optimasi metode ekstraksi sonikasi dan spme …digilib.unila.ac.id/30549/3/skripsi tanpa bab...

OPTIMASI METODE EKSTRAKSI SONIKASI DAN SPME UNTUK

ANALISA SENYAWA POLISIKLIK AROMATIK HIDROKARBON (PAH)

DALAM SEDIMEN

(Skripsi)

Oleh

Elsa Zulha

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2018

ABSTRACT

OPTIMIZATION OF SONICATION AND SPME EXTRACTION METHOD

FOR ANALYSIS OF AROMATIC POLYCLICS HYDROCARBON (PAH) IN

SEDIMEN

By

Elsa Zulha

The study Optimization of sonication and Solid Phase Micro Extraction (SPME)

extraction method for the analysis of polycyclic aromatic hydrocarbon compounds

(PAHs) in sediments was studied. PAH is the most complex compound found in

sediments. Optimization was determined base on time of sonication extraction while

SPME was based on temperature and time, using hexane solvent: dichloromethane (1:

3) then it was identified using Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS).

The results of analysis showed that PAH with ring > 4 (benzo (b) fluoranthene, benzo

(a) pyrene and benzo (k) fluoranthene) , optimum time sonication extraction for 45

min and decreased peak area at 60 min, while PAH ring ≤ 4 (naphthalene,

acenapthylene, acenapthene, fluorene, anthracene, phenantrene, fluoranthene, pyren,

chrysen, and benzo (a) anthracene), optimum time sonication extraction for 30 min.

Extraction with SPME gives optimum time at minute 40 and temperature 40 oC for

PAH with ring ≤ 4.

Keywords: Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH), Sediments, Solid Phase

Micro Extraction, Sonication Extraction.

ABSTRAK



DALAM SEDIMEN

Oleh

Elsa Zulha

Telah dilakukan penelitian optimasi metode ekstraksi sonikasi dan Solid Phase Micro

Extraction (SPME) untuk analisa senyawa polisiklik aromatik hidrokarbon (PAH)

dalam sedimen. PAH merupakan senyawa kompleks yang paling banyak ditemukan

dalam sedimen. Optimasi ditentukan berdasarkan waktu ekstraksi sonikasi sedangkan

SPME berdasarkan suhu dan waktu, menggunakan pelarut heksan : diklorometan

(1:3) selanjutnya diidentifikasi menggunakan Gas Chromatography-Mass

Spectrometry (GC-MS). Hasil analisa menunjukkan, bahwa PAH dengan cincin > 4

(benzo (b) fluorantena, benzo (a) pirena dan benzo (k) fluorantena) memberikan

waktu optimum untuk ekstraksi sonikasi selama 45 menit dan mengalami penurunan

luas peak pada waktu 60 menit, sedangkan PAH dengan cincin ≤ 4 (naftalena,

asenaftilena, asenaftena, fluorena, antrasena, fenantrena, fluorantena, pirena, krisena,

dan benzo (a) antrasena) memberikan waktu optimum untuk ekstraksi sonikasi adalah

30 menit. Ekstraksi dengan SPME memberikan waktu optimum pada menit ke 40 dan

suhu 40 oC untuk PAH dengan cincin ≤ 4.

Kata kunci : Ekstraksi Sonikasi, Polisiklik Aromatik Hidrokarbon (PAH), Sedimen,

Solid Phase Micro Extraction.



DALAM SEDIMEN

Oleh

Elsa Zulha

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar

SARJANA SAINS

Pada

Jurusan Kimia

Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Lampung

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2018

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandar Lampung 08 Juni 1994,

merupakan anak ketiga dari lima bersaudara dari pasangan

Ayahanda Edi Budiyanto, SE dan Ibunda Sarwatin. Penulis

menyelesaikan pendidikan taman kanak-kanak di TK Taruna

Jaya, Way Halim, Bandar Lampung pada tahun 2000.

Pendidikan sekolah dasar di SDS Al-Azhar 1, Way Halim, Bandar Lampung pada

tahun 2006. Pendidikan sekolah menengah pertama di SMP Negeri 29, Way Halim,

Bandar Lampung pada tahun 2009. Pendidikan sekolah menengah kejuruan di SMK

SMTI jurusan kimia analis, Way Halim, Bandar Lampung pada tahun 2012. Pada

tahun 2012 penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Kimia, Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Nasional

Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN).

Selama menjadi mahasiwa, penulis memiliki pengalaman organisasi yaitu, Anggota

UKM Penelitian, Anggota Bidang Keputrian ROIS FMIPA, Magang UKMF Natural

FMIPA, Magang BEM FMIPA Unila, Kader Muda Himaki FMIPA Unila periode

2012-2013, Anggota Bidang Biro Usaha Mandiri (BUM) Himaki FMIPA Unila

periode 2013-2014, Bendahara Umum Himaki FMIPA Unila periode 2014-2015.

Selama menjalani perkuliahan, penulis menjadi salah satu mahasiswa penerima

beasiswa Bidikmisi. Selain itu, penulis juga pernah menjadi Asisten Praktikum

Analisis Kimia Lingkungan pada tahun 2017.

MOTTO

Eat Failure, and you will know the taste of success”

The more you give, the more you will get”

“Amal yang paling dicintai oleh Allah SWT adalah yang terus menerus meski hanya sedikit”

“Jihad yang paling baik adalah menaklukan diri sendiri (HR Bukhari)

Dalam perkataan, tidak mengapa anda merendahkan diri, tetapi dalam aktivitas tunjukkan

kemampuan anda –

“Allah Sesuai Prasangka Hamba-Nya” dikutip dari Ayat Al-Qur’an (Edi Budiyanto)

Segala Puji dan Syukur Kepada Allah SWT

Kupersembahkan karya sederhanaku ini

Teruntuk....

Kedua Orang Tuaku

Yang selalu memberikan semangat, motivasi, teguran, doa serta

pengorbanan demi kesuksesanku

Seluruh keluarga besarku

Mbak, kakak dan adik-adik tersayang

serta Marcthino setyawan sebagai orang terdekatku...

Dr. Rinawati, Ph.D., Dr. Ni luh Gede Ratna Juliasih, M.Si., Dr.

Agung Abadi Kiswandono, M.Sc yang membimbing dan memotivasi

selama di perkuliahan.

Almamater tercinta

Universitas Lampung

SANWACANA

Alhamdulillahirabbil‘alamin, puji syukur kehadirat Allah SWT. atas segala nikmat,

rahmat, karunia dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas skripsi

ini dengan baik. Sholawat serta salam tak lupa selalu tercurahkan kepada Nabi kita

Muhammad SAW, yang telah memberikan penerangan dari jalan keburukan menuju

jalan kebaikan yang insyaAllah juga selalu kita nantikan syafaatnya di yaumil akhir

nanti. Terimakasih kepada Papa tercinta Edi Budiyanto dan Mama Tersayang

Sarwatin atas segala kesabaran, kasih sayang, teguran, dan nasihat yang akhirnya

penulis selalu kuat dalam keadaan apapun sehingga penulis dapat menyelesaikan

skripsi yang berjudul “Optimasi Metode Ekstraksi Sonikasi Dan Spme Untuk

Analisa Senyawa Polisiklik Aromatik Hidrokarbon (PAH) dalam Sedimen”.

Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung.

Penulis telah banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak dalam

penyusunan skripsi ini. Oleh sebab itu, sebagai wujud rasa hormat, penulis

menyampaikan terimakasih kepada:

1. Ibu Rinawati, Ph.D., selaku Dosen pembimbing I yang telah sabar selama ini dan

tak kenal lelah dalam membimbing dan menasehati penulis.

i

2. Ibu Dr. Ni Luh Gede Ratna Juliasih, M.Si., selaku Dosen Pembimbing II atas

kritikan, saran, kesabaran dan selalu menegur penulis.

