ISSN (P) 1978-5860 ISSN (E) 2502-8812

��

� � � � � � � � � � � � � � � �

Volume 11 Nomor 2 Juli 2017 : 53 - 104

Ecolab V

olume 11 N

omor 1 Januari 2017 H

al. 53 - 104

Diterbitkan oleh:Puslitbang Kualitas dan Laboratorium Lingkungan - KLHK Kawasan Puspitek, Gedung 219, Jl. Raya Puspitek Serpong, Tangerang Selatan 15310 Banten - IndonesiaTelp +62-21-7563114, Fax. +62-21-7563115 email : [email protected]

ISSN (P) 1978-5860ISSN (E) 2502-8812

Ecolab Vol. 11 No. 2 Hal. 53 - 104 Tangsel,Juli 2017

ISSN1978-5860

Penentuan Batas Kuantifikasi Metode Pengukian Logam Berat Cd, Cu, Mn, Zn dalam Air Secara Inductively Couple Plasma Time of Flight Mass SpetrometryEly R. dan Anwar Hadi

Validasi Metode Kalibrasi Gas Analyser untuk Pengukuran O2, CO, NO, NO2, SO2, CH4, dan H2S Secara Perbandingan Langsung dengan Certified Span GasAnwar Hadi, Jaja Ahmad Subarja, dan Idris Firdaus

Pengukuran Senyawa Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDEs) di Udara Ambien Menggunakan Polyurethane Foam-Disk (PUF-DISK)Dewi Ratnaningsih, Retno Puji Lestari, dan Arum Prajanti

Pemetaan Kompetensi Laboratorium Lingkungan Melalui Program Uji Profisiensi Logam Berat dalam Air BersihAsiah

Komposisi Kimia Deposisi Kering di Dua Wilayah Sub Perkotaan di Indonesia, Serpong dan BogorRetno Puji Lestari dan Ricky Nelson

Volume 11 Nomor 2 Juli 2017

a. JUDUL (Title Case, Center, 14 pt, Bold) Singkat, jelas dan mencerminkan isib. Nama (para) penulis atau baris kepemilikan (Center, 11 pt, Bold) Ditulis lengkap tanpa gelar, dengan diberi nomor penulis 1,2...dst Instansi, Alamat, Telepon, Fax, dan E-mail. (left,, 8 pt) ditulis paling bawah di halaman pertama.c. ABSTRACT (UPPERCASE,left, 12 pt, Bold) Berisi intisari makalah, cara penyelesaian masalah, dan hasil yang diperoleh, maksimal 300 kata (Sentence case, 11 pt) Keywords: berisi 5 – 8 kata dalam bahasa Inggris. (Sentence case, 10 pt, Italic)d. PENDAHULUAN (UPPERCASE, left, 12pt, Bold)

Berisi latar belakang, permasalahan, tujuan, dan ruang lingkup, serta teori yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahan. (Sentence case, 12 pt).

e. METODOLOGI (UPPERCASE, left, 12 pt, Bold) Berisi tentang subjek yang dibahas, alat, bahan, lokasi ( bila ada ) pengukuran, prosedur, dan metode analisis yang

digunakan. (Sentence case,12 pt)f. HASIL DAN PEMBAHASAN (UPPERCASE, left, 12 pt, Bold) Berisipenyajiandatadalambentuktabel,grafik,gambar,diagramdan/ataulainsebagainya.Pembahasandilakukan

terhadap hubungan berbagai variabel baik bebas maupun terikat, analisis tentang keterkaitan data dan kesesuaian hasil penelitian terhadap teori yang digunakan berikut alasannya. (Sentence case,12 pt)

g. SIMPULAN (UPPERCASE, left, 12 pt, Bold) Berisi simpulan dari pembahasan. (Sentence case,12 pt)h. DAFTAR PUSTAKA (UPPERCASE, left, 12 pt, Bold) Penulisan daftar pustaka ditulis berdasarkan sistem Vancouver, yaitu menggunakan nomor arab (misal: (1). (1-3) dst)

berdasarkan urutan pemunculan (Sentence case, 12pt).

ISSN (P) 1978-5860ISSN (E) 2502-8812

Penangung JawabDr.Wahyu Marjaka, M. Eng

Ketua EditorIr. Anwar Hadi, MEM

Wakil Ketua EditorDra. Arum Prajanti, MEMMelania Hanny, S.Hut.MT

Editor PelaksanaIr. Dewi Ratnaningsih

Rita Mukhtar, M.SiSri Unon Purwati,S.Si

Dra. AsiahDra. Alfrida Ester

Alfonsus H.Harianja, Sp, M.ScEdy Junaedi, S.P., M.Si

Editor BahasaIr .Rina Aprishanty, MARetno Puji Lestari, M.ScRizqika Rahmani, M. Ens

e-JournalMansur

Desain GrafisUki Nugroho

Redaktur PelaksanaIr. Eva Betty Sinaga, M.P

Sekretariat Medyawati, SKMSiti Nurhomsah

Ali Fardian, ST., M. KomM. Faiz

Cecep Supriyatna

Mitra BestariProf. (r) DR. Yanni Sudiyani (LIPI) Prof. (r) DR. Chairil Anwar Siregar (KLHK)Prof. DR Hefni Effendi (IPB) Prof. (r) DR. Muhayatun Santosa (Batan) DR. Budi Haryanto (UI) Prof. (r) DR. Gustan Pari (KLHK)

Alamat RedaksiPuslitbang Kualitas dan Laboratorium Lingkungan - KLHK

Kawasan Puspitek, Gedung 219, Jl. Raya Puspitek Serpong, Tangerang Selatan 15310 Banten - IndonesiaTelp +62-21-7563114, Fax. +62-21-7563115

email : [email protected]: CV. Sentra Global Asia, Jl. Kayu Manis Timur No. 4D Utan Kayu Utara, Matraman- Jakarta Timur 13120

Pertama terbit : Januari 2007Frekuensi terbit : Dua kali setahun, setiap bulan Januari dan JuliCover : Kepiting mati terkena tumpahan minyak (sumber gambar : intisati.online.com)

KATA PENGANTAR

Pembaca yang terhormat

Dengan mengucapkan syukur kehadirat Allah Yang Maha Kuasa, Jurnal Ecolab Volume 11 No 2 tahun 2017 dapat hadir kembali dihadapan para pembaca.

Penerbitan edisi ini mengemukakan beberapa topik mengenai kegiatan penelitian dari instansi lain dan hasil kajian dari kegiatan yang dilakukan oleh fungsioanal Pengendali Dampak Lingkungan Puslitbang Kualitas dan Laboratorium Lingkungan.

Jurnal Ecolab edisi kali ini terdiri dari lima naskah yang terdiri dari :

1. Penentuan Batas Kuantifikasi Metode Pengukian Logam Berat Cd, Cu, Mn, Zn dalam Air Secara Inductively Couple Plasma Time of Flight Mass Spetrometry

2. Validasi Metode Kalibrasi Gas Analyser untuk Pengukuran O2, CO, NO, NO2, SO2, CH4, dan H2S Secara Perbandingan Langsung dengan Certified Span Gas

3. Pengukuran Senyawa Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDEs) di Udara Ambien Menggunakan Polyurethane Foam-Disk (PUF-DISK)

4. Pemetaan Kompetensi Laboratorium Lingkungan Melalui Program Uji Profisiensi Logam Berat dalam Air Bersih

5. Komposisi Kimia Deposisi Kering di Dua Wilayah Sub Perkotaan di Indonesia, Serpong dan Bogor

Akhir kata, semoga jurnal Ecolab ini bermanfaat bagi masyarakat Indonesia, kritik dan saran demi penyempurnaan kualitas Jurnal Ecolab selanjutnya sangat kami harapkan. Selamat menyimak.

Salam,Redaksi.

ISSN (P) 1978-5860ISSN (E) 2502-8812

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ............................................................................................................ i

Daftar Isi ..................................................................................................................... iii Penentuan Batas Kuantifikasi Metode Pengukian Logam Berat Cd, Cu, Mn, Zn dalam Air Secara Inductively Couple Plasma Time of Flight Mass Spetrometry ........ 53 - 61Ely R. dan Anwar Hadi

Validasi Metode Kalibrasi Gas Analyser untuk Pengukuran O2, CO, NO, NO2, SO2, CH4, dan H2S Secara Perbandingan Langsung dengan Certified Span Gas ................ 62 - 71Anwar Hadi, Jaja Ahmad Subarja, dan Idris Firdaus

Pengukuran Senyawa Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDEs) di Udara Ambien Menggunakan Polyurethane Foam-Disk (PUF-DISK) ................................................ 72 - 81Dewi Ratnaningsih, Retno Puji Lestari, dan Arum Prajanti

Pemetaan Kompetensi Laboratorium Lingkungan Melalui Program Uji Profisiensi Logam Berat dalam Air Bersih .................................................................................... 82 - 91Asiah

Komposisi Kimia Deposisi Kering di Dua Wilayah Sub Perkotaan di Indonesia, Serpong dan Bogor ...................................................................................................... 92 - 102Retno Puji Lestari dan Ricky Nelson


53

Ely R. dan Anwar Hadi: Penentuan Batas Kualitas Metode Pengujian Logam Berat...

PENENTUAN BATAS KUANTIFIKASI METODE PENGUJIAN LOGAM BERAT Cd, Cu, Mn, Zn DALAM AIR SECARA INDUCTIVELY COUPLE

PLASMA TIME OF FLIGHT MASS SPECTROMETRY

DETERMINING LIMIT OF QUANTITATION (LoQ) OF THE TESTING METHOD FOR HEAVY METALS Cd, Cu, Mn, Zn IN WATER

USING INDUCTIVE COUPLE PLASMA TIME OF FLIGHT MASS SPECTROPHOTOMETRY (ICP-ToF-MS)

Ely R. dan Anwar Hadi(1)

(Diterima tanggal 29 Mei 2017 Disetujui tanggal 18 September 2017)

PENDAHULUAN

Kadar logam dalam air permukaan atau air limbah dapat ditentukan dengan beberapa metode pengujian diantaranya gravimetri, 1 Pusat Penelitian dan Pengembangan Kualitas dan Laboratorium Lingkungan, BLI - KLHK, Kawasan PUSPIPTEK Gedung 210, Jl. Raya PUSPIPTEK Serpong Tangerang – Banten, telp/fak. 021-75631113, email: [email protected]

ABSTRAKLogam berat Cd, Cu, Mn, dan Zn dalam air atau air limbah dapat dianalisis dengan berbagai metode pengujian tergantung pada kadar analit dan tujuan yang ditetapkan. Salah satu metode pengujian logam berat pada kadar rendah hingga ng/L adalah Inductive Couple Plasma Time of Flight Mass Spectrophotometry (ICP-ToF-MS). Untuk mengetahui seberapa kecil kadar analit yang mampu dideteksi oleh ICP-ToF-MS, maka perlu ditentukan batas deteksi instrumen dan batas kuantifikasi. Batas deteksi instrumen ditentukan melalui 3 kali simpangan baku hasil pengukuran air bebas analit yang telah ditambahkan asam nitrat. Berdasarkan batas deteksi instrumen yang diperoleh, maka batas kuantifikasi dapat ditentukan melalui pengulangan kadar logam yang setara dengan 10 kali kadar batas deteksi instrumen. Batas deteksi instrumen diperoleh berturut-turut untuk logam Cd, Cu, Mn, dan Zn adalah 0,0006 μg/L, 0,002 μg/L, 0,002 μg/L, dan 0,004 μg/L sedangkan batas kuantifikasi masing-masing 0,006 μg/L, 0,02 μg/L, 0,02 μg/L, dan 0,04 μg/L. Dengan menetapkan batas kuantifikasi, laboratorium dapat melaporkan hasil pengujian disertakan ketidakpastian pengukuran pada kadar lebih dari batas kuantifikasi atau dilaporkan kurang dari batas kuantifikasi pada kadar rendah, sehingga pelaporan jadi bermakna.

Kata Kunci: Logam Cd, Cu, Mn, Zn, batas deteksi instrumen, batas kuantifikasi, ICP-ToF-MS

ABSTRACTHeavy metals Cd, Cu, Mn, and Zn in water or waste water can be analyzed by various testing methods depend on the concentration of analyte and the intended purpose. One of the testing methods for heavy metals at low concentration until ng/L, is Inductively Couple Plasma Time of Flight Mass Spectrometry (ICP-ToF-MS). To know how small the concentration of analyte can be detected by ICP-ToF-MS, so instrumental detection limit (IDL) and limit of quantitation (LoQ) must be determined. IDL is determined by measuring 10 times of free analyte water which contained nitric acid . From the measurement, resulted standard deviation and then multiple 3 times so the value of IDL known. Based on the result of IDL which obtained by experiment, the limit of quantitation (LoQ) can be determined by the repeatability of heavy metals concentration at 10 times the IDL. The result of determining IDL of Cd, Cu, Mn, and Zn, are 0.0006 μg/L, 0.002 μg/L, 0.002 μg/L, and 0.004 μg/L, whereas LoQ respectively 0.006 μg/L, 0.02 μg/L, 0.02 μg/L, and 0.04 μg/L. By determining the LoQ, a laboratory can report the test results including uncertainty of measurement at concentration more than LoQ or be reported less of LoQ at low concentration, so that the reporting becomes meaningful

Keywords: Metal Cd, Cu, Mn, Zn, instrumental detection limit, limit of quantification, ICP-ToF-MS

kompleksometri, spektrofotometri UV-Vis, voltametri, AAS atau ICP-MS dan sebagainya. Pemilihan metode pengujian dan

54

Ecolab Vol. 11 No. 2 Juli 2017 : 53 - 104

peralatan yang digunakan sangat tergantung dari kadar analit logam dalam air dan tingkat sensitivitas yang dibutuhkan serta tujuan yang ditetapkan. Pengukuran dengan gravimetri atau kompleksometri dipilih karena merupakan metode primer, namun kadar analit logam dalam sampel air yang dianalisis relatif cukup besar yaitu memiliki satuan mg/L (ppm) atau lebih besar. Ketika kadar analit lebih kecil dari ppm, maka metode kompleksometri kurang optimal karena kesulitan penentuan titik ekivalen maupun titik akhir saat titrasi dilakukan. Sementara kesulitan menggunakan metode gravimetri yaitu saat penimbangan dilakukan, jika laboratorium hanya menggunakan timbangan analitik dengan ketelitian 0,1 mg. Sehubungan dengan hal tersebut, metode pengujian dan peralatan yang lebih sensitif harus dipilih untuk pengujian air yang memiliki kadar analit logam dengan satuan μg/L (ppb) bahkan ng/L (part per trilion, ppt). Mempertimbangkan hal tersebut, maka peralatan Inductive Couple Plasma – Mass Spectrophotometer (ICP-MS) dapat digunakan untuk pengujian analit logam dalam air pada kadar hingga satuan ng/L [1-3].

Peralatan ICP-MS memiliki batasan deteksi yang berbeda disebabkan perbedaan teknologi yang digunakan oleh pabrikan pembuat peralatan. Batasan kadar analit terendah yang mampu diukur oleh suatu instrumentasi sehingga menghasilkan deteksi signal cukup besar dan dapat dibedakan dengan signal blanko disebut lower limit detection (LLD), detection limit (DL) atau limit of detection (LoD). Dalam prakteknya, LoD jarang digunakan sebagai penentuan batasan terendah suatu metode pengujian disebabkan LoD masih dipengaruhi oleh noise dari instrumen

sehingga mengakibatkan tingkat kesalahan yang masih relatif tinggi. Umumnya, rentang kerja terendah suatu metode pengujian ditentukan oleh batas kuantifikasi. Secara definisi, batas kuantifikasi adalah kadar analit yang menghasilkan signal lebih besar dari blanko pada kondisi kegiatan rutin yang dapat diterapkan di laboratorium. Batas kuantifikasi (limit of quantitation, LoQ, atau minimum quantitation level, MQL) merupakan suatu batasan terkecil hasil pengujian yang dapat dilaporkan (limit of reportable, LoR) dengan menyertakan ketidakpastian pengukuran. Dengan demikian, LoQ merupakan batas terendah dari rentang kerja pengujian yang dapat digunakan sebagai batasan terendah suatu pelaporan hasil [4-6].

Ketika peralatan baru diinstal di laboratorium, LoQ dapat ditentukan melalui instrumental detection limit (IDL) yang diinformasikan oleh pabrikan pembuat instrumentasi. Hal ini disebabkan, semua pabrikan pembuat instrumentasi mencantumkan nilai IDL yang digunakan sebagai informasi kinerja instrumen yang diproduksi dan sebagai bagian dari promosi teknisnya. Namun demikian, nilai IDL akan berubah seiring dengan waktu penggunaan instrumen tersebut. Semakin lama digunakan, instrumen akan mengalami depresiasi yang menyebabkan kurang sensitifnya instrumen tersebut. Oleh karena itu, laboratorium harus menentukan nilai IDL sesuai kemampuan sensitivitas instrumen saat LoQ akan ditentukan.

Berdasarkan penjelasan diatas, maka kajian ilmiah penentuan LoQ dilakukan untuk analit logam berat Cd, Cu, Mn, Zn dalam air dengan menggunakan instrumen Inductive Couple Plasma – Time of Flight

55


– Mass Spectrophotometer (ICP-TOF-MS). ICP-TOF-MS dipilih karena kadar analit logam berat sangat rendah dengan satuan μg/L atau ng/L dalam air. Adapun kajian dilakukan di laboratorium Pusat Penelitian dan Pengembangan Kualitas dan Laboratorium Lingkungan – Kementerian Lingkungan hidup, Serpong – Banten.

METODOLOGI

Prinsip dasar pengukuran logam berat dalam air menggunakan peralatan ICP-MS adalah sampel uji diintroduksikan ke dalam pusat tabung plasma argon sehingga terjadi pengabutan, kemudian secara cepat tersolvasi dan teruapkan. Ketika melewati inti plasma, proses disosiasi dan ionisasi terjadi. Ion-ion terekstrak dari tabung pusat plasma menuju suatu pompa vakum antarfase, kemudian ditransmisikan ke dalam spektrofotometer massa. Di dalam spektrofotometer massa, ion – ion terpisahkan berdasarkan massa mereka terhadap rasio muatan. Namun demikian, ion tidak dapat di pecah secara terus menerus ke dalam spektrofotometer massa. Sehubungan dengan hal tersebut, pecahan ion dari plasma harus dimodulasi dan detektor harus mampu merespon setiap perubahan dengan cepat. Peningkatan resolusi alat dengan cara melipatgandakan jalur lompatan dan tempat berhentinya ion lewat reflektor atau cermin merupakan sistem time of flight (ToF). Dengan demikian, instrumentasi ICP-TOF-MS merupakan penggabungan prinsip ICP-MS dengan prinsip ToF [7].

Persiapan peralatan gelas, aquades yang digunakan, pembuatan larutan kerja logam Cd, Cu, Mn, Zn dan optimalisasi ICP-ToF-MS merupakan hal yang mutlak dilakukan

sebelum penentuan LoQ. Semua peralatan gelas yang digunakan dalam kajian penentuan LoQ, antara lain labu ukur dan pipet, harus didekontaminasi dengan cara merendam peralatan gelas dalam aqudes yang memiliki daya hantar listrik (DHL) < 0,5 µS/cm. Kemudian peralatan gelas dikeringkan dan dibilas dengan larutan asam nitrat grade suprapur 1 : 1, lalu dibilas dengan aquades untuk menghilangkan sisa larutan asam nitrat dan dikeringkan. Pembuatan larutan standar dilakukan dengan cara memipet masing - masing larutan induk Cd, Cu, Mn, Zn ke dalam labu ukur dan melarutkannya dengan aquades yang mengandung asam nitrat grade ultrapur 2% v/v [8]. Optimalisasi ICP-ToF-MS dilakukan sesuai manual dari pabrikan dengan menggunakan larutan tuning pada kadar 100 ppb. Tuning ICP-ToF-MS merupakan proses uji kinerja untuk mengetahui kondisi laik pakainya instrumen tersebut dengan cara membandingkan data hasil tuning dengan kriteria batas keberterimaan yang ditentukan.

