PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2007 ISSN : 1411 – 4216
Analisis Residu Pestisida Dalam Tanah dan Umbi Bawang Merah di Lahan Pasir Sanden, Bantul, Yogyakarta dengan Kromatografi Gas (Analysis of Pesticide Residue in Soil and Bulb Onion in Sanden Sandy Land, Bantul, Yogyakarta Using Gas Chromatography) Anastasia Wheni Indrianingsih1, Khoirun Nisa, Satriyo Krido Wahono, Vita Taufika Rosyida, Ema Damayanti , Roni Maryana UPT BPPT Kimia LIPI Yogyakarta Jl. Yogya Wonosari Km 32, Gading, Playen, Gunungkidul ,Telp/Fax (0274) 392570
Abstrak Pada penelitian ini dilakukan analisis residu pestisida kimia dalam tanah dan umbi bawang merah di lahan pasir Sanden, Kabupaten Bantul, Yogyakarta. Penelitian dilakukan dengan melakukan penanaman bawang merah di lahan pasir seluas 48 m2. Penyemprotan pestisida kimia tanaman bawang merah dilakukan setiap 5 hari sekali selama 50 hari masa tanam dengan dosis 1,5 liter/(2x2 m2). Pestisida kimia yang digunakan yakni Decis 2,5 EC dengan bahan aktif Deltametrin. Analisis residu pestisida dengan kromatografi gas menunjukkan bahwa dalam konsentrasi pestisida yang digunakan petani tidak terdeteksi adanya residu bahan aktif deltametrin di umbi bawang merah ataupun sampel lahan pasir. Kata kunci : residu, pestisida, lahan pasir, Kromatografi Gas Abstract A research to analysis pesticide residue in soil and bulb onion in Sanden sandy land, Bantul, Yogyakarta had been done. The research was done by cultivating onion in Sanden sandy land with 48 m2 area wide. Pesticide application was 5 days once during 50 days of planting period with dose 1 liter/ square (2x2 m2). Chemical pesticide used was Decis 2,5 EC with contain Deltamethrin as active ingredient. Analysis pesticide residue with gas chromatography showed that there was no deltamethrin residue in sandy land soil and bulb onion. Keywords: residue, pesticide, sandy land, gas chromatography Pendahuluan Residu pestisida adalah substansi atau campuran substansi dalam makanan untuk manusia atau binatang yang dihasilkan dari penggunaan pestisida, termasuk beberapa senyawa turunan hasil degradasi dan konversi, proses metabolisme, produk hasil reaksi dan pengotor yang dipertimbangkan sebagai signifikan yang bersifat toksik (IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 1997). Penggunaan pestisida kimia memiliki beberapa dampak positif dan negatif bagi lingkungan, petani dan konsumen. Dampak positif dari penggunaan pestisida kimia adalah meningkatnya hasil pertanian dan dihasilkannya kualitas yang lebih bagus. Hal ini meningkatkan kesejahteraan petani dan kepuasan konsumen karena hasil pertanian terlihat lebih bagus dan menarik. Namun ternyata banyak dampak negatif yang tidak disadari akibat penggunaan pestisida kimia ini. Bagi lingkungan, penggunaan pestisida kimia kemungkinan menyebabkan tertumpuknya residu pestisida di dalam tanah yang membutuhkan waktu lama untuk terdegradasi sehingga