kedalam suatu tatanan lingkungan Cu (Tembaga) dapat masuk melalui bermacam – macam jalur dan dari bermacam – macam sumber. Secara global sumber masuknya unsur logam Cu dalam tatanan lingkungan adalah secara alamiah dan non alamiah.

Secara alamiah Cu dapat masuk kedalam suatu tatanan lingkungan sebagai akibat dari berbagai peristiwa alam. Unsur ini dapat bersumber dari peristiwa pengikisan (erosi) dari batuan mineral. Sumber lain adalah debu – debu dan atau partikulat – partikulat Cu yang ada dalam lapisan udara yang dibawa turun oleh air hujan. Dalam badan perairan laut diperkirakan proses alamiah ini memasok Cu sebesar 325.000 ton /tahun. Melalui jalur non-alamiah, Cu masuk kedalam suatu tatanan lingkungan sebagai kaibat dari aktivitas manusia. Jalur dari aktivitas manusia ini untuk memasukan Cu kedalam tatanan lingkungan ada bermacam – macam pula. Sebagai contoh adalah buangan industri yang memakai Cu dalam proses produksinya, industri galangan kapal karena digunakannya Cu sebagai campuran bahan pengawet, industri pengelolaan kayu, buanga rumah tangga dan lain sebagainya.

2.2.2. Sifat da kegunaannya.

Secara kimia, senyawa – senyawa dibentuk oleh logam Cu (Tembaga) mempunyai bilangan valensi +1 & +2. Berdasarkan pada bilangan valensi yang dibawanya, logam Cu diamakan pula cuppro untuk yang bervalensi +1 dan cuppri untuk yang bervalensi +2.

Logam Cu dapat dilarutkan dalam senyawa asam sulfat (H2SO4) panas dan dalam larutan basa NH4OH, senyawa CuO dapat larut dalam NH4CL dan KCN.

Secara fisika, logam Cu (Tembaga) digolonglan kedalam kelompok logam – logam penghantar listrik yan baik. Cu penghantar listrik terbaik setelah perak (Argentum Ag) karena itu, logam Cu banyak digunakan dalam bidang elektronika atau perlistrikan.

Logam Tembaga berwarna merah muda seperti granit, tidak mudah mengalami korosi, dapat menghantarkan listrik dan panas yang baik, tembaga murni sudah dibentuk dan digulung seperti lembaran, dibuat menjadi tipis.

Tabel 2.2.2. sifat – sifat tembaga (Cu)

Sifat	Tembaga (Cu)
Konfigurasi elektron Jari – jari atom, (pm) Energi Ionisasi, (kj / mol) Potensial Elektrode, (U) M+(aq) + eˉ → Mep ) M²+(aq) + 2eˉ→ Mep ) M³+ (aq) + 3eˉ→ Mep ) Bilangan oksidasi	( Ar) 3d¹º45² 128 754 + 0,522 + 0,337 + 0,337 + 1 + 2

( Petrucci, 1993 )

Tembaga adalah unsur yang penting dalam industri listerik karena sifat konduksinya yang sangat baik. Unsur ini bercampur dengan timah membentuk alloy perunggu (bronte), suatu aliase yang keras dan kuat. Dalam bidang industri lainnya, senyawa Cu banyak digunakan sebagai pembuat cat antifoling, industri insektisida dan fungisida (Petrucci, 1993)

CuO banyak digunakan sebagai katalis, baterai, elektroda, penarik sulfur atau belerang dan sebagai pigmen serata pencegah pertumbuhan lumut. Turunnya senyawa – senyawa Cu karbonat, banyak digunakan sebagai pigmen, insektisida, fungisida dan pewarna kuningan. Senyawa Cu klorida banyak digunakan dalam bidang metalurgi, fotografi, pemurnian air dan aditif bahan makanan. Selain itu, senyawa tembaga sulfat juga banyak digunakan dalam bidang pertanian, peternakan, industri petroliun dan lain – alain.