Setelah persiapan dilakukan dengan baik dan benar, penentuan LoQ dilakukan dengan cara mengukur air bebas analit yang telah ditambahkan larutan asam nitrat (HNO3) 2% v/v hingga pH ≤ 2 dan diperkaya (spike) dengan larutan standar Cd, Cu, Mn, Zn pada masing - masing kadar berdasarkan nilai IDL yang telah diperoleh. Nilai IDL untuk masing-masing logam berat ditentukan dengan cara mengukur air bebas analit yang telah ditambahkan asam nitrat 2% v/v hingga pH ≤ 2. Pengukuran air bebas analit yang diperkaya dengan larutan standar Cd, Cu, Mn, Zn untuk penentuan LoQ, dilakukan pengulangan sebanyak 10 kali untuk mengetahui variabilitas dan untuk mendapatkan standar deviasi sehingga

56


diperoleh LoQ [9].

Nilai IDL masing – masing analit logam diperoleh dengan mengalikan 3 standar deviasi dari minimal 10 kali pengulangan pengukuran blanko, yaitu:

IDL = 3sdblanko ...........................................(1)

Nilai standar deviasi diperoleh dengan perhitungan, sebagai berikut:

.....................................(2)

dimana rerata:

nxxxx

n

xx n

n

ii ......3211 +++==

∑= ...............(3)

Sehubungan dengan nilai IDL masih merupakan peak area, maka dilakukan pengukuran larutan standar logam Cd, Cu, Mn, Zn dalam air pada kadar rendah yaitu setara IDL yang ditetapkan pabrikan. Penentuan kadar IDL dalam satuan μg/L dilakukan melalui perbandingan larutan kerja logam Cd, Cu, Mn, Zn dalam air, adalah sebagai berikut:

....(4)

Jika pertimbangan perbandingan estimasi limit deteksi sebagaimana dinyatakan dalam Standard Methods for The Examination of Water and Waste Water 22rd Edition, APHA – 2012, yaitu IDL : LoD : MDL : LoQ = 1 : 2 : 4 : 10 (Gambar 1), maka nilai LoQ dapat ditentukan, yaitu:

..................................... (5)

( )

11

2

−

−=∑=

n

xxsd

n

ii

sd

( )[ ][ ] [ ]

( )LgdarSKadar

AreaAreaKadar

dars

IDLLgIDL /tan

tan/ µµ =

Gambar 1: Perbandingan batas deteksi dalam rentang dinamik intrumentasi

LoQ ditentukan melalui pengulangan kadar logam yang setara dengan 10 kali kadar batas deteksi instrumen. Nilai LoQ diterima jika memenuhi kriteria batas keberterimaan yaitu signal to noise ratio (S/N) = 10 – 20 (Gambar 2).

Gambar 2: Perbandingan signal to noise dalam intrumentasi

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penentuan IDL untuk masing - masing analit Cd, Cu, Mn, Zn dalam air dilakukan dengan mengaspirasikan blanko yaitu air bebas analit yang telah ditambahkan asam nitrat 2% v/v hingga pH ≤ 2. Pengukuran dengan ICP-ToF-MS dilakukan dengan minimal pengulangan 10 kali agar diperoleh standar deviasi, sebagaimana hasil dalam Tabel 1, dibawah ini:

57


No AnalitLarutan standar Penentuan IDL

Kadar (μg/L)* Rerata Peak Area Peak Area Kadar (μg/L)1 Cd 0,0009 574 37 0,00062 Cu 0,002 1682 145 0,0023 Mn 0,004 15375 753 0,0024 Zn 0,002 1405 264 0,004

Tabel 2. Perbandingan peak area larutan standar dengan peak area IDL

*: Nilai IDL peralatan ICP-ToF-MS dari pabrikan

Semakin kecil nilai IDL, maka kemampuan peralatan lebih sensitif dalam membaca kadar analit. Namun demikian, nilai IDL dalam Tabel 1 merupakan peak area yang dihasilkan dari ICP-ToF-MS, karena itu perlu dilakukan konversi ke satuan kadar μg/L dengan melakukan pengukuran larutan standar logam Cd, Cu, Mn, Zn dalam air pada kadar IDL yang ditetapkan oleh pabrikan sehingga diperoleh data sebagaimana Tabel 2.

Kadar IDL dalam satuan μg/L diperoleh dengan melakukan perbandingan larutan standar yang yang telah diketahui peak area–nya,

Tabel 1. Nilai IDL logam Cd, Cu, Mn, Zn dalam air

PengulanganAnalit (peak area)

Cd Cu Mn Zn1 57.2 644.3 4058.0 940.52 32.0 573.2 4165.7 684.93 23.7 590.9 3752.4 709.24 44.6 600.8 3770.8 685.15 64.4 572.1 3820.8 868.86 52.5 539.9 3784.7 783.87 51.1 574.1 3740.5 691.98 38.4 698.4 4372.0 733.59 43.1 598.8 4240.4 685.710 54.8 661.7 4284.4 735.0

Rerata 46.2 605.4 3999.0 751.8Sd 12.3 48.3 251.1 88.0

IDL peak area 37 145 753 264

menggunakan persamaan (4) sebagaimana tersebut diatas. Contoh perhitungan IDL dalam satuan μg/L, adalah sebagai berikut:

Selanjutnya, penentuan LoQ dilakukan dengan cara pembacaan pengulangan kadar 10 kali nilai IDL percobaan dan dihasilkan sebagaimana pada Tabel 3. Perkalian tersebut didasarkan perbandingan IDL dengan LoQ (Gambar 1). Nilai LoQ masing - masing logam berat Cd, Cu, Mn dan Zn adalah:

58


No AnalitLarutan standar

Kadar (μg/L) Peak area Keterangan

1 Cd 0,006

565.80

Rerata (x): 574,12Simpangan baku (sd): 44,59Signal to Noise rasio (x/sd): 12,87Batas keberterimaan: (x/sd) = 10 – 20

589.10567.45499.01598.39503.27579.25591.05646.66601.21

2 Cu 0,02

1749.41


1613.011684.211543.451681.761819.591859.041776.991499.671595.78

3 Mn 0,02

15326.70


15289.6015508.1514991.9914237.3415395.3417507.7814847.5713453.5617193.24

4 Zn 0,04

1457.91


1366.311392.111233.981521.891583.221413.441355.701225.151501.01

Tabel 3. Perbandingan peak area larutan standar dengan peak area IDL

59


The signal to noise ratio (S/N) yang dinyatakan dalam perbandingan antara rerata hasil pengulangan pengujian dengan simpangan baku (x/sd) harus berkisar antara 10 - 20. Kisaran S/N antara 10 - 20 berarti bahwa kadar analit mampu menghasilkan sinyal lebih besar dari blanko pada kondisi kegiatan rutin yang dapat diterapkan di laboratorium (limit of practicable, LoP). Dengan demikian, LoQ merupakan suatu batas terkecil hasil pengujian yang dapat dilaporkan (limit of reportable, LoR) dengan menyertakan nilai ketidakpastian pengukuran.

S/N juga dapat diartikan sebagai evaluasi kesalahan acak (random error) yang terjadi pada pengujian dan perkiraan presisi yang diharapkan dari sejumlah pengulangan pengujian. Bila S/N berkisar antara 2 – 3, hal ini menunjukan batas deteksi instrumen dan bila S/N sama dengan 5 – 10 maka hal ini merupakan batasan deteksi terendah (lower limit detection, LLD). Sehubungan larutan standar pada kadar 0,006 μg/L (Cd), 0,02 μg/L (Cu), 0,02 μg/L (Mn), dan 0,04 μg/L (Zn) memberikan nilai S/N dalam kisaran 10 – 20, maka dapat dipastikan bahwa kadar larutan standar Cd, Cu, Mn dan Zn tersebut adalah batas kuantifikasi dan dapat digunakan sebagai batasan suatu laporan [10].

Nilai LoQ dapat digunakan sebagai

pertimbangan batas bawah pembuatan kurva kalibrasi. Secara kimia statistik, suatu kurva kalibrasi sebaiknya dibuat dengan satu larutan blanko dan minimal 3 kadar larutan kerja yang proposional dimana kadar larutan terendah adalah nilai LoQ, sedangkan kadar larutan kerja tertinggi sekitar 2 kali kadar sampel. Sebagai contoh pada Tabel 4 diperoleh nilai LoQ untuk elemen Cd adalah 0,006 µg/L, maka jika saat melakukan pengujian sampel logam Cd dalam air atau air limbah diperoleh nilai 0,001 µg/L, maka dilaporkan < 0,006 µg/L atau < LoQ. Hal ini karena nilai 0,001 belum dapat dipastikan apakah nilai tersebut merupakan signal analit atau noise instrument [1-12].

Tabel 4. Nilai LoQ hasil percobaan di laboratoriumNo Analit IDL (μg/L) LoQ (μg/L)1 Cd 0,0006 0,0062 Cu 0,002 0,023 Mn 0,002 0,024 Zn 0,004 0,04

Keunggulan penggunaan ICP-MS dibandingkan dengan instrumentasi lainnya, misalnya atomic absorption spectrophotometer, AAS, adalah kemampuan ICP-MS dalam pembacaan multi element, sensitivitas tinggi, dan informasi isotopic element. Perbandingan tersebut dapat dilihat pada Tabel 6, berikut ini:

No Uraian AAS ICP-MS1 Kecepatan analisis Lama Cepat2 Sensitivitas Sedang Tinggi3 Tipe pengukuran Single elemen Multi elemen4 Biaya Murah Tergantung jumlah sampel dan elemen yang diukur5 Informasi isotop Tidak tersedia Tersedia

Tabel 6. Perbandingan AAS dengan ICP-MS

60


SIMPULAN

Penentuan LoQ metode pengujian logam berat Cd, Cu, Mn, Zn menggunakan peralatan ICP-ToF-MS dilakukan melalui pengulangan kadar logam yang setara dengan 10 kali kadar batas deteksi instrumen. Batasan kuantifikasi berdasarkan eksperimen diperoleh masing-masing Cd = 0,006 μg/L, Cu = 0,02 μg/L, Mn = 0,02 μg/L, dan Zn = 0,04 μg/L. Nilai LoQ yang diperoleh dapat digunakan sebagai pertimbangan batas bawah pembuatan kurva kalibrasi. Dengan menetapkan batas kuantifikasi, laboratorium dapat melaporkan hasil pengujian disertakan ketidakpastian pengukuran pada kadar lebih dari LoQ atau dilaporkan kurang dari LoQ pada kadar rendah, sehingga pelaporan jadi bermakna. Keunggulan penggunaan ICP-ToF-MS dibandingkan dengan instrumentasi lainnya, misalnya atomic absorption spectrophotometer, AAS, adalah kemampuan ICP-ToF-MS dalam pembacaan multi element, sensitivitas tinggi, dan informasi isotopic element.

DAFTAR PUSTAKA

(1) American Public Health Association, 2012, Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water”, 22th Edition, 3020 “Quality Asurance/Quality Control”, APHA, Washigton – USA;

(2) American Public Health Association, 2012, Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water”, 22th Edition, 3030 “Priliminary Treatment”, APHA, Washigton – USA;

(3) American Public Health Association, 2012, Standard Methods for the Examination of Water and Waste

Water”, 22th Edition, 3125 “Metals By Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometry”, APHA, Washigton – USA;

(4) B. Magnusson and U. Omemark (eds.), 2014, Eurachem Guide, “The Fitness for Purpose of Analytical Methods – A Laboratory Guide to Method Validation and Related Topic”, 2rd ed., ISBN : 978-91-87461-59-0, CITAC, UK;

(5) Breton, Thomas., et. al., 2015, “Improving Precision and Signal/Noise Ratios for MC-ICP-MS”, 11th Applied Isotope Geochemistry Conference, Published by Elseivier;

(6) Edited by Sarkar, Bibudhendra., 2002, “Heavy Metals in the Environment”, ISBN: 0-8247-060-7, Marcel Dekker, Inc., New York, USA;

(7) Ellison, S.L.R., and William A (eds.), 2012, “Eurachem/CITAC Guide : Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement” 3th edition, ISBN : 978-0-948926-30-3, CITAC, UK;

(8) GBC., 2012, “Optimass Operating Manual ICP Time-of-Flight Mass Spectrophotometer”;

(9) Gupta, Vipin B. Gupta. Methods for the determination of limit of detection and limit of quantitation of the analytical methods. http://www.cysonline.org. Diunduh tanggal 13 Februari 2017;

(10) Hadi. Anwar, dkk. 2010. Pedoman verifikasi metode pengujian parameter kualitas lingkungan: Asdep Urusan Standarisasi, Teknologi dan Produksi Bersih, Deputi Bidang Pembinaan Sarana Teknis dan Peningkatan Kapasitas, Kementerian Lingkungan Hidup: Jakarta.

61


(11) Thomas, Robert., 2008, “Practical Guide to ICP-MS : A Tutorial for Beginners” Second Edition, ISBN : 978-1-4200-6786-6, CRC Press Taylor & Francis Group, Boca Raton;

(12) Wells, Greg., et. al., 2011, Technical Note Agilent Technologies, “Signal, Noise, and Detection Limits in Mass Spectrometry” Wilmington – USA;

62


1 Pusat Penelitian dan Pengembangan Kualitas dan Laboratorium Lingkungan, Kawasan PUSPIPTEK Gedung 210, Serpong – Tangerang Provinsi Banten, 15310, Telp. 021-7560981, email: [email protected] PT Trusur Unggul Teknusa, Ruko Jalan Lapangan Tembak Raya No. 64 G Cibubur Jakarta Timur 13720 No. Telp: (021) 29627001-3, Website: trusur.com & email: [email protected].

ABSTRAKSalah satu persyaratan validasi data pengukuran gas adalah dilakukan oleh personel yang kompeten dengan menggunakan gas analyzer yang terkalibrasi dan pengunaan metode tervalidasi. Validasi metode pengukuran gas dengan peralatan gas analyzer dilakukan secara perbandingan langsung dengan certified span gas (CSG) yang tertelusur ke sistem satuan internasional melalui rantai perbandingan yang tidak terputus. Tujuan validasi metode kalibrasi adalah untuk mendapatkan informasi penting dalam menilai kemampuan serta keterbatasan metode kalibrasi. Validasi metode kalibrasi gas analyzer O2, CO, NO, NO2, SO2, CH4, dan H2S menghasilkan akurasi, presisi dan linieritas memenuhi kriteria batas keberterimaan yang telah ditentukan yaitu % R ≤ 2% relatif, % RSD ≤ 0,5 nilai horwitz dan koefisien determinasi ≥ 0,990. Kemampuan kalibrasi dan pengukuran digunakan sebagai informasi atas kemampuan pengukuran dan kalibrasi serta ketidakpastian yang dicapai yang tersedia bagi pelanggan dalam kondisi normal. Dengan demikian, metode kalibrasi gas analyzer yang telah divalidasi dapat digunakan untuk mengukur sampel gas untuk kebutuhan pelanggan.

Kata kunci: validasi metode, certified span gas, zero gas, gas analyzer, calibration and measurement capability

ABSTRACT One of the requirements for data validation of gas measurement with gas analyzer is performed by competent personnel using calibrated gas analyzer and validation of method. The validation of calibration method for the gas analyzer is carried out in direct comparison to the certified span gas (CSG) which is traceable to the international unit system through an unbroken chain of comparison. The purpose of calibration method validation is to obtain important information in assessing the capabilities as well as the limitations of the calibration methods. Validation of calibration method for O2, CO, NO, NO2, SO2, CH4, and H2S analyzer resulted in accuracy, precision and linearity that meets the predetermined acceptance limit criteria are in which % R ≤ 2% relative,% RSD ≤ 0,5 Horwitz value and coefficient of determination ≥ 0.990. The Calibration and Measurement Capability (CMC) obtained is the most precise uncertainty value that the laboratory could achieve in gas analyzer calibration routine services. Calibration and measurement capability (CMC) is used as information on measurement and calibration capability including uncertainty available to customers under normal conditions. Thus, the validated calibration method for gas analyzer can be used for measuring the gas sample for customer needs.

Keywords: method validation, certified span gas, zero gas, gas analyzer, calibration and measurement capability

PENDAHULUAN

Untuk mendapatkan validitas data hasil pengukuran, maka di samping harus dilakukan oleh personel yang kompeten dengan

VALIDASI METODE KALIBRASI GAS ANALYZER UNTUK PENGUKURAN O2, CO, NO, NO2, SO2, CH4, DAN H2S SECARA

PERBANDINGAN LANGSUNG DENGAN CERTIFIED SPAN GAS

VALIDATION OF CALIBRATION METHOD FOR O2, CO, NO, NO2, SO2, CH4 AND H2S ANALYZER THROUGH DIRECT COMPARISON

USING CERTIFIED SPAN GAS

Anwar Hadi(1), Jaja Ahmad Subarja(2), dan Idris Firdaus(2)

(Diterima tanggal 7 Juni 2017 Disetujui tanggal 11 September 2017)

menggunakan peralatan ukur yang telah dikalibrasi serta sumber daya laboratorium yang mendukung, penggunaan metode

63

Anwar Hadi, Jaja Ahmad Subarja, dan Idris Firdaus: Validasi Metode Kalibrasi Gas Analyzer ...

yang valid juga memegang peranan yang sangat penting. Penggunakan metode yang valid, dapat menjamin tingkat akurasi dan presisi dari suatu data hasil pengukuan. Bila laboratorium menggunakan metode standar yang telah dipublikasi dan sudah divalidasi oleh lembaga atau organisasi nasional maupun internasional, maka laboratorium harus melakukan revalidasi metode tersebut meskipun hanya meliputi aspek - aspek tertentu saja. Hal ini dimaksudkan, agar laboratorium yang bersangkutan memiliki data revalidasi yang merupakan bukti objektif yang sesuai dengan kebutuhannya.

Perlu diperhatikan bahwa setiap laboratorium memiliki kondisi yang berbeda, misalnya sarana akomodasi dan lingkungan pengukuran, kompetensi personel, kemampuan peralatan, sehingga kinerja laboratorium yang satu berbeda dengan laboratorium lain dalam menerapkan metode standar. Salah satu syarat validitas data hasil pengukuran sampel emisi gas buang cerobong industri atau insinerator dengan gas analyzer adalah penggunaan metode pengukuran yang telah divalidasi dengan hasil memenuhi kriteria batas keberterimaan. Validasi metode merupakan konfirmasi melalui pengujian dan pengadaan bukti yang objektif bahwa persyaratan tertentu untuk suatu maksud khusus dipenuhi [1].

Validasi metode pengukuran gas dengan peralatan gas analyzer dilakukan secara perbandingan langsung dengan certified span gas (CSG) yang tertelusur ke sistem satuan internasional melalui rantai perbandingan

yang tidak terputus [2-5]. Adapun lingkup validasi metode pengukuran meliputi gas O2, CO, NO, NO2, SO2, CH4 dan H2S yang ditentukan nilai accuracy, repeatability atau stability, linearity dan calibration and measurement capability (CMC). Sedangkan tujuan validasi metode pengukuran gas adalah untuk mendapatkan informasi penting dalam menilai kemampuan sekaligus keterbatasan dari metode pengukuran tersebut.

