Ketertelusuran Pengukuran Oleh : Nuryatini PENDAHULUAN Ketertelusuran
pengukuran dalam analisis kimia
kini merupakan
masalah yang sangat penting dalam kimia analitik. Sejak tahun 1990 dua organisasi
dunia yaitu EURACHEM ( A Focus for Analytical Chemistry in
Europe) ) dan CITAC ( Cooperation
on
International
Traceability in
Analitycal Chemistry ) telah didirikan dengan tujuan untuk meningkatkan komparabilitas dan ketertelusuran pengukuran sehingga
akan
meningkatkan
di dalam analisis
kehandalan dari
dikeluarkan. Kehandalan hasil pengujian ini
kimia
hasil analisis yang
sangat penting karena hasil
analisis sering dipergunakan untuk mengambil keputusan penting, misalnya dalam proses industri, pencemaran sehingga
dapat
mempengaruhi
lingkungan, dan daya
saing
bidang
industri,
kesehatan
masa
depan
berkelanjutan dari lingkungan serta kesehatan masyarakat. Komparabilitas yang berarti keberterimaan, hasil uji yang diperoleh dari bahan sama pada lokasi dan waktu yang berbeda-beda akan didapatkan apabila masing-masing hasil uji itu dapat dikaitkan (memiliki ketertelusuran) ke standar pengukuran yang diakui, yang berfungsi sebagai “reference point” yang sama. Ketertelusuran
pengukuran ke satuan standar internasional yang diakui
diperlukan oleh setiap negara untuk dapat berpartisipasi aktif dalam era perdagangan bebas. Ketertelusuran pengukuran juga telah tercantum dalam bagian 5.6 dari SNI 19-17025-2000 ”persyaratan umum kompetensi laboratorium penguji dan Kalibrasi” yang merupakan salah satu kriteria yang harus dipenuhi oleh laboratorium yang terakreditasi. DEFINISI : The International Vocabulary of Basic
and
General Terms in Metrologi
(VIM) mendefinisikan ketertelusuran sebagai ”sifat dari hasil pengukuran atau nilai dari standar acuan yang dapat dihubungkan ke suatu standar yang 1
sesuai, biasanya berupa standar nasional atau internasional melalui rantai perbandingan yang tidak terputus, yang masing masing rantai mempunyai nilai ketidakpastiannya”. Berdasarkan definisi tersebut diatas karakteristik ketertelusuran dapat diuraikan menjadi 3 elemen yaitu : 1. Keterkaitan ke standar yang sesuai. Standar yang sesuai disini dapat mencakup •
SI( International System Of Unit/ Standar International satuan UIkuran )
•
CRM (Certified Reference Materials /Bahan Acuan Bersertifikat )
•
Reference method ( Metode Acuan )
2. Rantai pembandingan yang tidak terputus. Ketertelusuran dimulai dengan rantai perbandingan yang tidak terputus
berawal dari standar
pengukuran nasional, Internasional ,atau standar pengukuran intrinsik. 3. Ketidakpastian pengukuran. Ketidakpastian pengukuran dari setiap langkah dalam rantai ketertelusuran harus dihitung menggunakan metode yang tepat dan harus dinyatakan pada setiap langkah sehingga ketidakpastian total dari seluruh rantai dapat diperhitungkan . SI ( Standar Internasional Satuan Ukuran ) Jika sejumlah pengukuran akan dibandingkan hasilnya, maka semua pengukuran itu harus tertelusur ke satuan satuan dasar standar International. Satuan-satuan dasar standar internasional satuan ukuran (SI) dapat
dilihat
pada table 1 berikut ini .