2.2.3. Cu dalam lingkungan

Tembaga yang masuk kedalam tatanan lingkungan perairan dapat berasal dari peristiwa – peristiwa alamiah dan sebgai efek samping dari aktivitas yang dilakukan oleh manusia. Dalam kodisi normal keberadaan Cu dalam perairan ditemukan dalam bentuk senyawa ion CuCO³ˉ, CuOHˉ, biasanya jumlah Cu yang terlarut dalam badan perairan laut adalah 0,002 ppm – 0,005 ppm. Bila dalam perairan laut terjadi peningkatan kelarutan Cu, sehingga melebihi nilai ambang batas yang seharusnya, maka akan terjadi peristiwa “biomagnifikasi” terhadap biotaperairan. Peristiwa biomagnifikasi ini akan dapat ditunjukan melalui akumulasi Cu dalam tubuh biota perairan tersebut. Akumulasi dapat terjadi sebgai akibat dari telah terjadinya konsumsi Cu dalam jumlah berlebihan, sehingga tak mampu dimetabolisme oleh tubuh.

2.2.4. Keracunan Cu.

Bentuk tembaga yang paling beracun adalah debu – debu Cu yang dapat yang dapat mengakibatkan kematian pada dosis 3,5 mg / kg. Sumber – sumber dari keberadaan debu atau uap Cu diudara sangat banayak. Namun yang terpenting diantaranya adalah yang berasal dari industri peleburan biji Cu dan penegelasan logam – logam yang mengandung Cu.

Tembaga (Cu) bersifat racun terhadap semua tumbuhan pada konsentrasi larutan diatas 0,1 ppm. Konsentrasi yang aman bagi air minum tidak lebih dari 1 ppm, bersifat racun pada domba pada konsentrasi diatas 20 ppm. (Suhendrayatna, 2001).

Keberadaan Cu dilingkungan perlu mendapat perhatian, mengingat kecilnya batas konsentrasi yang di ijinkan. Berdasarkan keputusan Menteri Negara KLH Kep. 02 / Men. KLH / 1998 tentang Pedoman Penetapan Baku Mutu Lingkungan, keberadaan Cu dalam lingkungan diharapkan nihi, sedangkan batas maksimal yang diperbolehkan adalah 1 ppm. Mengingat kecilnya batas konsentrasi yang diperbolehkan dan pengaruh dari toksisitas logam berat Cu, maka diperlukan adanya metode analisis yang memiliki ketelitian dan ketepatan tinggi (Kuswandi, 2002).

2.3. Spektroskopi Serapan Atom (SSA)

Penggunaan Spektroskopi Serapan Atom analisis kuantitatif unsusr – unsur logam dalam suatu cuplikan dewasa ini mempunyai peranan yang sangat penting dalam, dimana tergantung dari bentuk melekul logam tersebut dalam cuplikan.

Prinsip Spektroskopi Serapan Atom adalah serapan energi cahaya oleh atom – atom netral dalam keadaan gas meneyerap cahaya panjang gelombang tertentu yang tergantung pada sifat unsurnya. Daerah spektrum SSA adalah daerah panjang gelombang ultraviolet sinar tampak.

2.3.1. Peralatan Spekrofotometer Serapan Atom.

Komponen utama alat spektrofotometer serapan atom terdiri atas :

1. Medium serapan

Pada medium serapan digunakan suatu nyala larutan sampel disemprotkan dengan kecepatan tetap. Pada nyala terjadi beberapa tahap seperti pengabutan (nebulisasi), penguapan pelarut (desolvasi), penguapn zat – zat (volatilisasi)dan atomisasi.