METODOLOGI

Kadar certified span gas dialirkan dengan kecepatan tertentu melalui gas inlet port pada

gas analyzer akan dideteksi oleh sensor dan menghasilkan output berupa sinyal listrik yang sebanding dengan kadar gas tersebut. Sinyal listrik yang terdeteksi dikonversi dalam satuan part per-million (ppm) atau prosentase (%) sesuai besaran sinyal yang diterima sehingga dapat dibaca dalam monitor gas analyzer. Sebelum digunakan untuk validasi metode, uji kinerja dan kalibrasi gas analyzer dilakukan dengan cara pengukuran certified span gas yang tertelusur ke sistem satuan international. Jika perbedaan antara kadar gas yang ditunjukkan oleh gas analyzer dengan kadar certified span gas memenuhi batas keberterimaan toleransi, maka gas analyzer dalam keadaan terkalibrasi dan langkah selanjutnya yaitu validasi metode dapat dilakukan [5-9]. Ilustrasi kalibrasi gas analyzer dengan perbandingan langsung certified span gas sebagaimana Gambar 1 dibawah ini:

64


Peralatan yang dibutuhkan untuk validasi metode pengukuran gas O2, CO, NO, NO2, SO2, CH4, dan H2S meliputi gas analyzer, certified span gas (CSG), zero gas, regulator, tubing, flowmeter, dan ventilation hood for gas calibration. Sedangkan bahan kimia yang diperlukan yaitu gas nitrogen kemurnian tinggi (nitrogen ultra high purity, N2 - UHP grade) 99,999% dan certified span gas O2, CO, NO, NO2, SO2, CH4, dan H2S yang memiliki akurasi relatif ≤ 2% sebagaimana tertera dalam sertifikat.

Validasi metode pengukuran gas di lakukan di laboratorium kalibrasi PT Trusur Unggul Teknusa yang berlokasi di Jakarta. Laboratorium kalibrasi tersebut telah terakreditasi berdasarkan ISO/IEC 17025 dengan nomor LK-189-IDN. Sebelum melakukan penentuan akurasi, repeatabilitas dan linearitas, dipastikan bahwa seluruh sumber daya yang digunakan dapat memfasilitasi kebenaran unjuk kerja secara teknis. Kurva kalibrasi dibuat dengan pembacaan gas nitrogen kemurnian tinggi sebagai blanko atau kadar nol (zero gas) dan minimal 3 titik kalibrasi pada kadar rendah, kadar tengah dan

Gambar 1. Ilustrasi kalibrasi gas analyzer dengan perbandingan langsung certified span gas

kadar tinggi dengan menggunakan CSG yang tertelusur ke sistem satuan internasional.

Kriteria batas keberterimaan validasi metode kalibrasi mempertimbangkan, hal – hal sebagai berikut:

1. akurasi (%R) merupakan kedekatan antara hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya dari besaran ukur. Jika %R yang diperoleh ≤ 2%, maka akurasi memenuhi kriteria batas keberterimaan. Nilai akurasi ditentukan dengan rumus:

%100.%µxR =

dimana: x = hasil (rerata) pengulangan

pengukuran μ = nilai benar atau nilai acuan

dalam certified span gas

2. repeatabilitas atau stabilitas instrumen yang diungkapkan dalam %RSD didefinisikan sebagai kedekatan antara hasil - hasil pengukuran yang berurutan untuk besaran ukur yang sama yang dilakukan pada kondisi yang sama. Bila %RSD ≤ 0,5 nilai Horwitz, maka

....................................(1)

65


repeatabilitas memenuhi keriteria batas keberterimaan. %RSD dan nilai Horwitz ditetapkan sebagai berikut:

%100.%x

sdRSD = .....................(2)

dimana:

( )

11

2

−

−=∑=

n

xxsd

n

ii

...........................(3)

dan n

xxxxn

xx n

n

ii ......3211 +++==

∑= ...(4)

Adapun kriteria batas keberterimaan repetabilitas, adalah:

[ ]( )CRSD log5,0125,0% −≤ ................(5)

dimana:[ ]Clog5,012 − = nilai Horwitz

sd = simpangan baku x = rerata hasil pengulangan pengukuran C = kadar gas bersertifikat yang diungkapkan dalam fraksi berat (1 ppm = 10-6)

3. evaluasi linearity atau instrument sensitivity dapat dilakukan dengan membuat kurva kalibrasi antara kadar certified span gas dengan respon instrumen gas analyzer. Persamaan regresi linear dirumuskan, sebagai berikut:

abxy += .....................................(6)

dimana:

y = respon instrumen x = kadar pembacaan gas bersertifikat a = intersep (intercept) b = kemiringan (method slope)

Gas analyzer dinyatakan memiliki respon yang proporsional jika persamaan regresi linear yang diperoleh memilki koefisien regresi linear (r) ≥ 0,995 atau koefisien determinasinya (R2) ≥ 0,990.

4. langkah terakhir dalam validasi metode adalah penentuan calibration and measurement capability (CMC) yang dinyatakan sebagai ketidakpastian yang diperluas pada tingkat kepercayaan 95% dengan faktor cakupan k = 2. CMC merupakan ketidakpastian yang dapat dicapai dalam layanan kalibrasi rutin terhadap alat yang dimiliki pelanggan dengan sumber daya yang dimiliki laboratorium [10-13]. Sehubungan CMC dihitung dengan mempetimbangkan semua sumber – sumber ketidakpastian, karena itu penentuan model matematika merupakan hal paling mendasar. Model matematika untuk metode pembacaan langsung (direct reading method) sebagaimaan pengukuran gas dengan gas analyzer, adalah:

Y = f{xi|xi = flowmeter, resolusi gas analyzer, repeatabilitas, certified span gas}

Kalibrasi gas analyzer merupakan sistem pembacaan langsung yang dipengaruhi oleh flowmeter, resolusi gas analyzer, repeatabilitas, dan certified span gas, maka perhitungan ketidakpastian gabungan menggunakan model matematis yang diungkapkan sebagai berikut:

...........(7)

Adapun perhitungan ketidakpastian masing-masing faktor, adalah sebagai berikut:

sd

sd

bx

22)(

2)(

2)()( gasrepresflowyc uuuuu +++=

66


a) ketidakpastian flowmeter:nilai ketidakpastian diperoleh dari ketidakpastian diperluas dibagi dengan faktor cakupan pada sertifikat kalibrasi flowmeter

kUu flow

%95= ..............................(8)

b) ketidakpastian gas analyzer: nilai ketidakpastian diperoleh dari

resolusi gas analyzer dibagi dengan akar 3 untuk distribusi rectangular.

32terkecil

resSkalau = ............................(9)

c) ketidakpastian repeatabilitas: nilai ketidakpastian diperoleh dari

standar deviasi dibagi dengan akar sejumlah (n) pengulangan pengukuran

n

sdurep = .................................(10)

d) ketidakpastian certified gas: nilai ketidakpastian diperoleh dari

ketidakpastian certified gas dibagi dengan faktor cakupan yang tercantum dalam sertfikat gas yang digunakan atau 3 jika tidak mencantumkan faktor cakupan:

k

Uugas%95= ...............................(11)

Jika ketidakpastian gabungan telah diperoleh, maka untuk mendapat faktor cakupan, derajat kebebasan efektif (vef) dihitung dengan menggunakan rumus Welch-Satterthwaite, sebagai berikut:

.............................(12)

Setelah mendapatkan derajat kebebasan efektif, maka nilai faktor cakupan diperoleh dari t-student table pada tingkat kepercayaan 95%. Selanjutnya, nilai ketidakpastian diperluas diperoleh dengan pengalikan ketidakpastian gabungan dengan t-student table pada tingkat kepercayaan 95% yang telah diperoleh.

( ) )(%,95%,95 ycdf utU ±= ..................(13)

HASIL DAN PEMBAHASANKetika melakukan validasi metode pengukuran gas O2, CO, NO, NO2, SO2, CH4, dan H2S dengan gas analyzer, maka hal yang harus dipertimbangkan adalah keselamatan dan kesehatan kerja. Karena itu, teknisi harus menghidupkan exhaust fan minimal 10 menit dan menggunakan masker sebelum bekerja serta dilarang melakukan pengukuran gas – gas tersebut seorang diri. Validasi metode dilakukan pada fasilitas sedemikian rupa sehingga tidak merusak data hasil validasi. Sehubungan dengan hal tersebut, kondisi dan lingkungan pengukuran dijaga sedemikian rupa sehingga suhu ruang pada 25⁰C ± 5⁰C dan kelembaban 55%RH ± 10%RH. Jika kondisi dan lingkungan dapat mengakibatkan merusak mutu data hasil validasi, maka pekerjaan yang sedang berlangsung harus dihentikan.

Sebelum validasi metode dilakukan, hasil unjuk kerja peralatan gas analyzer dievaluasi dan harus memenuhi batas keberterimaan yang ditentukan yaitu akurasi 100% ± 2% serta presisi [ ]( )CRSD log5,0125,0% −≤ . Ketika hasil unjuk kerja gas analyzer dinyatakan laik pakai, maka proses validasi metode dilakukan dengan mengalirkan gas N2-UHP grade sebagai blanko atau kadar nol (zero gas), dengan hasil sebagai berikut:

∑=

=n

i i

yi

ycef

vu

uv

1

4)(

4)(

U95%

U95% 95%,df

sd

U95%

Vef

67


Hasil pengukuran gas nitrogen dilakukan secara duplikasi dengan hasil diilustrasikan Gambar 2, menunjukan bahwa waktu lebih dari 40 detik gas analyzer stabil pembacaan pada kadar 0,1% sebagaimana tertera dalam sertifikat N2-UHP grade. Hal ini berarti bahwa hasil pengukuran gas N2 sebagai blanko memenuhi batas keberterimaan.

Setelah pengukuran gas nitrogen, certified

Gambar 2. Hasil pengulangan pengukuran gas nitrogen sebagai blanko

Gambar 3. Hasil pengulangan pengukuran gas karbon monoksida

span gas CO berbagai kadar diukur dengan gas analyzer hingga pembacaan stabil sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 3 untuk kadar 100,1 ppm. Pada rentang waktu dimana pembacaan stabil, maka kadar gas CO ditetapkan dan dibandingkan dengan nilai pada certified span gas serta dihitung akurasi (%R) dan presisi (%RSD), dengan hasil sebagaimana Tabel 1, sebagai berikut:

KadarPengulangan Pengukuran

%R %RSD Horwitz1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Rerata sd

10 9 9 10 10 10 10 10 10 10 10 9,8 0,422 98,0 4,30 5,6650,3 49 49 50 50 50 50 50 50 50 50 49,8 0,422 99,0 0,85 4,44

100,1 98 98 99 99 99 99 99 99 99 99 98,8 0,422 98,7 0,43 4,00503 497 498 498 498 499 499 499 500 500 500 498,8 1,033 99,2 0,21 3,14

1993 1993 1994 1996 1997 1997 1997 1998 1999 2000 2000 1997,1 2,331 100,2 0,12 2,553995 3968 3970 3971 3970 3971 3971 3972 3972 3972 3972 3970,9 1,287 99,4 0,03 2,30

Tabel 1. Data hasil pengulangan pengukuran gas CO

68


Berdasarkan data hasil pengulangan pengukuran gas CO tersebut di atas, akurasi yang diekspresikan sebagai %R telah memenuhi kriteria batas keberterimaan yaitu 100% ± 2%. Repeatabilitas atau presisi yang diungkapkan dalam %RSD juga memenuhi kriteria batas keberterimaan disebabkan semua data hasil pengulangan pengukuran gas CO, memiliki %RSD ≤ nilai Horwitz [14-18].

Jika hasil pengulangan kadar gas karbon monoksida dibandingkan dengan nilai benar dalam CSG dan digambarkan kedalam kurva kalibrasi, maka diperoleh persamaan regresi

linear dengan persamaan y = 0,9953x + 0,7408 dengan koefisien determinasi (R2) = 1. Hal ini berarti bahwa persamaan regresi linear tersebut memenuhi batas keberterimaan karena koefisien determinasi ≥ 0,990 [19].

Sehubungan dengan akurasi, presisi, dan lineritas hasil validasi metode pengukuran gas CO telah memenuhi batas keberterimaan yang ditentukan, maka langkah selanjutnya adalah menghitung calibration and measurement capability (CMC) dengan hasil sebagaimana Tabel 2, berikut ini:

CSG (ppm) Hasil (ppm)

0 0

10 9,8

50.3 49,8

100.1 98,8

503 498,8

1993 1997,1

3995 3970,9

Gambar 4. Kurva kalibrasi pengukuran gas karbon monoksida (CO)

Resolusi gas analyzer CO : 1 ppmKetidakpastian flowmeter : 0,14 LPMKadar certified span gas CO : 100,1 ± 2,0 ppmRepeatabilitas (sd), dimana n = 10 : 0,422

Uraian Satuan Distribusi U Pembagi df Ui Ci Ui Ci (Ui Ci)2 (Ui Ci)

4/dfResolusi % Rectangular 0,5 1,732 1.1020 0,289 1 0,289 0,083 6,9.10-23

Flowmeter L/min Normal 0,14 2 1.1020 0,070 1 0,070 0,005 2,4.10-25

Certified gas % Rectangular 2,002 1,732 1.1020 1,156 1 1,156 1,336 1,8.10-20

Repetabilitas % t-student 0,016 1 9 0,016 1 0,016 0,000 7,9.10-9

Jumlah 1,531 1,425 7,9.10-9

Ketidakpastian baku gabungan 1,194Laporan Hasil

(98,8 ± 2.3) ppm%RSU = 2.4%

Derajat kebebasan 3,108

Faktor cakupan, t-student untuk dfeff pada tingkat kepercayaan 95% 1,960Ketidakpastian bentangan 2,34

Tabel 2. Penentuan Calibration and Measurement Capability Gas Analyzer - CO (100,1 ppm)

69


Berdasarkan perhitungan menggunakan persamaan (7) hingga (13), maka diperoleh CMC = 2,3 ppm atau 2,4% relatif dengan hasil rerata pengukuran gas CO = 98,8 ppm. Nilai CMC tersebut merupakan ketidakpastian yang dapat dicapai untuk layanan kalibrasi rutin terhadap alat yang dimiliki pelanggan dengan sumber daya yang dimiliki laboratorium.

Dengan tahapan pengerjaan yang sama sebagaimana validasi metode pengukuran gas CO, maka dilakukan juga validasi metode pengukuran terhadap gas – gas lainnya dengan hasil seperti Tabel 3, sebagai berikut:

Tabel 3. Rekapitulasi penentuan CMC hasil validasi pengukuran gas O2, CO, NO, NO2, SO2, CH4, dan H2S

Parameter Satuan KadarHasil Validasi

Akurasi (%R) Repeatibilitas (%RSD)Rerata

CMCHasil Batasan Hasil Batasan U 95% % Relatif

Oksigen (O2)

%

2,99 ± 0.06 101,0 100 ± 2 1,40 1,70 3,02 ± 0,17 ± 5,5%

9,93 ± 0.20 100,8 100 ± 2 0,32 1,42 10,01 ± 0,27 ± 2,7%

20,78 ± 0,42 100,0 100 ± 2 0,27 1,27 20,79 ± 0,49 ± 2,4%

Karbon Monoksida

(CO)ppm

10 ± 0.2 98.0 100 ± 2 4,30 5,66 9,8 ± 0,68 ± 6,9%

50,3 ± 1.0 99.0 100 ± 2 0,00 4,44 49,8 ± 1,31 ± 2,6%

100,1 ± 2.0 99.9 100 ± 2 0,00 4,00 100,0 ± 2,34 ± 2,3%

503 ± 10 99.4 100 ± 2 0,08 3,14 499,8 ± 11,40 ± 2,3%

1993 ± 40 100.2 100 ± 2 0,20 2,55 1997,1 ± 45,14 ± 2,3%

3995 ± 80 100.0 100 ± 2 0,04 2,30 3996,1 ± 90,43 ± 2,3%

Nitrogen Monoksida

(NO)ppm

100 ± 2 100.7 100 ± 2 1,02 4,00 100,7 ± 2,36 ± 2,3%

250 ± 5 98.9 100 ± 2 0,37 3,48 247,2 ± 5,72 ± 2,3%

500 ± 10 100.1 100 ± 2 0,00 3,14 500,3 ± 11,39 ± 2,3%

Nitrogen Dioksida

(NO2)ppm

10 ± 0,2 10.0 100 ± 2 0,00 5,66 10,0 ± 0,62 ± 6,2%

50 ± 1 50.9 100 ± 2 2,18 4,44 50,9 ± 1,29 ± 2,5%

100 ± 2 100.5 100 ± 2 0,70 4,00 100,5 ± 2,38 ± 2,4%

Sulfur Dioksida

(SO2)ppm

10 ± 0,2 100.0 100 ± 2 4,30 5,66 10 ± 0,68 ± 6,8%

100 ± 2 100.0 100 ± 2 0,00 4,00 100,0 ± 2,34 ± 2,3%

500 ± 10 100.7 100 ± 2 0,28 3,14 503,7 ± 11,37 ± 2,3%

1000 ± 20 101.3 100 ± 2 0,31 2,83 1012,9 ± 22,72 ± 2,2%

Hidrogen Sulfida (H2S)

ppm

10 ± 0,2 98.0 100 ± 2 4,30 5,66 9,8 ± 0,68 ± 6,9%

25 ± 0,5 98.0 100 ± 2 2,15 4,93 49,2 ± 0,88 ± 3,6%

50 ± 1 98.4 100 ± 2 1,06 4,44 24,5 ± 1,30 ± 2,6%

Hidrokarbon(CH4)

1,0 ± 0,02 99,9 100 ± 2 0,32 2,00 1,00 ±0,14 ±13,9%

% 2,5 ± 0,05 99,2 100 ± 2 1,70 1,74 2,48 ±0,16 ±6,5%

5,0 ± 0,10 100,2 100 ± 2 0,13 1.57 5,01 ±0,19 ±3,7%

Berdasarkan rekapitulasi sebagaimana Tabel 3, penentuan akurasi, presisi, CMC dalam validasi metode gas O2, CO, NO, NO2, SO2, CH4, dan H2S memenuhi kriteria batas keberterimaan [20-22].

SIMPULAN

Validasi metode pengukuran gas O2, CO, NO, NO2, SO2, CH4, dan H2S dengan gas analyzer menghasilkan akurasi, presisi dan linearitas memenuhi kriteria batas keberterimaan yang telah ditentukan yaitu % R ≤ 2% relatif, % RSD ≤ 0,5 nilai horwitz

70


dan koefisien determinasi ≥ 0,990. Dengan demikian, metode pengukuran gas tersebut dapat digunakan untuk pengukuran sampel emisi gas cerobong industri atau insinerator yang diperlukan pelanggan. Nilai calibration and measurement capability (CMC) yang diperoleh merupakan ketidakpastian yang telah dicapai oleh laboratorium dalam layanan kalibrasi rutin terhadap alat yang dimiliki pelanggan dengan sumber daya yang dimiliki laboratorium.

UCAPAN TERIMA KASIH

Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak khususnya Direktur serta personel teknis laboratorium kalibrasi PT Trusur Unggul Teknusa yang telah memfasilitasi terselenggaranya validasi metode kalibrasi O2, CO, NO, NO2, SO2, CH4 dan H2S dengan gas analyzer sehingga tercapainya karya tulis ilmiah ini.

DAFTAR PUSTAKA

(1) I n t e r n a t i o n a l S t a n d a r d s f o r O r g a n i z a t i o n / I n t e r n a t i o n a l Elec t ro technica l Commiss ion (ISO/IEC) 17025: 2005, “General requirements for the competence of calibration and testing laboratories”, ISO, Switzerland.