2
Tabel 1 : SI (IStandar Internasional Satuan Ukuran ) Kuantitas dasar
Symbol dimensi
Nama satuan SI
Panjang (Length)
L
Meter
Simbol satuan SI m
Massa (Mass)
M
Kilogram
kg
Waktu (Time)
T
Second
s
Arus listrik (Electric current)
I
Ampere
A
Temperatur (Thermodynamic Temperature)
Θ
Kelvin
K
Jumlah zat (Amount of Subctance )
N
Mole
mol
Intensitas cahaya (Luminous intensity)
J
Candela
cd
Ketertelusuran dalam
penimbangan
di laboratorium penguji dapat
digambarkan sebagai berikut : Standar Nasional Kalibrasi Alat ukur berakurasi tinggi Kalibrasi Standar Acuan (Reference Standard) Alat ukur, kalibrasi Transfer Standard Alat ukur, kalibrasi Traveling Standard Alat ukur, kalibrasi Standar kerja
Kalibrasi Neraca analitik
Penimbangan bahan/barang uji 3
M o l e (SI untuk Pengukuran Kimia) Semua pengukuran kimia seharusnya tertelusur ke satuan mole. Standar mole tidak berbentuk “artifact” seperti misalnya standar massa (kg). Ketertelusuran pengukuran kimia digambarkan sbb. : 1 mol (12 g atom 12 C)
1 mol (6,022 x1023 atom)
Bahan Acuan Primer
Hasil Pengukuran = Jumlah
Bahan Acuan Sekunder Hasil Pengukuran = Jumlah Bahan Acuan Kerja Hasil Pengukuran = Jumlah Standar mole berupa “12 C mole” atau 12 gram atom C, tidak tersedia di laboratorium. Standar “mole” didefinisikan sebagai jumlah atom-atom C dalam 1 mol
12
C atau 12 gram atom
12
C. Jadi seharusnya hasil pengukuran kimia
dinyatakan sebagai jumlah atom, molekul, ion atau bagian dari mole. Pengukuran kimia Satuan kg untuk massa telah digunakan sebagai pengganti mole sebagai acuan ketertelusuran/reference point. karena, selama ini laboratorium telah rutin menggunakan neraca analitik dalam pengukuran kimia, hasil pengukuran dapat dinyatakan dalam “mass fraction” (massa analit per satuan massa matriks), misalnya mg Pb per gram darah, mg DDT per gram ikan,dan satu mole dihubungkan dengan satuan massa melalui faktor “molar mass” (massa molar atau berat molekul). CRM CRM biasa digunakan sebagai “stated references” untuk pengukuran kimia. Dalam penggunaan CRM ini perlu diketahui ketidakpastiannya karena nilai ketidakpastian pengukuran dari CRM akan mempengaruhi nilai 4
ketidakpastian hasil pengukuran sampel, begitu pula matriks CRM. Matriks CRM khusus, digunakan untuk validasi metode dan kalibrasi peralatan (instrumentasi kimia analitik) maupun peralatan uji “tak merusak” (non destructive testing seperti XRF spectrometer). Untuk seluruh bidang pengujian kimia dibutuhkan “matrix CRM” dengan variasi komposisi, jenis matriks, kadar analit dsb. yang “tidak terbatas” keragamannya karena mengikuti keragaman jenis matriks sampel. Untuk medapatkan hasil uji yang akurat perlu “the best match” antara matriks CRM dengan matriks sampel uji. Efek matriks yang timbul karena perbedaan antara matriks CRM dengan matriks sampel menjadi sumber penyimpangan hasil uji (bias). CRM sering juga digunakan dalam pengukuran fisika misalnya dalam kalibrasi spektrofotometer, melting point apparatus, densitymeter, viscometer, refraktometer, dsb. REFERENCE METHODS, STANDARD METHODS Reference method dapat digunakan sebagai “stated references”, namun standard method ini memiliki karakteristik sbb. : Para pengguna metode ini dapat memperoleh komparabilitas hasil uji dengan syarat-syarat : •
metode ditulis amat rinci pada semua tahap dan harus diikuti dengan tepat agar ketertelusuran ke metode standar ini “tidak terputus”,
•
pada estimasi ketidakpastian pengukurannya, efek “bias” hasil uji kurang dipertimbangkan.
•
“absolute accuracy” kurang diutamakan,
•
proses-proses pengujian biasanya sulit dipahami dari sudut metrologi,
•
ketertelusuran pengukuran kurang jelas, kecuali ke metode itu sendiri,
•
sulit untuk menstandarkan seluruh tahap/elemen yang penting dari metode dan seluruh proses pengujian, seperti peralatan, reagen, standar/baku
pembanding,
operasional/pelaksanaan
pengujian.
“recovery” metode yang baik belum tentu berarti akurasi hasil yang baik, meskipun dapat menjadi indikasi komparabilitas hasil uji. •
metode standar cukup dapat memenuhi criteria “fit for the purpose” untuk “decision making”, karena memungkinkan untuk memperoleh komparabilitas yang memadai untuk itu. 5
•
Oleh sebab itu metode standar dapat juga dipakai sebagai “stated references” atau reference point, untuk kepentingan regulasi.
•
Contoh : metode AOAC, APHA, ISO, ASTM, JIS, BS, SNI dsb.
UNBROKEN CHAIN OF COMPARISON (Rantai pembandingan yang tidak terputus) Dalam pengukuran fisika, rantai pembandingan bisa terputus apabila alat pengukuran tidak dikalibrasi secara valid. Dalam pengukuran kimia, rantai pembandingan itu lebih rentan terputus, seperti dalam analisis instrumental umumnya, karena : 1. Proses pengukurannya kompleks, melewati banyak tahapan (pelarutan sampel, pemisahan analit dengan distilasi, ekstraksi, kromatografi dsb). 2. Dalam kalibrasi instrumen pengukuran, potensial terjadi efek matriks, yaitu; •
Respon instrumen pada sejumlah analit yang sama bisa berbeda, apabila analit dalam larutan standar dengan analit dalam larutan sampel.
