BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Air Minum Menurut Permenkes RI No 492/Menkes/Per/IV/2002, air minum adalah
air yang melalui proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. Air minum aman bagi kesehatan apabila memenuhi persyaratan fisika, mikrobiologi, kimiawi, dan radioaktif. Jumlah total air yang dibutuhkan tubuh adalah 3,7 liter (15 gelas) bagi pria dewasa dan 2,7 liter (12 gelas) untuk wanita per hari yang berasal dari air minum dan makanan. Air minum dibutuhkan 3 liter untuk pria dan 2,2 liter untuk wanita per hari. Jika asupan air kurang akan ditandai dengan rasa haus walaupun kadang-kadang rasa haus ini tidak selalu terpercaya terutama pada usia tua dan para atelet. Pada orang yang demam, muntah, mencret dan berkeringat yang banyak dianjurkan mengonsumsi banyak air. Jika kepekatan darah meningkat, tubuh akan berusaha untuk mengurangi pengeluaran dimana ginjal akan mengurangi urin. Pada saat yang bersamaan, jika volume cairan berkurang di dalam darah, tekanan darah menurun dan kemudian akan menahan air. Akan tetapi kehilangan air tetap terjadi melalui feses, kulit, dan paru-paru. Kehilangan ini harus diganti dengan minum air untuk menghindari pengaruh negatif. Keracunan air dapat terjadi jika asupan air melebihi kemampuan ginjal untuk mengeluarkannya dan akan muncul gejala sakit kepala, mata kabur, kejang dan mungkin mati. Keracunan air terjadi jika tidak diimbangi dengan asupan mineral yang cukup (Silalahi, 2011). Air berperan sangat penting di dalam berbagai proses metabolisme di dalam tubuh baik sebagai medium/pelarut atau sebagai substrat serta sebagai
6
hasil di dalam reaksi dalam metabolisme. Pada metabolisme dihasilkan sejumlah energi dan hanya 40% diubah dalam bentuk ATP, sedangkan 60% diubah menjadi panas. Maka peningkatan aktivitas akan menaikkan suhu badan dan selanjutnya akan menyebabkan fungsi sistem enzimatis menjadi tidak efektif. Air berfungsi mengatur suhu tubuh dengan melepaskan panas melalui keringat dan penguapan untuk menurunkan suhu tubuh. Jika jumlah panas meningkat di dalam tubuh, air disekitar jaringan menyerap panas yang berlebih, kemudian tubuh akan mengeluarkan cairan dengan penguapan melalui pori kulit. Untuk menguapkan air diperlukan energi, sehingga saat terjadi penguapan, panas diserap dari kulit. Proses ini merupakan proses yang utama dalam tubuh untuk menurunkan suhu badan (Silalahi, 2011). .
Agar air minum tidak menyebabkan gangguan kesehatan, maka air
tersebut haruslah memenuhi pesyaratan-persyaratan kesehatan. Di Indonesia, standar air minum yang berlaku dapat dilihat pada Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 01/Birhukmas/1975 yang dapat ditinjau dari parameter fisika, parameter kimia, parameter mikrobiologi dan parameter radioaktivitas. Keempat parameter adalah sebagai berikut: 1. Parameter Fisika, meliputi bau, kekeruhan, rasa,suhu,warna dan jumlah zat padat terlarut (TDS) (Slamet, 2009). 2. Parameter Kimiawi, meliputi derajat keasaman, insektisida,cemaran logam, dan kesadahan dimana dapat menyebabkan pengendapan pada dinding pipa. Kesadahan
yang
tinggi
disebabkan
sebagian
besar
oleh
Kalsium
danMagnesium. Masalah yang dapat timbul adalah sulitnya sabun berbusa (Slamet, 2009).