(2) US-EPA Traceabili ty Protocol for Assay and Certification of Gaseous Calibration Standards, EPA600/R-12/531;

(3) International Organization for Standard iza t ion / In te rna t iona l Electrotechnical Commission (ISO) Guide 30: 2015, “Reference materials – Selected terms and definitions”, ISO, Switzerland;

(4) International Organization for Standard iza t ion / In te rna t iona l Elec t ro technica l Commiss ion (ISO) Guide 34: 2009, “General requirement for the competence of reference materials producers”, ISO, Switzerland;

(5) E U R A C H E M / C I TA C , 2 0 0 3 , “ T r a c e a b i l i t y i n c h e m i c a l measurement: A guide to achieving comparable results in chemical measurement”;

(6) Document No. RCP PCA2, “RCP for PCA2 Combustion Analyzers – Repair/Calibration Procedure”, Bacharach, Inc., New Kensington, PA - USA ;

(7) Chapter 11 Gas Sensor Calibration, http://www.intlsensor.com/pdf/GasSnsrCalibratn.pdf (29 Mei 2017);

(8) ICAC Test Method For Periodic M o n i t o r i n g Te s t M e t h o d - Determination of Oxygen, Carbon Monoxide and Oxides of Nitrogen from Stationary Sources For Periodic Monitoring (Portable Electrochemical Analyzer Procedure), http://www.epa.gov (29 Mei 2017);

(9) Nuno J.F. Rodrigues et.all, Gas Analyzers Calibration By Dynamic Dilution For Monitoring Air Pollution And Air Emissions, XIX IMEKO World Congress Fundamental and Applied Metrology September 6-11, 2009, Lisbon, Portugal;

(10) ISO/IEC Guide 98-3: 2008 Uncertainty of measurement ― Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement;

(11) EURACHEM/CITAC CG 4, third edition, 2012, “Quantifying uncertainty in analytical measurement”, www.citac.cc, (download, 31 Maret 2017);

71


(12) EURAMET, 2008, “Metrology – in short”, 3rd edition, www.npl.co.uk, (download, 31 Maret 2017);

(13) Nordtest Project Number: 1589-02, Published By Nordtest,Tekniikantie Finlandhandbook For Calculation of Measurement Uncertainty In Environmental Laboratories, Edition 2

(14) ASTM D 6522 – 00: Standard Test Method for Determination of Nitrogen Oxides, Carbon Monoxide, and Oxygen Concentrations in Emissions from Natural Gas-Fired Reciprocating Engines, Combustion Turbines, Boilers, and Process Heaters Using Portable Analyzers;

(15) ASTM D 3249 – 95 (Reapproved 2000) Standard Practice for General Ambient Air Analyzer Procedures;

(16) US-EPA Method 3a Determination Of Carbon Dioxide And Oxygen From Stationary Sources (Instrumental Analyzer Procedure);

(17) Evaluation of portable flue gas analysers for monitoring carbon dioxide in ambient workplace air, http://www.hse.gov.uk (29 Mei 2017);

(18) State of Colorado Portable Analyzer Monitoring Protocol- Determination of Nitrogen Oxides, Carbon Monoxide and Oxygen Emissions from Natural Gas-Fired Reciprocating Engines, Combustion Turbines, Boilers, and Process Heaters Using Portable Analyzers, http://www.colorado.gov (2 Juni 2017);

(19) American Public Health Association, 2012, Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water”, 22th Edition, 3020 B “Quality Asurance Prac t ices” , APHA, Washigton – USA;

(20) Standard Operating Procedure Use of Portable Analyzer for Title V Semi-Annual Testing, http://www.ndhealth.gov (2 Juni 2017);

(21) Steven Gluck, et.all., Evaluation of NOx Flue Gas Analyzers for Accuracy and Their Applicability for Low-Concentration Measurements, TECHNICAL PAPERISSN 1047-3289 J. Air & Waste Manage. Assoc. 53:749–758 Copyright 2003 Air & Waste Management Association;

(22 Editors S L R Ellison (LGC, UK), M Rosslein (EMPA, Switzerland), A Williams (UK)EURACHEM/CITAC Guide CG 4 Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement Second Edition, Second edition 2000.

72


1) P3KLL-KLHK, Kawasan PUSPIPTEK, Gedung 210 Serpong, Tangerang – Banten T/F 021-7560981, 15310, [email protected].

PENGUKURAN SENYAWA POLYBROMINATED DIPHENYL ETHERS (PBDEs) DI UDARA AMBIEN MENGGUNAKAN POLYURETHANE FOAM-

DISK (PUF-DISK)

MEASUREMENT OF POLYBROMINATED DIPHENYL ETHERS (PBDEs) COMPOUNDS IN AMBIENT AIR USING POLYURETHANE FOAM-DISK

(PUF-DISK)

Dewi Ratnaningsih, Retno Puji Lestari, Arum Prajanti1

(Diterima tanggal 14 Juni 2017; Disetujui tanggal 22 September 2017)

ABSTRAKPolybrominated diphenyl ether (PBDEs) merupakan unsur pembentuk material tahan api. PBDEs berpotensi menim-bulkan efek negatif terhadap mahluk hidup akibat memiliki sifat persisten, toksisitas, dan bioakumulatif. Pengukuran PBDEs dilakukan dengan pengambilan sampel menggunakan Polyurethane foam-disk (PUF-disk) yang dipasang pada passive air sampler (PAS) yang dipaparkan selama 58 hari dan 56 hari yang ditempatkan di dua lokasi yang mewakili daerah perkotaan (Casablanca, Jakarta) dan daerah pedesaan (Citeko, Bogor). Analisis hasil ekstraksi PUF menggunakan gas chromatography-mass spectrometry (GCMS) untuk menentukan sembilan kongener PBDEs yang terdiri dari BDE-17, -28, -47, -66, -99, -100, -153, -154, dan -183. Hasil menunjukkan semua jenis kongener PBDEs terdeteksi di Jakarta, sedangkan di Bogor hanya terdeteksi tujuh jenis. Konsentrasi PBDEs terdeteksi pada kisaran nilai 0,13–4,12 pg/m3 di Jakarta, sedangkan di Bogor berada pada kisaran 0.09 –2,59 pg/m3. Kadar tertinggi ditemukan untuk BDE-47 di kedua wilayah. PBDEs terendah ditemukan untuk BDE-153 di perkotaan sedangkan BDE-153 dan BDE-183 tidak terdeteksi di wilayah pedesaan. Total konsentrasi 9 PBDEs (∑PBDEs) yang terde-teksi di udara ambien di kawasan Casablanca, Jakarta sebesar 9,77 pg/m3 dan di Citeko Bogor sebesar 5,71 pg/m3. Berdasarkan persentase komposisi profil masing-masing BDE, maka kelimpahan terbanyak yang terdeteksi di udara baik di perkotaan dan pedesaan adalah BDE-47, dengan besar kelimpahan di pedesaan sebesar 45 % dan di perkotaan 42%. BDE-99 dan BDE-100 juga mempunyai persentase komposisi yang tinggi di pedesaan karena di perkotaan lebih banyak variasi BDE yang terdeteksi dibandingkand enan di pedesaan. Komposisi BDE lainnya yang mempunyai persentase lebih besar di perkotaan dibandingkan dengan di pedesaan adalah BDE-17, BDE-28, BDE-66, BDE-154, BDE-153 dan BDE-183.

Kata kunci: Polybrominated diphenyl ether, material tahan api, passive sampler, PUF-disk.

ABSTRACTPolybrominated diphenyl ethers (PBDEs) are the essential element of flame retardants material. PBDEs potentially shared the negative effect on living things regarding their persistency, toxicity, and bioaccumulation. Measurement of PBDEs was conducted using passive air sampler by installed the PUF-disk for 58 and 56 days, respectively, located in urban area (Casablanca, Jakarta) and rural area (Citeko, Bogor). Analysis of PUF’s extract by gas chromatography-mass spectrometry (GCMS) was performed to determine nine congeners of PBDEs (BDE-17, -28, -47, -66, -99, -100, -153, -154, and -183). The monitoring result showed that all congeners were detected in Jakarta, while in Bogor only seven were identified. PBDEs level in Jakarta ranged from 0,13 – 4,12 pg/m3, while in Bogor ranged from 0.09 – 2,59 pg/m3. The highest level of BDE-47 were found in both areas. The lowest level of BDE-153 were found in urban area, while BDE-153 and BDE-183 were undetected in rural area. The total level of 9 PBDEs (∑PBDEs) observed in ambient air in Casablanca-Jakarta was 9,77 pg/m3 and in Citeko-Bogor was 5,71 pg/m3. Based on the profile composition of each BDE in percentage, the most abundant BDE detected in both urban and rural air is BDE-47, with a 45% rural abundance and 42% in urban areas. The composition of BDE-99 and BDE-100 detected in rural areas are relatively high compared to ones in urban areas. This occurred since the composition of BDE in rural areas is less varied than the urban areas. Other BDE compositions that have a greater percentage in urban than in rural areas are BDE-17, BDE-28, BDE-66, BDE-154, BDE-153 and BDE-183.

Keywords: Polybrominated diphenyl ether, flame retardants, passive sampler, PUF-disk

73

Dewi Ratnaningsih, Retno Puji Lestari..: Pengukuran Senyawa Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDEs)...

PENDAHULUANSenyawa organik pada umumnya dapat ditransportasikan secara global tanpa mengenal batas wilayah maupun negara. PBDEs merupakan kelompok senyawa yang sudah termasuk dalam POPs (Persistent Organic Pollutants). Beberapa senyawa organik persisten perlu mendapat perhatian karena pada umumnya senyawa ini bersifat hidropobik, bioakumulatif, dan persisten (1, 2).

Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) merupakan senyawa organobromine yang masuk dalam kelas brominated hidrocarbon dan juga sebagai kelompok senyawa brominated flame retardant (BFRs) (3, 4). PBDEs diproduksi secara komersil sebagai campuran yang dikenal sebagai penta-BDE, okta-BDE, dan deka-BDE, yang mengandung kongener 4-6, 7-8, atau 10 atom bromine (5), dimana jumlah bromine yang rendah umumnya lebih bersifat bioakumulatif (6). PBDEs yang umum digunakan sebanyak 209 kongener dan mempunyai sifat serupa dengan PCBs (6). Senyawa PBDEs memiliki sifat stabil, tidak mudah larut dalam air, kelarutan yang tinggi dalam lemak. Seiring dengan penggunaan PBDEs secara masif, senyawa ini menjadi kontaminan global (2, 3, 4). Keberadaan PBDEs telah dikonfirmasi di berbagai matrik lingkungan (1, 4). Senyawa ini digunakan sebagai flame retardant yaitu zat aditif yang ditambahkan dalam material atau bahan agar memenuhi standar legitimasi sifat flammable (mudah terbakar) (7), dengan tujuan untuk membuat suatu material menjadi lebih tahan terhadap api. Namun senyawa ini tidak terikat secara kimiawi terhadap struktur plastik, sehingga dapat dengan mudah terlepas ke lingkungan (8). PBDEs telah digunakan

secara luas yang ditambahkan dalam berbagai produk plastik, furnitur, peralatan listrik, peralatan elektronik, tekstil, karpet, dan berbagai perabotan rumah tangga (4, 6, 9, 10). Penggunaan PBDEs di berbagai produk untuk konsumen telah memberikan jaminan terhadap kemampuan senyawa untuk memperlambat pembentukan material mudah terbakar (11).

PBDEs juga termasuk dalam senyawa endocrine disrupter compound yaitu kelompok senyawa yang dapat mengganggu fungsi hormon endokrin pada ikan maupun biota air lainnya (3). PBDEs telah menjadi perhatian karena bahaya dan dampak negatif yang ditimbulkan dari sifat toksisitas, persisten dan bioakumulasi senyawa tersebut (12). Komposisi detil campuran PBDEs sangat krusial untuk mengetahui potensi toksikologi dan efeknya terhadap lingkungan akibat biomagnifikasi beberapa kongener selektif, sifat degradasi, dan kemampuan transportasi (5). Sebuah studi toksikologi di Shanghai memperlihatkan bahwa paparan PBDEs terhadap manusia terdiri dari jalur inhalasi, ingesti (oral), dan dermal. Hasil penelitian menunjukkan bahwa debu merupakan sumber utama penyebab paparan PBDEs terhadap manusia. . Namun demikian, penilaian risiko menunjukkan bahwa jumlah paparan PBDEs tidak memperlihatkan adanya risiko kanker bagi penduduk setempat (13). Dampak kesehatan senyawa flame retardants menunjukkan tidak adanya potensi toksisitas akut. Studi toksisitas kronis tentang senyawa PBDEs yang dilakukan Darnerud (2003), van der Ven (2006), Dye (2007), dan Turyk (2008) mengindikasikan adanya efek dalam sistem hormon tiroid (6), sementara hasil penelitian Lichteinsteiger (2003 dan 2004),

74


serta Kitamura et al. (2005) memperlihatkan terjadinya gangguan endokrin (6). Adanya perubahan pada neurodevelopment dihasilkan melalui hasil riset Viberg (2003), Eriksson (2006), dan Mariussen and Fonnum (2003) (6). Deka PBDE oleh US EPA diklasifikasikan sebagai possible human carcinogen, karena dari penelitian menunjukkan adanya peningkatan terjadinya tumor hati dan tumor tiroid pada hewan pengerat (rodent) (grup 2B) (3, 6).

Manufaktur dan penggunaan campuran penta-BDE dan okta-BDE telah dihentikan di US dan EU tahun 2006, namun paparan terhadap manusia tetap berlangsung akibat lambatnya respon pengganti produk PBDEs, keberadaan di matriks lingkungan, makanan terkontaminasi yang dikonsumsi secara tak sengaja, dan debu (7). Mengingat bahaya dari PBDEs maka informasi keberadaan senyawa PBDEs di lingkungan masih diperlukan. Sifat persisten senyawa ini juga memungkinkan keberadaan PBDEs di lingkungan termasuk di udara ambien.

Pengambilan sampel PBDEs di udara ambien dapat dilakukan dengan menggunakan metode aktif dan pasif. Pada kegiatan ini dilakukan aplikasi penggunaan PAS dengan PUF untuk pengambilan sampel yang digunakan dalam pengukuran PBDEs di udara ambien. Metode ini dimaksudkan agar sampel dalam bentuk gas akan lebih berinteraksi dengan PUF. Laju sampling dipengaruhi oleh kondisi meteorologi seperti kecepatan angin. Oleh karena itu selain menggunakan laju sampling berdasarkan penelitian sebelumnya, juga direkomendasikan untuk menggunakan laju sampling spesifik masing-masing lokasi dengan menggunakan depuration compounds (DC) (14). diasumsikan tidak terlalu banyak jenis aktifitas manusia.

METODOLOGI

Pengambilan sampel udara untuk pengukuran PBDEs di udara ambien secara pasif dengan menggunakan PAS yang berisi PUF-disk (AMETEC) dengan ukuran diameter 14 cm, ketebalan 1,35 cm, area permukan 367 cm2, volume 208 cm3, ketebalan efektif 0,566 cm, berat 6,08 g dan densitas 0,0293 g/cm3 yang dikembangkan oleh Korea Ocean Research and Development Institute (KORDI) (15), sama dengan yang peralatan yang digunakan untuk pengambilan sampel POPs dan PAHs (1). Sampler yang berupa PUF disiapkan di laboratorium Oil and POPs Research Group KORDI. Dekstruksi PUF-disk menggunakan soklet secara bertahap dengan pelarut kemurnian tinggi yang merupakan campuran aseton dan metanol, kemudian petroleum ether, dan hexane masing-masing selama 16 jam, setelah sebelumnya dicuci dan dikeringkan pada suhu 60˚C semalaman. Selanjutnya PUF-disk dikeringkan pada suhu 50oC selama 4 jam dengan menggunakan dry vacuum oven dengan purge gas N2.

PUF-disk segera dimasukkan dalam kaleng dan ditutup rapat untuk mencegah masuknya udara kedalam kaleng selama proses transportasi ke lokasi sampling (SOP KORDI). Kaleng penyimpanan PUF-disk terbuat dari stainless steel yang telah dibersihkan dengan air distilasi, kemudian diultrasonik dan dibilas dengan dichloromethane (DCM).

PUF-disk yang telah disiapkan ditempatkan di tengah wadah berbentuk dua kubah stainless steel (Gambar 1). Di antara dua kubah tersebut terdapat celah sebesar 2,5 cm yang berfungsi agar udara dapat masuk melewati celah tersebut dan mengalir melalui permukaan PUF-disk.

75


Pada penelitian ini titik sampling dilakukan di daerah perkotaan yaitu daerah yang dekat dengan transportasi dan aktifitas industri dan daerah pedesaan yaitu daerah yang diasumsikan tidak terlalu banyak jenis aktifitas manusia.

Penempatan PAS dilakukan di atap gedung yang berlokasi di kawasan Casablanca, Kuningan, Jakarta Selatan pada koordinat 6o13’34.2’’S, 106o50’04.8’’E dan di Citeko, Cisarua, Puncak, Kabupaten Bogor pada koordinat 6 o42’38.51’’S, 106 o57’0.62’’E”. Titik sampling di lokasi Citeko berada pada ketinggian 1144 m dpl dengan lokasi sekitarnya sebagian besar untuk ihortikultura dan bangunan vila. Lokasi Casablanca dikelilingi oleh aktifitas jalan raya dan gedung

Gambar 1. PUF dalam PAS untuk pengambilan sampel PBDEs di udara ambien

Sumber Data : SOP PAS Assembly and Development, KORDI Korea (15)

perkantoran. Paparan PUF di udara ambien dilakukan dalam kurun waktu 58 hari di Jakarta, sedangkan di Citeko, Bogor dilakukan paparan selama 56 hari.

PUF yang telah dipaparkan di udara dimasukan ke dalam wadah stainles steel yang ditutup dengan isolasi teflon dan ditransportasikan ke Laboratorium Oil and POPs Research Group KORDI untuk dilakukan ekstraksi dan analisis. Ekstraksi PUF-disk dilakukan dengan menggunakan pelarut organik hexane dan diclorometane, sedangkan pemurnian dilakukan dengan kolom silica/alumina dan HPLC (size exclusion column packing with phenogel 100À). Analisis PBDEs yang terdiri dari BDE-17, -28, -47, -66, -99, -100, -153, -154, dan -183 dilakukan dengan GCMS yang dilengkapi kolom DB-1.

76



PBDEs sebagai senyawa yang ditambahkan dan dicampur dalam produk komersial yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari bersifat campuran dan tidak terikat secara kimiawi. Hal ini akan mendorong mudahnya senyawa tersebut lepas ke lingkungan. Kondisi tersebut berpotensi terhadap terjadinya pencemaran PBDEs baik di air, udara, tanah maupun mahluk hidup termasuk manusia. Hasil pengukuran PBDEs di udara ambien yang diambil, di daerah perkotaan wilayah Casablanca, Jakarta maupun daerah pedesaan di Citeko, Bogor. menujukkan PBDEs yang terdeteksi di perkotaan lebih bervariasi dibandingkan dengan di pedesaan. Konsentrasi PBDEs yang terdeteksi juga bervariasi. dari sembilan jenis PBDE yang dianalisis semua jenis tersebut terdeteksi di perkotaan Jakarta, sedangkan di Bogor terdeteksi tujuh jenis PBDEs. Konsentrasi PBDEs terdeteksi di Jakarta pada kisaran nilai 0,13 – 4,12 pg/m3, sedangkan di Bogor berada pada kisaran 0.09 – 2,59 pg/m3. Kadar tertinggi ditemukan untuk BDE-47 baik di perkotaan maupun di pedesaan. PBDE terendah ditemukan

untuk BDE-153 di perkotaan sedangkan pada pedesaan , BDE-153 dan BDE-183 tidak terdeteksi. Total konsentrasi 9 PBDEs (∑PBDEs) yang terdeteksi udara ambien di kawasan Casablanca, Jakarta sebesar 9,77 pg/m3 dan di daerah pedesaan Citeko, Bogor sebesar 5,71 pg/m3. Tidak tersedia baku mutu untuk PBDEs di udara ambien di Indonesia.

Berdasarkan persentase komposisi profil masing-masing PBDE, maka dapat diketahui bahwa dari 9 jenis profil PBDEs kelimpahan terbanyak adalah BDE-47 yang mempunyai presentasi komposisi tertinggi baik untuk wilayah perkotaan maupun wilayah pedesaan. Di wilayah pedesaan Citeko, Bogor komposisi BDE-47 mempunyai persentase lebih tinggi dibandingkan dengan di perkotaan sebesar 45%, sedangkan di perkotaan 42%. Demikian juga untuk BDE-99 dan BDE-100 mempunyai persentase komposisi yang lebih tinggi di pedesaan dibandingkan dengan di perkotaan. Komposisi BDE lainnya mempunyai persentase lebih besar di perkotaan dibandingkan dengan di pedesaan seperti BDE-17, BDE-28, BDE-66, BDE-154, BDE-153 dan BDE-183 (Gambar 1.).

