BAB III METODOLOGI
3.1
Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan sesuai dengan metode penelitian seperti tampak pada Gambar 3.1.
identifikasi masalah
penentuan titik sampling
penentuan metode sampling
sampling ekstraksi AAS analisis data Gambar 3. 1 Diagram alir metode penelitian
Metodologi yang digunakan meliputi : 1. Pengumpulan data sekunder Data sekunder diperlukan untuk mengetahui kondisi eksisting daerah yang akan diteliti. Dalam hal ini, kandungan logam berat yang terdapat di perairan Sungai Citarum dari hasil penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Selain itu, data sekunder juga diperoleh dari beberapa instansi antara lain BPLHD Jawa Barat, BPLHD Kabupaten Bandung, Dinas Pengairan dan Dinas Perindustrian.
3-1
2. Persiapan survey awal lapangan Survey awal meliputi : •
Penentuan lokasi sampling dengan melihat langsung kondisi di lapangan untuk mengetahui titik-titik masuknya buangan industri serta pencampuran dari beberapa anak sungai yang terdapat di sepanjang segmen antara Dayeuhkolot sampai Nanjung.
•
Mempersiapkan peralatan dan bahan-bahan yang diperlukan selama pengambilan sampel
•
Menentukan titik pengambilan sampel dan jumlah sampel
3. Penentuan titik pengambilan sampel Dalam satu kali pengambilan sampel, terdapat 13 titik sampling (yang disesuaikan dengan jarak antara Dayeuhkolot sampai Nanjung yakni 12,731 km).
Gambar 3. 2 Daerah penelitian Keterangan: batasan segmen pengambilan sampel air dan sedimen titik pengambilan sampel
3-2
4. Pengambilan sampel
air dan sedimen Sungai Citarum Segmen
Dayeuhkolot sampai Nanjung dengan menggunakan water sampler dan sekop untuk sampel sedimen karena kondisi lapangan yang tidak memungkinkan akibat jumlah sedimen yang relatif kecil. Pengambilan sampel dilakukan sebanyak 2 kali, yaitu 1 kali dalam 1 bulan dengan 13 titik sampling dalam setiap kali pengambilan sampel. Pengambilan sampel yang dilakukan dua kali ini bertujuan untuk membandingkan antara konsentrasi pengambilan sampel yang pertama dan kedua serta melihat akumulasi logam berat pada sedimen dari waktu ke waktu. Di masing-masing titik, diambil 6 sampel air dan 3 sampel sedimen berdasarkan letaknya, yakni dua di tepi masing-masing bagian kanan dan kiri Sungai Citarum serta bagian tengah Sungai Citarum. Pengambilan sampel dilakukan dengan menggunakan sistem grab. Untuk sampel air, dilakukan juga pengambilan berdasarkan kedalaman jika memungkinkan, yakni di bagian permukaan (atas) serta di kedalaman tepat di atas permukaan sedimen, seperti terlihat pada Gambar 3. 3. Pengambilan sampel di tiga sisi dalam satu lokasi bertujuan untuk melihat penyebaran logam berat. Untuk sampel air, pengambilan yang dilakukan berdasarkan dua kedalaman bertujuan untuk melihat perbandingan antara konsentrasi logam berat di air pada bagian atas dengan konsentrasi logam berat di air di bagian bawah.
Gambar 3. 3 Penampang melintang pengambilan sampel air dan sedimen Sungai Citarum Keterangan:
Titik pengambilan sampel air Titik pengambilan sampel sediment
3-3
Masing-masing sampel yang diambil akan diperiksa kandungan tiga logam beratnya, yakni tembaga (Cu), kromium (Cr), dan kadmium (Cd). Parameter-parameter yang diukur langsung ketika pengambilan sampel di lapangan adalah pH, temperatur, dan kandungan oksigen terlarut (DO), dengan menggunakan alat-alat : •
pH meter
•
thermometer
•
DO meter
5. Analisa logam berat berupa tembaga (Cu), kromium (Cr) dan kadmium (Cd) berdasarkan jenis logam berat yang dominan pada sampel air dan sedimen dari penelitian yang telah dilakukan sebelumnya (Oginawati, 2007).