3. Bapak Agung Abadi Kiswandono, M.Si., selaku Dosen Pembahas atas

kritikan, bimbingan dan nasihatnya.

4. Ibu Aspita Laila, M.Sc selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah

banyak banyak memberikan semangat, saran, bimbingan dan nasihatnya.

5. Ibu Dian Septiana, M.Si selaku Dosen Pembimbing PKL yang selalu

memberikan semangat kepada penulis.

6. Dr. Suripto Dwi Yuwono, M.T., selaku ketua Jurusan Kimia FMIPA

universitas Lampung.

7. Prof. Warsito, S. Si., D.E.A., Ph.D., selaku Ketua Jurusan Kimia FMIPA

Universitas Lampung.

8. Bapak dan Ibu dosen Kimia beserta staf jurusan Kimia FMIPA yang telah

membimbing penulis selama belajar di Universitas Lampung.

9. Pak Gani dan Mbak Ani yang selama ini telah membantu dalam proses

administrasi dan selalu memudahkan penulis untuk melangsungkan kegiatan

kampus, seminar dan ujian skripsi penulis.

10. Kak Wagiran, S.Si dan seluruh karyawan UPT LTSIT terimakasih atas doa,

kerjasama, bantuan, pengertian, dan motivasinya selama penelitian.

11. Kakak dan adik tersayang, mbak niken, mbak mila, ellen, elfan terimakasih

banyak atas teguran, motivasi, bantuan moril dan moral. Semoga Allah swt

membalas kebaikan kalian, semoga ellen dan elfan bisa jadi sarjana juga.

ii

12. Terimakasih kepada seluruh keluarga besarku, Pak De Hari, Bude Bekti, Teh

Embai, Bu Neni, Silva, Cici, Randi, Nizar, Nazli, Dita, Pak Iwan, Bang Jek

yang selalu mendukung penulis untuk menjadi sarjana.

13. Pimpinan Himaki 2014-2015, Anwar, Ismi, Rifki, Ais, Kamto,Fenti, Tri,

Dela, Erlita, Ajeng, Sofian, Didi, Nila, dan Ningrum serta pengurus Himaki

periode 2014-2015 atas kebersamaan dan pembelajaran selama ini.

14. Keluargaku Chemistry’12, Dona, Arif, Radius, Taskiya, Yepi, Tiara,

Dewi, Fifi, Susi, Ajeng, Fenti, Imah, Ana, Eka, Intan, Jeje, Adi, Reno, Indry,

Indah, Debo, Dinand, Ruli, Edi, Arya, Feby, Ruwai, Maul, Putri, Syathira,

Rizal, Imani, Meta, Dwi, Wiwin, Ulfatun, Febita, Atma, Yunsi, Riandra, Rio,

Adit, Dery, Ubay, Debi terimakasih untuk persaudaraan, kebersamaan, cerita

dan kenangan selama ini.

15. Marcthino Setyawan calon sarjana Teknik, terimakasih sudah menunggu

terlalu lama, terimakasih atas semangat, bantuan moral dan morilnya,

kesetiaan selama ini.

16. Rizal Rio Saputra, S.Si dan Febita teman perjuangan aku di laboratorium,

yang selama ini berjuang dari awal sampai akhir terimakasih.

17. Deborah Jovita, S.Si., Putri Ramadhona, S.Si., yang berjuang bersama untuk

mencapai gelar ini, terimakasih ya atas segala bantuannya.

18. Della Ramadhani, adik sepupu akuh yang super teliti ngoreksi semua berkas

akuh, makasih banyak bantuannya sayang.

19. Adik satu bimbingan Riri dan teman satu team nya, semangat ya, kalian bisa

lebih baik. Terimakasih atas semuanya.

20. Terimakasih pejuang skripsi 2012, semangat kalian pasti bisa.

iii

21. Kakak tingkat atas bimbingannya dan Adik tingkat atas semangat yang

diberikan kepada penulis.

22. Almamater tercinta Universitas Lampung.

23. Terimakasih kepada semua pihak yang membantu.

Semoga Allah SWT membalas semua kebaikan mereka. Aamiin. Dalam penulisan

skripsi ini masih banyak kekurangan yang terjadi. Kritik dan saran sangat

diharapkan penulis untuk perbaikan dalam penelitian selanjutnya. Semoga skripsi

ini dapat memberikan manfaat. Aamiin.

Bandar Lampung, Februari 2018

Penulis,

Elsa Zulha

i

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ............................................................................................. iv

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... v

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ......................................................................................... 1

B. Tujuan Penelitian ..................................................................................... 4

C. Manfaat Penelitian.................................................................................... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Senyawa Polisiklik Aromatik Hidrokarbon (PAH) .................................... 5

B. Proses Masuknya PAH pada Hewan dan Manusia .................................... 8

C. Dampak yang Ditimbulkan PAH pada Manusia ........................................ 9

D. Cara Pencegahan terhadap Dampak yang Ditimbulkan PAH

pada Manusia ......................................................................................... 10

E. Ekstraksi Sonikasi .................................................................................. 10

F. Solid Phase Mikroextraction (SPME) ..................................................... 14

G. Prinsip Dasar SPME ............................................................................... 15

H. Parameter yang Mempengaruhi SPME ................................................... 17

I. Aplikasi dan Keistimewaan SPME ......................................................... 17

J. Cara Ekstraksi SPME ............................................................................. 18

K. Kromatografi Gas-Spektrometri Masa (GC-MS) ..................................... 19

ii

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................. 22

B. Alatdan Bahan ........................................................................................ 22

C. Prosedur Penelitian

1. Preparasi Sampel................................................................................ 23

2. Persiapan Alat .................................................................................... 23

3. Optimasi Sampel Sedimen menggunakan Ekstraksi Sonikasi ............. 23

4. Optimasi Sampel Sedimen menggunakan SPME ................................ 24

5. Analisis PAH menggunakan GC-MS ................................................. 24

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Optimasi Metode Ekstraksi Sonikasi ...................................................... 27

B. Optimasi Metode SPME ......................................................................... 30

1. Optimasi Suhu SPME ........................................................................ 34

2. Optimasi Waktu SPME ...................................................................... 36

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan ................................................................................................ 39

B. Saran ...................................................................................................... 40

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 41

LAMPIRAN ..................................................................................................... 45

iii

Lampiran 1. Kromatogram ekstraksi sonikasi selama 15 menit .................... 46




Lampiran 5. Kromatogram SPME 40 menit 40 oC ....................................... 48



Lampiran 8. Kromatogram SPME 40 oC 30 menit ....................................... 49

Lampiran 9. Kromatogram SPME 40 oC 40 menit ....................................... 50

Lampiran 10. Kromatogram SPME 40 oC 60 menit ..................................... 50

Lampiran 11. Proses ekstraksi sonikasi ....................................................... 51

Lampiran 12. Proses evaporator .................................................................. 51

Lampiran 13. Proses ekstraksi SPME .......................................................... 52

4

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Beberapa senyawa PAH dengan cincin ≤ 4 ............ ............................................... 7

2. Beberapa senyawa PAH dengan cincin > 4...... ............ ......................................... 8

3. Perbandingan ekstraksi soxhlet versus ekstraksi sonikasi ................ .................... 12

4. Metode pembersihan kolom GC dengan isooktan ............. ................................... 25

5. Optimasi waktu ekstraksi sonikasi .................................... ................................... 28

6. Metode optimasi SPME 30 menit ..................................... ................................... 31

7. Metode optimasi SPME 60 menit ....................................... ................................. 33

8. Optimasi waktu ekstraksi pada waktu tetap (40 menit) ..... ................................... 34

9. Optimasi waktu ekstraksi pada suhu tetap (40 oC) ............ ................................... 37

5

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Skema alat SPME .......................................................................................16

