MASKER CHITOSAN POLYMER MEDIUM PEREDUKSI ASAP ROKOK DAN EMISI KENDARAAN BERMOTOR
IDAN MARDANI
DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PERNYATAAN SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Masker Chitosan Polymer Medium Pereduksi Asap Rokok dan Emisi Kendaraan Bermotor adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Februari 2015
Idan Mardani NIM C34110007
ABSTRAK IDAN MARDANI. Masker Chitosan Polymer Medium Pereduksi Asap Rokok dan Emisi Kendaraan Bermotor. Dibimbing oleh PIPIH SUPTIJAH dan SUGENG HERI SUSENO. Masker merupakan pelindung mulut dan hidung dari gas polutan termasuk asap rokok dan emisi kendaraan bermotor. Chitosan polymer medium (CPM) merupakan salah satu bentuk turunan kitosan, diperoleh dengan cara pengecilan polimer besar menggunakan magnetic stirrer. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui efektivitas chitosan polymer medium sebagai pereduksi terhadap asap rokok dan emisi kendaraan bermotor. Fokus penelitian pada perlakuan CPM, yakni CPM 0%, 0,5% dan 1%. Hasil penelitian menunjukan kadar piridin dan nikotin berkurang sebanyak 5,8% pada CPM 0,5% dan 10,4% pada CPM 1%, sedangkan bisoflex dapat berkurang sebesar 1,0% pada CPM 0,5%. Kadar heksametil menurun 4,5% pada CPM 0,5%, kadar benzoxazol efektif berkurang 1,6% pada CPM 0,5%, dan kadar karbonil berkurang 0,4% pada CPM 0,5% juga berkurang 1,0% pada CPM 1%. Konsentrasi terbaik CPM 1% efektif dapat menurunkan kadar piridin, nikotin dan karbonil. Kata kunci: kitosan, magnetik stirer, masker, pereduksi, polimer.
ABSTRACT IDAN MARDANI. Chitosan Polymer Medium Mask as Reducing Agent for Cigarette Smoke and Motor Vehicles Emission. Supervised by PIPIH SUPTIJAH and SUGENG HERI SUSENO. Mask is used to protect mouth and nose from air pollutant inhalation to body system, especially from cigarette smoke and motor vehicles emission. Chitosan polymer medium ( CPM ) is one form of chitosan derivatives, obtained by the reducing of size large polymers using a magnetic stirrer. The purpose of this research was to determine the effect of chitosan as antitoxic against cigarette smoke and motor vehicle emission. Concentration of CPM used were 0% , 0.5 % and 1 %. Reduction of pyridine and nicotine level was 5.8% in CPM 0.5% and 10.4% in CPM 1%. Treatment of CPM 0.5% reduced 1.0% bisoflex. Hexamethyl levels reduction was 4.5% in CPM 0.5 %, content benzoxazole could be reduced 1.6% in CPM 0.5%, carbonyl 0.4% in CPM 0.5% and 1.0% in CPM 1%. The best concentration CPM 1% reduced pyridine, nicotine and carbonyl effectively. Keywords: chitosan, magnetic stirrer, mask, reducer, polymer.
MASKER CHITOSAN POLYMER MEDIUM PEREDUKSI ASAP ROKOK DAN EMISI KENDARAAN BERMOTOR
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Departemen Teknologi Hasil Perairan
DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat ridho-Nya, penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juni 2014 ini ialah chitosan, dengan judul Masker Chitosan Polymer Medium Pereduksi Asap Rokok dan Emisi Kendaraan Bermotor. Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penulisan proposal praktik lapangan ini, terutama kepada : 1 Ibu Dr Dra Pipih Suptijah MBA dan Bapak Dr Sugeng Heri Suseno SPi MSi selaku dosen pembimbing atas segala bimbingan dan arahan yang diberikan kepada penulis. 2 Ibu Dr Kustiariyah Tarman SPi MSi selaku dosen penguji atas arahan dan saran dalam perbaikan skripsi. 3 Bapak Prof Dr Ir Joko Santoso MSi selaku Ketua Departemen Teknologi Hasil Perairan. 4 Ibu Dr Ir Iriani Setyaningsih MS selaku Ketua Program Studi Departemen Teknologi Hasil Perairan. 5 Staf dosen dan staf akademik Departemen Teknologi Hasil Perairan atas segala bimbingan dan arahan yang diberikan kepada penulis. 6 Bapak, Mimi, Teh ane, Teh mimin, A iwan dan keluarga tercinta yang tak pernah berhenti memberikan do’a serta dukungan baik moril maupun materil kepada penulis. 7 Bapak Jaswanto dan Ibu Endah selaku petugas Laboratorium Forensik Mabes POLRI atas segala bimbingan dan arahannya. 8 BIDIK MISI IPB yang telah membiayai kuliah dari semester awal hingga akhir. 9 Mas Faqieh, Akhmad Fauzi, Beibbo, Kak I Wayan Darya Kartika, dan Mba Eka Deskawati yang telah membantu dan memberi arahan selama pengumpulan data. 10 Teman-teman crew of researcher ombenk (CORO) atas bantuan, arahan dan motivasi yang diberikan selama penelitian. 11 Teman-teman THP 48 yang telah banyak membantu penulis sehingga Karya ilmiah ini dapat diselesaikan dengan baik. Penulis menyadari bahwa karya ilmiah ini masih memiliki banyak kekurangan. Penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk perbaikan penelitian ini. Semoga tulisan ini bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukannya.
Bogor, Februari 2015 Idan Mardani
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL ................................................................................................ v DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vi DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ vi PENDAHULUAN ............................................................................................... 1 Latar Belakang ................................................................................................ 1 Perumusan Masalah ........................................................................................ 2 Tujuan Penelitian ............................................................................................ 2 Manfaat Penelitian .......................................................................................... 2 Ruang Lingkup Penelitian ............................................................................... 2 METODE ............................................................................................................. 3 Bahan .............................................................................................................. 3 Alat .................................................................................................................. 3 Prosedur Analisis Penelitian ........................................................................... 3 Pengambilan sampel ................................................................................... 4 Pembuatan chitosan polymer medium (CPM) ............................................ 4 Pelapisan CPM pada masker ...................................................................... 5 Uji kinerja masker ...................................................................................... 5 Analisis gas chromatogaphy mass spectrofotometry (GC-MS) ................. 6 Analisis scanning elektron microscope (SEM) .......................................... 6 Analisis Fourier Ttransform Infrared (FTIR) ............................................ 6 Analisis data ............................................................................................... 7 HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................ 7 Karakteristik Kitosan ...................................................................................... 7 Karakteristik Chitosan Polymer Medium ........................................................ 8 Morfologi Chitosan Polymer Medium dengan SEM ...................................... 9 Pembuatan Lapisan CPM Pada Masker .......................................................... 10 Kandungan Zat Kimia Pada Asap Rokok ....................................................... 12 Kandungan Zat Kimia Pada Asap Emisi Kendaraan Bermotor ...................... 14 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................ 15 Kesimpulan ..................................................................................................... 16 Saran ................................................................................................................ 16 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 16 LAMPIRAN ......................................................................................................... 18 RIWAYAT HIDUP .............................................................................................. 24