2. Sumber sinar.

Sumber sinar adalah lampi katoda berongga yang berupa suatu tabung kaca yang berisi gas. Katoda tersebut berbentuk silinder berongga yang permukaannya dilapisi unsur yang akan dianalisa sehingga akan diperoleh berkas cahaya yang panjang gelombangnya tepat sama dengan panjang gelombang dimana terjadi alosorpsi atom untuk unsur yang dianalisa. Sumber sinar berfungsi mengemisikan spektrum unsur tertentu yang berasal dari lampu katoda berongga.

3. Monokromator

Funsi monokromator adalah mengabsorpsi garis resonansi yang diukur terhadap garis emisi molekuler dan garis latar belakang lain berasala dari nyala.

4. Amplifier

Fungsi amplifier untuk memperkuat arus yang timbul pada detektor.

5. Detektor

Fungsi detektor mengubah energi kimia menjadi sinyal listrik.

6. Sistem pembacaan.

Secara skematis peralatan SSA dapat digambarkan sebagai berikut :

2.3.2. Keunggulan dan kelemahan SSA.

1. Keunggulan SSA

• Memiliki selektifitas yang tinggi karena dapat menentukan beberapa unsur sekaligus dalam suatu larutan sampel tampa perlu pemisahan.

• Memiliki kepekaan yang tinggi karena dapat mengukur kadar logam hingga konsentrasi yang sangat kecil.

• Ketepatan SSA cukup baik dimana memiliki isyarat yang diperlukan sederhana akan tetapi hasil pengukran yang diperoleh cukup teliti sehingga dapat menjadi dasar pembuatan kurva kalibrasi.

(Day BA dan Underwood ,AL.1990)

2. Kelemahan SSA

• Ditemukan adanya gangguan yaitu gangguan efek matriks, gangguan spektral, gangguan kimia, gangguan fisika.

• Dibutuhkan suatu lampu katoda berongga yang berbeda sebagai sumber nyala untuk setiap unsur yang berbeda pula.

Gangguan utama dalam SSA adalah efek matriks. Karena efek matriks ini mempengaruhi proses pengatoman.

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian.

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Gorontalo dan Laboratorium Kimia Balai Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pemberantasan Penyakit Menular (BTKL – PPM) Manado sejak sampai 200

3.2. Alat dan bahan

3.2.1. Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi :

1. Spektrofotometer Serapan Atom.

2. Gelas ukur

3. Gelas kimia

4. Labu ukur

5. Erlemeyer

6. Pipet mikro

7. Corong

8. Oven

3.2.2 Bahan

Bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

1. Sedimen

2. Asam nitrat (HNO3) pekat

3. Larutan baku Cu

4. Aquadest

5. Kertas saring

3.3. Prosedur Analisis

3.3.1. Pengambilan sampel

Pengambilan sampel dilakukan dengan menggunakan wadah plastik yang terletak dekat dengan pelabuhan depot pertamina. Sampel diambil pada jarak ± 50 meter pada posisir pantai yang tersebatr pada 3 titik pengambilan yakni dasar laut, tengah laut, dan diatas permukaan laut.

3.3.2. Penyiapan sampel

Sampel dikeringkan diudara terbuka selama 3 hari, kemudian digerus hingga halus kemudian diayak, selanjutnya di oven pada suhu 105 ºC selama 6 jam sampai beratnya konstan.

3.3.3. Tahap destruksi sampel

Sampel kering ditimbang sebanyak 1,0 gram, kemudian dilarutkan dengan menggunakan HNO3 pelat, sebnayak 10 ml, kemudian dipanaskan pada penangas air dengan suhu 80 ºC selama 30 menit sampai NHO3 menguap, kemudian didinginkan dan diencerkan dengan aquadest sampai volume 100 mil, kemudian disaring dengan kertas saring.