7
3. Parameter Mikrobiologi, meliputi bakteri Coliform yang berasal dari Koliform tinja manusia atau hewan (Slamet, 2009). 4. Parameter Radioaktivitas, yang dapat menimbulkan kerusakan pada sel yang terpapar. Kerusakan dapat berupa kematian dan perubahan komposisi genetik. Perubahan genetis dapat menimbulkan penyakit seperti kanker dan mutasi (Mulia, 2005). Berikut persyaratan Baku Mutu Air Minum menurut Permeskes RI No. 01/Birhukmas/1975 yang dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1. Baku Mutu Air Minum Menurut Permenkes RI No 01/Birhukmas/1975 No
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2.2
Unsur-Unsur
Fisika Suhu Warna Bau Rasa Kekeruhan Kimia Derajat Keasaman Zat padat/jumlah Kesadahan Kalsium sebagai Ca Magnesium sebagai Mg Besi/jumlah Fe Mangan (Mn) Tembaga (Cu) Zink (Zn) Zat organik sebagai KmnO4
Satuan
Syarat-syarat Minimal Maksimal diperbolehkan dianjurkan
Maksimal diperbolehkan
0
C Unit Unit
-
5 5
50 25
-
65
-
9,2
500
1500
mg/L 0
D mg/L
5 -
75
10 200
mg/L
-
30
150
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L
-
0,1 0,05 0,05 1,00 -
1 0,5 1,5 15 10
Mineral Dalam Air Minum Mineral merupakan komponen anorganik yang terdapat dalam tubuh
manusia. Berdasarkan jumlah yang dibutuhkan, mineral dikelompokkan menjadi 8
dua yaitu mineral makro dan mineral mikro. Mineral makro adalah mineral yang dibutuhkan tubuh dalam jumlah lebih dari 100 mg sehari, sedangkan mineral mikro adalah mineral yang dibutuhkan tubuh kurang dari 100 mg sehari. Yang termasuk mineral makro antara lain: kalsium, magnesium, natrium, klorida, kalium, fosfor, dan sulfur. Sedangkan yang termasuk mineral mikro antara lain: besi, seng, mangan, dan tembaga (Almatsier, 2004). 2.2.1
Kalsium Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat di dalam tubuh,
yaitu 1,5% - 2% dari berat badan orang dewasa atau kurang lebih sebanyak 1 kg. Kalsium di dalam tubuh 99% berada sebagai penopang struktur di dalam tulang dan gigi. Kalsium adalah mineral yang paling besar jumlahnya, sebanyak 40% sekitar (1,2 kg) dari semua mineral di dalam tubuh. Kalsium terdapat dalam sirkulasi darah untuk memenuhi kebutuhan sel. Kalsium diserap sebanyak 25% yang ada dalam makanan, tetapi orang muda dan bayi lebih banyak menyerap kalsium. Biasanya usus mampu membatasi penyerapan kalsium sesuai kebutuhan yaitu 1000 mg sampai 1200 mg bagi orang dewasa per hari. Remaja membutuhkan lebih tinggi yaitu 1300 mg/hari. Defisiensi kalsium menyebabkan osteoporosis (Almatsier, 2004). Kalsium bukan hanya untuk tulang, kalsium berfungsi dalam proses pembekuan darah, kontraksi otot, dan metabolisme sel. Kadar kalsium yang rendah di dalam darah dikompensasi dengan menarik kalsium dari tulang untuk memenuhi jumlah kalsium untuk mempertahankan fungsi jantung dan otot bekerja. Batas maksimum kadar kalsium adalah 2500 mg/hari berdasarkan pertimbangan resiko pembentukan batu ginjal (Kozisek, 2005; Silalahi, 2011).