Grafik 1. Konsentrasi PBDEs yang terdeteksi di daerah urban Jakarta dan rural Citeko (pg/m3)

77


Senyawa 2,2’,4,4’-tetrabromodiphenyl ether (BDE-47), komponen utama PBDEs yang terdeteksi dalam jaringan tubuh manusia dan sampel lingkungan, tidak mudah termetabolisasi dan bersifat bioakumulasi dalam jaringan lemak pada tubuh mahluk hidup (16, 17). BDE-47 paling banyak ditemukan karena digunakan sebagai komponen dalam campuran PBDEs komersial (18). Tidak tersedia data studi epidemiologi dan studi mengenai jalur absorpsi BDE-47 secara langsung terhadap manusia (19). Demikian pula dengan studi toksikologi kronis secara oral, inhalasi, dan reproduksi. Namun melalui studi jangka pendek dan sub-kronis terhadap hewan pengerat baik mencit maupun tikus, PBDEs diketahui berpotensi memberikan efek terhadap sistem hormon tiroid (19). Profil kongener PBDEs dalam media biologis umumnya berbeda dengan profil kongener campuran PBDEs komersial, dimana alasan terjadi perbedaan tersebut belum diketahui secara pasti (19).

Grafik 2. Profil PBDEs di Udara Ambien

Senyawa 2,2′,4,4′,5-Pentabromodiphenyl ether (BDE-99) merupakan komponen utama dalam campuran penta-BDE (5). Hites (2009) menyatakan bahwa BDE-99 merupakan kongener PBDEs yang umumnya ditemukan pada sampel lingkungan, sementara Daniels et al. (2010); Gómara et al., (2007); Sjödin et

al.,(2008) menyatakan bahwa BDE-99 banyak ditemukan dalam sampel biologis seperti serum manusia, jaringan adipose, air susu ibu, dan darah tali pusar (7). Paparan BDE-99 terhadap manusia merupakan penyebab terjadinya masalah kesehatan karena BDE-99 telah menunjukkan potensi bersifat neurotoxic dan dampak gangguan endokrin pada hewan uji (7).

Berdasarkan kongener PBDEs maka sembilan jenis BDEs yang dianalisis masuk dalam lima kelompok kongener yaitu tri-BDE, tetra-BDE, penta-BDE, heksa-PBDEs dan hepta-BDE. Profil kongener sering memberikan informasi yang berharga tentang sumber, dan jalur transportasi kontaminan di lingkungan

78


(20). Tetra-BDE umumnya ditemukan berupa campuran dengan kongener tri-BDE dan heksa-BDE pada senyawa penta-BDE komersial (19). Campuran PBDEs komersial, deka-BDE umumnya terdiri dari kongener BDE-209 yang banyak diaplikasikan dalam material termoplastik, okta-BDE terdiri dari kongener-kongener BDE-153, BDE-183, BDE-196, BDE-197, BDE-203, BDE-207, dan BDE-209 yang juga diaplikasikan dalam material termoplastik, sementara campuran penta-PBDE terdiri dari kongener BDE-47, BDE-99, BDE-100, BDE-153, dan BDE-154 banyak digunakan untuk material polyurethane foam (6, 21, 22).

Kongener dominan yang terdeteksi baik di perkotaan maupun di pedesaan adalah tetra-BDE dan penta-BDE. Persentase kongener tertinggi untuk udara ambien di wilayah perkotaan adalah tetra-BDE sebesar 48% dan diikuti oleh penta-BDE sebesar 32%, sedangkan di wilayah pedesaan di Citeko, Bogor kongener tetra-BDE dan kongener penta-BDE mempunyai komposisi hampir sama, hanya selisih beberapa desimal yaitu sebesar 47,4 % dan 47,8 %. Campuran komersial penta-BDE sudah tidak digunakan

lagi di Kanada. Hepta-BDE hanya mempunyai komposisi sebesar 2,7% hexa-BDE juga mempunyai persentase komposisi yang kecil sebesar 3,5% di perkotaan dan hanya 1,56 % di pedesaan. Parameter tri-BDE mempunyai selisih yang agak lebar antara udara ambien perkotaan dan pedesaan dibandingkan dengan kongener lainnya.

Keberadaan PBDEs dengan kadar yang lebih tinggi dan jenis yang lebih beragam di wilayah Jakarta dibandingkan dengan di wilayah pedesaan merupakan hal yang lazim karena di perkotaan penduduk lebih banyak sehingga penggunaan furnitur, alat-alat elektronik, maupun peralatan lainnya lebih banyak dibandingkan di pedesaan. PBDEs akan lebih banyak terlepas di perkotaan dibandingkan di pedesaan.

Kongener utama yang terdeteksi di seluruh sampel PUF berdasarkan hasil riset di Kuwait adalah BDE-47,-99, dan -100, yang merupakan kongener dominan dalam campuran penta-BDE komersil (23). Studi terdahulu menunjukkan adanya senyawa PBDEs (BDE-28, −47, −66, −100, −154, −153, −183, −209) pada fase gas dan partikulat ditemukan di wilayah industri di Swedia (24).

Grafik 3. Profil Kongener PBDEs di lokasi Casablanca, Jakarta dan Citeko, Bogor

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Jakarta

Citeko

Tri Tetra Penta Hexa Hepta

79


PBDE-47 dan PBDE-99 merupakan kongener dominan yang ditemukan dalam studi PBDEs di Kota Meksiko baik pada indoor maupun outdoor ambient, yang berkontribusi sebesar 47% dan 27% terhadap total komponen yang berhasil diidentifikasi yaitu PBDEs (28, 47, 49, 99, 100, 153, dan 154), dimana konsentrasi di indoor relatif lebih tinggi dibanding outdoor (25). Adapun penelitian konsentrasi PBDEs di atmosfer yang dilakukan di benua Antartika menunujukkan bahwa tri-BDE yaitu BDE-17 and BDE-28 merupakan komponen predominan, dan memiliki pola berbeda dibanding studi yang telah dilakukan oleh Shen et al., (2006), Su et al., (2007), dan Wang et al., (2005) yang mengidentifikasi keberadaan BDE-47 and BDE-99 sebagai kongener dominan di benua Arktik (26).

Sebuah riset di Asia mengenai berbagai senyawa organik di udara ambien dengan menggunakan PUF tahun 2004, berlokasi di Cina, Jepang, Korea Selatan, dan Singapura dilakukan untuk mengetahui konsentrasi polychlorinated biphenyls (PCBs), organoklorin (hexachlorobenzene (HCB), dichlorodiphenyltrichloroethanes (DDTs), chlordane), dan PBDEs. Konsentrasi rerata PBDEs dari seluruh wilayah pemantauan berkisar antara <0,13−340 pg/m3, dan diketahui secara umum jauh relatif rendah dibanding senyawa organik persisten lainnya (27). Sementara di Cina, studi PBDEs dilakukan dengan cara pengambilan contoh uji menggunakan HVAS (active sampler) selama 24 jam di 15 lokasi (11 perkotaan, 1 sub perkotaan, dan 3 pedesaan). Sebanyak 12 skongener (BDE-17, -28, -47, -66, -85, -99, -100, -138, -153, -154, -183, and -209) berhasil diidentifikasi, dan diketahui bahwa BDE-209 mendominasi di wilayah perkotaan dan BDE-47 di wilayah pedesaan (28).

SIMPULANSenyawa BDE-47 dan BDE-99 ditemukan sebagai senyawa dominan dari seluruh total 9 PBDEs yang dianalisis terdeteksi lebih tinggi di Jakarta dan lebih beragam dibandingkan dengan daerah pedesaan. BDE-153 dan BDE-183 tidak ditemukan di daerah pedesaan.

UCAPAN TERIMA KASIHKepada Dr. Won Joon Shim, Dr. Sang Hee Hong dan semua personil Oil and POP Laboratory, Korean Ocean Research and Development Institute (KORDI melalui program AMETEC-UNU di Geoje, Korea Selatan diucapkan terimakasih atas kerjasamanya dalam mendukung kegiatan ini.,

DAFTAR PUSTAKA

1. Harner T, Pozo K, Gouin T, Macdonald A-M, Hung H, Cainey J, et al. Global pilot study for persistent organic pollutants (POPs) using PUF disk passive air samplers. Environmental Pollution. 2006;144(2):445-52.

2. Kalantzi OI, Martin FL, Thomas GO, Alcock RE, Tang HR, Drury SC, et al. Different Levels of Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDEs) and Chlorinated Compounds in Breast Milk from Two U.K. Regions. Environmental Health Perspectives. 2004;112(10):1085-91.

3. ASTDR. Toxicological Profile for Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDEs). 2004.

4. Akortia E, Okonkwo JO, Lupankwa M, Osae SD, Daso AP, Olukunle OI, et al. A review of sources, levels, and toxicity of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and their transformation and transport in various environmental compartments. Environmental Reviews. 2016;24(Number 3).

80


5. La Guardia MJ, Hale RC, Harvey E. Detailed polybrominated diphenyl ether (PBDE) congener composition of the widely used penta-, octa-, and deca-PBDE technical flame-retardant mixtures. Environmental science & technology. 2006;40(20):6247-54.

6. H o n g S H . P o l y b r o m i n a t e d diphenylethers (PBDEs): Introduction. Geoje: KIOST, 2012.

7. Erratico CA, Szeitz A, Bandiera S. Oxidative metabolism of BDE-99 by human liver microsomes: predominant role of CYP2B6. Toxicological Sciences. 2012:kfs215.

8. Charles MJ, Groskova D, Cahill TM. Near-Source Ambient Air Monitoring of Polybrominated Diphenyl Ethers California2005.

9. Li X, Li Y, Zhang Q, Wang P, Yang H, Jiang G, et al. Evaluation of atmospheric sources of PCDD/Fs, PCBs and PBDEs around a steel industrial complex in northeast China using passive air samplers. Chemosphere. 2011;84(7):957-63.

10. Webster TF, Stapleton HM, McClean MD. Exposure to polybrominated diphenyl ethers in the indoor environment. Fire Technology. 2015;51(1):85-95.

11. Hardy M, Biesemeier J, Manor O, Gentit W. Industry-sponsored research on the potential health and environmental effects of selected brominated flame retardants. Environment international. 2003;29(6):793-9.

12. Pozo K, Harner T, Wania F, Muir DC, Jones KC, Barrie LA. Toward a global network for persistent organic pollutants in air: results from the GAPS study. Environmental Science & Technology. 2006;40(16):4867-73.

13. Li C, Zhao Z, Lei B, An J, Zhang X, Yu Y. Polybrominated diphenyl ethers in the air and comparison of the daily intake and uptake through inhalation by Shanghai residents with those through other matrices and routes. Environmental Science and Pollution Research. 2015;22(3):1750-9.

14. Pozo K, Harner T, Shoeib M, Urrutia R, Barra R, Parra O, et al. Passive-sampler derived air concentrations of persistent organic pollutants on a North− South transect in Chile. Environmental science & technology. 2004;38(24):6529-37.

15. KORDI. Pass ive Air sampler assembly and Development, Standard Operation Procedure. Goeje, Korea: KORDI, 2011.

16. Erratico CA, Szeitz As, Bandiera SM. Biotransformation of 2, 2′, 4, 4′-tetrabromodiphenyl ether (BDE-47) by human liver microsomes: identification of cytochrome P450 2B6 as the major enzyme involved. Chemical research in toxicology. 2013;26(5):721-31.

17. Hakk H, Huwe JK, Murphy K, Rutherford D. Metabolism of 2, 2′, 4, 4′-tetrabromodiphenyl ether (BDE-47) in chickens. Journal of agricultural and food chemistry. 2010;58(15):8757-62.

18. D’silva K, Fernandes A, Rose M. Brominated organic micropollutants—igniting the flame retardant issue. Critical Reviews in Environmental S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y . 2004;34(2):141-207.

19. EPA. Toxicological review of 2,2’,4,4’-tetrabromodiphenyl ether (BDE-47) Washington, DC: U.S. Environmental Protection Agency; 2008.

81


20. Barakat AO, Mostafa A, Wade TL, Sweet ST, El Sayed NB. Distribution and ecological risk of organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls in sediments from the Mediterranean coastal environment of Egypt. Chemosphere. 2013;93(3):545-54.

21. Hardy ML. A comparison of the properties of the major commercial PBDPO/PBDE product to those of major PBB and PCB products. Chemosphere. 2002;46(5):717-28.

22. Hardy M. The toxicology of the three commercial polybrominated diphenyl oxide (ether) flame retardants. Chemosphere. 2002;46(5):757-77.

23. Gevao B, Al‐Omair A, Sweetman A, Al‐Ali L, Al‐Bahloul M, Helaleh M, et al. Passive sampler‐derived air concentrations for polybrominated diphenyl ethers and polycyclic aromatic hydrocarbons in Kuwait. Environmental toxicology and chemistry. 2006;25(6):1496-502.

24. Agrell C, ter Schure AFH, Sveder J, Bokenstrand A, Larsson P, Zegers BN. Polybrominated diphenyl ethers (PBDES) at a solid waste incineration plant I: Atmospheric concentrations. A t m o s p h e r i c E n v i r o n m e n t . 2004;38(30):5139-48.

25. Bohlin P, Jones KC, Tovalin H, Strandberg B. Observations on pers i s ten t organic pol lu tan ts in indoor and outdoor air using passive polyurethane foam samplers. A t m o s p h e r i c E n v i r o n m e n t . 2008;42(31):7234-41.

26. Li Y, Geng D, Liu F, Wang T, Wang P, Zhang Q, et al. Study of PCBs and PBDEs in King George Island, Antarctica, using PUF passive air sampling. Atmospheric environment. 2012;51:140-5.

27. Jaward FM, Farrar NJ, Harner T, Sweetman AJ, Jones KC. Passive air sampling of PCBs, PBDEs, and organochlorine pesticides across Europe. Environmental Science & Technology. 2004;38(1):34-41.

28. Yang M, Qi H, Jia H-L, Ren N-Q, Ding Y-S, Ma W-L, et al. Polybrominated Diphenyl Ethers in Air across China: Levels, Compositions, and Gas-Particle Partitioning. Environmental Science & Technology. 2013;47(15):8978-84.

82


ABSTRAKPeran laboratorium lingkungan sangat dibutuhkan dalam pemantauan lingkungan maupun penegakan hukum ling-kungan di seluruh wilayah Indonesia. Namun kenyataannya, 66% dari sekitar 400 laboratorium yang melakukan pengujian lingkungan terkonsentrasi di pulau Jawa. Sehubungan dengan hal tersebut, perlu dilakukan peningkatan kinerja laboratorium lingkungan sehingga sebaran kompetensi laboratorium merata di seluruh wilayah Indonesia. Salah satu evaluasi kinerja laboratorium dapat dilakukan melalui program uji profisiensi sesuai dengan prinsip ISO/IEC 17043 dan ISO 13528. Program uji profisiensi diikuti oleh 133 laboratorium binaan Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan milik pemerintah provinsi dan kabupaten/kota dengan hasil memuaskan lebih dari 50% un-tuk parameter Zn, Fe, dan Cd, sedangkan Mn kurang dari 50%. Sebaran laboratorium peserta uji profisiesni yang dinyatakan memiliki kompetensi dalam pengujian logam berat terpusat di Pulau Jawa, disusul berturut-turut Pulau Sumatera, Pulau Kalimantan, Pulau Sulawesi dan Pulau Papua. Keberadaan kompetensi laboratorium dengan jum-lah lebih besar dari 50% menunjukkan bahwa laboratorium lingkungan di Indonesia secara umum sudah memiliki kemampuan melakukan analisis logam berat dalam air bersih khusunya parameter Zn, Fe, dan Cd. Laboratorium tersebut diharapkan dapat mendukung perlindungan dan pengelolaan lingkungan hidup khususnya menghasilkan data yang valid untuk pengujian logam berat dalam air bersih.

Kata kunci: uji profisiensi, laboratorium lingkungan, ISO/IEC 17043, ISO 13528

ABSTRACTThe role of environmental laboratory is needed in environmental monitoring as well as enforcement of environmental law throughout Indonesia. But in fact, 66% of the about 400 laboratories conducting environmental analysis are concentrated in Java island. Due to this condition, it is necessary to improve the performance of environmental laboratories so that the distribution of laboratory competence is evenly distributed throughout Indonesia. One of the laboratory performance evaluation can be done through the proficiency test program in accordance with the principles of ISO IEC 17043 and ISO 13528. Proficiency testing program is followed by approximately 100 labora-tory assisted by the Ministry of Environment and Forestry owned by provincial and district/municipal governments with satisfactory results of more than 50% for Zn, Fe, and Cd parameters, whereas Mn is less than 50%. Laboratory distribution of proficiency test participants who are stated to have the competence of heavy metal analysis centered on Java Island, followed by Sumatra Island, Kalimantan Island, Sulawesi Island and Papua Island. The existence of laboratory competence with a number greater than 50% indicates that environmental laboratories in Indonesia generally have the ability to perform heavy metal analysis in clean water especially parameters of Zn, Fe, and Cd. The laboratory is expected to support the protection and management of the environment in particular to produce valid data for testing of heavy metals in clean water.

Keywords: proficiency test, environmental laboratory, ISO / IEC 17043, ISO 13528

1) Puslitbang Kualitas dan Laboratorium Lingkungan KLHK, Kawasan Puspiptek Gd. 210, Jl. Raya Puspiptek-Serpong, Tangerang Selatan, Banten

PEMETAAN KOMPETENSI LABORATORIUM LINGKUNGAN MELALUI PROGRAM UJI PROFISIENSI

LOGAM BERAT DALAM AIR BERSIH

MAPPING OF ENVIRONMENTAL LABORATORY COMPETENCY THROUGH PROFICIENCY TESTING PROGRAM

FOR HEAVY METAL IN CLEAN WATER

Asiah 1)

(Diterima tanggal 5 Juli 2017; Disetujui tanggal 22 September 2017)

83

Asiah: Pemetaan Kompetensi Laboratorium Lingkungan Melalui Program Uji Kompetensi...

PENDAHULUAN

Keberadaan laboratorium lingkungan sangat penting dan strategis dalam mendukung program perlindungan dan pengelolaan lingkungan hidup sebagaimana diamanahkan dalam Undang - Undang Republik Indonesia No.32 Tahun 2009. Hal ini disebabkan, peran laboratorium lingkungan sangat dibutuhkan dalam pemantauan kualitas lingkungan maupun penegakan hukum lingkungan di seluruh wilayah Indonesia. Jumlah laboratorium yang dapat melakukan pengujian parameter kualitas lingkungan sekitar 400, dari jumlah tersebut hanya 86 laboratorium yang dinyatakan telah memiliki kompetensi dalam melakukan pengujian parameter kualitas lingkungan melalui registrasi Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan (KLHK). Enam puluh enam persen (66%) dari jumlah laboratorium lingkungan tersebut terkonsentrasi di pulau Jawa, sedangkan sisanya tersebar di provinsi, dan kabupaten/kota luar Jawa [1].

Sehubungan dengan hal tersebut, perlu dilakukan peningkatan kinerja laboratorium lingkungan sehingga sebaran kompetensi laboratorium lingkungan merata di seluruh wilayah Indonesia. Salah satu evaluasi kinerja laboratorium lingkungan terkait pengujian parameter kualitas lingkungan dan untuk memantau kinerja secara berkelanjutan dapat dilakukan melalui program uji profisiensi. Penyelenggaraan program uji profisiensi mengikuti kaidah - kaidah ISO/IEC 17043 tentang Conformity Assessment – General Requirement for Proficiency Testing dan untuk evaluasinya mengacu pada ISO 13528, tentang Statistical Methods for Use in Proficiency Testing by Interlaboratory Comparisons [2-3].

