PENENTUAN KANDUNGAN LOGAM PADA KERANG lllJAU ...

PRO SIDING SEMINAR NASIONAL PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan Vogyakarta, 2.9 Agustus 2.009

PENENTUAN KANDUNGAN LOGAM PADA KERANG lllJAU DENGAN METODE ANALISIS AKTIV ASI NEUTRON KOMP ARATIF Elisabeth Ratnawati, Sunarko PRSG - BATAN, Kmvasan Puspiptek, Serpong, Tangerang ABSTRAK PENENTUAN KANDUNGAN LOGAM PADA KERANG HIJAU DENGAN METODE ANAL/SIS AKTIVASI NEUTRON KOMPARA TIF. Telah dilakukan penentuan kandungan logam pada sampel kerang hijau dengan metode analisis aktivasi neutron komparatif. Penentuan kandungan logam ini di/akukan untuk mengetahui jenis logam yang terdapat dalam kerang hijau karena pengaruh pencemaran lingkungan di sekitamya. Sampel diambi/ dari empat lokasi yang berbeda yaitu di daerah Muara Angke, Muara Karang, Muara Baru, dan Muara Kamal, Jakarta Utara, dimana perairan di daerah itu telah tercemar karena banyaknya buangan limbah industri. Dari pengukuran yang di/akukan diperoleh hasi/, adanya logam Chromium (Cr), dan Seng (Zn) dalam konsentrasi yang bervariasi. Untuk sampel yang diambi/ dari Muara Baru dan Muara Kamal, kandungan kedua logam tersebut masih dibawah ambang batas yang diijinkan. Tetapi untuk sampel yang diambil dari Muara Karang, kandungan logam Seng (Zn) telah melebihi batas yang diijinkan (104,41mg/kg) sedangkan untuk Chromium masih berada dibawah ambang batas maksimum (0,35mg/kg). Untuk sampel kerang hijau yang diambi/ dari Muara Angke kedua kandungan logam tersebut berada diatas batas maksimum yang diijinkan (Cr: 0,83 mg/kg dan Zn: 144,68 mg/kg). Dari hasi/ penentuan kandungan logam dalam kerang hijau ini menunjukkan bahwa tidak semua kerang hijau dapat dikonsumsi dengan aman. ABSTRACT THE DETERMINING OF METAL CONTENTS IN THE GREEN SHELLS USING COMPARA TIVE NEUTRON ACTIVA nON ANAL YSIS METHOD. The detennining of metal contens in green shells sample using comparative neutron activation analysis method has been done. This detennining has been done to find out the kind of metal contained inside the green shells because of the influence of surrounding area contamination. The samples are take from four different locations that are Muara Angke region, Muara Karang, Muara Baru, Muara Kamal in the northen Jakarta, which water in those area has been contaminated because of the many industrial waste. From the measurement can be obtained result that is the existance of Chromium metal (Cr), and Zink (Zn) in the variated concentration. For the samples which are taken from Muara Baru and Muara Kamal, the content of the both metal are still under the allowed threshold limit. But for the which that is taken from Muara Karang, the content of Zinc has passed the allowed threshold limit (104.41 mg/kg). For the green shells samples which is taken from Muara Angke the content of both metal are above the allowed threshold limit (Cr: 0.83 mg/kg and Zn 144.68 mg/kg). From the result of the the detennining of metal contents in the green shells can be concluded that not all of the green shells can be used safely.

PENDAHULUAN

Kemajuan berbagai 146

teknologidampak, dan industri macam diantaranyamembawa adalah

meningkatnya produksi dan penggunaan bahan kimia untuk keperluan manusia, baik industri, pertanian maupun rumah tangga. Hal ini yang