9
Penyerapan kalsium terjadi terutama di bagian atas usus kecil, karena kalsium memerlukan pH di bawah 6 agar tetap dalam keadaan ionik (Ca2+) dalam larutan. Manusia menyerap sekitar 25% kalsium dari makanan yang dimakan. Namun ketika tubuh membutuhkan ekstra kalsium seperti pada masa bayi dan kehamilan, penyerapan bisa mencapai setinggi 60%. Orang muda cenderung menyerap kalsium lebih baik daripada orang tua, terutama pada umur lebih 70 tahun (Wardlaw dan Hampl, 2007). Berdasarkan World Health Organization, kadar minimum kalsium yang dianjurkan dalam air minum adalah 20 mg/L dan kadar optimumnya adalah 40 – 80 mg/L (Kozisek, 2005). Sedangkan kadar maksimal kalsium yang dianjurkan sesuai persyaratan kualitas air minum di dalam Baku Mutu Air Minum menurut Permenkes RI No. 01/Birhukmas/i/1975 adalah 75 mg/L dan kadar maksimal kalsium diperbolehkan adalah 200 mg/L. 2.2.2
Magnesium Magnesium adalah kation ke empat dari kalsium, kalium,dan natrium
yang paling besar jumlahnya, dan kation kedua setelah kalium di dalam sel. Biasanya sekitar 40-60% magnesium di dalam diet akan diserap oleh tubuh. Sebagian magnesium disimpan didalam tulang dan sedikit di dalam otot. Ginjal mengatur kadar magnesium di dalam darah dengan mengurangi ekskresi jika kadar rendah didalam darah (Silalahi, 2011). Magnesium memegang peranan penting pada relaksasi otot. Di samping itu magnesium berperan penting pada metabolisme kalsium dan juga diperlukan untuk sintesis protein yang terdapat dalam tulang. Orang dewasa membutuhkan magnesium sekitar 400-500 mg per hari. Kekurangan magnesium dapat mengakibatkan jari-jari tangan dingin, kejang betis, tekanan darah meningkat
10
dan aritmia jantung yang berbahaya (Tjay dan Rahardja, 2007). Kekurangan magnesium juga dapat menyebabkan kejang otot, mual, muntah, malnutrisi,mengalami halusinasi, susah menelan, kerusakan ginjal, hipertensi dan penyakit jantung (Roles, 2009). Kebutuhan magnesium rata-rata sehari ditetapkan sebanyak 280 mg untuk laki-laki dewasa dan 250 mg untuk wanita dewasa. Latihan fisik dapat menyebabkan kekurangan magnesium, yang selanjutnya dapat menganggu metabolisme energi dan kemampuan kerja fisik. Magnesium juga berperan dalam meningkatkan performa atlet (Almatsier, 2004; Silalahi, 2011). Berdasarkan World Health Organization, kadar minimum yang dianjurkan dalam air minum adalah 10 mg/L dan kadar optimumnya adalah 20 – 30 mg/L (Kozisek, 2005). Sedangkan, kadar maksimal magnesium yang dianjurkan sesuai persyaratan kualitas air minum didalam Baku Mutu Air Minum menurut Permenkes RI No. 01/Birhukmas/I/1975 adalah 30 mg/L dan kadar magnesium diperbolehkan adalah 150 mg/L. 2.3 Sumber – Sumber Air Minum 2.3.1. Air Hujan Air hujan merupakan sumber utama air di bumi. Walau pada saat presipitasi merupakan air yang paling bersih. Air tersebut cenderung mengalami pencemaran ketika berada di atmosfer. Pencemaran yang berlangsung di atmosfer itu dapat disebabkan oleh partikel debu, mikroorganisme, dan gas misalnya karbon dioksida, nitrogen, dan amonia (Chandra, 2007). 2.3.2. Air permukaan Adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya, misalnya oleh
11
lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, kotoran industri kota dan sebagainya (Chandra, 2007). Sumber air permukaan terdiri dari badan sungai, danau dan lautan. Air permukaan ini banyak digunakan untuk keperluan rekreasi seperti berenang, menangkap ikan, bermain perahu serta untuk irigasi (Suparmoko dan Suparmoko, 2000). Air permukaan yang saat ini diambil sebagai air baku untuk pengadaan air bersih di pelayanan kota Medan dan sekitarnya berasal dari Sungai Belawan untuk Instalasi Produksi Air Bersih Sunggal yang terletak di Kecamatan Sunggal dan Sungai Deli untuk Instalasi Produksi Air Bersih Deli Tua yang terletak di Kecamatan Deli Tua (Pasaribu, 2006). 