Uji Profisiensi adalah salah satu metode untuk mengetahui unjuk kerja laboratorium dengan cara uji banding antar laboratorium. Uji profisiensitahun 2016 ditujukan bagi laboratorium daerah baik yang belum maupun yang telah diakreditasi berdasarkan ISO/IEC 17025 [4]. Parameter yang digunakan untuk uji profisiensi meliputi antara lain Zn, Fe, Mn, dan Cd dalam air bersih. Tujuan penyelenggaraan uji profisiensi adalah untuk mengetahui kompetensi laboratorium lingkungan daerah dalam melakukan pengujian parameter logam berat dalam air. Hasil evaluasi uji profisiensi dapat digunakan sebagai kebijakan selanjutnya terkait dengan pemenuhan persyaratan ketelusuran pengujian, peningkatan kapasitas personel laboratorium, dan pemenuhan persyaratan metode standar yang pada akhirnya terakreditasinya laboratorium lingkungan di daerah

METODOLOGI

Sesuai ISO/IEC 17043, skema uji profisiensi menggunakan skema simultan. Skema simultan dipilih karena paling sesuai penerapan di laboratorium lingkungan daripada skema yang lain. Dalam skema simultan, peserta uji profisiensi dalam rentang waktu yang ditentukan serentak melakukan pengujian terhadap sub sampel yang diambil secara acak dari sumber bahan yang didistribusikan secara simultan kepada seluruh peserta. Apapun skema yang dipilih, penyelanggara wajib membuat perencanaan, penyiapan bahan termasuk uji homogenitas dan uji stabilitas, serta desain statistika evaluasi hasilnya. Bahan uji profisiensi yang didistribusikan

84


ke peserta memiliki kisaran kadar dengan mempertimbangkan nilai baku mutu sesuai peraturan perundang -undangan lingkungan hidup yaitu PP 82 tahun 2001 tentang Pengeloaan Kualitas dan Pengendalian Pencemaran Air serta kemampuan peralatan yang dimiliki oleh laboratorium daerah [5]. Parameter dan rentang kadar bahan uji profisiensi ditunjukan sebagaimana Tabel 1, dibawah ini:

Tabel 1: Parameter dan rentang kadar bahan uji profisiensi

Parameter Satuan Rentang kadarZn mg/L 0,05 - 2,0Fe mg/L 0,3 - 5,0Mn mg/L 0,1 - 5,0Cd mg/L 0,05 - 2,0

Pembuatan bahan uji profisiensi dibuat secara volumetrik dengan memperhitungkan estimasi ketidakpastian pengujian. Bahan uji profisiensi dibuat kadar yang cukup kecil degan menggunakan peralatan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) - flame, namun masih diatas nilai limit of quantitation (LoQ) metode berdasarkan ASTM [6-9].

Perhitungan estimasi ketidakpastian mengacu pada ISO/IEC GUIDE 98-3:Guide to the Expression of the Uncertainty in Measurement (GUM) [10]. Sebelum bahan uji profisiensi didistribusikan, uji homogenitas dan uji stabilitas dilakukan oleh penyelenggara untuk menjamin bahwa pada saat bahan uji profisiensi diterima oleh peserta tetap dalam keadaan homogen dan stabil. Uji homogenitas dilakukan pada sejumlah contoh uji yang dipilih secara acak dari botol yang telah diberi nomor. Pengujian dilakukan terhadap masing - masing contoh uji yang terpilih secara duplikat dan selanjutnya dilakukan evaluasi data secara statistika. Contoh uji profisiensi

dikatakan homogen apabila:

SDPASs σ3,0= ..................................(1)

dimana:

SDPAσ : Standard Deviation for P ro f i c i e n c y A s s e s s m e n t (simpangan baku asesmen profisiensi)

Ss : nilai heterogenitas contoh uji profisiensi yang merupakan standar deviasi antara seluruh contoh uji homogenitas, yang dirumuskan sebagai berikut:

( )2/22wx SSSs −= .........................(2)

dimana:Sx : standar deviasi rata - rata contoh ujiSw: standar deviasi antar contoh uji simplo dan duplo

Uji stabilitas dilakukan terhadap salah satu dari empat parameter bahan uji profisiensi logam berat dalam air. Hal ini dilakukan karena 4 parameter logam berat tersebut diencerkan dari larutan induk ke dalam satu wadah sehingga dapat diasumsikan bahwa jika salah satu parameter dinyatakan homogen, maka 3 parameter lainnya juga homogen. 3 contoh uji dipilih secara acak dari sejumlah contoh uji pada tahapan uji homogen dan dianalisis secara duplo. Bila nilai mutlak selisih dari rata - rata hasil uji homogenitas dan stabilitas lebih kecil atau sama dengan 0,3 kali SDPA, maka contoh uji dinyatakan stabil:

SDPAyy σ3,021 ≤− .....................(3)

dimana:

1y : rata – rata kadar pengujian hasil uji homogenitas

Ss

Ss

85


2y : rata – rata kadar pengujian hasil uji stabilitas

Penentuan nilai SDPAσ dihitung berdasarkan ISO 13528 dengan menggunakan model umum yang merupakan pendekatan yang dijabarkan oleh Horwitz dan dimodifikasi oleh Thompson. Pendekatan ini merupakan model umum untuk memperoleh standar deviasi reprodusibilitas yang dinyatakan sebagai Rσ. Nilai Rσ dihitung sesuai dengan rumusan sebagai berikut:

........(4) dimana: [C] adalah nilai fraksi massa contoh uji (massa/massa).

Setelah evaluasi uji homogenitas dan stabilitas memenuhi kriteria batas keberterimaan statistika, maka bahan uji profisiensi diberi identitas dan didistribusikan kepada para peserta. Nomor identitas bertujuan untuk menjaga independensi dan kerahasiaan hasil uji profisiensi dari peserta lain atau pihak lainnya. Karena itu, nomor identitas peserta hanya diketahui oleh pihak penyelenggara. Pada waktu yang telah ditetapkan oleh penyelenggara, maka hasil pengujian bahan uji profisiensi dari masing-masing peserta disampaikan kepada penyelenggara untuk dievaluasi.

Evaluasi kinerja peserta uji profisiensi menggunakan nilai Zscore dengan rumus:

SDPA

PTiscore

xxZσ−

= .............................(5)

dimana:

ix : nilai hasil pengujian peserta uji profisiensi

PTx : nilai kadar bahan uji profisiensi yang ditetapkan (assigned value) oleh penyelenggara berdasarkan perhitungan nilai formulasi secara volumetrik

SDPAσ : standard deviation for proficiency assessment (simpangan baku asesmen profisiensi)

Hasil evaluasi kinerja laboratorium peserta uji profisiensi dengan menggunakan perhitungan nilai Zscore dikelompokkan menjadi tiga kategori, yaitu:

1) memuaskan : hasil pengujian labo-ratorium peserta terletak pada Zscore antara –2 dan +2 yang dapat dinotasikan sebagai|Zscore| ≤ 2;

2) diperingatkan : hasil pengujian laboratorium peserta terletak pada Zscore antara -3 dan -2 atau antara +2 dan +3 yang dapat dinotasikan sebagai 2 <|Zscore|< 3. Bagi peserta yang memiliki nilai Zscore diberi tanda ( $ );

3) tidak memuaskan : hasil pengujian labo-ratorium peserta ter-letak pada Zscore kurang dari –3 atau lebih dari +3 yang dapat dinotasikan sebagai |Zscore| ≥ 3. Jika peserta yang memiliki nilai Zscore diberi tanda ($$).

xPT

86



Bahan uji profisiensi terdiri dari 4 parameter logam berat yaitu Mn, Fe, Cd dan Zn dalam air memiliki kelarutan yang sama, maka uji homogenitas dan uji stabilitas diwakili salah satu logam berat yaitu Fe dengan hasil sebagaimana disajikan dalam Tabel 2 dibawah ini:

Bahan uji profisiensi telah dinyatakan homogen dan stabil sampai saat dilakukan dianalisis oleh peserta. Uji homogenitas dan stabilitas dapat mengurangi heterogenitas sampel antar laboratorium peserta serta terjadinya bias hasil uji profisiensi.

Dalam waktu yang telah ditentukan, seluruh laboratorium peserta harus melakukan pengujian bahan uji profisiensi dan hasilnya dikirim ke penyenggara. Data hasil uji profisiensi yang diterima oleh penyelenggara

No Uji NoContoh Uji x

1x

21 17 0.2940 0.2957 0.29 0.001 0.00000 0.00170 0.000002 18 0.2936 0.2947 0.29 0.000 0.00000 0.00110 0.000003 20 0.2942 0.2938 0.29 0.000 0.00000 0.00040 0.000004 27 0.2947 0.2917 0.29 -0.001 0.00000 0.00300 0.000015 45 0.2932 0.2943 0.29 0.000 0.00000 0.00110 0.000006 64 0.2957 0.2934 0.29 0.000 0.00000 0.00230 0.000017 85 0.2965 0.2953 0.30 0.002 0.00000 0.00120 0.000008 116 0.2926 0.2940 0.29 -0.001 0.00000 0.00140 0.000009 168 0.2934 0.2930 0.29 -0.001 0.00000 0.00040 0.00000

10 192 0.2950 0.2952 0.30 0.001 0.00000 0.00017 0.00000Jumlah 0.000007 0.000023Rata-rata 0.2942 Sx 0.0009 Sw 0.0011

Sx² 0.000001 Sw² 0.000001Ss 0.000902

SDPA 0.0050 wt = between test portion ranges

0,3 ó 0.0015 xt = sample averages

Syarat Keberterimaan Ss < 0,3ó xr = general averagesKesimpulan : bahan uji homogen

Rata-rata Uji Stabilitas (Yr) Xr-Yr SDPA (ó) Kriteria

0.293 0.0016 0.0050 Xr-Yr ? 0,3ó

Tabel 2 : Uji Homogenitas dan uji stabilitas Fe

Konsentrasi (mg/L) x

tx

t-x

r(x

t-x

r)

²w

tw

t²

Rata-rata Uji Homogenitas (Xr)

0.2942

Kesimpulan

bahan uji stabil

dilakukan analisis data untuk mengetahui adanya data ekstrim yaitu suatu data yang dilaporkan tidak sesuai dengan aturan yang yang ditetapkan oleh pihak penyelenggara misalnya: kesalahan pencantuman satuan, melaporakan nilai kurang dari atau lebih dari atau kesalahan desimal. Data ekstrim dianggap sebagai data pencilan dari suatu populasi data yang ada. Data ekstrem tidak dievaluasi lebih lanjut, sedangkan terhadap data hasil uji profisiensi yang memenuhi analisis data dievaluasi menggunakan statistik Zscore sebagaimana rumus (5). Nilai Zscore ditentukan dengan mempertimbangkan nilai yang ditetapkan (assign value) saat pembuatan bahan uji profissiensi secara spesifik atau rumusan formulasi, sedangkan nilai SDPA ditentukan dengan rumusan Horwitz value sebagaimana persamaan (4). Assign value beserta SDPA disajikan dalam Tabel 2.

87


Tabel 3. Nilai assign value dan SDPA bahan uji profisiensi

Parameter Satuan Assign value δSDPA

Zn mg/L 0,060 ± 0,001 0,015Fe mg/L 0,301 ± 0,004 0,058Mn mg/L 0,120 ± 0,001 0,026Cd mg/L 0,060 ± 0,001 0,015

Hasil evaluasi uji profisiensi per-parameter dapat diuraikan sebagai berikut:a. Parameter Zn

Uji profisiensi paremeter Zn dalam air bersih diikuti oleh 104 laboratorium peser ta dengan has i l penguj ian digambarkan secara histogram segaimana Gambar 1. Jika menggunakan batasan range of toleransi Zscore yaitu -2 ≤ Zscore ≤ 2 untuk kadar Zn = 0,060 mg/L, maka diperoleh kisaran kadar 0,034 mg/L - 0,086 mg/L. Berdasarkan batasan tersebut, maka laboratorium peserta yang

Gambar 1. Histogram dan prosentase hasil uji profisiensi Zn dalam air

mempunyai kriteria hasil memuaskan melakukan pengujian Zn dalam air bersih sebanyak 54,8% atau 57 laboratorium. Sedangkan sebanyak 42,3% laboratorium peserta dinyatakan tidak memuaskan atau tidak memiliki kompetensi untuk melakukan pengujian Zn dalam air bersih.

b. Parameter FeJika menggunakan batasan range of toleransi parameter Fe pada kadar 0,301 mg/L, maka diperoleh kisaran kadar 0,186 mg/L - 0,416 mg/L. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa laboratorium peserta yang mempunyai nilai memuaskan melakukan pengujian Fe dalam air bersih sebanyak 62,4% atau 83 laboratorium. Sebanyak 28,6% atau 38 laboratorium peserta dinyatakan tidak memiliki kompetensi untuk melakukan pengujian Fe. Penyelenggaraan uji profisiensi paremeter Fe dalam air bersih ini diikuti oleh 133 laboratorium peserta.

Gambar 2. Histogram dan prosentase hasil uji profisiensi Fe dalam air

88


c. Parameter MnSeratus sebelas (111) laboratorium peserta dari kabupaten dan kota telah mengikuti program uji profisiensi paremeter Mn dalam air bersih dengan hasil sebagaimana Gambar 3. Dengan menggunakan batasan range of toleransi atau -2 ≤ Zscore ≤ 2, maka kisaran kadar diperoleh 0,067 mg/L - 0,173 mg/L untuk kadar Mn = 0,120 mg/L. Berdasarkan batasan evaluasi tersebut , maka laboratorium peserta, yang mempunyai nilai memuaskan atau yang memiliki kompetensi melakukan pengujian Mn dalam air bersih sebanyak 49,5% atau 55 laboratorium. Sedangkan sejumlah 40,5% atau 45 laboratorium peserta dinyatakan tidak memuaskan atau tidak memiliki kompetensi untuk melakukan pengujian Zn dalam air bersih.

Gambar 3. Histogram dan prosentase hasil uji profisiensi Mn dalam air

d. Parameter CdUji profisiensi parameter Cd dalam air bersih dengan kadar 0,06 mg/L telah diikuti oleh 83 laboratorium peserta

dari kabupaten dan kota. Berdasarkan nilai kadar tersebut maka rentang kadar 0,034 mg/L - 0,087 mg/L digunakan sebagai batasan range of toleransi atau 2 ≤ Zscore ≤ 2. Jumlah laboratorium peserta yang mempunyai nilai memuaskan atau yang memiliki kompetensi melakukan pengujian Cd dalam air bersih sebanyak 78% atau 65 laboratorium. Sebanyak 16% atau 13 laboratorium peserta dinyatakan tidak memuaskan atau tidak memiliki kompetensi untuk melakukan pengujian Cd dalam air bersih. Histogram data hasil pengujian uji profisiensi seluruh laboratorium peserta sebagaimana Gambar 4.

Gambar 4. Histogram dan prosentase hasil uji profisiensi Cd dalam air

Sebaran kompetensi laboratorium berdasarkan hasil uji profisiensi untuk 4 parameter logam berat, Mn, Fe, Cd dan Zn dalam air yang diikuti oleh laboratorium kabupaten/kota seluruh Indonesia diilustrasikan seperti pada Gambar 5. Berdasarkan ilustrasi tersebut,

89


jumlah laboratorium yang kompeten melakukan pengujian parameter logam dalam air terpusat di Pulau Jawa, kemudian disusul berturut - turut Pulau Sumatera, Kalimantan, Sulawesi dan Papua.

Sehubungan dengan banyaknya hasil uji profisiensi laboratorium peserta yang tidak dapat dievaluasi lebih lanjut dan tidak memuaskan, maka perlu dilakukan identifikasi akar penyebab permasalahan diantaranya adalah pada proses pengenceran bahan uji profisiensi dimungkinkan menggunakan peralatan gelas volumetrik yang tidak terkalibrasi sehingga tidak laik pakai, metode pengujian yang digunakan belum divalidasi atau diverifikasi sebagaimana mestinya, kurangnya kompetensi personel dalam melakukan pengujian logam berat, ketidaklaikan pakai peralatan Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) atau spectrophotometer UV-Vis, pembuatan kurva kalibrasi yang tidak memenuhi kaidah ilmiah, serta lemahnya verifikasi dan validasi data hasil pengujian saat pelaporan [11]. Sehubungan dengan hal tersebut, untuk menghasilkan data

Gambar 5. Pemetaan jumlah kompetensi laboratorium melalui uji profisiensi logam berat dalam air

pengujian yang valid, maka batasan kriteria keberterimaan pengendalian mutu internal harus dipenuhi sebelum pelaporan hasil ke penyelenggara.

Pengendalian mutu internal yang harus dipertimbangkan saat pelaporan hasil uji profisiensi adalah:

1) personel laboratorium yang melakukan pengujian bahan uji profisiensi harus memiliki kompetensi dengan dibuktikan hasil intra-laboratory correlation atau analyst proficiency test untuk parameter logam berat Mn, Fe, Cd dan Zn dalam air bersih dengan menggunakan peralatan AAS;

2) metode pengujian logam berat Mn, Fe, Cd dan Zn dalam air bersih telah divalidasi atau diverifikasi sebagaimana mestinya sehingga memenuhi persyaratan dan sesuai tujuan yang ditetapkan;

3) hasil kalibrasi peralatan gelas volumetrik yang digunakan untuk pengenceran bahan uji profisiensi harus tertelusur ke sistem satuan internasional memenuhi batas keberterimaan yaitu jumlah ketidakpastian

90


dan koreksi kurang dari toleransi peralatan gelas;

4) instrumentasi AAS atau spectrophotometer UV-Vis yang digunakan untuk pengujian bahan uji profisiensi harus dikalibrasi dan/atau uji kinerja khususnya uji akurasi panjang gelombang dan sensitifitas absorbansi memenuhi batas keberterimaan yang ditetapkan oleh pabrikan pembuat instrumen tersebut;

5) pembuatan kurva kalibrasi harus memenuhi kaidah ilmiah yaitu:a. deret larutan kerja terdiri dari 1 (satu)

blanko dan minimal 3 (tiga) kadar yang berbeda secara proporsional dimana deret larutan kerja terendah adalah limit of quantitation (LoQ) metode sedangkan deret larutan kerja tertinggi sekitar 2 kali kadar bahan uji profisiensi. Gunakan bahan kimia berkualitas murni (pro-analysis) dengan air demineralisasi yang memiliki konduktivitas <1µS/cm [12].

b. jika koefisien korelasi regreasi linier (r) < 0,995, periksa kondisi instrumen dan ulangi pembuatan kurva kalibrasi hingga diperoleh nilai (r) ≥ 0,995 [13];

c. bila nilai intersep pada persamaan regresi linear yang terbentuk > method detection limit (MDL), maka ulangi pembuatan kurva kalibrasi hingga diperoleh nilai intersep ≤ MDL;

d. periksa nilai tengah kurva kalibrasi dengan melakukan pembacaan deret larutan kerja yang independen (laboratory control standard, LCS) hingga menghasilkan %RLCS = 100% ± 5% [14].

6) hasil pengujian blanko sebagai kontrol kontaminan harus kurang MDL;

7) lakukan analisis duplo untuk uji presisi terhadap bahan uji profisiensi dengan hasil %RPD ≤ 10% dan lakukan kontrol akurasi dengan spike matrix hingga hasil %R = 100% ± 10 % [15]

SIMPULAN

Uji profisiensi diikuti oleh laboratorium binaan Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan (KLHK) milik pemerintah provinsi dan kabupaten/kota dengan hasil memuaskan lebih dari 50% untuk parameter Zn, Fe, dan Cd, sedangkan Mn kurang dari 50%. Sebaran laboratorium peserta uji profisiesni yang dinyatakan memiliki kompetensi pengujian parameter logam berat terpusat di Pulau Jawa, disusul berturut - turut Pulau Sumatera, Pulau Kalimantan, Pulau Sulawesi dan Pulau Papua. Keberadaan kompetensi laboratorium dengan jumlah lebih besar dari 50% menunjukkan bahwa laboratorium lingkungan di Indonesia secara umum sudah memiliki kemampuan melakukan analisis logam berat dalam air khusunya parameter Zn, Fe, dan Cd. Keberadaan laboratorium tersebut diharapkan dapat mendukung perlindungan dan pengelolaan lingkungan hidup khususnya menghasilkan data yang valid pengujian logam berat dalam air bersih.