Penelitian Oginawati (2007) meliputi penelitian logam berat Cu, Cd, Cr, As, Pb dan Hg pada sampel sedimen, air dan tanaman pangan yang terdapat di sekitar DAS Citarum yang memanfaatkan sedimen Sungai Citarum sebagai media tanam dan air Sungai Citarum untuk pengairan. Dari penelitian tersebut diperoleh hasil bahwa jenis logam berat yang banyak terkandung dalam tanaman, tanah, sedimen dan air adalah tembaga (Cu), kromium (Cr) dan kadmium (Cd).
6. Prosedur ekstraksi Cu, Cr, dan Cd Pengawetan sampel Sesaat setelah diambil, hendaknya sampel langsung diekstraksi. Jika tidak, sampel harus diawetkan untuk menghindari bereaksinya logam berat membentuk senyawa lain. Untuk pengawetan sampel air yang akan dianalisa kandungan logam beratnya, maka perlu dilakukan penambahan HNO3 sedangkan untuk sampel sedimen didinginkan pada suhu yang sangat rendah (4°C).
3-4
Prosedur ekstraksi Prosedur analisa Cu, Cr dan Cd untuk sampel air berdasar pada Standard Methods, 5th Edition, 2001, dimana ekstraksi logam berat dilakukan dengan metode pemekatan sampel dengan asam nitrat pekat (HNO3). Pada analisa Cu, Cr dan Cd dilakukan pemanasan hingga air tersisa 25 ml. Selanjutnya sampel akan diperiksa kandungan logam beratnya dengan menggunakan AAS (Atomic Absorption Spectophotometry). Gambar 3. 4 menunjukkan prosedur analisis logam Cu, Cr dan Cd pada sampel air.
Mengocok sampel dan memasukkan 250 ml sampel ke gelas kimia Menyaring ke labu takar Menambahkan 15 ml
50 ml
HNO3 pekat
dan dipindahkan ke botol
dan dipanaskan hingga 25 ml
vial
Sampel hasil ekstraksi diukur dengan AAS
Gambar 3. 4 Alur prosedur analisis logam Cu, Cr dan Cd pada sampel air
Prosedur analisa Cu, Cr dan Cd untuk sampel sedimen berdasar pada SNI 06-2464-1991, yaitu dengan metode ekstraksi asam nitrat pekat. Sebelum ekstraksi, dilakukan pengukuran berat kering sampel, dimana sampel dipanaskan hingga suhu 60°C. Berat konsentrasi logam berat dalam sampel diukur setelah proses preparasi (ekstraksi) dengan penambahan 10 ml HNO3 pekat pada ± 2 gram sampel yang bertujuan untuk melarutkan
3-5
sampel sedimen. Selama proses ekstraksi, beaker glass ditutup dengan gelas arloji. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah menguapnya kandungan logam berat pada sampel, mengingat logam berat yang bersifat volatil. Setelah sampel larut, dilakukan penambahan H2O2 untuk melarutkan lemak dan protein yang ada. Pada akhir proses ekstraksi tersebut, dilakukan penyaringan larutan sampel ke dalam labu takar 50 ml yang dilanjutkan dengan pengukuran logam berat (Cu, Cr dan Cd) menggunakan AAS (Atomic Absorption Spectrophotometry). Gambar 3. 5 menunjukkan prosedur analisis logam Cu, Cr dan Cd pada sampel sedimen.