2. Diagram alir prosedur kerja GC-MS ............................................................21

3. Kromatogram hasil pencucian dengan isooktan ...........................................25

4. Kromatogram sampel tanpa standar PAH ....................................................27

5. Perbandingan waktu ekstraksi sonikasi PAH dengan cincin ≤ 4 ...................29

6. Perbandingan waktu ekstraksi sonikasi PAH dengan cincin > 4 ...................29

7. Struktur polydimethylsiloxane (PDMS) .......................................................31

8. Kromatogram hasil optimasi SPME 30 menit ..............................................32

9. Kromatogram hasil optimasi SPME 60 menit ..............................................33

10. Rangkaian ekstraksi ....................................................................................33

11. Grafik optimasi suhu SPME pada waktu tetap (40 menit) ............................35

12. Grafik optimasi waktu SPME pada suhu tetap (40 oC) .................................37

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Senyawa Polisiklik Aromatik Hidrokarbon (PAH) merupakan salah satu kelompok

senyawa organik yang terdiri dari gabungan dua atau lebih cincin benzena dengan

susunan yang bervariasi (Huiyong, 2010). PAH mengandung lebih dari 100 senyawa

kimia yang berbeda yang terbentuk selama pembakaran tidak sempurna, proses

pembakaran yang menggunakan suhu tinggi pada pengolahan minyak bumi, proses

industri dan aktivitas manusia. PAH yang terbentuk dapat teradsorb secara kuat di

dalam partikel-partikel karbon dan juga terdapat dalam bentuk gas. Kestabilannya di

alam membuat PAH bisa tersebar secara meluas tanpa ada penggurangan konsentrasi

(Cavegn dkk, 2008).

Senyawa PAH bersifat toksik, yang dalam kadar yang relatif tinggi sering ditemukan

dalam sedimen yang letaknya berdekatan dengan perkotaan dan industri (Marsaoli,

2004). Senyawa PAH dengan konsentrasi 0,1-0,5 ppm berpotensi menyebabkan

keracunan pada makhluk hidup dan pada kadar yang rendah dapat menurunkan laju

2

pertumbuhan dan perkembangan makhluk perairan. Senyawa PAH juga bersifat

lipofil dan karsinogenik serta dapat masuk ke dalam tubuh melalui berbagai cara

antara lain melalui pori- pori kulit serta melalui makanan dan minuman yang

dikonsumsi (Lukitaningsih dkk, 2001). Senyawa PAH dapat membahayakan karena

senyawa ini sukar untuk terurai (Marsaoli, 2004).

Senyawa PAH lebih mudah terakumulasi dalam sedimen dibandingkan air (Juhasz

dan Naidu, 2000). Konsentrasi senyawa PAH dalam sedimen tertentu dapat berkisar

antara µg/kg hingga g/kg, jumlah ini juga bergantung pada jarak antara wilayah

terhadap sumber senyawa PAH seperti industri, kota dan arus air. Saat ini belum

terdapat standar lingkungan untuk analisis PAH dalam sedimen Indonesia (Edward,

2015). Senyawa PAH dalam sedimen biasanya didominasi oleh 4-6 cincin yang lebih

hidrofobik (Wick dkk, 2011). Mengingat dampak dari senyawa PAH yang sangat

merugikan dalam segala aspek, maka diperlukan suatu metode analisis untuk

mengidentifikasi senyawa tersebut di lingkungan.

Selama ini untuk menentukan senyawa PAH dalam sampel sedimen dilakukan

dengan teknik ekstraksi konvensional seperti sokletasi. Teknik ini umumnya

berdasarkan pada pemilihan dan penggunaan sejumlah besar volume pelarut yang

tepat disertai dengan pemanfaatan panas dan pengadukan untuk memperbaiki

kelarutan komponen sehingga dapat meningkatkan laju perpindahan massanya.

Teknik tersebut membutuhkan banyak waktu dan beresiko terjadinya degradasi

3

termal terhadap sebagian atau sejumlah besar senyawa yang terkandung di dalamnya

serta pemanfaatan sejumlah besar volume pelarut berdampak pada penambahan biaya

produksi, yaitu saat pengadaan maupun pembuangan racun pelarut yang berbahaya

bagi lingkungan. Pada dekade terakhir diperkenalkan beberapa teknik ekstraksi

alternatif untuk meminimalkan keterbatasan tersebut, diantaranya ekstraksi sonikasi

(Peres dkk, 2006).

Pourhossein dkk (2009) berpendapat bahwa ekstraksi sonikasi termasuk salah satu

alternatif dari preparasi sampel padat, karena dapat mempermudah dan mempercepat

beberapa langkah preparasi. Hal ini dikarenakan efek dari gelombang ultrasonik yang

membentuk local high temperature dan gerakan mekanik antarmuka zat padat dan zat

cair, sehingga akan mempercepat laju perpindahan massanya. Ekstraksi sonikasi

sebelumnya telah diterapkan oleh Hana pada tahun 2016 untuk mengekstraksi

antioksidan dari daun sirsak menggunakan metode ultrasonic bath. Berdasarkan hasil

analisis Fuadi (2012), ekstraksi sonikasi tidak memberikan pengaruh terhadap

perubahan kompenan utama suatu bahan. Ekstraksi sonikasi dapat mengekstrak lebih

banyak komponen dibandingkan ekstraksi soxhlet (De la Fuente dkk, 2004).

Teknik ekstraksi sonikasi memiliki kelemahan dalam hal pemurnian sehingga

diperlukan teknik pemurnian lebih lanjut. Metode analisis yang sering digunakan

yaitu kromatografi kolom, tetapi metode ini tidak cukup efisien. Selain menggunakan

pelarut yang tidak sedikit, dan waktu yang dibutuhkan untuk analisis pun sangat

4

lama. Untuk mengatasi hal diatas, maka digunakan sebuah metode yang dikenal

sebagai metode mikroekstraksi fasa padat atau Solid Phase Micro Extraction

(SPME). Kelebihan metode ini dibandingkan dengan metode sebelumnya yaitu tidak

menggunakan pelarut dalam mengisolasi senyawa organik volatil dari sampel dan

waktu yang dibutuhkan untuk analisis relatif lebih cepat, sederhana dengan

sensitivitas tinggi (Chee dkk, 1999). Berdasarkan uraian diatas, maka dalam

penelitian ini dilakukan optimasi metode ekstraksi sonikasi dan pemurniannya

dengan teknik SPME untuk mengidentifikasi senyawa PAH dalam sedimen.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Menentukan waktu optimum untuk ekstraksi PAH dengan metode sonikasi

2. Menentukan waktu dan suhu optimum untuk ekstraksi PAH dengan metode

SPME.

C. Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi yang berupa data ilmiah

mengenai waktu dan suhu optimum dalam penentuan senyawa Polisiklik Aromatik

Hidrokarbon (PAH) dengan metode ekstraksi sonikasi dan solid phase micro

extraction (SPME) sehingga dapat dijadikan pedoman untuk penelitian selanjutnya.

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Senyawa Polisiklik Aromatik Hidrokarbon (PAH)

Senyawa PAH merupakan salah satu bahan polutan yang dihasilkan oleh bahan bakar

fosil yang tidak terbakar secara sempurna dan biasanya menghasilkan ikatan aromatik

dari hidrokarbon (Killops dan Killops, 1993). Menurut Neff (1979) PAH biasanya

terdiri dari dua atau lebih cincin aromatik (benzen). PAH dikelompokkan menjadi

dua, yaitu PAH dengan bobot molekul rendah yang berupa senyawa dengan cincin

aromatik 4 dan PAH dengan bobot molekul tinggi yang berupa senyawa dengan

cincin aromatik > 4. PAH dengan bobot molekul rendah lebih mudah didegradasi

secara biologis dibandingkan PAH dengan bobot molekul tinggi. Selain itu PAH

dengan bobot molekul rendah bersifat lebih mudah larut dan mudah menguap,

dibandingkan PAH dengan bobot molekul tinggi yang bersifat hidrofobik dan

memiliki daya larut rendah. PAH cenderung berikatan dengan bahan organik dan

anorganik tersuspensi sehingga banyak terdapat pada sedimen dasar (Effendi, 2003).