ISSN 1410 - 8178

Elisabeth Ratnawati, dkk

PROSIDING SEMINAR NASIONAL PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akslerator don Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008

menyebabkan meningkatnya emisi sejumlah besar bahan kimia beracun ke lingkungan dan pada akhirnya akan berpengaruh pada kehidupan manusia maupun hewan. Oleh karena itulah masalah lingkungan yang berkaitan dengan kontaminan beracun telah menjadi perhatian yang amat besar bagi banyak kalangan. Perairan di teluk Jakarta merupakan daerah tampung dari berbagai limbah yang berasal dari kawasan di sekitamya. Kondisisi ini disebabkan karena sebagian sungai dikawasan Bogor, Depok Tangerang dan bekasi bermuara di teluk Jakarta. Demikian juga kegiatan perindustrian yang berada di sepanjang pantai utara Jakarta telah membawa akibat bagi perairan di sekitamya. Melihat dari kenyataan ini maka dugaan adanya kandungan logam dalam perairan tel uk Jakarta dapat menyebabkan kontaminasi, akumulasi bahkan pencemaran terhadap Iingkungannya, seperti biota, sedimen, maupun air. Kerang merupakan binatang laut yang menyerap pencemar lebih tinggi dibanding dengan jenis biota laut yang lain karena sifatnya yang menetap, lambat untuk dapat menghindari diri dari pengaruh polusi, dan mempunyai toleransi yang tinggi terhadap konsentrasi logam tertentu. Pada penelitian ini akan digunakan kerang hijau sebagai sampel yang akan ditentukan apa dan seberapa besar kandungan logam yang terdapat dalam kerang hijau yang banyak dikonsumsi oleh masyarakat.. Sampel diambil dari empat titik lokasi, yaitu Muara Angke, Muara Baru, Muara Karang dan Muara Kamal. Penentuan kandungan logam dalam kerang hijau dalam penelitian ini akan menggunakan metode analisis aktivasi neutron komparatif. KERANG HIJAU Kerang hijau (Mytilus viridis L) termasuk binatang lunak (mollusca) yang hidup di laut, bercangkang dua (bivalve) berwama hijau, insangnya ber lapis lapis dan berkaki kapak (Pelecypoda) serta memiliki benang byssus. Kerang hijau adalah plankton feeder, dapat berpindah pindah ttempat dengan menggunakan kaki dan benang byssus, hidup baik pada perairan dengan kisaran kedalaman 1-7 meter. Terdapat dalam jumlah yang berlimpah pada musimnya disepanjang pantai Indonesia yaitu pada bulan Maret sampai dengan bulan Juli. Hidup di daerah pasang surut, menem pel kuat dan bergerombol pada benda-benda kcras dengan menggunakan benang byssusnya. Kerang hijau merupakan salah satu jenis kerang yang digcmari masyarakat, memiliki nilai ckonomis dan kandungan gizi yang sangat baik untuk dikonsumsi, yaitu tcrdiri dari 40,8 % air, 21,9 % protein, 14,5 % lemak, 18.5 % karbohidrat dan 4.3 '% abu sehingga mcnjadikan kerang hijall scbanding Elisabeth Ratnawati, dkk