DAFTAR TABEL 1 Parameter mutu kitosan .................................................................................... 8 2 Hasil deteksi senyawa asap rokok ................................................................... 12 3 Hasil deteksi senyawa emisi kendaraan bermotor .......................................... 12
DAFTAR GAMBAR 1 Prosedur penelitian .......................................................................................... 4 2 Model kinerja masker ..................................................................................... 5 3 Kitosan sebagai sampel .................................................................................. 7 4 Spektrum IR Chitosan Polymer Medium ....................................................... 9 5 Hasil analisis SEM (a) CPM serbuk dengan perbesaran 250x (b) kitosan serbuk perbesaran 250x (Suptijah 2008) (c) kitosan serbuk perbesaran 55x (Hakim 2013) .................................................................................................. 9 6 Preparat pelapisan CPM pada masker ............................................................ 10 7 Penampakan lapisan CPM pada kain masker hasil uji mikroskop kamera. (a) Tanpa CPM peresaran 10x (b) CPM 1x semprot perbesaran 10x, (c) CPM 2x semprot perbesaran 10x, (d) CPM 3x semprot perbesaran 10x, (e) CPM 4x semprot perbesaran 10x, (f) CPM 5x semprot perbesaran 10x, (g) Tanpa CPM perbesaran 4x (h) CPM 1x semprot perbesaran 4x. (i) CPM 2x semprot perbesaran 4x, (j) CPM 3x semprot perbesaran 4x, (k) CPM 4x semprot perbesaran 4x, (l) CPM 5x semprot perbesaran 4x .......................................... 11
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Dokumentasi penelitian .................................................................................. 19 Perhitungan derajat deasetilasi dengan metode baseline ................................ 20 Kromatogram konsentrasi CPM 0% pada asap rokok .................................... 20 Kromatogram konsentrasi CPM 0,5% pada asap rokok ................................. 21 Kromatogram konsentrasi CPM 1% pada asap rokok .................................... 21 Kromatogram konsentrasi CPM 0% pada asap kendaraan ............................. 22 Kromatogram konsentrasi CPM 0,5% pada asap kendaraan .......................... 22 Kromatogram konsentrasi CPM 1% pada asap kendaraan ............................ 23 Tabel hasil analisis regresi linear ................................................................... 23
PENDAHULUAN Latar Belakang Polusi merupakan permasalahan utama yang tidak bisa dipisahkan dari kota-kota besar maupun pedesaan, baik di negara berkembang maupun di negara maju. Perkembangan teknologi modern di samping dapat meningkatkan kualitas hidup manusia nyatanya juga memberikan dampak negatif, diantaranya adalah kerusakan lingkungan yang merupakan ancaman bagi keberlangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lainnya. Kegiatan transportasi merupakan sumber dari polusi udara. Penelitian yang dilakukan oleh David Pimentel seorang pakar ekologi dari University Cornell di Amerika Serikat pada tahun 2010 memaparkan bahwa selain polusi air dan tanah, polusi udara memberikan kontribusi yang besar bagi bertambahnya tingkat kematian yang terjadi di seluruh dunia. Sedikitnya 62 juta jiwa di seluruh dunia (sekitar 40% dari total kematian) meregang nyawa akibat terjadinya polusi udara. Asap rokok juga merupakan bagian dari polusi udara. Asap rokok mengandung senyawa toksik yang dapat mengganggu kesehatan. Perokok pasif ialah orang yang tidak merokok namun terpapar asap rokok dari perokok aktif. Perokok pasif lebih berisiko tinggi terkena penyakit gangguan pernafasan dan paru-paru yang diakibatkan oleh asap rokok, hal ini disebabkan perokok pasif ikut menghirup gas-gas buangan perokok aktif. Satu batang rokok ternyata menyimpan lebih dari empat ribu elemen yang membahayakan, dan yang sudah positif dinyatakan berbahaya untuk kesehatan sekitar dua ratus elemen (Haris et al. 2012). Penelitian tentang aplikasi kitosan sebagai pereduksi senyawa toksik dan logam berat telah mulai dilakukan di Indonesia. Penelitian kitosan sebagai super sorben pada rokok untuk menangkal nikotin dan tar oleh Hakim (2013), kitosan sebagai adsorben untuk pereduksi emisi gas buangan kendaraan bermotor oleh Ronaldo (2008), begitu juga penelitian tentang rekayasa masker antipolutan gas buangan kendaraan berbasis katalis komposit TiO2-AC-ZAL-T oleh Slamet et al. (2012). Berdasarkan hal tersebut mendorong peneliti untuk membuat masker pereduksi asap rokok dan emisi kendaraan bermotor. Masker merupakan pelindung mulut dan hidung dari gas gas polutan termasuk asap rokok dan asap emisi kendaraan bermotor. Masker biasanya terbuat dari kain dan hanya bisa menyaring partikel besar yang larut dalam udara. Sementara partikel kecil masih berpeluang besar untuk menembus masker, termasuk zat-zat yang terkandung dalam asap rokok dan emisi kendaraan bermotor. Masalah ini tentunya berbahaya dan dapat menyebabkan gangguan fungsi tubuh. Kitosan adalah senyawa turunan kitin yang hanya dibedakan oleh gugus CH3. Prosesnya dibuat dengan deasetilasi kitin menggunakan larutan basa. Kitosan telah banyak digunakan dalam proses penjerapan logam berat (Benjakul dan Sophanodora 1993). Salah satu bentuk turunan dari kitosan adalah CPM, yakni kitosan dengan ukuran polimernya lebih kecil bila dibandingkan dengan kitosan polimer besar. Peneliti menganalisis kitosan dapat menyerap gas hasil pembakaran rokok dan kendaraan bermotor, sehingga peneliti mengambil tema tentang masker chitosan polymer medium (CPM) pereduksi asap rokok dan emisi kendaraan bermotor.
2 Perumusan Masalah Masker kain yang dijual dipasaran umumnya dibuat dari lapisan kain kapas dan kain katun yang dijahit kemudian diberikan tali pada kedua sisinya. Penggunaan masker merupakan cara yang murah dan mudah untuk mengurangi paparan polusi udara baik asap rokok maupun asap kendaraan bermotor. Fungsi masker sebagai pelindung pernafasan dari paparan polusi udara yang beredar di pasaran masih belum efektif, karena polusi udara yang berbentuk gas toksik masih bisa masuk ke dalam pori-pori kain masker. Gas berbahaya lama kelamaan dapat terakumulasi pada saluran pernafasan. Pencarian bahan material alam yang mampu menyerap zat toksik menjadi salah satu solusi atas masalah ini. Pemanfaatan limbah udang dapat diproses menjadi kitosan. Kitosan diketahui mempunyai banyak manfaat sebagai anti bakteri, farmaseutika, dan lain-lain. Pengaruh efektivitas kitosan dalam pengendalian zat berbahaya yakni asap rokok dan asap kendaraan bermotor sebagai dasar perumusan masalah. Zat toksik yang terdapat pada komponen asap rokok dan emisi kendaraan bermotor merupakan zat berbahaya apabila terus terakumulasi di dalam tubuh. Diperlukan suatu material yang dapat meminimalisasi inhalasi polusi udara fungsinya sebagai adsorben zat toksik digunakan pada pelapisan masker. Kitosan mempunyai ion reaktif, sehingga perlu ditelusuri sebagai penyerap zat toksik berupa gas asap rokok dan emisi kendaraan bermotor.
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menentukan efektivitas chitosan polymer medium (CPM) sebagai pereduksi terhadap asap rokok dan emisi kendaraan bermotor yang dilapiskan pada masker.
Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi yang bermanfaat bagi masyarakat mengenai aplikasi kitosan sebagai pereduksi bahaya zat toksik asap rokok dan emisi kendaraan bermotor yang dapat ditambahkan sebagai bahan pelapis pada industri pembuatan masker.
Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup penelitian ini meliputi, pengambilan sampel kitosan, sizing kitosan, presipitasi dengan penambahan NaOH 3 N 100 mL, analisis SEM CPM serbuk untuk melihat morfologinya, pengujian FTIR CPM serbuk sebanyak 2 mg dicampurkan dengan 200 mg KBR dijadikan pelet, pembuatan konsentrasi CPM 0,5% dan 1% (Lampiran 1), pengukuran pH, analisis kenampakan lapisan CPM dengan mikroskop stereo kamera, pengemasan larutan CPM dalam botol sprayer ukuran 20 mL, aplikasi pada kain yaitu pelapisan (coating) dengan pemberian asap rokok maupun asap emisi kendaraan bermotor, pengujian GCMS, analisis data, dan pengolahan data.