•
Maka rantai ketertelusuran hasil pengukuran dengan instrument tsb. ke standar kalibrasi menjadi terputus.
Sumber terputusnya rantai pembandingan dalam pengujian kimia dapat disebabkan oleh: (i)
pelarutan sampel, misalnya sampel padat,
(ii)
pemisahan analit sebelum diukur,
(i)
perbandingan respon instrumen terhadap analit dalam larutan standar kalibrasi dengan dalam larutan sampel yang diukur.
Ketertelusuran hasil analisis yang terputus dapat digambarkan pada skema berikut ini :
6
KETERTELUSURAN HASIL ANALISIS KIMIA Penimbangan Sampel………………………………………Mampu telusur ke Standar kg Pelarutan ……………………………………………………… Pelarutan Analit
Efisiensi
< 100% (memutuskan rantai ketertelusuran ke sampel)
Pemisahan Analit : Destilasi Ekstraksi Kromatografi
Efisiensi pemisahan < 100% (memutuskan rantai Ketertelusuran ke sampel)
Pengendapan CRM
Kalibrasi Kal-
Dll. Pengukuran Analit (Instrumental) (Alat ukur dikalibrasi dengan standar (CRM), sehingga tertelusur ke CRM atau ke SI. Hasil Analisis
Sifat mampu telusur hasil analisis ini terputus dalam proses pelarutan contoh dan pemisahan analit dimana efisiensi prosesnya kurang dari 100%, belum termasuk adanya kontaminasi dari luar, sehingga tanpa ketertelusuran hasil analisis akan menjadi bias. Untuk mendesiminasikan ketertelusuran dalam analisis/pengujian kimia ini perlu dibentuk NMI ( Nasional Metrologi Institute ) di setiap Negara. Ketertelusuran pengukuran nasional di bidang kimia khususnya dapat digambarkan sebagai berikut :
7
Model metrologi LMN
LMN
LMN
Lab Rujukan
Lab Rujukan
Lab Rujukan
Lab Lapangan
Lab Lapangan.
Lab Lapangan
Infrastruktur Kesesuaian CCQM (Consultatif Commite ILAC ( International Laboratory accreditation Cooperation )
Ammount of Substance) Evaluasi
Badan Akreditasi
LMN Lab Rujukan Lab Lapangan Bukti Valid
Internasional
Hasil Pengukuran
Pengukuran
Produsen CRM : Dapat
memberikan
laboratorium
ketertelusuran
lapangan.
Yang
pengukuran
mana
produsen
kepada
laboratorium-
CRM
memperoleh
ketertelusuran pengukurannya dari LMN atau CRM dengan kualitas yang paling tinggi. Produsen CRM
dapat
menggantikan posisi “Lab Rujukan”,
sehingga menjadi
8
LMN Produsen CRM Lab Lapangan Ketertelusuran juga bisa diperoleh dari Penyelenggara Uji Profisiensi yang akan
memberikan
laboratorium
ketertelusuran
pengukuran
lapangan peserta uji profisiensi,
kepada
dimana
laboratorium
nilai acuan nya
memperoleh ketertelusuran dari LMN LMN Penyelenggara Uji Profisiensi Lab Lapangan KESIMPULAN Ketertelusuran pengukuran akan memberikan hasil pengujian/analisis yang handal yang dapat diterima dimanapun berada. Untuk membangun ketertelusuran dalam pengukuran /pengujian
kimia
diperlukan jaringan
antara LMN, laboratorium rujukan (reference laboratorium), Produsen CRM, koordinator atau penyelenggara uji profisiensi serta laboratorium-laboratorium yang terakreditasi . DAFTAR PUSTAKA : 1. P. D. Bieve and P.D-P Taylor, Traceability to the SI of Amount of Substance Measurement from Ignoring to Realizing a Chemist’s View, Metrologia, volume 34, number 1, Bureau International des Poids et Mesures ,1997. 2. Sumardi, Ketertelusuran Pengukuran, Kursus Ketertelusuran Pengukuran dan Validasi Metode Analisis Kimia Menunjang Penerapan
ISO/IEC
17025;2005, RCChem Learning Centre - Pusat Penelitian Kimia - LIPI. 2009.
9
3. Plonski Ary Guilherme, Cláudio Rodrigues, Ana Paula Packer, Vera Monteiro, Dissemination of Traceability in Analytical Chemistry for Many, www,metrologiaquimica.org.br/publicacoes/internationais/Israel_final.com.
10