menimbulkan pencemaran tanah. Hal ini akan menurunkan biodiversitas organisme dalam tanah. Bagi petani, bersentuhan dengan pestisida dalam jangka waktu lama akan menimbukkan efek buruk bagi kesehatan, antara lain: masalah pernafasan, kanker, depresi, efek neurologik dan penyakit dermatologi (http://en.wikipedia.org/wiki/pesticide, 2007). Berdasarkan dampak negatif yang muncul dari penggunaan pestisida maka Menteri Kesehatan dan Menteri Pertanian mengeluarkan Surat Keputusan Bersama (tahun 1996) tentang batas ambang maksimum residu pestisida 1
[email protected] /
[email protected] I-8-1
Anastasia Wheni Indrianingsih1, Khoirun Nisa, Satriyo Krido Wahono, Vita Taufika Rosyida, Ema Damayanti , Roni Maryana yang aman dalam berbagai komoditas pertanian di Indonesia. Tabel 1 menyajikan beberapa jenis pestisida dan batas maksimum residu dalam komoditas pertanian di Indonesia. Tabel 1. Jenis pestisida dan batas ambang maksimum residu pada beberapa komoditas pertanian Jenis Pestisida Komoditas (Batas Maksimum Residu (mg/kg)) 2,4-D
Arbei (0,1), biji-bijian (0,1), daging (0,05), gabah (0,05), gandum (0,5), jagung (0,05), jeruk (2), kentang (0,2), sorgum (0,05), susu (0,05), telur (0,05)
Dalapon
Daging (0,2)
DDT
Biji-bijian (0,1), buah kecuali anggur (1), daging (1), sayuran (1), susu (0,05), telur (0,5)
Deltametrin
Anggur (0,05), apel (0,05), ara (0,01), arbei (0,05), articok (0,05), biji-bijian (1), buncis kering (1), daging (0,01), gandum (5), jamur (0,01), jeruk (0,05), kacang (0,1), kacang kapri (1), kacang tanah (0,01), kakao (0,05), kiwi (0,05), kopi (2), legum pakan ternak (0,5), melon (0,01), nenas (0,01), persik (0,05), pisang (0,05), sayuran berakar umbi (0,01), sayuran berbuah (0,2), sayuran daun-daunan (0,2), sayuran legum (0,05), sayuran umbiumbian (0,1), susu (0,02), teh (10), telur (0,01), zaitun (0,1)
Diazinon
Almon (0,1), beras (0,1), daging (0,7), gandum (0,1), jagung manis (0,7), jeruk (0,7), kacang tanah (0,1), kemiri (0,1), sayuran (0,5), telur (0,5), zaitun (2)
1,2 dibromoetan
Biji-bijian (20), buah-buahan (0,1), jeruk (0,5), tepung serealia (0,01)
Dieldrin
Bawang bombay (0,1), biji-bijian (0,02), brokoli (0,1), buah-buahan (0,05), daging (0,2), kecambah (0,1), kembang kol (0,1), kentang (0,1), ketimun (0,1), kubis (0,1), lada (0,1), lobak (0,1), padi (0,02), selada (0,01), susu (0,006), telur (0,1), terung (0,1), wortel (0,1)
Difenil
Jeruk (110)
Difenilamin
Apel (5)
1,2-dikloro etan
Biji-bijian (50), hasil olah serealia (0,1), tepung serealia (10)