2.3.3 Air Tanah Air tanah adalah air yang berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan bumi yang kemudian merembes dan mengalami proses filtrasi secara ilmiah di dalam tanah (Chandra, 2007). Proses-proses yang dialami air hujan tersebut menyebabkan air tanah menjadi lebih baik dan lebih murni dibandingkan air permukaan. Biasanya kontaminasi dalam air tanah disebabkan oleh polusi yang berasal dari limbah industri dan saluran pipa. Jika air tanah terkontaminasi, maka akan dibutuhkan waktu yang sangat lama untuk memperbaikinya (Musa dan Ahanonu, 2013). 2.3.4 Mata air Air dari mata air yang terletak didaerah Sibolangit digunakan untuk air baku dari Instalasi Produksi Air Bersih Sibolangit yang disadap dari beberapa mata air (Pasaribu, 2006). 2.4
Proses Pengolahan Air PDAM Tirtanadi
1. Bendungan, sumber air baku yang digunakan adalah air permukaan sungai yang diambil melalui bangunan bendungan dengan panjang yang sesuai
12
dengan lebar air sungai dan tinggi ± 4 m dengan sisi kiri bendungan dibuat sekat (channel) berupa saluran penyadap yang lebarnya 2 m dilengkapi dengan pintu pengatur ketinggian air masuk ke intake (tempat masuknya air baku). 2. Intake (Tempat masuknya air baku), bendungan ini adalah saluran bercabang dua dilengkapi bar screen (saringan kasar) dan fine screne (saringan halus) yang berfungsi untuk masuknya kotoran-kotoran yang terbawa arus sungai. 3. Raw Water Tank (RWT), bendungan ini dibangun setelah intake yang terdiri dari 2 unit (4 sel). Setiap unitnya berdimensi 23,3 × 20 m, tinggi 5 m, dilengkapi dengan dua buah outlate gate dan pintu bilas 2 buah berfungsi sebagai tempat pengendapan lumpur, pasir, dan lain-lain yang bersifat sedimen. 4.Raw Water Pump (RWP), berfungsi untuk memompa air dari RWT ke Spitter Box (tempat pembubuhan koagulan berupa alum) dengan dosis normal ratarata 20-25 g/m3 air dan pendistribusian air ke masing-masing cleator yang terdiri dari 5 unit pompa air baku, kapsitas setiap pompa 375 l/det dengan total head 15 m memakai elektromotor. 5. Cleator (Proses Penjernihan Air), bendungan cleator terdiri dari 4 unit, dengan kapasitas masing-masing 350 l/det yang bervolume 1700 m3 berfungsi sebagai tempat proses pemisahan antar flok-flok yang bersifat sedimen dengan air bersih hasil olahan melalui pembentukan dan pengendapan flok-flok yang menggunakan agiator pengaduk lambat. 6. Filter (Penyaringan), dari cleator kemudian dialirkan ke filter untuk menyaring turbidity (kekeruhan) berupa flok-flok halus dan kotoran lain yang lolos dari clearator melalui pelekatan pada median filter.
13
7. Reservoir (Tempat Menampung Air Bersih), adalah berupa bendungan beton berdimensi panjang 50 m, lebar 40 m, tinggi 7 m berfungsi untuk menampung air bersih / air olahan setelah melewati media filter dengan kapasitas ± 12.000 m3 dan kemudian didistribusikan ke pelanggan melalui reservoir-reservoir distrubusi di berbagai cabang. Air bersih yang mengalir dari filter ke reservoir dibubuhi chlor dan untuk netralisasi dibutuhkan larutan kapur jenuh. 8. Finish Water Pump (FWP), berfungsi untuk mendristriusikan air bersih dari reservoir utama di instalasi reservoir-reservoir distribusi di cabang melalui pipa transmisi. 9. Sludge Lagoon (Tempat Menampung Air Buangan), berfungsi sebagai media penampungan air buangan bekas pencucian sistem pengolahan dan kemudian air tersebut disalurkan kembali ke RWT untuk diproses kembali. 10. Monitoring System (Sistem Pengawasan), fasilitas ini dapat memperlihatkan secara langsung kondisi proses pengolahan dari ruang tertentu baik terhadap kuantitas, kualitas maupun kontinuitas olahan.