3
METODE Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni 2014 sampai Desember 2014. Pembuatan CPM dilakukan di Laboratorium Pengolahan Hasil Perairan, Departemen Teknologi Hasil Perairan. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut pertanian Bogor. Analisis kenampakan lapisan chitosan polymer medium pada masker dilakukan di Laboratorium Terpadu Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Analisis FTIR CPM dilakukan di Laboratorium Pusat Studi Biofarmaka Bogor. Analisis Scanning Electron Microscope (SEM) dilakukan di Laboratorium Kimia Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan, Bogor. Pengujian analisis GCMS dilakukan di Laboratorium Forensik Mabes Polri, Jakarta.
Bahan Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah kitosan serbuk. Bahan yang digunakan sebagai media pelapisan lapisan CPM pereduksi asap rokok dan asap kendaraan bermotor adalah masker kain komersil. Bahan yang digunakan selama proses pembuatan CPM adalah kitosan serbuk, asam asetat 1%, NaOH 3N, dan aquades. Bahan yang digunakan untuk analisis kandungan zat dalam asap rokok dan asap emisi kendaraan adalah asap rokok dan asap kendaraan yang dilarutkan pada metanol dan heksan untuk analisis GCMS.
Alat Penelitian ini memerlukan alat seperti gelas ukur, pengaduk, pipet, wadah, stirrer, timbangan digital (Lampiran 1), FTIR merk Bruker IR Prestige-37, GCMS merk 6890 N Network GC system Angilent Technology 5973 Inert Mass Selective Detector, Mikroskop Camera Stereo Olympus CX41 With DP21 Japan, Scanning Electron Microscope (SEM), indikator pH universal dan botol spray ukuran 20 mL.
Prosedur Analisis Penelitian Penelitian ini diawali dengan persiapan sampel kitosan serbuk. Pembuatan CPM dilakukan dengan cara memperkecil/memperpendek ukuran polimer kitosan menggunakan stirrer, CPM kemudian dianalisis menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) dan Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Konsentrasi CPM yang digunakan adalah 0,5%, dan 1%. Larutan CPM dimasukan ke dalam botol Spray yang berukuran 20 mL. Larutan CPM dalam botol spray disemprotkan pada masker kain komersil dengan jarak 10 cm dan sebanyak 5 kali semprot. Pembuatan lapisan CPM pada masker dianalisis menggunakan mikroskop camera stereo, untuk mengetahui kenampakan sesungguhnya pada serat kain masker. Masker kain yang sudah disemprot cairan CPM didiamkan hingga kering. Pemberian asap rokok dan asap emisi kendaraan bermotor
4 dilakukan dengan cara asap dimasukkan pada alat suntik, ujungnya di tutupi dengan masker kain, asap yang melewati masker di simpan pada chamber larutan metanol dan heksana. Adanya asap rokok dan emisi kendaraan yang terlarut dalam metanol dan heksana sebagai bahan untuk diuji melalui analisis GCMS. Diagram alir prosedur penelitian dapat dilihat pada Gambar 1. Kitosan 5 g Larutan CPM 0,5% dan 1%
Pelarutan asam asetat 1%, 100 mL ditambah akuades s/d 500 mL
Spray packaging
Sizing dengan magnetic stirrer (3000 rpm,30°C, 1 jam)
CPM spray
Presipitasi dengan NaOH 3N
Pengamatan dengan Mikroskop Camera Stereo
Aplikasi CPM pada masker
Netralisasi Koleksi gas asap rokok dan asap kendaraan yang sudah melewati masker
Chitosan Polymer Medium
Analisis GCMS Pengeringan Data CPM kering
Analisis : (a). SEM (b). FTIR
Gambar 1 Prosedur penelitian Pengambilan Sampel Kitosan yang digunakan sebagai sampel untuk penelitian ini didapatkan dari CV. Bio Chitosan Indonesia. Berdasarkan hasil pengamatan, kitosan ini memiliki ciri kenampakan berwarna putih, memiliki bobot ringan dan tidak berbau. Sifat dan penampilan produk kitosan dipengaruhi oleh perbedaan kondisi, seperti jenis pelarut, konsentrasi, waktu, dan suhu proses ekstraksi. Pembuatan Chitosan Polymer medium (CPM) (Modifikasi Xu dan Du 2003) Tahap selanjutnya kitosan 5 gram dilarutkan dalam asam asetat 1% sebanyak 100 mL ditambah akuades s/d 500 mL dilakukan sizing dengan menggunakan magnetic strirrer selama 1 jam pemotongan polimer kitosan
5 menjadi lebih pendek. Proses selanjutnya adalah presipitasi dengan penambahan NaOH 3N 100 mL, dilanjukan netralisasi dengan aquades, pengeringan CPM dilakukan dengan cara pengovenan. Larutan CPM juga dibuat dengan konsentrasi 0,5% dan 1%. Dua perlakuan itu digunakan untuk mengetahui efek konsentrasi kitosan dalam menyerap zat toksik asap rokok dan emisi kendaraan bermotor. Pelapisan CPM pada masker (modifikasi Slamet et al. 2012) Pelapisan (Coating) dilakukan dengan cara spray larutan CPM dengan variasi konsentrasi dalam botol spray, kain masker disemprot dengan CPM (berjarak 10 cm) dengan 5x semprotan, lalu dikeringkan selama 5 menit, setelah itu diberikan perlakuan asap rokok atau emisi kendaraan bermotor. Uji Kinerja Masker Proses uji kinerja masker ini diawali dengan menempelkan masker dengan alat penyedot, lalu masing-masing bergantian dimasukkan asap rokok dengan kadar 13 mg tar dan 1 mg nikotin sebanyak satu hisapan, asap emisi kendaraan dari buangan knalpot motor bebek sebanyak tiga kali tarikan gas dimasukan pada plastik vakum. Pada alat tersebut kemudian diberikan dorongan yang menyebabkan asap terdorong keluar dan melewati masker. Asap rokok yang melewati masker dimasukan pada chamber larutan metanol, sedangkan asap kendaraan bermotor yang melewati masker dimasukkan pada chamber larutan heksana. Gas asap rokok dan kendaraan dikoleksi dalam chamber dan dideteksi dengan kromatografi gas spektrometri massa. Berikut model kinerja masker pada Gambar 2.