Lahan pasir Sanden, Bantul, Yogyakarta merupakan lahan pasir di pantai Samas yang diolah sebagai lahan pertanian. Berbagai macam komoditas pertanian ditanam di lahan ini seperti semangka, melon, cabai, tomat, dan bawang merah. Lahan pasir yang digunakan ini biasanya dicampur dengan campuran pupuk dan tanah liat untuk memungkinkan tanaman pertanian bisa tumbuh dengan subur. Untuk memberantas hama penyakit, petani di lahan pasir biasanya menggunakan pestisida kimia yang praktis dan hasilnya memuaskan. Salah satu pestisdia kimia yang umum digunakan adalah pestisida yang mengandung bahan aktif deltametrin. Pengolahan lahan pasir yang terusmenerus dan tidak ada masa tenggang, memungkinkan adanya residu pestisida kimia yang menumpuk di lahan pasir, oleh karena itu dalam penelitian ini akan dianalisis kemungkinan adanya residu pestisida kimia yang berbahan aktif deltametrin di lahan pasir Sanden dan di umbi bawang merah dengan analisis menggunakan kromatografi gas. Bahan dan Metode Penelitian a. Bahan kimia : n-heksana, aseton, etil asetat, standar deltametrin, pesticida Decis 2,5 EC, aquades, eluen A (etil asetat: n-heksana = 0,2:98,8), eluen B (etil asetat: n-heksana=10:90). b. Alat yang digunakan antara lain: GC merk Shimadzu, alat-alat gelas. c. Metode Penelitian Penyemprotan Pestisida. Penyemprotan pestisida kimia dilakukan setiap 5 hari sekali selama 50 hari masa tanam. Dosis yang digunakan adalah sebanyak 1,5 l/(2x2 m2) dengan dosis 1ml/l. Ekstraksi. Ekstraksi sampel dilakukan dengan menambahkan 100 ml campuran aseton: n-heksana (5:95) pada 10 gram sampel (pasir dan umbi bawang). Campuran kemudian disaring dengan corong yang diberi glass wool dan dibilas tiga kali dengan masing-masing 20 ml n-heksana, dan ditepatkan menjadi 200 ml dengan labu takar 250 ml. Larutan dipekatkan hingga volume yang tersisa sebanyak 5 ml. Satu mililiter larutan kemudian dielusi menggunakan kolom florisil dengan dengan 5 ml eluen A dilanjutkan dengan eluen B dan dipekatkan menjadi 1 ml. Spesifikasi Gas Kromatografi: ECD (Electron Capture Detector) dengan ketentuan: suhu injektor 230, suhu detektor 275, suhu oven 230, gas pembawa N2, laju alir 45 ml/menit, injeksi sampel 3 µl. I-8-2
Analisis Residu Pestisida Dalam Tanah dan Umbi Bawang Merah di Lahan Pasir Sanden, Bantul, Yogyakarta dengan Kromatografi Gas (Analysis of Pesticide Residue in Soil and Bulb Onion in Sanden Sandy Land, Bantul, Yogyakarta Using Gas Chromatography) Hasil dan Pembahasan Kuantifikasi dari residu pestisida dilakukan dengan menggunakan kurva kalibrasi. Kurva standar deltametrin dibuat dengan konsentrasi 1, 2, 3 dan 4 ppm. Kelinieran yang dihasilkan dari persamaan kurva standar deltametrin adalah r = 0.9993 dengan limit deteksi sebesar 0,047 ppm. Tingginya harga r ini menunjukkan kevalidan yang cukup tinggi dari metode analisis yang digunakan. Gambar kromatogram standar deltametrin pada konsentrasi 4 ppm disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Kromatogram dari standar deltametrin Gambar 1 menyajikan kromatogram dari standar deltametrin. Waktu retensi deltametrin dengan metode yang diperoleh adalah sebesar 37, 98 menit. Preparasi sampel dilakukan dengan ekstraksi cair-cair menggunakan pelarut etil asetat dan n-heksana. Hasil analisis sampel pasir dan bawang merah dengan kromatografi gas disajikan pada Gambar 2 dan 3 berikut.