Pengukuran berat kering sampel
Menimbang sampel dan dimasukkan ke beaker glass Menyaring ke labu takar 50 ml dan dipindahkan ke botol vial
Menambahkan 10 ml HNO3 lalu ditutup dengan gelas arloji
Memanaskan di waterbath hingga larut
Mengangkat dari waterbath dan dibiarkan dingin
Menambahkan H2O2 10% 3 ml dipanaskan hingga hilang gasnya
Sampel hasil ekstraksi diukur dengan AAS Gambar 3. 5 Alur prosedur analisis logam Cu, Cr dan Cd pada sampel sedimen
7. Analisis kandungan logam berat dengan Metode AAS pada sampel air dan sedimen. Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) adalah alat untuk mengukur tingkat kandungan logam dalam sampel. Alat ini bekerja berdasarkan
3-6
penguapan larutan sampel, yang kemudian logam di dalamnya diubah menjadi atom bebas. Atom tersebut mengabsorpsi radiasi dari sumber cahaya yang dipancarkan dari lampu katoda (hollow cathode lamp) yang mengandung unsur yang akan ditentukan. Banyaknya penyerapan radiasi kemudian diukur pada panjang gelombang tertentu menurut jenis logamnya. Gambar 3. 6 merupakan diagram skematik yang menunjukkan prinsip kerja AAS.
Gambar 3. 6 Diagram skematik AAS
Penggunaan AAS dipilih karena sifatnya yang fleksibel, dapat digunakan untuk beragam jenis logam dengan tingkat ketelitian yang cukup tinggi.
Jenis AAS yang digunakan : 1. Atomic Absorption Spectrophotometry dengan Nyala (flame AAS) Dalam analisis logam berat dengan menggunakan sistem ini, sampel diatomisasi pada alat atomizer melalui nyala api dengan bahan baker asitelin murni. AAS jenis ini digunakan untuk memeriksa konsentrasi logam Cu, Cr dan Cd pada sampel air dan sedimen. Spektrum cahaya dengan panjang gelombang yang dapat diserap oleh logam-logam tersebut adalah : •
Cu = 324.8 nm
•
Cr = 357.9 nm
•
Cd = 228.8 nm
3-7
Satuan hasil pengukuran logam berat Cu, Cr dan Cd pada sampel air dan sedimen adalah ppm (mg/l).
8. Analisis data. Analisis data meliputi : 1. Kondisi di sepanjang DAS Citarum segmen Dayeuhkolot sampai Nanjung. 2. Keanekaragaman jenis industri di sepanjang DAS Citarum yang memberikan masukan ke Sungai Citarum sepanjang segmen Dayeuhkolot sampai Nanjung. 3. Titik-titik dimana terjadi pencampuran akibat masuknya beberapa anak sungai di sepanjang segmen Dayeuhkolot sampai Nanjung pada DAS Citarum. 4. Analisis logam berat, yakni tembaga (Cu), kromium (Cr) dan cadmium (Cd) pada air sungai dan sedimen. 5. Hubungan antara konsentrasi logam-logam berat tersebut dengan masuknya buangan industri serta pencampuran anak sungai di sepanjang segmen Dayeuhkolot sampai Nanjung pada DAS Citarum.
9. Pembuatan profil pencemaran logam berat di air dan sedimen Sungai Citarum Segmen Dayeuhkolot sampai Nanjung dengan membandingkan antara jarak dan konsentrasi di tiap-tiap waktu pengambilan dan tiap-tiap logam berat.
3-8
Tabel 3. 1 Jadwal pelaksanaan No. 1 2 3 4 5 6 7 8
Kegiatan Pengumpulan data sekunder dan penentuan titik pengambilan sampel
Bulan I
Bulan II
Persiapan survey awal lapangan Pengambilan sampel air dan sedimen Sungai Citarum Pemeriksaan sampel air dan sedimen Sungai Citarum Analisis data Pembuatan profil pencemaran logam berat di air dan sedimen Sungai Citarum Penyusunan laporan tugas akhir Penyerahan laporan tugas akhir ke BPLHD Kabupaten Bandung
3-9
Bulan III
Bulan IV
Bulan V
Bulan VI