Asap rokok/asap kendaraan bermotor
Kain Masker
Chamber dengan larutan metanol/heksana Gambar 2 Model kinerja masker
6 Analisis Gas Chromatogaphy Mass Spectrometry (GC-MS) (Panji 2012) Pengukuran asap rokok dan emisi kendaraan pada CPM dilakukan menggunakan analisis Gas Chromatogaphy Mass Spectrometry (GC-MS). Kromatogafi gas spektrometri massa merupakan kombinasi sinergis dua teknik analitik yang kuat, dimana gas kromatografi berperan untuk memisahkan komponen dalam retensi waktu dan spektrometri massa memberikan informasi yang membantu dalam identifikasi struktural setiap komponen yang dipisahkan (Kitson et al. 1996). Pengujian sampel asap rokok dan emisi kendaraan bermotor dengan kromatogafi gas dilakukan pada sampel dengan konsentrasi yaitu 0,5 % dan 1 % kitosan serta kontrol positif. Proses identifikasi sampel asap rokok dan emisi kendaraan dengan kromatogafi gas meliputi beberapa tahap. Tahap pertama yaitu sebanyak 5 μL sampel dalam cairan asap dimasukkan dengan menggunakan syringe. Tahap selanjutnya yaitu penginjeksian sampel ke dalam sample injection port GCMS. Gas pembawa yang digunakan ialah helium dengan laju alir sebesar 13,4 mL/menit pada tekanan 15,09 psi. Injeksi sampel asap rokok dan emisi kendaraan dilakukan sebanyak 5 μL. Data keluaran berupa kromatogam yang memiliki nilai waktu retensi (RT), luas area dan kemiripan dari setiap senyawa yang teridentifikasi. Analisis Scanning Elektron Microscope (SEM) (Fujita et al. 1971) Pengamatan terhadap fisik CPM yang digunakan sebagai adsorben zat toksik pada masker dilakukan menggunakan SEM. Mikroskop pendeteksi elektron menggunakan kemampuan elektron dalam mendeteksi preparat atau spesimen dihasilkan gambar permukaan spesimen dalam tiga dimensi, sehingga dengan adanya fokus yang sangat tajam akibat ketajaman pancaran elektron tinggi yang dihasilkan oleh elektron gun. Elektron dengan muatannya yang negatif, dapat berinteraksi dengan komponen bermuatan positif (konduktor) dari spesimen. Perbesaran pada SEM dapat mencapai 50.000 kali. Perbesaran sampel yang dipakai yaitu 250x. Analisis Fourier Transform Infrared (FTIR) Analisis FTIR digunakan untuk mengetahui struktur dan derajat deasetilasi CPM. Pengukuran ini didasarkan pada perbandingan absorbansi panjang gelombang 1320 cm-1 dan 1420 cm-1. Spektrum IR kitosan ditentukan dengan cara mencampurkan 2 mg serbuk sampel kitosan dengan 200 mg KBr untuk dijadikan pelet. Pelet dibuat dengan menggunakan hand press Shimadzu dengan tekanan kerja sebesar 8 ton selama 10 menit. Pengukuran spektrum FTIR dilakukan dengan menggunakan Spektrometer FTIR MD3000 yang dilengkapi dengan detektor DTGS. Personal komputer yang dilengkapi dengan software OMNIC versi 1.70 digunakan untuk mengontrol kerja spektrometer dalam menghasilkan spektrum pada range 400-4000 cm-1. Spektrum dihasilkan dengan kecepatan 30 detik dengan resolusi 4 cm-1. Analisis FTIR digunakan sebagai penentuan besarnya derajat deasetilasi dengan menggunakan metode baseline. Cara perhitungan persen DD dengan metode baseline pada Lampiran 2.
7 Analisis Data (Rahmatina 2011) Analisis data yang digunakan pada penelitian ini adalah analisis Regresi Linear Sederhana. Regresi linier adalah metode statistika yang digunakan untuk membentuk model hubungan antara variabel terikat (dependen; respon; Y) dengan satu atau lebih variabel bebas (independen, prediktor, X). Regresi linier sederhana didefinisikan apabila banyaknya variabel bebas hanya ada satu. Model matematis Regresi Linear Sederhana sebagai berikut: Y = a + bX dimana: Y : Variabel dependen (variabel tak bebas) a : Konstanta b : Koefesien regresi X : Variabel independen (variabel bebas) Hipotesis yang digunakan pada penentuan konsentrasi CPM dalam mereduksi senyawa kimia yang terdapat ada asap rokok dan asap kendaraan bemotor adalah sebagai berikut: H0 : Konsentrasi CPM tidak berpengaruh terhadap perubahan nilai zat toksik asap rokok dan asap kendaraan bermotor. H1 : Konsentrasi CPM memberikan pengaruh terhadap nilai zat toksik asap rokok dan asap kendaraan bermotor.
HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Kitosan Kitosan merupakan polimer linier yang tersusun oleh 2000-3000 monomer N-asetil D-glukosamin dalam ikatan β (1-4), bersifat tidak toksik dengan LD50 setara dengan 16 g/kg bobot badan (BB), dan mempunyai berat molekul 800 Kda. Semakin banyak gugus asetil yang hilang dari polimer kitosan, maka semakin kuat interaksi antar ion dan ikatan hidrogen dari Kitosan (Tang et al. 2007). Kitosan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan kitosan komersil yang memiliki ciri kenampakan berwarna putih, memiliki bobot ringan dan tidak berbau. Sifat dan penampilan produk kitosan dipengaruhi oleh perbedaan kondisi, seperti jenis pelarut, konsentrasi, waktu, dan suhu proses ekstraksi (Harianingsih 2010). Kitosan komersil yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3 Kitosan sebagai sampel
8 Kitosan yang digunakan dalam penelitian ini memiliki nilai kadar abu, kadar air, kadar nitrogen dan derajat deasetilasi, parameter tersebut menunjukkan kualitas mutu dari kitosan. Muzzarelli (1985) menyatakan bahwa suatu molekul digolongkan kitin bila mempunyai derajat deasetilasi (DD) sampai 10%, kandungan nirogennya kurang dari 7%, sedangkan kitosan memiliki DD lebih dari 70%. Derajat deasetilasi sangat penting untuk menentukan karakteristik kitosan dan akan mempengaruhi penggunaannya. Waktu dan suhu selama proses deasetilasi juga berpengaruh terhadap hasil akhir. Parameter mutu kitosan dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Parameter mutu kitosan Parameter Kitosan sampel
Standard SNI 7949:2013
Warna Benda Asing Ukuran Partikel Kadar Air Kadar Abu Derajat Deasetilasi Nitrogen
coklat muda sampai putih negatif serpihan (flake), serbuk maks 12 % maks 5 % min 75 % maks 5 %
putih negatif serbuk 7% 0% 90,0 % 4,93 %
Karakteristik Chitosan Polymer Medium Chitosan polymer medium (CPM) merupakan salah satu bentuk turunan kitosan, diperoleh dengan cara pengecilan polimer panjang menggunakan magnetic stirrer dimana jumlah monomernya menjadi lebih pendek. Kitosan mempunyai sifat biorenewable (dapat diperbaharui), biocompatible (mudah diperoleh), biodegradable (dapat didegradasi oleh mikroba), dan biofunctional (dapat dimanfaatkan oleh tubuh). Sifat kitosan telah diaplikasikan pada berbagai aspek makanan atau nutrisi, dintaranya sebagai prebiotik, antioksidan, suplemen diet, pemurnian air, dsb. Aplikasi dalam bidang material antara lain untuk hidrokoloid, elektrokimia, kosmetik, tekstil, membran polimer. Aplikasi bidang kesehatan, untuk hemostatis, antitumor, antikolagen, kontak lensa, aplikasi bidang mikrobiologi dan antifungi (Prasnanth et al. 2007). Pembuatan CPM ini menggunakan konsentrasi asam asetat 1% sebanyak 100 mL. Muatan positif dari kitosan diperoleh setelah pelarutan dalam asam asetat dengan protonasi gugus amino dalam bentuk NH3, mekanisme protonasi ini telah dijelaskan oleh penelitian Muthoharoh (2012). Konsentrasi asam asetat terendah memungkinkan kitosan larut (Saied et al. 2014). Derajat deasetilasi CPM ditentukan dengan menggunakan spektrum inframerah. Frekuensi yang digunakan berkisar antara 4000 cm-1 sampai dengan 400 cm-1. Derajat deasetilasi CPM ditentukan dengan metode baseline yang ditemukan oleh Moore dan Robert (Bastaman 1989). Cara penentuan derajat deasetilasi dengan metode baseline dapat dilihat pada Lampiran 4. Berdasarkan perhitungan metode baseline nilai derajat deasetilasinya adalah sebesar 92, 60%. Hasil ini lebih besar dari standar deasetilasi kitosan, yaitu lebih besar dari 75%. Tingginya derajat deasetilasi kitosan dipengaruhi oleh konsentrasi basa, temperatur, waktu dan banyaknya proses pengulangan deasetilasi (Lestari 2011).