3.3.4. Tahap analisis

3.3.4.1. Pembuatan larutan standar

Ditimbang 0,39273 gram CuSO4 – SH2O dilarutkan dengan HNO3 1 % dalam gelas kimia 250 ml, larutan dipindahkan dalam labu ukur 100 ml lalu diencerkan dengan HNO3 1 % sampai tanda batas (Anonim,1990)

3.3.4.2. Pembuatan kurva kalibrasi

Larutan induk Cu 100 ppm dipipet sebanyak 2,5 ml dan dimasukan dalam labu ukur 25 mil lalu diencerkan dengan HNO3 1 % hingga tanda batas, maka akan diperoleh larutan baku Cu dengan konsentrasi 10 ppm. Kemudian larutan baku Cu 10 ppm diambil sebanyak 0,05, 0,10, 0,20, dan 0,40 ml dimasukan dalam labu ukur 100 ml diencerkan dengan HNO3 1% hingga tanda batas, maka akan diperoleh larutan baku Cu dengan konsentrasi 5,0, 10,0, 20,0, dan 40,0 ppb.Larutan baku tersebut diamati absorbannya dengan Spektrofotometer Serapan Atom pada panjang gelombang 324,8 nm. Hasil diabsorbannya dibuat persamaan regresi dan koefisien korelasi.

3.3.4.3. Penetapan logam Cu

Sampel yang telah disiapkan diambil sebanyak 2 ml kemudian diukur serapannya pada alat SSA dengan gelombang 324,8 nm.

3.3.4.4. Pengukuran serapan Cu dengan SSA

Sumber radiasi : Lampu katoda berongga Cu

Panjang gelombang : 324,8 nm

Lebar celah : 0,7 nm

Arus lampu : 8 MA

Gas pembakar : Argon

Gas pengoksidasi : Udara

3.3.4.5. Analisis data

Berdasarkan data yang diperoleh dihitung kadar logam tembaga (Cu) lalu ditentukan dengan cara memasukan data hasil pengukuran larutan standar dan larutan sampel kedalam persamaan regresi yaitu :

Y = a + bx

Dimana Y = Nilai serapan

b = Kemiringan

a = Intersep / garis kurva yang memotong sumbu Y

x = Konsentrasi yang diperoleh dari persamaan regresi ( ppb )

Nilai b didapat dari persamaan

b = n∑ XY – ( ∑x ) ( ∑Y )

n∑ x² - ( ∑x )²

& a = Y – b x

Untuk menegetahui apakah persamaan terseut dapat dipakai sebagai perhitungan penetapan konsentrasi larutan, maka selanjutnya ditentukan harga koefisien koordinasi ( r ) dengan rumus.

r = n∑ XY – ( ∑X ) ( ∑X )

n ∑ x² – ( ∑x )² ( n∑Y² – ( ∑Y )²

DAFTAR PUSTAKA

Palar, Heryando. 1994. Pencemaran dan Teknologi Logam Berat. Jakarta Rineka Cipta

Pikir Suharno. 1993. (Disertasi) Sedimen dan kerang sebagai indikator adanya logam berat Cd,Hg, dan Pb dalam pencemaran di lingkungan estuar. Surabaya : Universitas Air Langga.

Day R. A. And Underwood. 1990. Analisa kimia kuantitatif edisi ke-4 Jakarta Erlangga.

Suhendrayatna. 2001 Bioremeval logam berat dengan menggunakan mokroorganisme Jakarta; sinergi-forum-net.

Suminar, petrucci 1993 Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern. Jakarta : Erlannga.

Umar dkk 2001 (Jurnal) Kandungan logam berata tembaga (Cu) pada air, sedimen dan kerang di teluk pare – pare. Makasar : Google. Com.

Kuswandi. Bambang 2002 (Jurnal) Penentuan ion Cu (II) dalam sampel air secara spektrofotometri berbasis Reagen kering TAR / PVC. Universitas jember : geogle com.

Notodarmojo suprihanto . 2005. Pencemaran tanah dan air tanah. Bandung : ITB.

Achmad Rukqesil 2004. Kimia lingkungan : Jakarta : Universitas Negeri Jakarta.