UCAPAN TERIMAKASIH

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak khususnya Bidang Metrologi, Laboratorium P3KLL dan laboratorium peserta yang telah berpatisipasi dalam uji profisiensi logam berat dalam air bersih.

91


DAFTAR PUSTAKA:(1) http://www.menlh.go.id/daftar-

lembaga-penyedia-jasa-lingkungan-yang-teregistrasi-ii, diunduh tanggal 5 Mei 2017

(2) I n t e r n a t i o n a l S t a n d a r d s f o r O r g a n i z a t i o n / I n t e r n a t i o n a l Electrotechnical Commission (ISO/IEC) 17043 : 2008 Conformity Assessment - General Requirements for Proficiency Testing;

(3) I n t e r n a t i o n a l S t a n d a r d s f o r Organization (ISO) 13528 : 2015 Statistical Methods For use In Proficiency Testing By Interlaboratory Comparisons;

(4) I n t e r n a t i o n a l S t a n d a r d s f o r O r g a n i z a t i o n / I n t e r n a t i o n a l Elec t ro technica l Commiss ion (ISO/IEC) 17025, 2005, General Requirements for the Competence of Calibration and Testing Laboratories, ISO, Switzerland;

(5) Kementerian Negara Lingkungan Hidup. 2001. Peraturan Pemerintah Nomor 82 tahun 2001 tentang Pengeloaan Kualitas dan Pengendalian Pemcemaran Air, Jakarta;

(6) American Standard Testing and Material (ASTM) D 35557: 2017 Standard Test Methods for Cadmium in Water;

(7) American Standard Testing and Material (ASTM) D 858: 2017 Standard Test Methods for Manganese in Water;

(8) American Standard Testing and Material (ASTM) D 1068: 2015 Standard Test Methods for Iron in Water;

(9) American Standard Testing and Material (ASTM) D 1691: 2017 Standard Test Methods for Zink in Water;

(10) ISO/ IEC Guide 98-3 : 2008 Uncertaninty of Measurement - Part 3 : Guide to the expression of uncertainty in measurement;

(11) http://www.chem.science.unideb.hu/Pharm/FAAS.pdf. Flame atomic absorbtion spectroscopy (FAAS), diunduh tanggal 2 Juni 2017

(12) H a d i A n w a r, 2 0 0 0 , “ S i s t e m Manajemen Mutu Laboratorium Sesuai ISO/IEC 17025 : 2005 - General Requirements For The Competence Of Calibration and Testing Laboratories”, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta;

(13) Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 22ndt Edition, 2012, American Public Health Association , Washington DC USA;

(14) http://faculty.sdmiramar.edu/fgarces/LabMatters/Instruments/AA/AAS_Theory/AASTheory.htm. Principle of Atomic Absorption /Emission Spectroscopy, diunduh tanggal 30 Mei 2017;

(15) h t t p : / / w w w . a p g q a . c o m /newsletters/12_2003_calibration.a s p . B a c k t o t h e B a s i c s The Importance of a Good Calibration, diunduh tanggal 17 Mei 2017;

92


1 P3KLL-KLHK, Kawasan PUSPIPTEK, Gedung 210 Serpong, Tangerang – Banten T/F 021-7560981, 15310, [email protected]

PENDAHULUAN

Deposisi asam merupakan salah satu fenomena akibat pencemaran udara yang menggambarkan turunnya asam dari atmosfer ke permukaan bumi (1, 2). Peristiwa tersebut dapat terjadi dalam kondisi “basah” seiring

KOMPOSISI KIMIA DEPOSISI KERING DI DUA WILAYAH SUB PERKOTAAN DI INDONESIA, SERPONG DAN BOGOR

CHEMICAL COMPOSITION OF DRY DEPOSITION IN TWO SUB URBAN SITES IN INDONESIA, SERPONG AND BOGOR

Retno Puji Lestari1, Ricky Nelson1

(Diterima tanggal 12 Juni 2017; Disetujui tanggal 27 September 2017)

ABSTRAKPemantauan deposisi kering di wilayah sub perkotaan merupakan bagian dari kegiatan pemantauan deposisi asam yang bertujuan untuk melihat adanya dampak deposisi asam terhadap lingkungan. Pengukuran deposisi kering dilakukan menggunakan metode filter pack dengan cara penentuan komponen partikel Na+, K+, Ca2+, Mg2+, NH4

+, Cl-, NO3

-, dan SO42- dalam aerosol dan gas – gas SO2, HNO3, NH3, dan HCl. Udara dihisap menggunakan pompa

dengan laju alir 1 L/menit selama 14 hari secara kontinyu, dan dilewatkan pada four stage filter pack yang memiliki spesifikasi penyerapan tiap komponen kimia di setiap rangkaian filter. Setiap filter diekstrak secara terpisah dan hasil ekstraksi dianalisis menggunakan instrumen kromatografi ion, DIONEX ICS5000. Hasil pemantauan deposisi kering menunjukkan bahwa NH3 merupakan komponen dominan dalam fase gas sementara ion SO4

2- dalam aerosol. Konsentrasi minimum dan maksimum gas NH3 di Serpong dengan data rerata per tahun adalah 11,0 – 19,1 ppb, sementara di Bogor berada pada kisaran 8,5 – 23,1 ppb. Konsentrasi minimum dan maksimum komponen partikulat SO4

2- di Serpong dan Bogor adalah 3,4 - 5,1 μg/m3 dan 2,7 - 5,1 μg/m3. Sumber pencemar yang berasal dari sektor agrikultural dan peternakan di sekitar titik lokasi berpotensi menyebabkan tingginya NH3 dalam fase gas, sementara kegiatan antropogenik memberikan kontribusi terhadap peningkatan konsentrasi SO4

2-dalam aerosol.

Kata kunci: deposisi kering, daerah sub perkotaan, kromatografi ion

ABSTRACTMonitoring of dry deposition in sub urban site is considthered as a part of acid deposition observation, in which can be used for the assessment of acid deposition impact to environment. Dry deposition measurement was conducted using filter pack method to determine the particulate component of Na+, K+, Ca2+, Mg2+, NH4

+, Cl-, NO3-, and

SO42- in aerosol and gases of SO2, HNO3, NH3, and HCl. The air is inhaled using a pump with a flow rate of 1 L/

min for 14 days continuously, and then passed into a four stage filter pack, whereas in each filter set is specifically absorbed each chemical component. Each filter was extracted separately and its extracted solution was analyzed by chromatography ion instrument, DIONEX ICS5000. The monitoring of dry deposition’s result showed that NH3 is the dominant component in gas phase, while SO4

2- ion in aerosol. Minimum and maximum concentration of annual data in Serpong for NH3 is 11,0 – 19,1 ppb, while in Bogor is 8,5 – 23,1 ppb. Minimum and maximum concentration of annual data in Serpong and Bogor for particulate SO4

2- are 3,4 - 5,1 μg/m3 and 2,7 - 5,1 μg/m3, respectively. Pollutant sources from agricultural and farm sectors nearby the sampling sites potentially lead to high level of NH3 in gas phase, while anthropogenic activities contributed to increase the SO4

2- concentration in aerosol phase.

Keywords: dry deposition, rural area, ion chromatography

dengan turunnya hujan atau salju (2). Di sisi lain, proses deposisi kering (dry deposition) terjadi pada waktu cuaca berawan dan tidak hujan. Deposisi kering ini mengacu pada proses jatuhnya asam ke bumi melalui gas

93

Retno Puji Lestari dan Ricky Nelson : Komposisi Kimia Deposisi Kering di Dua Wilayah.....

dan debu atau partikel akibat pengaruh gravitasi dan difusi atmosfer, dimana hampir setengah dari deposisi asam terjadi secara kering (2, 3). Sumber utama deposisi asam adalah emisi sulfur dan nitrogen yang berasal dari pembakaran bahan bakar fosil (1, 2, 4). Gas-gas SO2 dan NOx serta berbagai polutan lain bereaksi dengan uap air di atmosfer membentuk asam-asam. Jumlah keasaman di atmosfer yang terdeposit di permukaan bumi melalui deposisi kering tergantung pada jumlah curah hujan yang terjadi di area tersebut, misalnya rasio deposisi kering terhadap deposisi hujan di gurun lebih tinggi dibanding wilayah tropis (2). Karakteristik polutan dari parameter deposisi asam akan bersifat spesifik sesuai dengan sumber polutan dan lokasi sampling.

Gambar 1. Ilustrasi Alur Hujan Asam, dimodifikasi dari EPA (2)

Deposisi kering terdiri dari gas dan aerosol (partikulat), dimana gas-gas SO2, HNO3, HCl dan NH3 berkontribusi dalam proses terjadinya deposisi asam (asidifikasi) di lingkungan. Pemantauan deposisi kering dapat dilakukan dengan cara pengukuran langsung atau pengukuran konsentrasi udara yang diikuti dengan perhitungan aliran (flux) deposisi kering menggunakan metode inferensial (5). Di antara berbagai metode pengukuran

konsentrasi udara, filter pack telah diadopsi sebagai salah satu metode yang digunakan untuk menentukan deposisi kering di beberapa institusi di Amerika Utara dan Jepang, yaitu CASTNet (US), CAPMoN (Kanada) dan EMEP (6). Salah satu keuntungan multi-stage filter pack adalah penentuan konsentrasi gas dan aerosol dapat dilakukan secara simultan (7). Spesies kimia yang direkomendasikan EANET untuk kebutuhan pemantauan deposisi kering adalah SO2, NO2, NO, O3, HNO3, HCl, NH3 dan komponen partikulat (SO4

2-, NO3-,

Cl-, NH4+, Na+, Mg2+, K+ dan Ca2+), serta PM10.

Pengambilan contoh uji deposisi kering ditentukan berdasarkan kategori lokasi sampling: remote (terpencil), rural (pedesaan) dan urban (perkotaan) (8). Adapun kota Bogor dan Serpong merupakan lokasi peralihan antara kota metropolitan Jakarta (urban) dan daerah pedesaan (rural); sehingga lebih tepat dikatakan sub urban atau kota penyangga. Kegiatan penelitian di lokasi terpencil dilakukan untuk memperoleh data latar belakang (background) pemantauan. Kegiatan di lokasi pedesaan ditentukan untuk menilai status deposisi asam di area pedesaan, dimana data pemantauan digunakan untuk mengevaluasi efek deposisi asam terhadap tanaman dan wilayah agrikultur (9). Kegiatan peternakan, penggunaan pupuk kaya N pada sektor pertanian, pembakaran biomassa, emisi kendaraan bermotor, dan pembakaran batubara berpotensi mengemisikan NH3 (10, 11).

METODOLOGI

1. Lokasi PemantauanLokasi pemantauan deposisi kering di area sub perkotaan dilakukan di Serpong dan Bogor, seperti terlihat pada gambar berikut:

94


Lokasi pemantauan di Serpong dan Bogor awalnya dikategorikan oleh EANET tahun 2000 ke dalam wilayah pedesaan (rural site), dengan kriteria bahwa di sekitar lokasi masih terdapat persawahan, hutan, perkebunan dan perumahan penduduk. Titik sampling deposisi asam di daerah Serpong dikelilingi oleh bangunan gedung perkantoran yang ditumbuhi pepohonan, sementara titik sampling di Bogor berada dalam suatu wilayah lapangan terbuka yang dikelilingi oleh daerah persawahan dan

Gambar 2. Lokasi pemantauan stasiun P3KLL Puspiptek Serpong (a) Citra satelit pada 06 21’01,9” LS dan 106 40’04,07” BT, (b) Alat sampling deposisi kering ditempatkan pada ketinggian 2 m

Gambar 3. Lokasi pemantauan stasiun BMKG Dramaga Bogor (a) Citra satelit pada 06 21’ 33’11,91” LS dan 106044’35,21” BT, (b) Alat sampling deposisi kering ditempatkan pada ketinggian 2 m

perkebunan di sekitarnya.

2. Alat dan Bahan

Alat sampling yang dipakai adalah rangkaian four-stage filter pack dari NILU (Norwegian Institute for Air Research) yang dihubungkan dengan dry gas meter SHINAGAWA. Bahan yang digunakan adalah untuk pengujian deposis i ker ing adalah f i l ter PTFE (T080A047A/ ADVANTEC), filter poliamida (ULTIPOR N66, PALL), filter selulosa (51A/

95


selulose impregnasi asam

selulose impregnasi alkali

poliamida

PTFE

3. MetodeTeknik sampling dan analisis deposisi kering menggunakan metode yang dipakai oleh P3KLL yaitu metode filter pack berdasarkan IK-1/U/LPDL (Penentuan komponen partikel Na+, K+, Ca2+, Mg2+, NH4

+, Cl-, NO3-, dan SO4

2-

dan gas – gas SO2, HNO3, NH3, dan HCl dalam deposisi kering dengan metode Filter Pack), diadopsi dari panduan yang dipublikasikan oleh EANET. Instruksi kerja tersebut (12) mencakup cara preparasi masing-masing filter yang disusun dalam alat filter pack. Pengambilan sampel yang dilakukan dengan memasang filter yang telah disusun dalam rangkaian filter pack selama 2 (dua) minggu dengan laju alir 1 L/menit. Setelah sampling, sampel filter dilarutkan dengan 20 ml H2O, kecuali untuk F2 dengan pereaksi H2O2

0,05% v/v, kemudian diekstrak menggunakan shaker. Sampel dengan parameter komponen partikulat Na+, K+, Ca2+, Mg2+, NH4

+, Cl-, NO3

-, dan SO42- dianalisis menggunakan ion

kromatografi ion, IC DIONEX ICS5000 yang dilengkapi dengan suppressor CSRS ULTRA II,2mm, kolom anion : IonPac AS12A, dan kolom kation : IonPac CS 12A pada laju alir 1,5 L/menit dimana masing-masing menggunakan 0.3 mM NaHCO3 dan 2.7 mM Na2CO3 sebagai eluen anion dan Methane Sulphonic Acid (MSA) 20 mM sebagai eluen kation.

Perhitungan konsentrasi dilakukan sebagai berikut:

a. Konsentrasi parameter di udara dihitung melalui rumus;

Keterangan :

Cair = konsentrasi di udara (nmol/m3)

ADVANTEC Ø47mm), dan kertas saring. Larutan standar yang dipakai berupa standar komersial dari Cica Reagent 1000 mg/L untuk anion (Cl-, NO3

-, SO42-) dan standar kation

(Na+, K+, NH4+, Mg2+, Ca2+). Pereaksi yang

dipakai dalam pengujian deposisi kering menggunakan metode filter pack adalah K2CO3, H3PO4, gliserol, H2O2 (seluruhnya dari MERCK), dan aquades (DHL < 1 µS/cm).

Gambar 4. Diagram Skematik Four-stage filter pack\s

Gambar 5. Rangkaian alat pengambil contoh uji

96


net Csol = konsentrasi dalam larutan (mg/l)V sol = volume larutan (ml)V udara = volume sampel dengan koreksi

pada 20oC (m3)M = bobot molekul

b. Rumus net Csol dihitung melalui rumus sebagai berikut :

net Csol = Csol – Cblanko

Keterangan :

Csol = Konsentrasi larutan dalam filter sampel

Cblanko = Konsentrasi larutan dalam filter blanko

c. Vudara harus dikoreksi pada 20oC menggunakan data suhu yang diperoleh pada saat itu, sebagai berikut :

Keterangan :

Vudara sampel = volume udara sampel (belum dikoreksi)

T = suhu rata-rata selama pengambilan contoh (oC)

Konsentrasi anion & kation (ppm) diperoleh

Parameter M PersamaanSO4

2- 96.06

Cair = a * net Csol F0* V sol / V udara

NO3- 62.01Cl- 35.45Na+ 22.99K+ 39.10

NH4+ 18.04Mg2+ 24.31SO2 96.06 (SO4

2-) Cudara = a * (net CsolF1 + net CsolF2) * V sol / V udaraHNO3 62.01 (NO3-) Cudara = a * net CsolF1 * V sol / V udaraHCl 35.45 (Cl-) Cudara = a * (net CsolF1 + net CsolF2) * V sol / V udaraNH3 18.04 (NH4+) Cudara = a * (net CsolF1 + net CsolF3) * V sol / V udara

Tabel 1. Ringkasan Perhitungan Parameter Filter Pack

dari persamaan garis yang dihasilkan dari pembuatan kurva kalibrasi antara konsentrasi standar (ppm) dengan luas area.

d. Konsentrasi parameter gas (ppb) di udara dihitung melalui rumus;

C1 = c * 0.082 * 293.15 * 0.001

Keterangan :

C1 = konsentrasi gas (ppb) C = konsentrasi gas (nmol/m3) 0,082 = konstanta 1 mol gas (R) 293.15 = konversi temperatur 20oC ke Kelvin

Data anion dan kation dalam partikulat (µg/m3) serta gas-gas (ppb) diperoleh dari hasil pemantauan deposisi kering laboratorium Pusarpedal – KLH (P3KLL- KLHK) dari tahun 2012-2016 (13, 14).

HASIL DAN PEMBAHASANKonsentrasi gas dan partikulat dalam deposisi kering berhubungan dengan kondisi meteorologis, kondisi permukaan, dan jenis spesies kimia (15). Deposisi kering terdiri dari komponen gas dan partikulat. Hasil kegiatan kajian parameter deposisi kering di Serpong dan Bogor pada tahun periode 2012-2016 ditampilkan dalam gambar berikut ini:

97


Variabilitas bulanan untuk parameter gas SO2, HNO3, NH3, dan HCl di Serpong dan Bogor pada Gambar 6. memperlihatkan fluktuasi konsentrasi gas-gas. Kondisi paling jelas terjadi pada gas NH3 dimana konsentrasi pada musim penghujan (Desember-April) lebih rendah dibanding bulan-bulan kemarau (Mei-Oktober). Konsentrasi NH3 terendah di Serpong terjadi pada bulan Januari yaitu 6,6 ppb, sementara di Bogor pada bulan Februari sebesar 4,3 ppb. Konsentrasi NH3 tertinggi di Serpong terjadi pada bulan Juli yaitu 20,9 ppb, sementara di Bogor pada bulan Juni dan Juli sebesar 16,8 ppb. Variabilitas bulanan untuk parameter partikulat Na+, K+, Ca2+,

Gambar 6. Variasi bulanan parameter gas-gas dalam deposisi kering selama periode 2012 - 2016, (a) stasiun P3KLL Serpong, (b) stasiun BMKG Bogor

(a) (b)

(a) (b)Gambar 7. Variasi bulanan parameter partikulat kation dan anion dalam deposisi kering selama periode 2012 - 2016, (a) stasiun P3KLL Serpong, (b) stasiun BMKG Bogor

Mg2+, NH4+, Cl-, NO3

-, dan SO42- di Serpong

dan Bogor pada Gambar 7. memperlihatkan fluktuasi ion SO4

2-. Kondisi di Serpong menunjukkan adanya puncak (peak) di bulan Juli dengan konsentrasi 6,4 μg/m3 sementara di Bogor di bulan Agustus dengan konsentrasi 7,3 μg/m3. Peningkatan konsentrasi polutan terjadi pada musim kemarau.

Dari Gambar 8. terlihat bahwa gas NH3 dalam deposisi kering di lokasi ini memiliki persentase konsentrasi paling tinggi dibandingkan dengan gas-gas lain. Konsentrasi minimum dan maksimum gas NH3 di Serpong dengan data rerata per tahun untuk berada pada kisaran 11,0 – 19,1 ppb, sementara SO2 (0,7 - 1,5 ppb),

98


HCl (0,6 - 1,0 ppb) dan HNO3 (0,6 – 1,1 ppb). Komposisi anion dan kation dalam aerosol tertinggi di Serpong adalah SO4

2- diikuti oleh NO3- dan . Konsentrasi minimum dan maksimum komponen partikulat di Serpong yaitu SO4

2-(3,4 - 5,1 µg/Nm3), NO3- (0,5 - 1,2 µg/Nm3), Cl- (0,2 - 0,5 µg/Nm3), NH4

+ (0,4 - 0,9 µg/Nm3), Na+ (0,3 – 0,6 µg/Nm3), K+ (0,3 – 0,7 µg/Nm3), Mg2+ (0,05 – 0,1 µg/Nm3), dan Ca2+ (0,4 – 0,7 µg/Nm3).