Gambar 2. Kromatogram sampel pasir
Gambar 3. Kromatogram sampel umbi bawang merah
Dari Gambar terlihat bahwa deltametrin pada sampel pasir dan umbi bawang pada penelitian ini tidak terdeteksi dengan analisis kromatografi gas. Hal ini mengindikasikan bahwa bahan aktif deltametrin pada residu pestisida kemungkinan sudah terdegradasi, atau mungkin juga kandungannya di bawah limit deteksi. Kemungkinan lain yang bisa terjadi adalah terjadinya degradasi residu pestisida dalam sampel saat berada di injektor kromatografi gas karena deltametrin termasuk senyawa pestisida yang memiliki sifat sensitif terhadap suhu (www.varianic.com, 2007). Hasil beberapa analisis residu pestisida dalam beberapa sampel tanah disajikan dalam Tabel 2. Tabel 2. Analisis residu pestisida dalam sampel tanah dari berbagai sumber No Sampel Pestisida Metode preparasi Instrumen 1
a
tanah
fipronil
Ekstraksi cair-cair, RP-HPLC
Hasil - Jumlah residu pestisida (hari 1 ke I-8-3
Anastasia Wheni Indrianingsih1, Khoirun Nisa, Satriyo Krido Wahono, Vita Taufika Rosyida, Ema Damayanti , Roni Maryana (pertanian di Iran Utara)
ekstraksi soxhlet dengan (diklorometanadetektor UV aseton diindikasikan sebagai solven teroptimum)
hari 14 sesudah aplikasi) menurun dari 0,032 ke <0,009 mg/kg, dan sesudah hari ke 28 tidak ada residu pestisida yang terdeteksi. - degradasi fipronil meningkat pada suhu 30oC
2
b
Tanah (pegununga n Medvednica )
Atrazine, propham, Ekstraksi pelarut TLC, Video Recovery residu pestisida ≥ 95%. chlorpropham, dengan ultrasonik Densitometry tetramethrin, αcypermethrin, diflubenzuron
3
c
pyraflufen
4
Pasir lahan deltametrin bekas olahan
Ekstraksi dengan GC dengan Tidak terdeteksi adanya deltametrin etil asetat dan n- detektor ECD heksana
5
Pasir
Ekstraksi dengan GC dengan Tidak terdeteksi adanya deltametrin etil asetat dan n- detektor ECD heksana
tanah
deltametrin
Ekstraksi dengan HPLC dengan Recovery > 90,1% dengan RSD < aseton-air, diikuti deteksi UV 5,8% dan sensitivitas 0, 01 mg/kg. pembersihan dengan kolom C18.
a. M. R. Hadjmohammadi et al, 2006 b. M. Petrovic, 2000 c. H. L. Wang, J. Z. Li, J. Y. Hu, 2006 Tabel di atas menunjukkan perbandingan analisis residu pestisida beberapa sampel tanah. Sampel lahan pasir baik bekas olahan maupun sampel lahan pasir yang bukan bekas olahan menunjukkan tidak terdeteksinya deltametrin. Lahan bekas olahan di sini maksudnya adalah lahan pasir yang langsung ditanami kembali sesudah dilakukan panen, sehingga kemungkinan masih ada kandungan residu pestisida, tetapi ternyata hasil analisis menunjukkan tidak terdeteksinya deltametrin sehingga kemungkinan deltametrin sudah terdegradasi. Kemungkinan yang lain adalah masih adanya residu deltametrin tetapi tidak terdeteksi karena konsentrasinya yang sangat kecil di bawah limit deteksi (0,047 ppm). Hal yang sama ditunjukkan hasil penelitian M. R. Hadjmohammadi et al, 2006, (Tabel 1) yang menunjukkan residu pestisida fipronil terdegradasi semakin banyak dengan bertambahnya hari, dan residu sudah tidak terdeteksi lagi pada hari ke-28. Kemungkinan hal yang sama juga terjadi pada deltametrin, tidak terdeteksi karena analisis dilakukan 45 hari setelah panen. Hasil analisis residu pestisida dalam beberapa sampel makanan disajikan pada Tabel 3. Tabel 3. Analisis residu pestisida dalam sampel makanan dari berbagai sumber No Sampel Pestisida Metode preparasi Instrumen
Hasil
1
a
2
b
buah dan deltametrin Ekstraksi dengan etil GC-PCI (Positive Recovery 87-95% sayuran di asetat dan sodium sulfat Chemical Ionisation)/ EI dengan RSD 3-7%. Almeria, (Electron Impact)-MS-MS Spanyol
3
c
kentang, jeruk
deltametrin Ekstraksi dengan polimer dari asam akrilat dan penggunaan kolom karbon yang tergrafitisasi.