9 Hasil spektrum IR CPM dengan gugus fungsi yang ditunjukkan dari hasil spektrum IR dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4 Spektrum IR Chitosan Polymer Medium. Spektrum IR CPM memperlihatkan gugus fungsi hidroksil (OH) yang berada pada bilangan gelombang 3439,25 cm-1, gugus fungsi metil (C-H) yang berada pada bilangan gelombang 2924,94 cm-1, 2854,64 cm-1, 1457,86 cm-1 dan 1384,25 cm-1. Selain itu terdapat gugus fungsi amida (NH2) berada pada bilangan gelombang 1636,34 cm-1, gugus fungsi amina (C-N) dalam bilangan gelombang 1164,42 cm-1. Gugus fungsi hidroksil pada kitosan muncul pada bilangan gelombang 3450-3200 cm-1, sedangkan gugus fungsi amida muncul pada bilangan gelombang 1660-1500 cm-1 (Firdaus et al. 2008).
Morfologi Chitosan Polymer Medium dengan SEM Morfologi dari CPM dan kitosan polimer besar menunjukkan penampakan gambar dengan karakteristik berbeda. Analisis SEM memiliki fungsi untuk mengidentifikasi morfologi permukaan, bentuk dan ukuran sampel yang ditampilkan dalam sebuah gambar. Gambar 5 adalah foto SEM dari CPM, kitosan polimer besar dan kitosan serbuk.
a b c Gambar 5 Hasil analisis SEM (a) CPM serbuk dengan perbesaran 250 x. (b) kitosan serbuk perbesaran 250 x (Suptijah 2008). (c) Kitosan serbuk perbesaran 55x (Hakim 2013).
10 Morfologi CPM yang didapat dari hasil deteksi SEM menunjukkan penampakan yang berbeda dengan kitosan polimer besar. Hal ini disebabkan CPM terbentuk setelah pembentukan gel kitosan, berdasarkan sifat tersebut maka pembentukan lapisan CPM pada kain masker dilakukan dengan sprayer, supaya terbentuk lapisan yang menyebar secara homogen dan tidak terlalu rapat penyebarannya (Gambar 8). Analisis SEM ini berfungsi untuk mengidentifikasi morfologi permukaan dan bentuk kitosan yang ditampilkan melalui sebuah visualisai gambar. Berdasarkan Gambar 5b dan 5c, permukaan kitosan memiliki pori-pori dengan ukuran lebih besar dan tidak rata, sedangkan bentuk permukaan CPM memiliki pori-pori dengan ukuran lebih kecil dan rata. Hal ini diduga karena proses pengecilan ukuran terjadi selama pembuatan CPM dengan menggunakan megnetic stirrer. Desai dan Park (2005) menyatakan bahwa perubahan morfologi akan terjadi bila ada bahan yang mengisi kitosan. Proses pengecilan ukuran polimer kitosan menggunakan asam asetat sehingga morfologi CPM berbeda dengan kitosan ukuran polimer besar. Pembuatan Lapisan Chitosan Polymer Medium pada Masker Pembuatan lapisan CPM pada kain masker dengan metode spray coating. Penyemprotan dilakukan secara cepat selama 5 kali berturut-turut pada kain masker dengan jarak semprot 10 cm. Gambar 6 merupakan preparat lapisan CPM pada masker.
Gambar 6 Preparat lapisan CPM pada masker Preparat sampel pengujian karakteristik lapisan CPM dilihat pada perbesaran 4x dan 10x. Ukuran preparat pada tiap perlakuan adalah 2 cm x 2 cm. Proses pelapisan CPM pada kain dilakukan dengan cara penyemprotan / sprayer dilanjutkan dengan pengeringan selama 5 menit sehingga CPM membentuk ikatan dan menempel pada kain masker. Penelitian sebelumnya mengenai pelapisan kitosan pada kain katun dilakukan dengan metode pad-dry-cure, Proses pad dilakukan sebanyak dua kali pelapisan dengan wet pick-up kain berkisar antara 83-133% (Junaidi et al. 2011). Hubungan antara konsentrasi kitosan terhadap kekakuan kain masker semakin meningkat seiring dengan kenaikan konsentrasi kitosan, karena peningkatan konsentrasi kitosan akan meningkatkan laju reaksi dan mendesak molekul kitosan untuk berinteraksi pada lapisan antarmuka kain (Junaidi et al. 2011). Pada pengujian lapisan CPM konsentrasi yang digunakan adalah 1%, konsetnrasi tersebut merupakan konsentrasi tinggi dari yang lainnya. Berdasarkan penelitian Junaidi et al. (2011) semakin tinggi konsentrasi kitosan pada pelapisan kain, maka interaksi kitosan akan meningkat pada kain. Kenampakan lapisan CPM pada kain masker dapat dilihat pada Gambar 7.
11
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
(j)
(k)
(l)
Gambar 7 Penampakan lapisan CPM pada kain masker hasil uji mikroskop kamera. (a) Tanpa CPM peresaran 10x (b) CPM 1x semprot perbesaran 10x, (c) CPM 2x semprot perbesaran 10x, (d) CPM 3x semprot perbesaran 10x, (e) CPM 4x semprot perbesaran 10x, (f) CPM 5x semprot perbesaran 10x, (g) Tanpa CPM perbesaran 4x (h) CPM 1x semprot perbesaran 4x. (i) CPM 2x semprot perbesaran 4x, (j) CPM 3x semprot perbesaran 4x, (k) CPM 4x semprot perbesaran 4x, (l) CPM 5x semprot perbesaran 4x. . Hasil deteksi mikroskop pada Gambar 6 terlihat pembentukan lapisan CPM dengan perbedaan penyemprotan menunjukan karakteristik gambar yang berbeda. Penampakan lapisan CPM dari kelima perlakuan penyemprotan memiliki bentuk hampir sama tetapi yang berbeda adalah banyaknya CPM yang melapisi serat kain masker. Banyaknya molekul kitosan yang melapisi serat kain masker akan menghasilkan kinerja masker yang lebih baik dalam mencegah masuknya senyawa kimia toksik asap rokok dan emisi kendaraan bermotor karena CPM mampu menarik / memfilter zat toksik yang melewati kain masker. Lapisan kitosan memberikan karakter serapan dari molekul yang berbeda dengan serapan molekul oleh kain katun tanpa pelapisan (Junaidi et al 2011). Kitosan yang ada pada lapisan kain mampu menarik zat toksik melalui reaksi ionik antar ion pada CPM dan zat toksik. Situs aktif kitosan baik dalam bentuk NH2 atau dalam keadaan terprotonasi NH3+ mampu mengabsorbsi logam-logam berat melalui mekanisme pembentukan kelat atau penukar ion. kitosan berperan sebagai ligan dan ion logam sebagai ion pusat, hal tersebut menjadi dasar pembentukan kompleks kitosan dengan ion logam. Interaksi kitosan dengan ion zat toksik pada asap rokok dan emisi kendaraan terjadi karena proses pembentukan kompleks dengan ion zat toksik. Pada dasarnya sifat kitosan yang reaktif akan mengikat zat toksik
12 dengan adanya reaksi ionik pada keduanya, lapisan CPM akan mengurangi zat toksik yang dihirup oleh hidung. kitosan memiliki gugus amin (NH) yang reaktif dan gugus hidroksil yang banyak serta kemampuannya dalam membentuk gel maka kitosan dapat berperan sebagai komponen reaktif, pengkelat, pengikat, pengabsorbsi, (Shahidi et al. 1999).