2.5
Manfaat Mineral Dalam Air Minum Air minum menjadi salah satu sumber beberapa mineral karena
ditambahkan atau terdapat secara alamiah. Penyerapan mineral dari air minum dipengaruhi oleh banyak faktor yaitu kondisi fisiologis pencernaan dan komposisi makanan. Ada beberapa mineral yang terdapat di dalam air minum dengan kadar potensial untuk menopang kesehatan yakni kalsium, magnesium, florida, selenium, kuprum, dan kalium. Kontribusi air minum sebagai sumber mineral yang diperlukan dibandingkan dengan kontribusi makanan lainnya
14
berkisar 1-20 %, dan mineral kalsium dan magnesium yang paling banyak yakni sampai 20% dari yang diperlukan tubuh berasal dari air minum.Tingkat penyerapan kalsium dari air minum yang mengandung kalsium yang tinggi sebanding dengan penyerapan kalsium dari susu. Air minum yang mengandung 300 mg kalsium per liter menyumbangkan kalsium yang setara dengan kalsium dari satu gelas susu (Silalahi, et.al., 2014). Kesadaran akan pentingnya mineral dan unsur penting lainnya dalam air minum telah terjadi selama ribuan tahun. Air demineralisasi diartikan sebagai air yang hampir atau tidak mengandung mineral sama sekali. Air demineral tanpa penambahan mineral tidak sesuai untuk air minum karena sangat agresif terhadap wadah atau pipa penyalur yang terbuat dari logam, tidak memberi rasa dan tidak mengandung mineral tertentu yang diperlukan tubuh. Air rendah mineral dikaitkan dengan peningkatan morbilitas dan mortilitas dari penyakit kardiovaskuler (CVD) dibandingkan dengan air sadah tinggi magnesium. Studi terbaru juga menunjukkan bahwa asupan air lunak, yaitu air rendah kalsium, mungkin berkaitan dengan resiko tinggi patah tulang pada anak-anak, penyakit neurodegeneratif tertentu, kelahiran prematur dan berat badan rendah saat lahir dan beberapa jenis kanker. Dan juga peningkatan resiko kematian mendadak, asupan air rendah magnesium tampaknya terkait dengan resiko tinggi penyakit saraf motorik, gangguan kehamilan (yang disebut preeklamsia), dan beberapa jenis kanker.Gejala mungkin tidak akan kelihatan dalam waktu yang lama tetapi efek akut dapat terjadi jika mengonsumsi air destilat dalam jumlah yang banyak sesudah latihan fisik yang berat, efek hiponatremia yang akut bisa terjadi. Beberapa penelitian juga menunjukkan air dengan konsentrasi kalsium yang
15
rendah dapat meningkatkan resiko penyakit jantung dan kanker (Kozisek, 2005; Bonetti and Hopkins, 2010; Silalahi, 2011). 2.6
Kadar Mineral Dalam Air Minum Sebelumnya telah diadakan penelitian di Fakultas Farmasi yang
berkaitan dengan kandungan kalsium dan magnesium di kota Medan dimana dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut ini: No
Sampel
Kadar Mineral Sumber Kalsium (mg/L) Magnesium (mg/L) 1 AMIU Tanpa Merek 6,5113 ± 0,34 1,7817 ±0,08 Teknik Filterasi I a 2 AMIU Tanpa Merek 14,3137 ± 3,1492 ± 0,14 Teknik Filterasi II 0,24 3 AMIU Tanpa Merk 10,4956 ± 3,1408 ± 0,05 Teknik Filterasi III 0,20 4 Aqua 40,8789 ± 14,7650 ± 0,11 0,28 5 Amoz 30,6852 ± 19,9454 ± 0,15 b 0,29 6 Air Minum Isi Ulang I 11,6947 ± 6,9720 ± 0,07 0,09 7 Air Minum Isi Ulang II 25,6405 ±0,20 12,9050 ± 0,08 8 Air PDAM Tirtanadi di 1,2873 ±0,03 2,9703 ± 0,04 Utara 9 Air PDAM Tirtanadi 10,0503 ± 6,0808 ± 0,03 Selatan 0,18 c 10 Air PDAM Tirtanadi 3,8351 ± 0,05 2,9374 ± 0,01 Barat 11 Air PDAM Tirtanadi 3,3427 ± 0,09 1,88 ± 0,08 Timur Keterangan: a= Pasaribu (2013), b= Florencia (2014), c= Hutasoit (2014) Dari penelitian sebelumnya oleh Pasaribu (2013), Florencia (2014), dan Hutasoit (2014) didapat kadar kalsium dan magnesium dalam air mineral dalam kemasan yaitu Aqua dan Amoz lebih tinggi dibandingkan air minum isi ulang (AMIU) dan air PDAM Tirtanadi. Air mineral Aqua dan Amoz telah memenuhi persyaratan yang ditetapkan oleh WHO (World Health Organization)yang
16