Persentase NH3 di antara komponen gas-gas lainnya pada periode 2012-2016 di Serpong adalah 84% dengan konsentrasi rerata sebesar 14,7 ppb. Cenderung terjadi peningkatan NH3 dibandingkan dengan periode 2001-2010

Gambar 8. Rata-rata komposisi kimia di stasiun P3KLL Serpong sepanjang 2012 to 2016, (a) gas SO2, HNO3, HCl dan NH3, (b) anion dan kation dalam aerosol

(a) (b)

(a) (b)Gambar 9. Rata-rata komposisi kimia di stasiun P3KLL Serpong sepanjang 2001 to 2010, (a) gas SO2, HNO3, HCl dan NH3, (b) anion dan kation dalam aerosol

(Gambar 9.) yang memiliki konsentrasi rerata 7,6 ppb dengan persentase 73%. Demikian pula untuk komponen partikulat SO4

2- yang mengalami peningkatan pada periode sebelumnya, namun komponen anion dalam partikulat pada periode 2000-2010 memiliki persentase relatif setara.

Hal serupa juga terlihat di lokasi Bogor, dimana gas NH3 dalam deposisi kering memiliki konsentrasi paling tinggi dibandingkan dengan gas-gas lain. Konsentrasi rata-rata per tahun untuk gas NH3 di Bogor berada pada kisaran 8,5 – 23,1 ppb, sementara SO2 (1,0 - 1,8 ppb), HCl (0,7 - 1,6 ppb) dan HNO3 (0,7 - 1 ppb). Komposisi anion dan kation dalam aerosol

99


tertinggi di Bogor yaitu SO42- diikuti oleh

NO3- dan Na+. Konsentrasi minimum dan maksimum komponen partikulat di Bogor yaitu SO4

2- (2,7 - 5,1 μg/Nm3), NO3- (0,4 -

1,1 μg/Nm3), Cl- (0,1 - 0,3 μg/Nm3), NH4+

(0,3 - 0,7 μg/Nm3), Na+ (0,3 – 1,7 μg/Nm3), K+ (0,4 – 0,7 μg/Nm3), Mg2+ (0,05 – 0,1 μg/Nm3), dan Ca2+ (0,4 – 0,9 μg/Nm3 ). Dalam hal ini, tidak ada perbandingan data dari periode sebelumnya karena kegiatan pemantauan di Bogor dimulai sejak tahun 2012.

Secara geografis, titik lokasi Serpong dikelilingi oleh wilayah dengan jalur transportasi padat dan berbagai kawasan industri. Kondisi meteorologis di wilayah Serpong cenderung bersifat teduh (calm) dengan kecepatan angin < 1 knot. Umumnya dominasi arah angin berasal dari arah selatan. Sumber pencemar yang terdeposisi dalam bentuk deposisi asam di kawasan Serpong memiliki kemungkinan bersifat lokal maupun lintas wilayah. Potensi sumber NH3 maupun NH4

+ di Serpong berasal dari pepohonan di sekeliling gedung perkantoran, penimbunan sampah kota dalam radius sekitar 5 km ke arah utara, dan industri peternakan dalam radius sekitar 10 km ke arah

(a) (b)Gambar 10. Rata-rata komposisi kimia di stasiun BMKG Bogor sepanjang 2012 to 2016, (a) gas SO2, HNO3, HCl dan NH3, (b) anion dan kation dalam aerosol

selatan. Demikian pula halnya dengan titik lokasi di Bogor, meskipun dikelilingi dengan area pertanian namun dalam radius 2,3 km ke arah tenggara terdapat terminal angkutan kota. Sumber-sumber tersebut yang diduga memberikan kontribusi terhadap tingginya konsentrasi NH3 dan ion SO4

2-.

Sumber pencemar menghasilkan polutan melalui penguraian senyawa organik oleh mikroorganisme dan berpotensi menyebabkan tingginya NH3 dan NH4

+. Proses nitrifikasi NO2 menjadi NH3, hilangnya ion NO3

- yang berkontribusi pada penguapan NH4NO3 dan terbentuknya artefak NH3 yang berasal dari reaksi sublimasi senyawa seperti NH4NO3 atau NH4Cl dalam bentuk padatan menjadi gas atau pembentukan senyawa lain yang melibatkan NH3 adalah beberapa faktor penyebab kenaikan konsentrasi NH3 (7). Gas-gas NH3 yang dapat terdeposit dan berubah menjadi NH4

+ sehingga menyebabkan terjadinya peningkatan konsentrasi NH4

+

dimana NH4+ berlaku sebagai penetral untuk

H2SO4 dan HNO3 (10, 11). Kondensasi aerosol yang mengandung NH4

+ dan penguraian gas NH3 dalam butiran awan turut berkontribusi

100


pada peningkatan ion NH4+ dalam air hujan

maupun aerosol. Senyawa NH4+ atmosferik

dihubungkan dengan kegiatan pertanian dan pembakaran biomassa yang dikombinasikan dengan SO4

2- dan NO3- dari (NH4)2SO4 dan

NH4NO3 (11, 17, 18). Faktor emisi NH3 dipengaruhi oleh sumber N yang berasal dari tanaman, pupuk N sintetis, dan pupuk hewan. Emisi latar belakang (background emmision) NH3 dari lahan pertanian menurut Farquhar et al (1983) tidak diketahui secara pasti, karena tanaman dapat berperan sebagai sumber dan menghasilkan NH3, namun Holtan-Hartwig & Bùckman (1994) menyimpulkan bahwa tanaman adalah emitor NH3 pada atmosfer (19). Laju emisi NH3 hasil dekomposisi tanaman tidak dapat diketahui, Whitehead and Lockyer (1989) menunjukkan bahwa NH3 hanya diemisikan dari dekomposisi rerumputan dengan kandungan N tinggi (19).

Komposisi kimia deposisi kering ini serupa dengan komposisi kimia deposisi basah, dimana berdasarkan hasil studi hujan asam di Serpong tahun 2005-2007, pengaruh NH3 terhadap pembentukan komponen NH4

+ dalam partikulat terjadi sangat kuat pada musim penghujan (4, 20). Konsentrasi NH3 tinggi pada musim kering dan akan menghasilkan NH4NO3 dalam bentuk aerosol dan NH4

+ dalam deposisi basah. Penyerapan NH3 oleh partikel-partikel halus menjadi NH4

+ lebih mudah terjadi pada musim penghujan (4). Emisi antropogenik ditandai dengan keberadaan ion SO4

2- dan NO3- di dalam

partikulat, diduga terutama berasal dari kegiatan transportasi yang menggunakan bahan bakar fosil, sementara senyawa Cl- berasal dari kegiatan industri (4). Peningkatan konsentrasi umumnya terjadi pada musim kemarau.

Data pemantauan deposisi kering dalam periode yang sama di beberapa lokasi yang termasuk kriteria pedesaan/sub perkotaan di negara-negara anggota EANET (Acid Deposition Monitoring Network in East Asia)

memperlihatkan pola komposisi yang serupa. Negara anggota EANET terdiri dari Jepang, Korea, China, Rusia, Mongolia, Thailand, Malaysia, Indonesia, Filipina, Kamboja, Laos, dan Myanmar. NH3 umumnya juga merupakan komponen dominan dalam fase gas dan ion SO4

2- dalam fase partikulat. Lokasi Ijira-Jepang memiliki 66% NH3 dari total fase gas dan 65% SO4

2- dalam fase partikulat, Kanghwa- Korea (58% NH3 dari total fase gas dan 47% SO4

2- dalam fase partikulat), Imsil-Korea (61% NH3 dari total fase gas dan 47% SO4

2- dalam fase partikulat ), Primorskaya-Rusia (52% NH3 dari total fase gas dan 53% SO4

2- dalam fase partikulat), Chiang Mai-Thailand (59% NH3 dari total fase gas dan 53% SO4

2- dalam fase partikulat). Sementara itu terdapat perbedaan komposisi deposisi kering pada fase gas di Listvyanka-Rusia (51% HCl dari total fase gas dan 58% SO4

2- dalam fase partikulat) dan Hoa Binh-Vietnam (masing-masing 32% SO2 dan HCl dari total fase gas dan 36% SO4

2- dalam fase partikulat). Hal tersebut diakibatkan oleh potensi sumber pencemar yang berada di sekitar lokasi titik sampling. Data dari lokasi lain dengan kategori yang sama seperti Los Banos–Filipina, Pathumthani-Thailand pada periode tersebut tidak tersedia (16).

Jumlah deposisi NH4+ dan SO4

2- diakui sebagai salah satu yang tertinggi di Eropa Tengah, yang berpotensi menyebabkan kemasaman yang sangat tinggi ke tanah hutan. Kontribusi emisi NH3 dari pertanian terhadap deposisi asam total ke hutan adalah 52%. Endapan

101


nitrogen total mencapai 115,0 kg/ha/tahun, 83% berasal dari emisi NH3 dan 17% dari emisi NOx (21). Hasil pemantauan juga menunjukkan pola yang serupa dengan data emisi NH3 dan NH4

+ dalam air hujan yang cukup tinggi di kawasan Asia Timur (13, 22). Tren tersebut mengindikasikan adanya proporsi NH4

+ yang lebih tinggi pada titik kontinental dibanding daerah pesisir dan pulau. Hasil tersebut memperlihatkan bahwa NH4

+ merupakan spesies penting dalam presipitasi kimia di Asia Timur, terutama di wilayah kontinental (22).

SIMPULAN

Hasil pemantauan menunjukkan bahwa klasifikasi lokasi tertentu akan memberikan gambaran jenis pencemar dominan serupa, dimana baik di lokasi Serpong maupun Bogor memperlihatkan adanya dominasi NH3 dalam fase gas dan ion SO4

2- dalam aerosol. Hal yang sama juga terjadi di beberapa titik pemantauan di negara-negara EANET, seperti Jepang, Korea, Rusia, dan Thailand dalam periode yang sama. Adanya potensi sumber pencemar yang berada di sekitar titik sampling berasal dari kegiatan pemupukan, peternakan, tanaman, dan limbah domestik. SO2 dan HNO3 maupun garam-garam sulfat dan nitrat berasal dari kegiatan transportasi yang menggunakan bahan bakar fosil, sementara HCl diduga berasal dari kegiatan industri.

UCAPAN TERIMA KASIHPenulis mengucapkan terimakasih kepada anggota tim pelaksana kegiatan deposisi asam di P3KLL Serpong dan BMKG Bogor atas kerjasamanya dalam menghasilkan data pemantauan.

DAFTAR PUSTAKA

(1) APIS. Acid deposition 2015 [cited 2016 16 Oktober]. Available from: www.apis.uk/overview/pollutants/acid-deposition.

(2) EPA. Acid Rain Wasington DC [cited 2014 23 April]. Available from: www.epa.gov.

(3) EANET. Acid Deposition Monitoring Network in East Asia (EANET) [cited 2015 November 3]. Available from: http://www.eanet.asia/event/wspa/wspa.html.

(4) Budiwati T, Rachmawati E. Gas NH3 dan potensi pembentukan amonium (NH4

+) di daerah rural Serpong-Tangerang. PSTA LAPAN. 2010.

(5) ADORC. Technical document for filter pack method in East Asia. Niigata: ADORC; 2003. 20 p.

(6) EMEP. EMEP manual for sampling and chemical analysis 2001 [cited 2015 November 3]. Available from: http://www.nilu.no/projects/ccc/manual/.

(7) Aikawa M, Hiraki T. Difference in the Use of a Quartz Filter and a PTFE Filter as First-Stage Filter in the Four-Stage Filter-Pack Method. Water, Air, & Soil Pollution. 2010;213(1-4):331-9.

(8) EANET. Interim scientific advisory group of EANET. Guidelines for acid deposition monitoring in East Asia. Niigata: EANET; 2000.

(9) EANET. Technical manual on dry deposition flux estimation in East Asia. Niigata: EANET; 2010.

(10) Sorooshian A, Shingler T, Harpold A, Feagles C, Meixner T, Brooks P. A e r o s o l a n d p r e c i p i t a t i o n chemis t ry in the sou thwes te rn U n i t e d S t a t e s : s p a t i o t e m p o r a l t r e n d s a n d i n t e r r e l a t i o n s h i p s . Atmospheric Chemistry and Physics. 2013;13(15):7361-79.

102


(11) Chughtai M, Mustafa S, Mumtaz M. Study of Physicochemical Parameters of Rainwater: A Case Study of Karachi, Pakistan. American Journal of Analytical Chemistry. 2014;5(04):235.

(12) IK-1/U/LPDL Penentuan komponen partikel Na+, K+, Ca2+, Mg2+, NH4

+, Cl-, NO3

-, dan SO42- dan gas – gas SO2, HNO3,

NH3, dan HCl dalam deposisi kering dengan metode Filter Pack.

(13) EANET. Data Report of Acid Deposition in East Asia 2014. Niigata: 2015.

(14) Lestari RP. Tingkat pencemaran udara berdasarkan parameter deposisi asam. Tangerang Selatan: P3KLL-KLHK, 2016.

(15) EANET. Strategy paper on future direction of monitoring for dry deposition of the EANET (2016-2020). Niigata: EANET, 2015.

(16) EANET. Data Report 2015. Niigata: Network center for EANET; 2016.

(17) Pathak RK, Wu WS, Wang T. Summertime PM 2.5 ionic species in four major cities of China: nitrate formation in an ammonia-deficient atmosphere. Atmospheric Chemistry and Physics. 2009;9(5):1711-22.

(18) R e d i n g t o n A L , D e r w e n t R G . Calculation of sulphate and nitrate aerosol concentrations over Europe us ing a Lagrang ian d i spers ion model. Atmospheric Environment. 2002;36(28):4425-39.

(19) Yan X, Akimoto H, Ohara T. Estimation of nitrous oxide, nitric oxide and ammonia emissions from croplands in East, Southeast and South Asia. Global Change Biology. 2003;9(7):1080-96.

(20) Budiwati T. Kecenderungan temporal deposisi asam di Serpong dan Jakarta (2001-2009): Studi transboundary polutan. In: Rosida TB, Mahmud, Didi Sutiadi, editor. Sains Atmosfer: Teknologi dan Aplikasinya - Buku 2. Bandung: LAPAN; 2013.

(21) Draaijers G, Ivens W, Bos M, Bleuten W. The contribution of ammonia emissions from agriculture to the deposition of acidifying and eutrophying compounds onto forests. Environmental Pollution. 1989;60(1-2):55-66.

(22) Chao G, Zi-Fa W, Gbaguidi EA. Ammonium Variational Trends and the Ammonia Neutralization Effect on Acid Rain over East Asia. Atmospheric and Oceanic Science Letters. 2010;3(2):120-6.


103

UCAPAN TERIMA KASIH

Dewan Redaksi mengucapkan terima kasih kepada:1. Dr. Yanni Sudiyani - LIPI 2. Prof. Dr. Gustan Pari - BLI-KLHK3. Dr. Hefni Effendi - IPB 4. Prof. Dr. Chairil Anwar Siregar - BLI-KLHK5. Dr. Budi Haryanto - UI 6. Prof. Dr. Muhyatun Santosa - Batan

Sebagai Mitra Bestari atas kesediaannya melakukan review pada Jurnal Ecolab Volume 11 Nomor 2, Juli 2017.

Juli 2017

Dewan Redaksi Ecolab Jurnal Kualitas Lingkungan Hidup


a. JUDUL (Title Case, Center, 14 pt, Bold) Singkat, jelas dan mencerminkan isib. Nama (para) penulis atau baris kepemilikan (Center, 11 pt, Bold) Ditulis lengkap tanpa gelar, dengan diberi nomor penulis 1,2...dst Instansi, Alamat, Telepon, Fax, dan E-mail. (left,, 8 pt) ditulis paling bawah di halaman pertama.c. ABSTRACT (UPPERCASE,left, 12 pt, Bold) Berisi intisari makalah, cara penyelesaian masalah, dan hasil yang diperoleh, maksimal 300 kata (Sentence case, 11 pt) Keywords: berisi 5 – 8 kata dalam bahasa Inggris. (Sentence case, 10 pt, Italic)d. PENDAHULUAN (UPPERCASE, left, 12pt, Bold)

Berisi latar belakang, permasalahan, tujuan, dan ruang lingkup, serta teori yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahan. (Sentence case, 12 pt).

e. METODOLOGI (UPPERCASE, left, 12 pt, Bold) Berisi tentang subjek yang dibahas, alat, bahan, lokasi ( bila ada ) pengukuran, prosedur, dan metode analisis yang

digunakan. (Sentence case,12 pt)f. HASIL DAN PEMBAHASAN (UPPERCASE, left, 12 pt, Bold) Berisipenyajiandatadalambentuktabel,grafik,gambar,diagramdan/ataulainsebagainya.Pembahasandilakukan

terhadap hubungan berbagai variabel baik bebas maupun terikat, analisis tentang keterkaitan data dan kesesuaian hasil penelitian terhadap teori yang digunakan berikut alasannya. (Sentence case,12 pt)

g. SIMPULAN (UPPERCASE, left, 12 pt, Bold) Berisi simpulan dari pembahasan. (Sentence case,12 pt)h. DAFTAR PUSTAKA (UPPERCASE, left, 12 pt, Bold) Penulisan daftar pustaka ditulis berdasarkan sistem Vancouver, yaitu menggunakan nomor arab (misal: (1). (1-3) dst)

berdasarkan urutan pemunculan (Sentence case, 12pt).

ISSN (P) 1978-5860ISSN (E) 2502-8812

Penangung JawabDr.Wahyu Marjaka, M. Eng

Ketua EditorIr. Anwar Hadi, MEM

Wakil Ketua EditorDra. Arum Prajanti, MEMMelania Hanny, S.Hut.MT

Editor PelaksanaIr. Dewi Ratnaningsih

Rita Mukhtar, M.SiSri Unon Purwati,S.Si

Dra. AsiahDra. Alfrida Ester

Alfonsus H.Harianja, Sp, M.ScEdy Junaedi, S.P., M.Si

Editor BahasaIr .Rina Aprishanty, MARetno Puji Lestari, M.ScRizqika Rahmani, M. Ens

e-JournalMansur

Desain GrafisUki Nugroho

Redaktur PelaksanaIr. Eva Betty Sinaga, M.P

Sekretariat Medyawati, SKMSiti Nurhomsah

Ali Fardian, ST., M. KomM. Faiz

Cecep Supriyatna

Mitra BestariProf. (r) DR. Yanni Sudiyani (LIPI) Prof. (r) DR. Chairil Anwar Siregar (KLHK)Prof. DR Hefni Effendi (IPB) Prof. (r) DR. Muhayatun Santosa (Batan) DR. Budi Haryanto (UI) Prof. (r) DR. Gustan Pari (KLHK)

Alamat RedaksiPuslitbang Kualitas dan Laboratorium Lingkungan - KLHK

Kawasan Puspitek, Gedung 219, Jl. Raya Puspitek Serpong, Tangerang Selatan 15310 Banten - IndonesiaTelp +62-21-7563114, Fax. +62-21-7563115

email : [email protected]: CV. Sentra Global Asia, Jl. Kayu Manis Timur No. 4D Utan Kayu Utara, Matraman- Jakarta Timur 13120

Pertama terbit : Januari 2007Frekuensi terbit : Dua kali setahun, setiap bulan Januari dan JuliCover : Kepiting mati terkena tumpahan minyak (sumber gambar : intisati.online.com)

ISSN (P) 1978-5860 ISSN (E) 2502-8812

Documents

Transcript of ISSN (P) 1978-5860 ISSN (E) 2502-8812