Kandungan Zat Kimia pada Asap Rokok Asap rokok mengandung berbagai macam zat kimia yang bersifat toksik sehingga berbahaya bagi kesehatan manusia. Kandungan zat kimia asap rokok yang melewati kain masker berlapis CPM dianalisis menggunakan alat kromatogafi gas. Tirtosastro dan Murdiyati (2010) menyatakan di dalam asap rokok sendiri terdapat 4.800 macam komponen kimia yang telah teridentifikasi. Hasil kromatografi gas dapat dilihat pada Lampiran 3,4 dan 5. Senyawa yang teridentifikasi pada setiap kromatogram memiliki jumlah yang berbeda. Jumlah peak yang teridentifikasi pada kromatogram kontrol sebanyak 33, kromatogram perlakuan 0,5% teridentifikasi memiliki jumlah peak sebanyak 30, dan kromatogram perlakuan 1% teridentifikasi memiliki jumlah peak sebanyak 17. Setiap peak menunjukkan adanya senyawa kimia yang teridentifikasi pada GCMS. Senyawa hasil analisis GCMS dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2 menunjukkan bahwa telah teridentifikasi senyawa pada asap rokok yang melewati kain. Senyawa kimia tersebut diantaranya adalah stirena, benzodiazepin, piridin, nikotin, cariopilen, penol, metil ester, asam heksadekanoid, Asam oktadecenoid, dan bisoflex. Berdasarkan Tabel 2 kandungan zat yang paling dominan dalam sampel asap rokok adalah piridin, nikotin dan bisolfex.
Tabel 2 Hasil deteksi senyawa asap rokok Rata-rata Nama Senyawa retention time Stiren 7,3 Benzodiazepin 11,5 Piridin 12,2 Nikotin 12,2 Kariopilen 12,9 Fenol 13,6 Metil ester 15,1 Asam Heksadekanoat 17,3 Asam Oktadekanoat 19,1 Bisoflex 25,2
BM 104 170 180 162 222 94 186 256 284 390
% Area pada konsentrasi Kontrol 0% 0,50% 1% 1,3 1,0 1,13 1,0 11,5 5,7 1,1 11,5 5,7 1,1 1,5 1,0 1,6 1,0 1,6 1,1 1,0 1,1 1,0 1,2 1,2 12,5 11,5 -
Piridin dan nikotin pada perlakuan kontrol adalah 11,5%. Area persentasinya cenderung menurun dengn perlakuan CPM 0,5% dan 1%. Piridin dan nikotin berkurang sekitar 5,8% pada perlakuan CPM 0,5%, dan 10,4% pada perlakuan CPM 1%, sedangkan kadar bisoflex pada kontrol adalah 12,5% efektif berkurang 1,0% pada perlakuan CPM 0,5%. Penurunan ini dapat terjadi diduga
13 karena gugus amin dan hidroksil yang terdapat pada kitosan dapat mengikat komponen zat toksik pada asap rokok sehingga semakin besar konsentrasi CPM yang digunakan dapat menurunkan kandungan nikotin, piridin dan bisoflex. Konsentrasi CPM yang digunakan dapat mereduksi senyawa asap rokok dengan kadar yang berbeda pada setiap perlakuan, semakin besar konsentrasi CPM yang digunakan akan mereduksi senyawa secara optimal, sifat adsorben yang dimiliki oleh kitosan mampu menyerap berbagai molekul yang memiliki muatan yang cocok dengan pori-porinya, sehingga apabila konsentrasi CPM lebih besar dari perlakuan memungkinkan senyawa kimia asap rokok dan emisi kendaraan dapat tereduksi secara maksimal. Berdasarkan hasil analisis pada tabel ANOVA (Lampiran 9) nikotin dan piridin mempunyai nilai F signifikan <0,05 (taraf nyata) artinya perlakuan konsentrasi CPM memberikan pengaruh terhadap kadar nilai nikotin dan piridin. Penelitian Suptijah et al. (2008) menunjukkan bahwa fungsi kitosan selain sebagai flokulan dan koagulan, kitosan juga dapat berfungsi sebagai penyerap berbagai molekul yang mempunyai ukuran dan muatan yang cocok dengan pori-porinya. Nikotin adalah zat, atau bahan senyawa pirrolidin yang terdapat dalam Nicotiana tabacum, Nicotiana tustica dan spesies lainnya atau sintetisnya yang bersifat adiktif dapat mengakibatkan ketergantungan. Zat dalam rokok ini masuk ke dalam tubuh melalui asap rokok, dan akan langsung tersebar hampir ke seluruh tubuh melalui peredaran darah. Nikotin yang terbawa melalui peredaran darah hanya membutuhkan waktu 7 detik untuk sampai ke organ jantung. Zat racun ini mampu membuat pembuluh arteri mengeras, serta menimbulkan penumpukan lemak di saluran arteri pada jantung, akibatnya darah tidak terpompa secara baik melalui jantung. Gangguan ini memicu terjadinya serangan jantung pada perokok. Sementara pada paru-paru, nikotin berpotensi besar menimbulkan gangguan bahkan kerusakan sel yang memicu terjadinya kanker paru. Kanker paru merupakan penyakit kanker yang paling banyak diderita oleh manusia, dengan jumlah 12,7% dari semua penderita kanker. Selain itu zat dalam rokok ini juga beresiko terhadap gangguan fungsi paru yang memicu munculnya penyakit emfisema, bronkitis, tuberkolosis, dan infeksi paru (Padmaningrum 2007). Piridin merupakan golongan heterosiklik benzen yang mempunyai sifat fisika kimianya berbentuk cairan higrokopis tidak berwarna dengan bau yang khas. Risiko paparan piridin apabila terhirup dapat menyebabkan iritasi parah pada saluran pernafasan, gejala yang ditimbulkan sakit kepala, pusing, mual, sesak nafas, batuk dan insomnia. Pridin juga dapat menyebabkan iritasi pada mata kemerahan rasa terbakar pada mata dan kerusakan mata. Paparan jangka pangjang bahaya yang ditimbulkan dari piridin dapat menyebabkan kerusakan hati dan ginjal ang berakibat fatal, dapat memengaruhi susunan syaraf pusat hati dan ginjal, juga dapat menyebabkan iritasi parah, seperti luka bakar pada kornea mata (BPOM RI 2012). Bisoflex atau dioktil ftalat merupakan senyawa kimia dalam bentuk cairan kental tidak berwarna sampai kuning terang, beraroma lembut, larut dalam etanol,aseton, dietil eter,dan hidrokarbon aromatik. Senyawa ini termasuk senyawa toksik karena dapat menyebabkan iritasi, kemerahan dan luka pada mata. Paparan secara inhalasi dapat terjadi melalui pembakaran dan penguapan bila terhirup dapat menyebabkan iritasi saluran pernafasan. Paparan jangka panjang bisoflex dapat bersifat karsinogenik dan teratogen, adanya gangguan pada ginjal,
14 dan pembesaran hati setelah konsumsi jangka panjang oleh hewan percobaan. Paparan yang lama atau berulang dapat mengakibatkan kerusakan irreversibel pada kesehatan dan menyebabkan cedera ireversibel yang bersifat permanen (BPOM RI 2012). Kandungan Zat Kimia pada Asap Emisi Kendaraan Bermotor Studi yang dilaksanakan di berbagai negara menunjukkan bahwa transportasi merupakan sumber utama pencemaran udara. Pencemaran udara yang disebabkan sektor transportasi rata-rata berkisar 70% dari total pencemaran udara. Pada tahun 1980 di Belgia terjadi wabah penyakit paru-paru yang disebabkan pencemaran gas buang kendaraan bermotor (Susilawaty et al. 2009). Analisis kromatografi gas pada asap kendaraan yang berhasil melewati kain masker dapat dilihat pada Lampiran 6,7 dan 8. Kromatogram hasil analisis GCMS menunjukkan jumlah senyawa yang berbeda berdasarkan jumlah peak. Banyak sedikitnya peak yang terbaca pada kromatografi gas menandakan adanya senyawa yang teridentifikasi. Kromatogram kontrol memiliki jumlah peak yang teridentifikasi sebanyak 54, kromatogram CPM 