merekomendasikan bahwa kadar minimum kalsium dan magnesium dalam air minum adalah 20 mg/L dan 10 mg/L. Menurut penelitian Ombaka, dkk (2013) di kenya menjelaskan bahwa kandungan kalsium dalam sampel pada musim hujan adalah 0,41-29,11 mg/L dan pada musim kemarau 0,38-26,13 mg/L. Untuk kandungan magnesium dalam sampel pada musim hujan adalah 0,20-5,89 mg/L dan pada musim kemarau 0,14-4,88 mg/L. Kadar kalsium dan magnesium yang lebih tinggi pada musim hujan dikarenakan air hujan yang berkontak langsung dengan tanah dan bebatuan sehingga memungkinkan kalsium dan magnesium ikut terlarut yang menyebabkan air menjadi sadah. Kadar kalsium dan magnesium pada musim hujan dan musim kemarau masih dibawah syarat maksimum yamg ditetapkan oleh WHO. Pada tahun 1970-an World Health Organization (WHO) melakukan studi untuk memberikan informasi tentang pedoman air destilat. air demineralisasi (destilat) tidak hanya memiliki keuntungan dikarenakan organoleptiknya, tetapi juga memiliki pengaruh yang merugikan pada hewan dan manusia. Setelah mengevaluasi berdasarkan efek kesehatan, organoleptik, dan informasi lainnya, tim merekomendasikan bahwa air demineral mengandung garam terlarut dengan konsentrasi minimal 100 mg/L, ion bikarbonat 30 mg/L, dan kalsium 30 mg/L (Kozisek,2004). Studi epidemiologi dilakukan untuk menentukan efek kalsium dan magnesium terhadap morbilitas penyakit kardiovaskuler (Cardiovasculer disease, CVD), magnesium dan kalsium dalam air minum dapat menurunkan resiko CVD. Penelitian yang lebih baru telah memberikan informasi tambahan tentang tingkat minimum dan optimum mineral yang harus ada dalam air
17
demineralisasi. Misalnya, efek air minum dengan kesadahan yang berbeda terhadap status kesehatan perempuan berusia 20-49 tahun dengan subjek dari dua studi epidemiologi (460 dan 511 perempuan) di empat kota siberia selatan. Air di kota A memiliki konsentrasi kalsium dan magnesium yang rendah (3,0 mg/L kalsium dan 2,4 mg/L magnesium). Air di kota B memiliki kadar sedikit lebih tinggi (18,0 mg/L kalsium dan 5,0 mg/L magnesium). Kadar tertinggi berada di kota C (22,0 mg/L kalsium dan 11,3 mg/L magnesium) dan di kota D (45,0 mg/L kalsium dan 26,2 mg/L magnesium). Perempuan yang tinggal di kota-kota A dan B lebih sering menunjukkan perubahan kardiovaskuler (seperti diukur dengan EKG), tekanan darah tinggi, disfungsi autonom perut, sakit kepala, pusing, dan osteoporosis (diukur oleh X-ray absorptiometry) dibandingkan dengan kota C dan D. Hasil ini menunjukkan bahwa kandungan magnesium minimum air minum harus 10 mg/L dan kandungan kalsium minimal harus 20 mg/L lebih dari 30 mg/L seperti yang direkomendasikan dalam laporan WHO 1980 (Kozisek, 2005). Beberapa hasil studi di Taiwan menyatakan magnesium memiliki efek perlindungan terhadap resiko penyakit serebrovaskuler dan hipertensi, kesadahan air menunjukkan efek perlindungan terhadap CVD, kanker kerongkongan, kanker pankreas, kanker rektum, dan kanker payudara. Kalsium dalam air minum juga terbukti melindungi terhadap kanker kolorektal dan kanker lambung (Kozisek, 2005). 2.7
Musim Di Indonesia Wilayah Indonesia berada pada posisi strategis, terletak di daerah
tropis,Indonesia terletak diantara Benua Asia dan Australia, diantara Samudera Pasifik dan Hindia, serta dilalui garis khatulistiwa, terdiri dari kepulauan yang
18
membujur dari barat ke timur menyebabkan wilayah indonesia memiliki sistem iklim yang unik, yang secara geografis memiliki dua musim yaitu musim penghujan dan musim kemarau (Sakya, 2015). Menurut Badan Meteorologi Klimatologi Dan Geofisika (BMKG), prakiraan musim hujan 2014/2015 di Sumatera diperkirakan berkisar pada bulan Oktober 2014 – Desember 2014 (Sakya, 2014). Sedangkan untuk musim kemarau diperkirakan berkisar pada bulan Januari 2015 – Juni 2015 (Sakya, 2015). 2.8
Analisis Mineral Dalam Air Minum
2.8.1
Titrasi Kompleksometri Titrasi kompleksometri digunakan untuk menentukan kandungan garam-
garam logam, dimana dasar penentuannya melibatkan pembentukan kompleks atau ion kompleks. Kompleks ini adalah kompleks yang dibentuk melalui reaksi sebuah ion logam, kation, dengan sebuah anion atau molekul netral. Etilen Diamin Tetra Asetat (EDTA) merupakan titran yang sering digunakan (Gandjar dan Rohman, 2012). Untuk deteksi titik akhir titrasi digunakan indikator zat warna. Indikator zat warna ditambahkan pada larutan logam pada saat awal dan sebelum dilakukan titrasi dan akan membentuk kompleks berwarna. Pada saat titik akhir titrasi (ada sedikit kelebihan EDTA) maka kompleks indikator-logam akan pecah dan akan menghasilkan warna yang berbeda. Indikator yang dapat digunakan untuk titrasi kompleksometri adalah hitam eritkrom, mureksid, jingga pirokatekol, jingga xilenol, kalmagit, dan biru hidroksi naftol (Gandjar dan Rohman, 2012).