6

Senyawa PAH memiliki stabilitas yang tinggi di lingkungan, mempunyai sifat

hidrofobik yang tinggi dan struktur kimia yang stabil, sifatnya tidak mudah larut dan

dapat dengan cepat terserap melalui partikel tanah, terutama pada bahan-bahan

organik (Tang dkk, 2005). Senyawa PAH yang mengendap ke dasar perairan sangat

beracun bagi organisme perairan. Banyak hasil penelitian yang menunjukkan bahwa

PAH yang berasal dari kegiatan manusia dapat menyebabkan kanker dan efek

mutagenik pada organisme (Zakaria dan Mahat, 2006). Pada pembuatan asap cair

dapat terjadi peristiwa carry over, yaitu terbawanya senyawa benzo(a)piren.

Berdasarkan jumlah cincin aromatiknya, PAH dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu

Low Molecular Weight (LMW) dengan cincin aromatik ≤ 4 dan High Molecular

Weight (HMW) dengan cincin aromatik lebih dari 4. Secara umum, kecepatan

degradasi akan berbanding lurus dengan jumlah cincin aromatiknya, sehingga LMW

PAH seperti naftalena, antrasena, dan fenantrena akan lebih mudah didegradasi dan

biasanya digunakan sebagai contoh PAH untuk pemahaman mekanisme degradasi

pada HMW-PAH (Cerniglia dan Sutherland, 2010).

Nikolaou dkk (2009) membagi tiga kategori sumber PAH, yaitu:

1. PAH petrogenik, yang terkait dengan petroleum (minyak), termasuk minyak

mentah dan produk penyulingannya

2. PAH pyrogenik, yang berasal dari pembakaran bahan bakar fosil (minyak dan

batubara) dan material organik seperti kayu

7

3. PAH biogenik, yang berasal dari proses biologi atau tahap awal dari diagenesis

pada sedimen laut (misal: perylene).

Tabel 1. Beberapa senyawa PAH dengan cincin ≤ 4

No Senyawa PAH Struktur

1

Naftalen (Naf)

2 Acenapthylene (Acenapthy)

3 Acenapthene (Acenapthe)

4 Fluorene (flu)

5 Anthracene (Anth)

6 Phenantrene (Phe)

7 Fluoranthen (Fluo)

8 Pyrene (Pyr)

9 Chrysen (Chry)

10 Benzo (a) Anthracene (BaA)

8

Tabel 2. Beberapa senyawa PAH dengan cincin > 4

No Senyawa PAH Struktur

1

Benzo (b) Fluoranthene

(BbF)

2 Benzo (a) Pyrene (BaP)

3 Benzo (k) Fluoranthene

(BkF)

Kadar PAH yang relatif tinggi juga pernah ditemukan oleh beberapa peneliti dalam

sedimen yang lokasinya berdekatan dengan perkotaan. Menurut Connel dan Miller

(1981) PAH dapat berasal dari air buangan, seperti buangan rumah tangga dan

industri, sampah dan aliran buangan kota, serta dalam buangan atmosferik dari

pembakaran bahan bakar fosil. Walaupun PAH bersifat toksik, keberadaannya di

lingkungan perairan sulit dideteksi (Neff, 1979).

B. Proses Masuknya PAH pada Hewan dan Manusia

Senyawa PAH dapat terakumulasi dalam tubuh hewan tingkat rendah hingga

mencapai kadar yang tinggi, karena sukar dicerna dalam tubuhnya (Uthe, 1991). Air

laut yang mengandung limbah PAH merusak biota laut yang ada didalamnya

contohnya ikan dan kerang hijau, kemudian ikan dan kerang hijau tersebut dimakan

9

oleh manusia dan mengendap ditubuh manusia. Makanan seperti keju, daging, sosis,

ikan yang harus melalui tahap pengasapan tradisional yang berguna untuk

memperpanjang umur makanan mengandung polisiklik aromatik hidrokarbon (PAH)

seperti benzo(a)piren yang kemudian dimakan oleh manusia dan masuk kedalam

tubuh.

C. Dampak yang Ditimbulkan PAH pada Manusia

Senyawa PAH merupakan senyawa organik yang memiliki lebih dari empat cincin

benzena terpadu atau lebih, bersifat karsinogenik. Benzena sendiri bersifat toksik

dan karsinogenik. Dari beberapa senyawa PAH, yang paling bersifat karsinogen

adalah benzo(a)pirena dan benzantrasena. Sejak tahun 1775 telah diidentifikasi

bahwa penyebab utama dari kanker zakar yang disebabkan oleh asap pada pembersih

cerobong merupakan PAH yang terkandung dalam jelaga cerobong. Tidak hanya

kanker zakar tetapi juga ditemukan fakta bahwa PAH yang terkandung pada batubara

dapat menyebabkan tumor pada kulit. Hal tersebut didukung oleh uji coba terhadap

tikus yang diolesi senyawa PAH dengan jumlah yang sedikit namun menghasilkan

tumor dalam waktu yang singkat. Selain itu, senyawa PAH juga dapat menyebabkan

kanker jantung dan bibir karena konsumsi daging atau ikan asap yang berpotensi

mengandung senyawa PAH. Produk oksidasi metabolik tampaknya menjadi

penyebab dari kanker (Harold, 2003).

10

D. Cara Pencegahan Terhadap Dampak yang Ditimbulkan PAH pada Manusia

Pada keadaan normal tubuh kita sudah dapat mengeliminasi hidrokarbon dengan cara

mengoksidasi hidrokarbon agar lebih larut dalam air, sehingga senyawa ini dapat

dengan mudah untuk diekresikan. Oleh karena itu, sebaiknya kebutuhan air dalam

tubuh dipenuhi agar proses oksidasi berjalan lancar sehingga tidak ada penumpukan

hidrokarbon dalam tubuh. Melakukan kegiatan pembakaran sempurna pada bahan

bakar yang mengandung karbon seperti kayu, batu bara, minyak, lemak dan

tembakau. Mengurangi konsumsi ikan atau daging bakar juga mengurangi resiko

kontaminasi PAH (Effendi, 2003). Tidak hanya itu, seiring perkembangan teknologi

dalam bidang kesehatan telah ditemukan beberapa zat yang dapat mencegah

pertumbuhan kanker bahkan dapat menyembuhkannya. Pada banyak kasus kanker,

untuk pencegahan pertumbuhan kanker digunakan pengkajian kemoterapi atau

penyinaran sinar X (Harold, 2003).

E. Ekstraksi Sonikasi

Firdaus dkk (2010) menyelidiki bahwa teknik ekstraksi konvensional yang digunakan

selama bertahun-tahun yang lalu membutuhkan banyak waktu dan pelarut, sehingga

memiliki tingkat efisiensi yang rendah. Kebanyakan produk alam yang tidak stabil

secara thermal akan terdegradasi dengan menggunakan teknik ini, karena berdasarkan

pada pemilihan jenis pelarut yang tepat serta penggunaan sejumlah panas atau agitasi

11

untuk meningkatkan kelarutan dan laju perpindahan massa-nya. Teknik yang biasa

digunakan adalah maserasi, perkolasi, hidrodistilasi dan soxhlet (Peres dkk, 2006).