0,5% memiliki jumlah peak teridentifikasi sebanyak 35 dan kromatoram CPM 1% memiliki jumlah peak yang teridentifikasi sebanyak 10. Peak pada kromatogram memiliki puncak beragam sebagaimana banyak/sedikitnya senyawa kimia yang teridentifikasi. Kromatogram yang dihasilkan dari analisis GCMS menunjukkan beberapa senyawa toksik yang teridentifikasi pada asap kendaraan bermotor. Senyawa yang teridentifikasi dapat dilihat pada Tabel 3. Berdasarkan hasil analisis kromatografi gas pada Tabel 3 telah teridentifikasi senyawa gas kendaraan bermotor yang melewati kain masker berlapis CPM. Kandungan senyawa yang teridentifikasi diantaranya ialah oktan, pentadekan, eugenol, trisiloksan, eikosan, sikloheksan, karboksamid, karbonil, heksametil, dan benzoksazol. Berikut Tabel 3 adalah hasil analisis GCMS gas emisi kendaraan bermotor. Tabel 3 Hasil analisis GCMS gas emisi kendaraan bermotor Rata-rata BM % Area pada konsentrasi Nama Senyawa Retention time Kontrol 0% 0,50% 1% 114 Oktan 6,6 1,6 1,1 206 Pentadecan 9,6 1,9 164 Eugenol 12,2 3,3 322 Trisiloksan 15,0 1,9 1,5 282 Eicosan 15,0 2,1 1,7 1,5 200 Cycloheksan 15,4 1,9 1,3 1,0 126 Carboxamid 16,0 2,0 1,0 218 Carbonil 16,3 2,0 1,6 1,0 179 Hexametil 25,5 8,5 4,0 252 Benzoxazole 30,5 7,5 5,9 -
15 Senyawa yang terkandung dalam emisi kendaraan bermotor cenderung memiliki penurunan akibat teradsopsi oleh CPM adalah heksametil, benzoxazol dan karbonil. Kandungan heksametil perlakuan kontrol yaitu sebesar 8,5% dan memiliki kecenderungan turun pada sampel konsenrasi CPM 0,5% sebesar 4,5% dan pada konsentrasi 1% tidak teridentifikasi. Analisis statistik ANOVA pada heksametil (Lampiran 9) menunjukkan bahwa nilai F signifikannya <0,05 (taraf nyata), hal ini berarti konsentrasi CPM berpengaruh terhadap penurunan kadar nilai heksametil. Kadar benzoxazol pada kontrol sebesar 7,5% efektif berkurang 1,6% dengan konsentrasi CPM 0,5%, sedangkan pada konsentrasi CPM 1% tidak terdeteksi. Kandungan karbonil yang teridentifikasi mempunyai kadar pada kontrol sebesar 2,0% turun menjadi 0,4% pada konsentrasi CPM 0,5% dan menurun juga 1,0% di konsentrasi CPM 1%. Gugus amin dan hidroksil yang terdapat pada kitosan dapat mengikat komponen karbonil, heksametil, dan benzoksazol sehingga semakin besar konsentrasi CPM yang digunakan diduga dapat menurunkan kadar zat toksik tersebut, konsentrasi kitosan semakin tinggi peluang senyawa yang tereduksi akan semakin sempurna. Sifat adsorben yang dimliki oleh kitosan mampu mereduksi senyawa kimia asap rokok dan emisi kendaraan bermotor, dengan konsenrasi semakin tinggi dari perlakuan memungkinkan kinerja kitosan akan optimal dalam mereduksi senyawa-senyawa tersebut. Zat emisi kendaraan merupakan zat yang bahaya bagi kesehatan tubuh. Polusi udara kendaraan transportasi dapat menyebabkan pemicu datangnya penyakit seperti infeksi saluran pernafasan, kanker maupun jantung (Yusad 2003). Bahaya paparan karbonil jangka pendek apabila terpapar dapat menyebabkan iritasi, mata memerah, iritasi kulit, iritasi saluran cerna, iritasi saluran pernafasan. Paparan jangka panjang dapat menyebabkan gangguan pada ginjal, pembesaran hati, paparan berulang juga dapat menimbulkan efek negatif pada sistem reproduksi (BPOM RI 2012). Heksametil merupakan senyawa kimia yang dapat masuk ke otak karena lifofilitasnya tinggi dan mampu melewati sawar darah otak. Senyawa ini banyak digunakan untuk bermacam-macam keperluan pada bidang industri, analitik, dan sebagainya. Modiya dan Patel (2012) benzoxazole muncul secara alami pada tumbuhan. Senyawa tersebut berperan sebagai senyawa pertahanan melawan jamur, bakteri, dan serangga.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Lapisan chitosan polymer medium pada kain masker efektif menurunkan kadar senyawa kimia yang terdapat di asap rokok dan emisi kendaraan bermotor. Pada asap rokok kadar piridin dan nikotin mempunyai efek berkurang 5,8% pada konsentrasi CPM 0,5%, dan menurun 10,4% pada konsentrasi CPM 1%. Pada emisi kendaraan bermotor heksametil mempunyai efek berkurang pada konsenrasi CPM 0,5% sebesar 4,5% dan pada konsentrasi 1% tidak teridentifikasi. Konsentrasi CPM 1% merupakan konsentrasi terbaik dalam menurunkan kadar senyawa kimia asap rokok dan emisi kendaraan bermotor.
16 Saran Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan ini, antara lain perlu dilakukan pengembangan penelitian yaitu peningkatan konsentrasi CPM >1% supaya semua senyawa dapat teradsorpsi secara optimal. Selain sebagai aplikasi pereduksi asap rokok dan emisi kendaraan bermotor, dapat dilakukan pada asap kebakaran hutan, asap letusan gunung, asap industri pabrik .
DAFTAR PUSTAKA Bastaman S. 1989. Studies on degradation and extraction of chitin and chitosan from prawn shell [tesis]. Belfast (IE): Faculty of Engineering. The Queen’s University of Belfast. Benjakul S, Sophanodora P. 1993. Chitosan production from carapace and shell of black tiger shrimp (Penaeus monodon). Asean Food Journal 8(4): 145-148. [BPOM] Badan Pengawasan Obat dan Makanan. 2012. Informasi bahan beresiko keracunan. Jakarta (ID): Pusat Pengujian Obat dan Makanan. Badan Pengawasan Obat dan Makanan Republik Indonesia. [BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2013. Kitosan: syarat mutu dan pengolahan SNI 7949: 2013. Jakarta (ID): Badan Standardisasi Nasional. Desai KGH, Park HJ. 2005. Preparation and characterization of drug-loaded chitosantripolyphosphate microspheres by spray drying. Drug Development Res 64:114128. Firdaus F, Darmawan E, Mulyaningsih S. 2008. Karakteristik spectra infrared (IR) kulit udang, kitin dan kitosan yang dipengaruhi oleh proses demineralisasi, deproteinisasi, deasetilasi I dan deasetilasi II. Jurnal Ilmiah Farmasi 4:11-22. Fujita T, Tokunaga J, Hajime I.1971. Atlas of Scanning Electron Microscopy. Amsterdam (NL): Elseiver Pb I Co. p 72-84. Hakim L. 2013. Super sorben kitosan pada rokok sebagai penangkal nikotin dan tar bagi perokok [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Harianingsih. 2010. Pemanfaatan limbah cangkang kepiting menjadi kitosan sebagai bahan pelapis (coater) pada buah stroberi. [tesis]. Semarang (ID): Universitas Diponegoro. Haris A, Muchtar I, Rita R. 2012. Asap rokok sebagai bahan pencemar dalam ruangan. Buletin Kedokteran UI 39(1): 17-24. Junaidi BA, Kamil I, Sunardi. 2011. Stabilitas lapisan kitosan pada kain katun: pengaruh berat molekul kitosan. Sains dan Terapan kimia 5(3): 369-372. Kitson FG, Larsen BS, Mc Ewen CN. 1996. Gas Chromatography and Mass Spectrometry a Partical Guide. California (US): Academic Press. Lestari S. 2011. Adsorpsi natrium lignosulfonat oleh crosslinked kitosan-teos dari kulit udang [skripsi]. Bandung (ID). Institut Teknologi Bandung.
