Nuryatini dan Edi Iswanto Wiloso
Puslit Kimia – LIPI, Puspiptek, Cisauk, Tangerang 15314, Banten
Telp: (021) 7560929 Fax: (021) 7560549 E-mail: n_nuryatini@yahoo.com
ABSTRAK
Telah dilakukan uji metode analisis penentuan minyak terdispersi dalam air dengan menggunakan alat OCMA-350 Horiba berdasarkan absorpsi sinar infra merah. Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui unjuk kerja metode tersebut agar dapat digunakan untuk menganalisis kadungan minyak yang terdispersi dalam air. Contoh minyak yang digunakan dalam pengujian ini adalah B-heavy oil, cutting oil, dan solar. Hasil percobaan ini menunjukkan bahwa kalibrasi alat OCMA-350 Horiba perlu dilakukan dengan menggunakan standar minyak yang sesuai dengan jenis minyak yang akan diuji. Pengujian 3 jenis minyak diatas menunjukkan hasil yang baik sebagai berikut. Pengujian metode penentuan B-heavy oil dalam air dengan konsentrasi 179 mg/L memberikan nilai recovery 99,04% dengan koefisien variansi 1,48% dan limit deteksi 0,54 mg/L. Sedangkan pengujian dengan 178 mg/L cutting oil dalam air memberikan nilai recovery 99,51% dengan koefisien variansi 2,49%, dan analisis solar dalam air pada konsentrasi 84 mg/L memberikan nilai recovery 100,32% dengan koefisien variansi 3,71%.
Kata kunci: Uji metode, Minyak yang terdispersi dalam air, Koefisien variansi, Recovery
ABSTRACT
Test on the method of analysis to determine oil dispersed in water has been carried out using an instrument, OCMA-350 Horiba based on infra red absorption. The oil samples used in this test were B-heavy oil, cutting oil, and diesel oil. The results of the experiment indicate that the calibration of the OCMA -350 Horiba needs to be done by using the standard oil according to the type of oil tested. The use of the method for all oil tested shows good results. The B-heavy oil in the water with a concentration 179 mg/L gave a recovery of 99.04%, with variant coefficient 1.48% and detection limit of 0.54 mg/L. Similarly, the cutting oil with concentration 178 mg/L gave a recovery value of 99.51%, with variant coefficient of 2.49%. Finally, the analysis of diesel fuel in the water at concentration of 84 mg/L gave a recovery value of 100.32% with variant coefficient 3.71%
Keywords : Test method , Oil dispersed in water, Variant coefficient, Recovery.
PENDAHULUAN
Pencemaran minyak didalam air dapat terjadi karena adanya kegiatan eksplorasi minyak bumi, pengilangan minyak, kecelakaan transportasi, atau kebocoran pipa. Cemaran minyak ini dapat bermuara di sungai, danau, atau air tanah yang berakibat buruk pada kesehatan manusia karena penurunan kualitas air baku air minum. Contoh pencemaran yang signifikan yang terjadi di Indonesia diantaranya adalah kejadian tumpahan minyak disekitar pantai Sumatera dan Jawa(8) yang mencemari tambak ikan/udang diwilayah tersebut. Tumpahan minyak mentah di Indramayu mengakibatkan kegagalan panen udang seluas 700 hektar(6).
Pencemaran lingkungan seperti tersebut diatas dapat menjadi masalah tidak hanya dalam konteks isu lingkungan, tetapi juga dampak ekonomi dan persepsi publik. Oleh karena itu, perlu diketahui cara penanganannya sesuai dengan kondisi tumpahannya. Minyak di air dapat berupa minyak terapung dipermukaan, terdispersi secara mekanik, teremulsi, terlarut (ukuran droplet < 5 mm), dan minyak yang melekat pada permukaan partikel(2). Plebon(7) mendefinisikan free-oil sebagai droplet minyak yang berukuran 150 mm yang akan segera terapung dipermukaan karena ukurannya yang besar, sedangkan emulsi minyak adalah droplet minyak yang terdispersi di air dengan cukup stabil karena ukurannya yang lebih kecil. Dalam kaitan itu, untuk mengetahui konsentrasi minyak terdispersi dalam air perlu dilakukan pengujian kandungan minyak di dalam air dengan metode yang tepat.
Penentuan kadar minyak yang terkandung dalam air dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu metode partisi – gravimetri, metode emulsifikasi, metode turbidity, metode fluoresensi dan metode gas kromatografi menggunakan detektor FID dan FPD, serta metode absorpsi infra merah. Pada penelitian ini, akan dipilih metode yang pada prinsipnya berdasarkan pengukuran menggunakan sinar infra merah, menggunakan alat OCMA-350 Horiba. Metode ini sangat sensitif dan memerlukan volume contoh yang relatif sedikit. Berkaitan dengan hal tersebut, pada penelitian ini akan dilakukan verifikasi/pengujian metode penentuan kadar minyak dengan alat OCMA-350 Horiba untuk mengetahui unjuk kerja metode tersebut agar dapat memberikan hasil yang valid dalam memantau kandungan minyak yang terdispersi dalam air.
PERCOBAAN
I. Bahan:
Minyak yang digunakan dalam percobaan ini adalah B–heavy oil yang merupakan standar minyak yang digunakan OCMA-350 Horiba yaitu suatu asphaltic yang mengandung asphalten dan resin, solar (dengan kandungan utama saturated hidrokarbon (parafinik), aromatic hidrokarbon, dan sedikit naphtalen), dan cutting oil Victor-2000 FR-165 S (dengan kandungan utama naphtenic atau parafinik oil chloroparafinik serta sedikit aditif), pelarut S-316 (polymer dari chlorotrifluoroethylen).