Berdasarkan kenyataan tersebut, Firdaus dkk (2010) mencatat adanya tuntutan

terhadap teknik ekstraksi baru guna meminimalkan keterbatasan teknik ekstraksi

konvensional, sehingga komponen target yang terekstrak pada matrik tanaman

menjadi lebih efisien. Sebagai jawaban dari tuntutan tersebut, Soni dkk (2010)

menawarkan beberapa alternatif baru, seperti ekstraksi fluida superkritik, ekstraksi

solven aselerasi, ekstraksi sonikasi dan microwave untuk mengekstrak senyawa

fitokimia dari tanaman.

Sejumlah hasil penelitian menunjukkan bahwa penerapan teknik intensitas ultrasonik

mampu mengekstrak senyawa fitokimia, seperti alkaloid, flavonoid,

polisakarida, protein dan minyak esensial dari berbagai bagian tanaman dan bibit

tanaman (Firdaus dkk, 2010). Ekstraksi sonikasi dapat menyebabkan gangguan

fisik baik pada dinding maupun membran sel biologis serta penurunan ukuran

partikel. Efek tersebut berdampak pada penetrasi pelarut yang lebih baik terhadap

material sel yang pada akhirnya akan meningkatkan laju perpindahan massa pada

jaringan serta memfasilitasi perpindahan senyawa aktif dari sel ke pelarut (Novak

dkk, 2008). Hal ini dapat terjadi apabila sebelumnya didahului oleh fenomena

runtuhnya gelembung yang dihasilkan oleh kavitasi. Proses isolasi dan pemurnian

senyawa fitokimia dengan teknik ekstraksi konvensional kurang efisien. Penggunaan

sonikasi sejak 1950-an telah mampu meningkatkan hasil ekstraksi pada skala

12

laboratorium. Perbandingan soxhlet dan ekstraksi sonikasi disajikan pada Tabel 2

(Soni dkk, 2010).

Tabel 3. Perbandingan ekstraksi soxhlet versus ekstraksi sonikasi (Soni dkk, 2010)

Deskripsi Ekstraksi Soxhlet Ekstraksi Sonikasi

Waktu ekstraksi 3-48 jam 10-60 menit

Ukuran sampel 1-30 gram 1-30 gram

Penggunaan pelarut 100-500 mL 30-200 Ml

Investasi Rendah Rendah

Keuntungan Tidak membutuhkan

filtrasi

Multiple ekstraksi

Banyak faktor yang mempengaruhi proses ekstraksi, sehingga memerlukan optimasi

untuk mendapatkan recovery maksimum. Faktor-faktor tersebut adalah ukuran

partikel, jenis pelarut, pH media ekstraksi, waktu dan temperatur ekstraksi. Jenis

pelarut merupakan salah satu faktor yang paling penting karena mempengaruhi

jumlah dan jenis komponen yang diekstrak. Suatu metode yang dapat memprediksi

kelarutan (zat) terlarut ke dalam pelarut sangat dibutuhkan untuk mengurangi waktu

(Savova dkk, 2007).

Penggunaan sonikasi pada dasarnya menggunakan prinsip dasar yaitu dengan

mengamati sifat akustik gelombang ultrasonik yang dirambatkan melalui medium

yang dilewati. Pada saat gelombang merambat, medium yang dilewatinya akan

mengalami getaran. Getaran akan memberikan pengadukan yang intensif terhadap

13

proses ekstraksi. Pengadukan akan meningkatkan osmosis antara bahan dengan

pelarut sehingga akan meningkatkan proses ekstraksi.

Cara kerja metode sonikasi dalam mengekstraksi adalah sebagai berikut :

1. Gelombang ultrasonik pada sekeliling bahan yang akan diekstraksi akan

menyebabkan pemanasan pada bahan tersebut, dan melepaskan senyawa ekstrak.

2. Terdapat efek ganda yang dihasilkan yaitu pengacauan dinding sel sehingga

membebaskan kandungan senyawa yang ada di dalamnya dan pemanasan lokal

pada cairan dan meningkatkan difusi ekstrak.

3. Energi kinetik dilewatkan ke seluruh bagian cairan diikuti dengan munculnya

gelembung kavitasi pada dinding atau permukaan sehingga meningkatkan transfer

massa antara permukaan padat-cair.

4. Efek mekanik yang ditimbulkan adalah meningkatkan penetrasi dari cairan menuju

dinding membran sel, mendukung pelepasan komponen sel, dan meningkatkan

transfer massa (Keil, 2007).

Keuntungan metode ekstraksi dengan bantuan sonikasi yaitu:

1. Mempercepat waktu ekstraksi

Contohnya, ekstraksi nikotin dari permen karet dengan bantuan sonikasi hanya

memerlukan waktu sekitar 20 menit, sedangkan ekstraksi dengan metode

konvensional memakan waktu setidaknya 24 jam untuk mendapat hasil yang sama.

Selain itu, hal ini juga dibuktikan dengan penelitian Cameron dan Wang (2006)

tentang ekstraksi pati jagung yang menyebutkan rendemen pati jagung yang

14

didapat dari proses ultrasonik selama 2 menit adalah sekitar 55,2-67,8 % hampir

sama dengan rendemen yang didapat dari pemanasan dengan air selama 1 jam aitu

53,4%.

2. Lebih efisien dalam penggunaan pelarut.

Dalam metode ekstraksi sonikasi hanya membutuhkan pelarut organik 1/6 dari

pelarut organik yang dibutuhkan pada metode ekstraksi konvensional. Tidak ada

kemungkinan pelarut yang digunakan dalam ekstraksi menguap sampai kering.

Berbeda halnya apabila menggunakan hot plate, terutama apabila menggunakan

sedikit pelarut dalam proses peleburan atau pelarutan.

3. Aman digunakan karena prosesnya tidak mengakibatkan perubahan yang

signifikan pada struktur kimia, partikel, dan senyawa-senyawa bahan yang

digunakan.

Kekurangan dari metode ekstraksi dengan bantuan sonikasi : hasil ekstraksi

membutuhkan proses pemurnian lebih lanjut (Keil, 2007).

F. Solid Phase Micro Extraction (SPME)

Solid Phase Micro Extraction (SPME) merupakan suatu teknik penyiapan sampel

tanpa pelarut dimana analit langsung diabsorbsi dari matrik sampel dengan fiber

silika yang dilapisi dengan bahan polimer organik. Selain tidak memerlukan pelarut,

metode ini juga sangat praktis karena fiber SPME dapat digunakan secara langsung

untuk memasukkan sampel ke GC atau GC-MS (Kataoka dkk, 2000).

15

G. Prinsip dasar SPME

Prinsip dasar SPME adalah proses keseimbangan partisi analit antara lapisan fiber

dan larutan sampel. Mikro ektraksi fase padat adalah teknik preparasi sampel tanpa

pelarut dimana fiber silika dilapisi oleh suatu lapisan polimer yang berperan

mengadsorpsi analit dari sampel. Analit organik volatil diekstraksi dan dipekatkan

dalam fiber tersebut dan kemudian diinjeksikan ke dalam kromatografi gas untuk

dianalisis yang selanjutnya dideteksi dengan menggunakan spektrofotometer massa

(Pelnaver dkk, 1999).

Peralatan SPME dapat dilihat pada Gambar 1. sebagai fiber biasanya digunakan fiber

silika. Fiber yang terbuat dari silika lebih disukai karena bersifat inert dan stabil pada

temperatur tinggi. Ukuran tabung fiber silika yang kecil dan bentuk geometrinya yang

bulat memungkinkan digunakan sebagai alat suntik sehingga mudah digunakan pada

injector GC (Kataoka dkk, 2000). Alat SPME terdiri dari holder fiber dengan

penghubung fiber yang terpasang dalam jarum yang mirip dengan sekat. Komponen

utama dari holder fiber terdiri dari suatu alat penghisap (plunger), tabung stainless

(barel), dan pengukur kedalaman jarum (adjustable needle gide/depth gauge). Bagian

bawah holder fiber (septum piercing needle) dirancang khusus untuk melindungi fiber

Z-slot digunakan untuk menaikkan atau menurunkan fiber (Kataoka dkk, 2000).