Modiya PR, Patel CN. 2012. Synthesis and screening of antibiacterial and antifungal activity of 5-chloro-1,3- benzoxazol-2(4 h)-one derivatives. Medicinal Chemistry Letters 2(2): 29-31. Muthoharoh SP. 2012. Sintesis polimer super absorben dari hidrogel kitosan terikat silang [skripsi]. Depok (ID): Universitas Indonesia.
17 Muzzarelli RAA, Rocchetti R. 1985. “Determination of The Degree of Acetylation of Chitosan by First Derivative Ultraviolet Soectrophotometry”. Carbohydrate Polymerisation 5: 461–472. Padmaningrum RT. 2007. Rokok mengandung zat adiktif yang berbahaya bagi kesehatan. Jurnal Pendidikan Kimia 1(4): 2-5. Panji T. 2012. Teknik Spektroskopi. Yogyakarta (ID): Graha ilmu. Pimentel D. 2010. Biofuels, Solar and Wind as Renewable Energy Systems Benefits and Risks. New York (US): Springer. Prashanth KVH, Tharanathan RN. 2007. Chitin/Chitosan: Modifications and their unlimited application potential and overview. Mysore (IN) : Department of Biochemistry & Nutrition, Central Food Technological Research Institute. Rahmatina D. 2011.Analisis regresi linear pada statistika non parametrik. Jurnal Ekonomi Maritim Indonesia 2 (2): 73-82. Ronaldo C. 2008. Zeolit alam dan kitosan sebagai absorben catalytic converter monolitik untuk pereduksi emisi gas buang kendaraan bermotor [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Saied N, Muhammad A. 2014. Zeta potential and turbidimetry analyzes for the evaluation of chitosan/phytic acid complex formation. Journal of Food Research 3(2): 71-81. Shahidi F, Arachchi JKV, Jeon YJ. 1999. Food Applications of Chitin and Chitosan. Trends in Food Science and Technology 10: 37 – 51. Slamet, Ikha muliawati, Muhamad I. 2012. Rekayasa Masker Anti Polutan Gas Buang Kendaraan Berbasis Katalis Komposit TiO2-AC-ZAL-T. Jurnal Kimia dan Kemasan 34(1): 207-218. Suptijah P, Zahiruddin W, Firdaus D. 2008. Pemurnian air sumur dengan kitosan melalui tahapan koagulasi dan filtrasi. Buletin Teknologi Hasil Perikanan 9(1): 65-75. Susilawaty A. 2009. Analisis kualitas udara ambient Kota Makasar. Jurnal Kesehatan. 2(4): 79-86. Tang ZX, Shi LE, Qian JQ. 2007. Neutral lipase from aqueous solutions on chitosan nano-particles. Biochemical Engineering Journal 28(3): 353-362. Tirtosastro S, Murdiyati AS. 2010. Kandungan kimia tembakau dan rokok. Buletin Tanaman tembakau, Serat dan Minyak Industri 2(1): 33-43. Wardhana WA. 2004. Dampak Pencemaran Lingkungan. Edisi Revisi. Yogyakarta (ID): Penerbit Andi Yogyakarta. Xu Y, Du Y. 2003. Effect of moleculer structure of chitosan on protein delivery properties of chitosan nanoparticle. International Journal of Pharmaceutics 250(1): 215-226. Yusad Y. 2003. Polusi Udara di Kota-Kota Besar Dunia. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara.
18
LAMPIRAN
19
Lampiran 1 Dokumentasi penelitian
Penimbangan kitosan 5 g
Sizing kitosan
Netralisasi CPM
Pengeringan CPM
Sampel spray CPM
Kain masker perlakuan
20 Lampiran 2 Perhitungan derajat deasetilasi dengan metode base line
P0
P0
P P
Rumus perhitungan besarnya nilai DD = [100 – (
A1655 A3450
x
100 1,33
)]%
A1655 = log P0-log P = 0,39 A3450 = log Po-log P = 3,954 = [100 – (
0,39
3,954
x
100
1,33
)]%
= [100 – 7,3975]% = 92, 6024%
Lampiran 3 Kromatogram konsentrasi CPM 0% pada asap rokok
21 Lampiran 4 Kromatogram konsentrasi CPM 0,5% pada asap rokok
Lampiran 5 Kromatogram konsentrasi CPM 1% pada asap rokok
22 Lampiran 6 Kromatogram konsentrasi CPM 0% pada asap kendaraan
Lampiran 7 Kromatogram konsentrasi CPM 0,5% pada asap kendaraan
23 Lampiran 8 Kromatogram konsentrasi CPM 1% pada asap kendaraan
Lampiran 9 Tabel hasil analisis Regresi Linear ANOVA Piridin Regression Residual Total
df 1 1 2
SS 53,6648 0,224266667 53,88906667
MS 53,6648 0,224266667
F 239
Significance F 0,041097353
df 1 1 2
SS 53,6648 0,224266667 53,88906667
MS 53,6648 0,224266667
F 239
Significance F 0,041097353
ANOVA Nikotin Regression Residual Total ANOVA Heksametil Regression Residual Total
df 1 1 2
SS 36,4658 0,0294 36,4952
MS 36,4658 0,0294
F 1240,333333
Significance F 0,018072
24
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Majalengka, pada tanggal 02 Nopember 1993. Penulis merupakan anak keempat dari empat bersaudara dari pasangan bapak Uma dan ibu Casnitem. Pendidikan formal yang ditempuh penulis dimulai di SDN II Andir pada tahun 1999-2005 yang merupakan sekolah dasar terbaik se-kecamatan Jatiwangi. Penulis melanjutkan pendidikan pada tahun yang sama di SMP Negeri 3 Jatiwangi hingga tahun 2008 lalu melanjutkan pendidikannya di SMAN 1 Jatiwangi dan lulus pada tahun 2011. Tahun 2011 Penulis diterima sebagai mahasiswa di Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor melalui jalur SNMPTN Undangan. Selama perkuliahan, penulis aktif menjadi asisten praktikum mata kuliah Pendidikan Agama Islam Tingkat Persiapan Bersama (2013), Pengetahuan Bahan Baku Industri Hasil Perairan (2014), Teknologi Pengolahan Tradisional Hasil Perairan (2014) dan pengajar pembantu bagian ilmu alam di Pondok Pesantren Miftahul Huda Bogor. Penulis juga aktif mengikuti organisasi Lembaga Dakwah Kampus Alhurriyyah di divisi Hubungan Luar (2011), Ikatan Muslim Tingkat Persiapan Bersama (2011) di divisi PSDM, Himpunan Mahasiswa Majalengka (2012) sebagai wakil ketua, Badan Eksekutif Mahasiswa KM IPB Kreasi Untuk Negeri (2013) sebagai staf kementrian sosial masyarakat, Lembaga Dakwah Kampus Al-Hurriyyah (2014) sebagai ketua departemen kajian strategis (KASTRAT). Penulis juga aktif mengikuti kegiatan halaqoh/mentoring dari sejak SMA sampai dengan masuk IPB. Penulis pernah aktif dalam perlombaan karya tulis Essay di Universitas Brawijaya (2013) sebagai peserta, Program Kreativitas Mahasiswa lolos didanai sebanyak 3 bidang PKM yaitu 1 jenis PKMM dan 2 PKMP pada tahun 2013/2014, Penulis juga aktif mengikuti lomba karya tulis ilmiah PKM-Gagasan Tertulis dan PKM-Penelitian 2013 yang lolos didanai oleh DIKTI. Penulis juga berkesempatan mengikuti pekan ilmiah mahasiswa nasional (PIMNAS) XXVII tahun 2013-2014 di Universitas Diponegoro (UNDIP) Semarang.