19
2.8.2
Spektrofotometer Serapan Atom Spektrofotometri serapan atom didasarkan pada penyerapan energi sinar
oleh atom-atom netral, dan sinar yang diserap biasanya sinar tampak atau sinar ultraviolet (Gandjar dan Rohman, 2012). Spektrofotometri serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsur-unsur mineral dalam jumlah sekelumit (trace) dan sangat sekelumit (ultratrace). Cara analisis ini memberikan kadar total unsur mineral dalam suatu sampel dan tidak tergantung pada bentuk molekul mineral dalam sampel tersebut. Cara ini cocok untuk analisis sekelumit mineral karena mempunyai kepekaan yang tinggi (batas deteksi kurang dari 1 ppm), pelaksanaanya relatif sederhana, dan interferensinya sedikit (Gandjar dan Rohman, 2012). Metode spektrofotometri serapan atom berprinsip pada absorpsi cahaya oleh atom. Atom-atom menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Cahaya pada panjang gelombang ini mempunyai cukup energi untuk mengubah tingkat elektronik suatu atom. Transisi elektronik suatu unsur bersifat spesifik. Dengan absorpsi energi, berarti memperoleh lebih banyak energi, suatu atom pada keadaan dasar dinaikkan tingkat energinya ke tingkat eksitasi (Khopkar, 1985). Menurut
Gandjar
dan
Rohman
(2007),
bagian
instrumentasi
spektrofotometer serapan atom adalah sebagai berikut: a.
Sumber Sinar Sumber sinar yang lazim dipakai adalah lampu katoda berongga (hollow
cathode lamp). Lampu ini terdiri atas tabung kaca tertutup yang mengandung suatu katoda dan anoda. Katoda berbentuk silinder berongga yang dilapisi dengan mineral tertentu.
20
b.
Tempat Sampel Dalam analisis dengan spektrofotometer serapan atom, sampel yang akan
dianalisis harus diuraikan menjadi atom-atom netral yang masih dalam keadaan azas. Ada berbagai macam alat yang digunakan untuk mengubah sampel menjadi uap atom-atom, yaitu: 1.
Dengan nyala (Flame) Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berupa cairan menjadi
bentuk uap atomnya dan untuk proses atomisasi. Suhu yang dapat dicapai oleh nyala tergantung pada gas yang digunakan, misalnya untuk gas asetilen-udara suhunya sebesar 22000C. Sumber nyala yang paling banyak digunakan adalah campuran asetilen sebagai bahan pembakar dan udara sebagai pengoksidasi.
2.
Tanpa nyala (Flameless) Pengatoman dilakukan dalam tungku dari grafit. Sejumlah sampel diambil
sedikit (hanya beberapa µL), lalu diletakkan dalam tabung grafit, kemudian tabung tersebut dipanaskan dengan sistem elektris dengan cara melewatkan arus listrik pada grafit. Akibat pemanasan ini, maka zat yang akan dianalisis berubah menjadi atom-atom netral dan pada fraksi atom ini dilewatkan suatu sinar yang berasal dari lampu katoda berongga sehingga terjadilah proses penyerapan energi sinar yang memenuhi kaidah analisis kuantitatif . c.
Monokromator
Monokromator merupakan alat untuk memisahkan dan memilih spektrum sesuai dengan panjang gelombang yang digunakan dalam analisis dari sekian banyak spektrum yang dihasilkan lampu katoda berongga.