dengan daging sapi, telllr mallplln daging ayam. Dari 100 gram daging kerang hijall ini mengandung 100 kalori. Klasifikasi kerang hijau (Mytilus viridis L) adalah sebagai berikut: a. Fillum : Mollusca b. Kelas : Bivalvia c. Subkelas : Lamellibranchiata d. Ordo : Anisomyria e. Famili : Mytilidae f. Subfamili : Mytilinae g. Genus : Mytilus L h. Species : Mytilus viridis L TOKSISITAS LOGAM PADA HEWAN AIR Semua spesies kehidupan dalam air sangat terpengaruh oleh adanya logam yang terlarut dalam air, terutama pada konsentrasi yang melebihi normal. Beberapa faktor yang mempengaruhi daya toksisitas logam dalam air terhadap makhluk yang hidup di dalamnya adalah: I. Bentuk ikatan kimia dari logam yang terlarut 2. Pengaruh interaksi antara logam dan jenis toksik lainnya 3. Pengaruh Iingkungan seperti suhu, kadar garam, pH dan kadar oksigen yang terlarut dalam air 4. Kondisi hewan, fase siklus hidup (telur, larva, dewasa), besamya ukuran organisme, jenis kelamin, dan kecukupan kebutuhan nutrisi. 5. Kemampuan hewan untuk menghindar dari pengaruh polusi. 6. Kemampuan organisme untuk beradaptasi terhadap bahan toksik logam 7. Logam yang bersifat toksik seperti Cd, Pb, Hg, Cu, Zn dan Ni bila masuk kedalam sel hewan biasanya selalu proporsional dengan tingkat konsentrasi logam dalam air di sekitamya. Hewan jenis kerang kerangan (bivalva) atau jenis binatang lunak (mollusca), baik jenis klam (kerang besar) atau oister (kerang kecil) bergerak sangat lambat di dalam air. Mereka biasanya hidup menetap di suatu lokasi tertentu di dasar air. Jenis kerang yang hidup di air tawar maupun di air laut banyak digunakan sebagai indikator pencemaran logam. Hal ini disebabkan karena habitat hidupnya yang menetap dan sifat bioakumulatifuya terhadap logam berat. Dari beberapa penelitian yang telah dilakukan mengenai toksisitas logam pada jenis kerang menunjukkan bahwa fase embrio pada kerang cenderung lebih peka daripada fase larva. Daya toksisitas logam pada jenis kerang berurutan dari yang kuat hingga yang lemah adalah sebagai berikut Hg,Ag,Cu,Zn,Ni,Pb,Cd,As,Cr, dan Mn. Akumulasi logam pada jaringan kerang sama dengan hewan air pada umumnya. Faktor yang mempengaruhi tingi rendahnya derajat

ISSN 1410 - 8178

147

PENELITIAN

PRO SIDING SEMINAR NASIONAL DAN PENGELOLAAN PERANGKAT

Pusat Teknologi

Akselerator

Yogyakarta,

METODE ANALISIS AKTIVASI NEUTRON neutron

pencacahan dari radiasi yang spesifik untuk nuklida yang akan ditentukan. Pada metode ini, sejumlah (Ws) masa unsur yang diketahui jumlahnya diiradiasi bersama-sama dengan sam pel yang akan ditentukan kuantitas unsurnya. Keduanya baik sampel maupun standar, selanjutnya dicacah secara berurutan pada posisi geometri pencacahan yang sarna. Fonnulasi untuk menghitung kuantitas unsur dalam sampel adalah sebagai berikut, Cu

(NP)cuplikan = ----

sejenisnya. Teknik aktivasi yang melibatkan penggunaan neutron, umumnya melibatkan penggunaan berbagai jenis neutron yang berlangsung dalam suatu fasilitas nuklir, khususnya reaktor nuklir. Neutron tennal adalah neutron yang berada dalam kesetimbangan tennal dengan kecepatan gerakan atom-atom yang tennoderasi. Distribusi energi dari neutron tennal ini adalah Maxwelliam, dengan kemungkinan kecepatannya adalah 2200 m.derl pada temperatur 20°C yang berkorelasi dengan energi 0,025 eV. Teknik analisis aktivasi neutron didasarkan pada reaksi penangkapan neutron termal oleh target melalui reaksi (n, y). Neutron termal diabsorbsi oleh inti target dan menghasilkan inti yang kelebihan neutron yang bersifat tidak stabil. Inti ini selanjutnya cenderung akan mencapai keadaan setimbang (stabil) dengan melepaskan kelebihan energinya melalui transisi isomerik, atau melalui peluruhan W atau p+ yang umumnya diikuti pula oleh pancaran sinar-y. Sinar-y yang dipancarkan pad a umumnya bersifat karakteristik untuk suatu radionuklida tertentu, dan sifat ini digunakan untuk mengidentifikasi suatu radionuklida hasil aktivasi. Berdasarkan fenomena ini, maka dimungkinkan untuk menentukan unsur yang terkandung dalam suatu benda, baik kualitatif maupun kuantitatif secara simultan tanpa dipengaruhi oleh sifat-sifat kimia dari cuplikan. Dalam metode komparatif AAN, kuantitas unsur dalam analit berbanding lurus dengan sinyal yang diukur oleh detektor, yaitu laju

x W standar

(1 )