Skema alat SPME terlihat pada Gambar 1.

16

Gambar 1. Skema Alat SPME

Fiber silika dilapisi dengan film tipis dan beberapa fase diam polimer yang berfungsi

untuk memekatkan analit organik pada permukaan selama adsorpsi atau absorbsi.

Untuk mengatur fiber SPME, jarum disetel kedalamannya dengan memutar

adjustable needle guide sampai skala 3 sehingga jarum akan menembus septum tetapi

tidak bersentuhan dengan sampel. Plunger diputar searah jarum jam hingga penuh ke

arah kiri dan ditekan hingga fiber berada di atas permukaan sampel. Fiber dibiarkan

beberapa lama untuk mengkonsentrasikan senyawa yang menguap (Sanchez, 2003).

Setelah berada di dalam lapisan fiber, analit tadi di ekstraksi dan dipekatkan

17

kemudian setelah waktu ekstraksi selesai, fiber ditarik kembali ke dalam jarum

dengan memutar plunger berlawanan jarum jam. Senyawa yang telah di ekstraksi

telah siap untuk dianalisis dengan menginjekan langsung ke dalam injector GC atau

GC-MS dan kemudian oleh aliran gas pembawa analit langsung dibawa ke dalam

kolom GC untuk dianalisis (Kataoka dkk, 2000).

H. Parameter yang mempengaruhi SPME

Jumlah analit yang diekstraksi oleh fiber dalam SPME dapat dipengaruhi oleh

beberapa parameter seperti cara ekstraksi, jenis fiber, waktu desorpsi, suhu dan waktu

dari proses ekstraksi, penambahan garam atau pelarut organik dari sampel,

pengaturan pH dan volume sampel (Pelnaver dkk, 1999).

I. Aplikasi dan keistimewaan SPME

Metode SPME telah digunakan untuk menganalisis bermacam-macam sampel.

Hingga saat ini SPME masih terus dikembangkan sebagai suatu metode analisis rutin

yang sangat efektif. Penelitian mengenai SPME telah banyak dilakukan walaupun di

Indonesia belum banyak diaplikasikan. SPME dapat digunakan untuk berbagai jenis

sampel yaitu cair misalnya polutan air, dan sampel padat misalnya tanah (Penalver,

1999).

18

Metode SPME memiliki berbagai keuntungan antara lain adalah ekstraksi dilakukan

tanpa pelarut dan volume sampel yang dibutuhkan relatif kecil yaitu 1-10 mL

sehingga lebih ekonomis, waktu analisis singkat, kepekaan yang sangat tinggi yakni

dalam kisaran mikrogram. Metode ini menggunakan komponen berupa fiber khusus

yang dapat digunakan hingga 1000 kali analisis, sehingga sangat hemat dari segi

biaya. Disamping itu metode ini dapat diintegrasikan dengan mudah dengan GC atau

GC-MS tanpa memerlukan modifikasi terhadap GC maupun GC-MS (Elsrt dan

Karsten, 1996).

J. Cara Ekstraksi SPME

Ada dua jenis teknik SPME untuk mengekstraksi analit yaitu rongga udara

(Headspace-SPME) dan ekstraksi langsung (direct injection-SPME). Metode

Headspace-SPME merupakan cara yang sederhana dan efektif untuk menganalisis

senyawa karena menggunakan injeksi langsung senyawa yang dibebaskan dari

sampel. Metode ini menggunakan uap sampel, dimana sampel cair atau padat di ubah

menjadi fase gas. Caranya sampel yang dianalisis ditempatkan dalam tabung tertutup

dengan rongga udara di dalamnya. Selanjutnya tabung dipanaskan pada temperature

15-150oC sampai terjadi penguapan dan diperoleh analit dalam fase gas. Analit ini

kemudian dianalisis dengan metode GC atau GC-MS.

19

Kelebihan metode ini adalah sampel yang digunakan dapat berupa padatan atau

cairan. Kelemahannya yaitu pada saat pengujian sampel, udara yang berada di sekitar

tabung dapat mengganggu proses analisis dan analit yang dihasilkan sering tidak

cukup pekat sehingga hasil yang diperoleh kurang akurat dan umumnya hanya

digunakan untuk analisis senyawa saja (Dean, 1998).

Direct injection-SPME dianjurkan untuk ekstraksi komponen semi volatil atau

komponen dengan konsentrasi yang sangat rendah pada bahan cair, sedangkan

Headspace-SPME cocok untuk ekstraksi komponen yang lebih volatil pada bahan

gas,cair maupun padatan (Wilson, 1984). Teknik Direct injection-SPME, fiber SPME

langsung dimasukkan ke dalam sampel dimana fiber tersebut mengalami kontak

langsung dengan analit yang berupa sampel gas, cair, atau padat (Vas dan Vakef,

2004), sedangkan pada Headspace-SPME, fiber tidak mengalami kontak langsung

dengan analit dari sampel (Kataoka dkk, 2000).

K. Kromatografi Gas – Spektrometri Massa (GC-MS)

Kromatografi merupakan suatu teknik yang digunakan untuk menguraikan suatu

campuran. Komponen-komponen dalam kromatografi akan terdistribusi ke dalam dua

fase, yaitu fase diam dan fase bergerak (Khopkar, 2003). GC-MS merupakan

singkatan dari Gas Chromatography – Mass Spectrometry. Kromatografi gas

merupakan metode analisis senyawa pada suatu sampel yang dipisahkan secara fisik

sebelum pengukuran, sedangkan spektrometri massa adalah suatu metode analisis

20

dimana sampel dikonversi menjadi ion-ion gas kemudian dilakukan pengukuran

terhadap massa ion-ion tersebut. Diagram alir prosedur kerja GC-MS ditunjukkan

pada Gambar 2. GC berfungsi sebagai inlet sampel bagi MS dan MS berfungsi

sebagai detektor GC.

Data yang dihasilkan oleh GC-MS akan ditampilkan dengan kromatogram (GC) dan

spektrum massa (MS) dimana sumbu x menunjukkan waktu penyimpanan (retention

time) dan sumbu y menunjukkan intensitas. Masing-masing puncak (peak) pada

kromatogram menunjukkan satu senyawa. Spektrum massa memiliki base peak dan

dapat memberikan informasi tentang berat molekul dan struktur kimia. GC-MS hanya

dapat digunakan untuk mendeteksi senyawa-senyawa yang mudah meguap. Kriteria

menguap pada GC-MS adalah :

1. Pada kondisi vakum tinggi, tekanan rendah

2. Dapat dipanaskan

3. Uap yang diperlukan tidak banyak.

21

Gambar 2. Diagram alir prosedur kerja GC-MS (Pohan, 2012).

Sampel (senyawa)

Kromatografi Gas – Spektrofotometri Masa

Kromatografi Gas

Pemisahan >> Kolom GC

Fase diam dan bergerak

(dorongan gas He)

Senyawa akan terpisah

Spektrofotometri Masa

Ionisasi

Pemisahan ion sesuai

dengan m/z masing-masing

ion

Penurunan suhu dan

tekanan MS

Pengukuran Kelimpahan

/Intensitas

Penganalisis Massa

Detektor

Vakum

22

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan Maret 2017 - September 2017 di Laboratorium

Terpadu dan Sentra Inovasi Teknologi (LTSIT) Universitas Lampung. Analisis Gas

Chromatography – Mass Spectrofometer dilakukan di LTSIT Universitas Lampung.

B. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan yaitu, neraca analitik, gelas beaker, pipet

volume, pipet volume, freeze drying, sonikator, gelas ukur, kertas saring whatman no.

41, erlenmeyer, labu bundar, evaporator, gas nitrogen, selang injektor, pipet tetes,

labu ukur, vial, heating mantle, SPME, statif, oven, dan syringe.

Adapun bahan yang digunakan yaitu sampel sedimen, diklorometan, heksana,

isooktan, standar PAH 5 ppm.

23

C. Prosedur Penelitian

1. Preparasi Sampel

Sebelum sampel sedimen digunakan, terlebih dahulu dikeringkan dengan alat

freeze drying sampai benar-benar kering

2. Persiapan Alat

Alat yang harus disiapkan yaitu vial 10 ml yang sudah dicuci dan di oven dengan

suhu 100 °C, dan selanjutnya menyiapkan komponen SPME seperti fiber non

polar, holder, tutup karet vial, magnetik stirer dan memastikanya

dalam keadaan bersih dan kering.

3. Optimasi Sampel Sedimen menggunakan Ekstraksi Sonikasi

Sampel sedimen kering ditimbang 0,5 gram ditambahkan standar PAH 5 ppm yang

mengandung 13 senyawa PAH (Naftalen m/z = 128, Acenapthylene m/z = 152,

Acenapthene m/z = 154, Fluorene m/z = 166, Antracene m/z = 178, Phenanthrene

m/z = 178, Fluoranthene m/z = 202, Pyrene m/z = 202, Crysen m/z = 228, Benzo

(a) anthracene m/z = 228, Benzo (a) pyrene m/z = 228, Benzo (b) fluoranthene

m/z = 252 dan Benzo (k) fluoranthene m/z = 252). Kemudian didiamkan selama

satu malam dan dilarutkan ke dalam 40 mL pelarut heksana:diklorometan (1:3),

disonikasi selama 15, 30, 45 dan 60 menit, disaring dan dibilas dengan 2x10 mL

pelarut heksana : diklorometan (1:3). Pemekatan dilakukan dengan evaporator

pada suhu 40 °C dan dikeringkan dengan menggunakan gas nitrogen, selanjutnya

24

dilarutkan dalam isooktan sampai 10 mL dan dihomogenkan kemudian

diinjeksikan ke GC-MS menggunakan syringe.

4. Optimasi Sampel Sedimen menggunakan SPME

Sampel sedimen yang diperoleh dari hasil optimasi sonikasi kemudian di optimasi

menggunakan metode SPME. Sampel dimasukkan ke dalam vial kemudian sampel

diekstraksi menggunakan SPME dengan teknik headspace. Variabel waktu

ekstraksi SPME yang digunakan 30 menit, 40 menit, 60 menit dan variable suhu

yang digunakan 40 oC, 60 oC dan 70 oC. Setelah ekstraksi selesai, fiber didesorbsi

termal selama 60 menit ke dalam bagian injector GC.

5. Analisis PAH menggunakan GC-MS

PAH dianalisis menggunakan GC-MS (GC VARIAN CP-3800 dengan detektor

MS VARIAN Saturn 2200) yang dilengkapi software VARIAN MS workstation.

Gas pembawa adalah Helium dan kolom kapiler yang digunakan adalah VF/ms.

Kondisi pengoperasian GC-MS adalah potensial ionisasi 70 eV dengan suhu awal

200 oC dan voltase pemercepat elektron pada 2.000 eV. Suhu bagian injektor

dijaga pada 300 oC dan suhu kolom diatur pada 50 oC selama 2 menit, kemudian

diprogram pada 60 oC/menit hingga 300 oC dan didiamkan ± 15 menit. Puncak

pada kromatogram yang dihasilkan dibandingkan dengan waktu retensi standar.

Syringe yang digunakan untuk menginjeksikan larutan ke dalam GC, dibersihkan

dahulu dengan menggunakan larutan pencuci (secara berurutan): metanol, aseton,

dan heksana. Pencucian dengan masing-masing pencuci diulang sebanyak 25 kali,

25

lalu dikeringkan dalam blower, dan setelah kering syringe siap digunakan. Setelah

semua siap, maka langkah selanjutnya adalah membersihkan kolom GC dengan

menginjeksikan larutan isooktan sebanyak 0,1 µL menggunakan metode yang

tertera pada Tabel 4.

Tabel 4. Metode pembersihan kolom GC dengan isooktan

Setelah proses running selesai, maka diperhatikan kromatogram yang dihasilkan,

jika baseline bagus (noise mendekati atau sama dengan 0) seperti terlihat pada

Gambar 3, maka GC-MS siap digunakan untuk analisis sampel maupun standar

(Philips, 2013).

Gambar 3. Kromatogram hasil pencucian dengan isooktan

Pada penelitian ini akan dicatat 13 jenis PAH pada selected ion monitoring (SIM)

mode Naftalen m/z = 128, Acenapthylene m/z = 152, Acenapthene m/z = 154,

26

Fluorene m/z = 166, Antracene m/z = 178, Phenanthrene m/z = 178, Fluoranthene

m/z = 202, Pyrene m/z = 202, Crysen m/z = 228, Benzo (a) anthracene m/z =

228, Benzo (a) pyrene m/z = 228, Benzo (b) fluoranthene m/z = 252 dan Benzo (k)

fluoranthene m/z = 252.

39

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan pada penelitian ini, dapat diperoleh

kesimpulan sebagai berikut :

1. Senyawa PAH dengan cincin > 4 (Benzo (b) fluoranthene, Benzo (a) pyrene dan

Benzo (k) fluoranthene) waktu optimum untuk ekstraksi sonikasi selama 45

menit sedangkan senyawa PAH dengan cincin ≤ 4 (Naftalen, Acenapthylene,

Acenapthene, Fluorene, Anthracene, Phenantrene, Fluoranthene, Pyren, Chrysen,

dan Benzo (a) anthracene) waktu optimum untuk ekstraksi sonikasi selama 30

menit

2. Waktu dan suhu optimum ekstraksi SPME pada suhu 40 oC dan menit ke 40

untuk senyawa PAH dengan cincin ≤ 4 (Naftalen, Acenapthylene, Acenapthene,

Fluorene, Anthracene, Phenantrene, Fluoranthene, Pyren, Chrysen, dan Benzo (a)

anthracene).

40

B. SARAN

utnya disarankan menggunakan variasi variabel lain untuk ekstraksi sonikasi, seperti

suhu dan jenis pelarut, sedangkan untuk metode SPME perlu juga dilakukan optimasi

SPME untuk PAH dengan > 4 cincin dan diperlukan metode validasi, sehingga dapat

diharapkan adanya metode valid yang efisien waktu dan ramah lingkungan untuk

identifikasi senyawa PAH.

41

DAFTAR PUSTAKA

Cameron, D.K dan Wang, Y. 2006. Application of Protease and High-Intensity

Ultrasound in Corn Starch Isolation from Degermed Corn Flour. Journal

Food Sience University of Arkansas. 83:505-509.

Cavegn, J., Haag, B dan Hartmann, R. 2008. Trace Analysis of PAH: Evaluation

of Two Extraction Metods and Optimation of Subsequent Concentration.

BUCHI Laborartechnik AG. Switzerland.

Chee, K.K., Wong M. K dan Lee H. K. 1999. Determination of Polycyclic Aromatic

Hydrocarbons in Sea Water using Solid‐Phase Microextraction. International

Journal of Environmental Studies. 4:15-45.

Cerniglia, CE dan Sutherland, JB. 2010. Handbook of Hydrocarbons and Lipid

Microbiology. Berlin Heidelberg. Germany.