4
Bawang merah
deltametrin Ekstraksi dengan etil GC dengan detektor ECD asetat dan n-heksana
bayam
deltametrin SCF extraction
GC/MS
Recovery 63,34% dengan RSD 12,3%
GPC (Gel Permeation Recovery > 82% Chromatography), NCI dengan RSD 3-9%. (Negative Chemical Ionization) mode GC-MS, EI (Electron Ionization) mode GC-MS, GC-FPD (Flame Photometric Detector) Tidak terdeteksi adanya deltametrin I-8-4
Analisis Residu Pestisida Dalam Tanah dan Umbi Bawang Merah di Lahan Pasir Sanden, Bantul, Yogyakarta dengan Kromatografi Gas (Analysis of Pesticide Residue in Soil and Bulb Onion in Sanden Sandy Land, Bantul, Yogyakarta Using Gas Chromatography) a. Y. Ono et al, 2006 b. A. Aguera et al, 2002 c. H. Obana et al, 1999 Umbi bawang merah dari lahan pasir Sanden tidak terdeteksi adanya residu pestisida deltametrin. Dibandingkan dengan beberapa analisis residu pestisida dari beberapa sampel makanan lain dapat dilihat bahwa pada umumnya metode analisis yang digunakan hampir samana yakni menggunakan instrumen kromatografi gas, hanya saja detektor yang digunakan berbeda-beda. Ekstraksi awal untuk preparasi dengan analisis kromatografi gas juga bervariasi walaupun sebagian besar masih menggunakan ekstraksi cair-cair. Kesimpulan Residu pestisida deltametrin dalam sampel pasir dan umbi bawang merah dari lahan pasir Sanden, Bantul, Yogyakarta tidak terdeteksi dengan analisis menggunakan instrumen kromatografi gas. Ucapan Terima Kasih Terima kasih kepada Prof. Dr. Christanti S. dari Laboratorium Toksikologi Pestisida UGM dan Bapak Subandi dari Ketua Kelompok Petani di lahan pasir Sanden. Daftar Pustaka IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 1997, 2nd Edition. H. L. Wang, J. Z. Li, J. Y. Hu, 2006, Pyraflufen-ethyl Residues in Soil by Solid Phase Extraction and High Performance Liquid Chromatography with UV Detection, Analytical Sciences, 22, 1589-1592. Metode Pengujian Residu Pestisidaa Dalam Hasil Pertanian, 1997, Komisi Pestisida Departemen Pertanian, Jakarta, hal. 377. Y. Ono, T. Yamagami, T. Nishina, T. Tobino, 2006, Pesticide Multiresidue Analysis of 303 Compounds Using Supercritical Fluid Extraction, Analytical Sciences, 22, 1473-1476. M. R. Hadjmohammadi, S. M. Nikou, K. Kamel, 2006, Determination of Fipronil Residue in Soil and Water in the Rice Fields in North of Iran by RP-HPLC Method, Acta Chim. Slov., 53, 517-520. M. Petrovic, S. Babic, M. K. Macan, 2000, Quantitative Determination of Pesticides in Soil by Thin-layer Chromatography and Video Densitometry, Croatica Chemica Acta, 73(1), 197-207. A. Aguera, M. Contreras, J. Crespo, A. R. F. Alba, 2002, Multiresidue Method For The Analysis of Multiclass pesticides in Agricultural Products by Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry, Analyst, 127, 347-354. H. Obana, K. Akutsu, M. Okihashi, S. Kakimoto, S. Hori, 1999, Multiresidue Analysis of Pesticides in Vegetables and Fruits Using A High Capacity Absorbent Polymer For Water, Analyst, 124, 1159-1165. www.varianic.com/cgi-bin/nav?/products/chrom/techtip, 2 Juli 2007. http://en.wikipedia.org/wiki/pesticide, 6 Juli 2007. SKB Menteri Pertanian dan Menteri Kesehatan, 1996, Batas Maksimum Residu Pestisida Pada Beberapa Komoditas Hortikultura,No. 33, 15 September 2002.
I-8-5