(NP)standar

adalah iradiasi suatu inti

dengan neutron untuk menghasilkan radionuklida. Jumlah radionuklida yang dihasilkan tergantung pada jumlah inti dalam target, jumlah neutron yang diterima oleh inti target, waktu iradiasi, jenis inti dalam target, dan faktor tampang Iintang reaksi. Radionuklida yang terbentuk akan meluruh sesuai dengan perubahan waktu dengan skema peluruhan yang karakteristik. Hal ini berarti distribusi hasil iradiasi akan dipengaruhi oleh waktu peluruhan. Teknik aktivasi nuklir merupakan teknik analisis yang memanfaatkan berkas neutron, partikel bennuatan atau foton, yang masing-masing dihasilkan oleh suatu reaktor atau siklotron atau

148

dan Proses Bahan

28 Agustus 2008

akumulasi logam pada hewan air lainnyajuga sarna, hanya jenis kerang ini dapat mengakumulasi logam lebih besar daripada hewan air lainnya, karena sifatnya yang menetap, lambat untuk dapat menghindari diri dari pengaruh polusi, dan mempunyai toleransi yang tinggi terhadap konsentrasi logam tertentu. Karena itu jenis kerang merupakan indikator yang sangat baik untuk memonitor pencemaran lingkungan.

Aktivasi

NUKLIR

dengan : Cu

: konsentrasi

analit dalam

sampel

: luas puncak cuplikan : luas puncak standar : berat unsur standar

(Np )cuplikan (Np )standar Wstandar

METODE PENELITIAN Metode tahapan-tahapan

penelitian ini sebagai berikut :

dibuat

dengan

Sampling Sampel kerang diambil dari empat lokasi. Lokasi I terletak di Muara Barn, lokasi 1\ terletak di Muara Kamal, lokasi III terletak di Muara Karang, dan lokasi IV di Muara Angke. Masing masing lokasi diambil secara duplo. Preparasi

sam pel dan unsur standar

Sampel dari keempat lokasi yang telah diambil kemudian ditimbang masing-masing terdiri dari dua replikat. Bahan acuan standar yang dipergunakan adalah SRM 1577b, Bovine Liver dan SRM 1573a Tomatto LeaVes dengan berat berkisar antara 70-80 mg. Sampel dan bahan acuan kemudian dimasukkan kedalam vial polietilin, selanjutnya dimasukan ke dalam kapsul iradiasi. lradiasi neutron Iradiasi dilakukan selama 1 jam untuk penentuan unsur-unsur dengan waktu paruh panjang. Iradiasi dilakukan di fasilitas Sistim Rabbit hidrolik dengan fluks neutron 3,5x 1013 n.cm-z. s. Pengukuran

sinar V

Pada analisis dengan metode AAN komparatif, untuk pengukuran energi sinar-y dilakukan dengan spektlOmetri gamma menggunakan detektor HPGe. Dari hasil pengukuran akan diperoleh spektrum energi sinar-y dan besamya intensitas unsur-unsur logam yang terkandung dalam cuplikan yang teraktivasi. Analisis

kualitatif dan kuantitatif Analisis

mengidentifikasi

ISSN 1410 - 8178

kualitatif unsur

logam

dilakukan yang

untuk

terkandung


PENELITIAN

PRO SIDING SEMINAR NASIONAL DAN PENGELOLAAN PERANGKAT

NUKLIR

Pusat Teknologi Akslerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008

dalam cuplikan. Sedangkan analisis kuantitatif dilakukan dengan metode komparatif yaitu dengan membandingkan antara luas puncak dari cuplikan dibagi dengan luas puncak standar.