Connel, D.W dan Miller, G.J. 1981. Kimia dan Toksikologi Pencemaran.

Universitas Indonesia Press. Jakarta.

Dean, Jr. 1998. Extraction Methods for Environmental Analysis. John Wiley dan

Sons LTD: Chihester, UK.

De la Fuente, S., Riera, E dan Gallego J.A. 2004. Effect of Power Ultrasound

on Mass Transfer in Food Processing. In : Proceedings of 18th

International Congress on Acoustics.1853:18-54.

Edward, 2015. Kandungan dan Sumber Asal Senyawa Polisiklik Aromatik

Hidrokarbon (PAH) dalam Sedimen di Perairan Pakis Jaya, Kabupaten

Karawang. Jurnal Akuatik. 6(2): 95-106.

Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengolahan Sumber Daya dan

Lingkungan Perairan. Kanisius. Yogyakarta.

42

Elsrt, R dan Karsten, L. 1996. Solid Phase Microetraction to Gas Chromatography:

A New Methods for The Analysis of Organic in Water. J. Chromatograph.

133:136-157.

Firdaus, M.T., Izam, A dan Rosli, R.P. 2010. Ultrasonic-assisted Extraction of

Triterpenoid Saponins from Mangrove Leaves. 1:8. In: The 13th Asia

Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress. Taipei.

Fuadi, A. 2012. Ultrasonik Sebagai Alat Bantu Ekstraksi Oleoresin Jahe. Jurnal

Teknologi. 12: 14-21

Harold, H. 2003. Kimia Organik. Erlangga. Jakarta

Huiyong, W. 2010. Novel Improvements on The Analytical Chemistry of Polycyclic

Aromatic Hydrocarbons and Their Metabolites. (Dissertation). University of

Central Florida.

Juhasz, A. L dan Naidu, R. 2000. Bioremediation of High Molecular Weight

Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: A Review of The Microbial

Degradation of Benzo (a)pyrene. International Biodeterioration and

Biodegradation. 45:57-88.

Kataoka H,. Lord, H.L dan Pawliszyn, J. 2000. Apllication of Solid Phase

Microetraction in Food Analysis. Journal Of Chromatography. 88:35-62.

Keil, F. J. 2007. Modeling of Process Intensification. AIDIC Conference

Series. 9:1-8.

Khopkar, SM. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI Press. Jakarta.

Killops, S.D dan Killops, V.S. 1993. An Introduction to Organic Geochemistry.

John Wiley and Sons, Inc. New York.

Lord, H dan Pawliszyn. 2000. Review: Evolution of Solid-Phase Microetraction

Technology. J. Chrom.A. 885:153-193.

Lukitaningsih, E., Sudarmanto, B. S. A dan Noegrohati, S. 2001. Analisis

kandungan Senyawa Hidrokarbon Polisiklik Aromatik dalam Daging

Olahan. Majalah Farmasi Indonesia. 12(3):103-108.

Marsaoli M. 2004. Kandungan Bahan Organik, N-Alkana, Aromatik dan Total

Hidrokarbon dalam Sedimen di Perairan Raha Kabupatrn Muna,

Sulawesi Tenggara. Makara Sains. 8:116-122.

43

Mc. Grath, T.E., Wooten, J.B., Geoffrey, C.W dan Hajaligol, M.R. 2007.

Formation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons from Tabacco: The Link

Between Low Temperature Residual Solid (Char) and PAH Formation.

Food and Chemical Toxicology. 45(6):1039-1050.

Neff, J.M . 1979. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in The Aquatic

Environment. Applied Science Publishers LTD. London, England.

Nikolaou., Kastopoulou, M., Lofrano, G dan Meric, S. 2009. Determination of

PAHs in Marine Sediments: analytical methods and environmental

concern. Global NEST Journal 11(4): 391-405.

Novak., Janeiro I., P., Seruga, M dan Oliveira-Brett, A.M. 2008. Ultrasound

Extracted Flavonoids from Four Varieties of Portuguese Red Grape Skins

Determined by Reverse-phase High-performance Liquid Chromatography

with Electrochemical Detection. Analytica Chimica Acta. 630:107-115.

Pawliszyn. 1997. Automation and Optimization of Liquid Phase Microextraction by

Gas Chromatography. Journal of Chromatography. 1138:45-47.

Pelnaver A., Pocurrul, E ., Borul F dan Marce, Rm. 1999. Trends in Solid Phase

Microextraction for Determining Organic Pollutant in Enviromental

Sampels. Trends in Anal.Chem. 18:40-568.

Peres, V.L., Saffia, J., Melecchi, M.I.S., Abadc, F.C., Jacques, R.A., Martinez,

M.M., Oliveira, E.C dan Caramao, E.B. 2006.Comparison of Soxhlet,

Ultrasound-Assisted and Pressurized Liquid Extraction of Terpenes,

Fatty Acids and Vitamin E from Piper Gaudichaudianum Kunth.

Journal of Chromatography. 1105:115-118.

Philips, R. 2013. Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). Philips

Innovation Services. www.innovationservices.philips.com. Diakses pada

tanggal 01 November 2016.

Pohan dan Rizki Fitri Andriyana. 2012. Alifatik dan Polisiklik Aromatik Hidrokarbon

Di Sedimen Muara Sungai Somber,Teluk Balikpapan,Kalimantan Timur.

Skripsi IPB. Bogor.

Pourhossein, A., Madani, M dan Shahlaei, M. 2009. Valution of An Ultrasound

Assisted Digestion Method for Determination of Arsenic and Lead in Edible

Citric Acid Samples by ETAAS. Canadian journal of Analytical Sciences and

Spectroscopy 54(1):39-44

http://www.innovationservices.philips.com/

44

Sanchez, C. 2003. Development of Methods for Solventless or Low Volume

Solvent Extraction. Departement of Analytical Chemistry: Stockholm

University. 12:20.

Savova, M., Kolusheva, T., Stourza, A dan Seikova, I. 2007. The Use of Group

Contribution Method for Predicting The Solubility of Seed

Polypehenol of Vitis Vinifera L. in Solvent Mixtures. Journal of The

University of Chemical Technology and Metallurgy. 42: 295-300.

Soni, M., Patidar, K., Jain, D dan Jain, S. 2010. Ultrasound Assisted Extraction

(UAE): A Novel Extraction Technique for Extraction of Neutraceuticals from

Plants. Journal of Pharmacy Research. 3: 636–638.

Tang L., Xiang-Yu., Guan., Zhu Yong., Zheng., Minh-Hui Dan Miao, Q. 2005.

Contamination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAHs)

in Urban Soils in Beijing China. Elsevier Journal. China.

Uthe, J.F. 1991. PAH in The Environtment. Marine Chemistry Division.

Departement of Fisher and Ocean. Halifax. Chanadian Chemical News.

Vas, G dan Vakef, K. 2004. Solid Phase Microextraction A Solvent Free

Alternative for Sample Preparation. Anal.Chem. 66:838-852.

Wick, A. F., Haus, N. W., Sukkariyah, B. F., Haering, K. C dan Daniel, W. L.

2011. Remediation of PAH Contaminated Soils and Sediments: A Literature

Review. Diakses 21 Januari 2017.

Wilson, CL. 1984. Comprehensive Analytical Chemistry : New Approaches for Trace

Element Analysis. Elsevier.

Zakaria, M.P dan Mahat, A.A. 2006. Distribution of Polycyclic Aromatic

Hydrocarbon (Pahs) in Sediments in Large Estuary. Coastal Marine

Science. 30: 387-395.

optimasi metode ekstraksi sonikasi dan spme …digilib.unila.ac.id/30549/3/skripsi tanpa bab...

Documents