21
d.
Detektor Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melalui
tempat pengatoman. e.
Readout Readout merupakan suatu alat penunjuk atau dapat juga diartikan sebagai
pencatat hasil. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva yang menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi.
Lampu Katoda Berongga
Monokromator
Detektor
Amplifier
Readout Bahan Pembakar
Nyala Udara
Analit sampel dalam beker
Gambar 2.2 Komponen Spektrofotometer Serapan Atom (Harris, 2007) Gangguan-gangguan (interference) pada Spektrofotometri Serapan Atom adalah peristiwa-peristiwa yang menyebabkan pembacaan absorbansi unsur yang dianalisis menjadi lebih kecil atau lebih besar dari nilai yang sesuai dengan konsentrasinya dalam sampel (Gandjar dan Rohman, 2007). Secara luas dapat dikategorikan menjadi dua kelompok, yakni interferensi spektral dan interferensi kimia (Khopkar, 1985). Interferensi spektral disebabkan karena tumpangasuh absorpsi antara spesies pengganggu dan spesies yang diukur, karena rendahnya resolusi monokromator. Interferensi kimia dapat mempengaruhi jumlah atau banyaknya
22
atom yang terjadi di dalam nyala. Gangguan kimia disebabkan karena adanya reaksi kimia selama atomisasi, sehingga mengubah sifat absorpsi (Khopkar, 1985). 2.9
Validasi Metode Analisis Validasi metode analisis adalah suatu tindakan penilaian terhadap
parameter tertentu berdasarkan percobaan laboratorium untuk membuktikan bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya (Harmita, 2004). Beberapa parameter analisis yang harus dipertimbangkan dalam validasi metode analisis adalah sebagai berikut: a.
Kecermatan
Kecermatan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil analisis dengan kadar analit yang sebenarnya. Kecermatan dinyatakan sebagai persen perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan. Kecermatan ditentukan dengan dua cara, yaitu metode simulasi dan metode penambahan baku (Harmita, 2004). Metode simulasi (Spiked-placebo recovery) merupakan metode yang dilakukan dengan cara menambahkan sejumlah analit bahan murni ke dalam suatu bahan pembawa sediaan farmasi (plasebo), lalu campuran tersebut dianalisis dan hasilnya dibandingkan dengan kadar analit yang ditambahkan (kadar yang sebenarnya) (Harmita, 2004). Metode penambahan baku (standard addition method) merupakan metode yang dilakukan dengan cara menambahkan sejumlah analit dengan konsentrasi tertentu pada sampel yang diperiksa, lalu dianalisis dengan metode yang akan divalidasi. Hasilnya dibandingkan dengan sampel yang dianalisis
23
tanpa penambahan sejumlah analit. Persen perolehan kembali ditentukan dengan menentukan berapa persen analit yang ditambahkan ke dalam sampel dapat ditemukan kembali (Harmita, 2004). b.
Keseksamaan (presisi)
Keseksamaan atau presisi diukur sebagai simpangan baku relatif atau koefisien variasi. Keseksamaan atau presisi merupakan ukuran yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji individual ketika suatu metode dilakukan secara berulang untuk sampel yang homogen. Keseksamaan dapat dinyatakan sebagai keterulangan (repeatability) atau ketertiruan (reproducibility) (Harmita, 2004). c.
Selektivitas (Spesifisitas)
Selektivitas atau spesifisitas suatu metode adalah kemampuannya yang hanya mengukur zat tertentu secara cermat dan seksama dengan adanya komponen lain yang ada di dalam sampel (Harmita, 2004). d.
Linearitas dan rentang
Linearitas adalah kemampuan metode analisis yang memberikan respon baik secara
langsung
maupun
dengan
bantuan
transformasi
matematika,
menghasilkan suatu hubungan yang proporsional terhadap konsentrasi analit dalam sampel (Harmita, 2004). e.
Batas deteksi (Limit of detection) dan batas kuantitasi (Limit of
quantitation) Batas dapatdideteksi
deteksimerupakanjumlahterkecilanalitdalamsampel yang
yang
masihmemberikanresponsignifikan,
sedangkanbataskuantitasimerupakankuantitasterkecilanalitdalamsampel masihdapatmemenuhi kriteriacermatdanseksama(Harmita, 2004).
24
yang