Tabel I. Hasil analisis kualitatif kandungan logam dalam sampel kerang hijau Lokasi

Jenis logam As I Sc

TATA CARA PENGUKURAN Alat dan bahan

Neraca analitik, pemanas/oven, pinset, pisau, vial, kapsul, spektroskopi gamma, MCA card dan komputer. Muara Baru Kamal Lokasi acuan standar SRM Karang Muara Angke Kerang hijau, bahan CrCr 1577b Bovine Liver, bahan acuan standar SRM 1753a Tomatto Leaves

Tabel 2. Hasil analisis kuantitatif kandungan logam dalam sampel kerang hijau Konsentrasi Batasan maksimum 100" 100" 0,25 104,41 144,68 92,85 96,55 0,29 0,35 0,83 +± ± ++ ± 0,01 0,02 4,57 5,44 6,07 6,51(ma/kg) 0,4' (mg/kg) Zn logam Zn Jenis

Tata kerja

I. Kerang dicuci dengan aquadest, diambil dagingnya dan di keringkan dalam oven pada suhu 40°C. 2. Buat masing-masing menjadi dua replikat, dan timbang sekitar 70-80 mg, masukkan dalam vial polietilene. 3. Timbang bahan acuan standar sekitar 70-80 mg, masukkan dalam vial polietilene. 4. Bungkus vial dengan aluminium voil, masukkan dalam kapsul aluminium. 5. Iradiasi selama I jam, dan biarkan selama minggu untuk peluruhan. 6. Cacah dengan spektrometri sinar gamma 7. Analisis hasil spektrum dengan program Genie2000 8. Hitung kandungan logam secara kuantitatif dengan program excel. HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil analisis secara kualitatif pada sampel kerang hijau diperlihatkan dalam Tabel I. Sedangkan hasil analisis secara kuantitatif ditampilkan dalam tabei 2. Dari hasil analisis secara kualitatif diperoleh empat jenis unsur yaitu Cr, As, Sc, dan Zn .. Tetapi hanya ada duajenis logam yang dapat ditentukan konsentrasinya yaitu Chrom (Cr), dan Seng (Zn). Untuk menentukan kandungan unsur As dalam sampel biota laut ada kendala yang dihadapi. Karena pada umumnya, setiap produk laut selalu memiliki kandungan Natrium yang amat tinggi sehingga puncak energi Na menutup puncak energi As, dan hal ini menjadi kendala dalam perhitungan secara kuantitatif. Sedangkan untuk unsur Scandium tidak dapat dianalisis secara kuantitatif karena dari hasil analisis bahan acuan standar menunjukkan adanya kesalahan (error) yang cukup besar untuk unsur Sc, sehingga akan menimbulkan nilai ketidakpastian pengukuran menjadi besar.


*Suwirma dkk ** SK Dirjen paM no 03725/B/SK/VII/89 Dari ke empat lokasi pengainbilan sampel yaitu Muara Baru, Muara Kamal, Muara Karang dan Muara Angke diperoleh hasil analisis secara kuantitatif bahwa sampel yang diambil dari Muara Baru dan Muara Kamal memiliki kandungan logam Chromium (Cr) dan Seng (Zn) yang masih berada dibawah batas aman yang diijinkan untuk dikonsumsi. Sedangkan sampel kerang hijau yang diambil dari Muara Karang memiliki kandungan Cr dibawah ambang batas aman (0,35 mg/kg) tetapi logam Zn berada diatas ambang batas yang aman untuk dikonsumsi.( 104,41 mg/kg). Untuk sampel kerang hijau yang diambil dari Muara Angke, kandungan Cr maupun Zn nya telah melebihi batas aman (Cr: 0,83 mg/kg dan Zn : 144,68 mg/kg). Chromium merupakan salah satu logam yang dapat menyebabkan timbulnya kanker paru-paru. Oleh karena itu Cr digolongkan pula sebagai bahan karsinogen. Sedangkan Seng (Zn) adalah jenis logam esensial. Logam esensial adalah logam yang diperlukan oleh tubuh, namun dalam jumlah yang berIebihan akan menyebabkan keracunan. Dalam sampel kerang hijau ini kemungkinan adanya jenis logam berbahaya lainnya yang tidak dapat terdeteksi. Hal ini bisa terjadi karena unsur-unsur tersebut telah menguap pada saat proses pengeringan dengan menggunakan oven, misalnya unsur Mercury (Hg). Untuk sam pel organik, pengeringan yang ide