II. Peralatan:
Timbangan analitik (Mettler Toledo AT 200), Oil Content Analyzer - OCMA-350 Horiba, labu takar, syringe, pipet dan alat gelas lainnya.
III. Metode
Dalam penelitian ini dibuat contoh air yang mengandung minyak dengan konsentrasi yang sesuai dengan kelarutan minyak tersebut di dalam air. Contoh air yang dipersiapkan adalah sebagai berikut.
1. B-heavy oil dengan konsentrasi 179 mg/L yang dibuat dengan cara sebagai berikut:
2 µL B-heavy oil dengan spesific gravity (SG) 0,895 dimasukan kedalam labu takar 10 mL, kemudian kedalam labu takar tersebut ditambahkan air sampai volume 10 mL, lalu dikocok sampai homogen.
2. Cutting oil dengan konsentrasi 178 mg/L yang dibuat dengan cara sebagai berikut:
2 µL cutting oil dengan SG 0,8931 dimasukkan kedalam labu takar 10 mL, kemudian kedalam labu takar tersebut ditambahkan air sampai volume 10 mL, lalu dikocok sampai homogen.
3. Solar dengan konsentrasi 84 mg/L yang dibuat dengan cara sebagai berikut:
1 µL solar dengan SG 0,8372 dimasukkan kedalam labu takar 10 mL, kemudian kedalam labu takar tersebut ditambahkan air sampai volume 10 mL, lalu dikocok sampai homogen.
Masing masing 10 mL contoh air yang mengandung minyak tersebut diatas, diekstraksi dengan 5 mL pelarut S-316 sebanyak 2 kali. Hasil ekstrak minyak tersebut ditambah dengan sedikit natrium
Profil spektrum serapan minyak dan spektrum serapan pelarut S-316 dapat dilihat pada Gambar 1 dan 2. Profil spektrum ini memperlihatkan bahwa semua hidrokarbon (termasuk minyak) mempunyai pita serapan dalam rentang angka gelombang 2958 -2857 cm-1 (gugus CH, CH2 dan CH3) sedangkan pelarut S-316 tidak mempunyai pita serapan pada rentang panjang gelombang tersebut. Dengan demikian, pelarut S-316 dapat digunakan sebagai pengekstrak minyak karena tidak memberikan respon pada panjang gelombang tersebut.
 |
| Gambar 1. Profil spektrum pelarut S-316 |
 |
Gambar 2. Profil dari a) B-Heavy oil, b) Cutting oil, dan c) Solar |
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian terhadap suatu metode sebelum digunakan untuk menganalisis contoh perlu dilakukan, untuk mengetahui unjuk kerja dari metode tersebut agar dapat diperoleh data yang valid. Pengujian yang dilakukan pada metode ini meliputi penentuan linieritas, penentuan akurasi metode yang dilakukan dengan uji recovery, penentuan presisi, serta penentuan limit deteksi. Pengujian linieritas dengan menggunakan larutan standar B-heavy oil dan cutting oil dilakukan dengan membuat satu deret larutan standar yang dibuat dari standar B-Heavy oil dan Cutting oil yang diencerkan dengan pelarut S-316, sehingga diperoleh larutan minyak di dalam pelarut S-316 dengan konsentrasi 50, 100, 150 dan 200 mg minyak/mL. Kemudian, konsentrasinya dibaca pada alat OCMA-350 Horiba. Hasilnya dapat dilihat pada Gambar 3 dibawah ini.
 |
Gambar 3. Kurva hubungan antara konsentrasi minyak dalam air yang dibuat terhadap konsentrasi minyak yang terbaca di alat. |
Persamaan garis regresi dari kurva diatas adalah sebagai berikut:
Y B-heavy oil = 0,9994 X + 0,32 R = 1
Y Cutting oil = 1,171 X – 0,2 R = 0,9999.
Hasil penentuan ini menunjukkan bahwa pengukuran konsentrasi minyak pada rentang konsentrasi 0-200 µg/mL memberikan hasil yang linier, akan tetapi untuk jenis minyak yang berbeda memberikan nilai slope yang berbeda. Pada pengukuran B-heavy oil hasil cukup bagus dengan nilai slope dan R mendekati 1 yang artinya konsentrasi minyak yang dibuat sesuai dengan konsentrasi minyak yang dibaca pada alat. Untuk cutting oil ada perbedaan sedikit, yaitu slopenya lebih tinggi, tetapi R-nya cukup baik yaitu mendekati 1.
Hasil percobaan ini menunjukkan bahwa pembacaan konsentrasi B-heavy oil pada alat OCMA-350 sesuai dengan konsentrasi yang dibuat karena kalibrasi alat menggunakan standard B-heavy oil. Sedangkan untuk cutting oil memberikan nilai yang lebih besar dibandingkan dengan konsentrasi yang dibuat, hal ini disebabkan karena adanya perbedaan komposisi antara cutting oil dengan B-heavy oil seperti terlihat dari Spektrum IR (Gb 2) yang menunjukkan serapan cutting oil yang lebih besar dibandingkan dengan B-heavy oil. Oleh karena itu perlu dilakukan percobaan apabila kalibrasi alat dilakukan dengan menggunakan standar yang sesuai dengan minyak yang akan dianalisis.
Untuk mengetahui akurasi dari metode, dilakukan percobaan penentuan recovery dari 7 kali pengukuran, sehingga dapat ditentukan pula nilai presisinya yaitu dengan menentukan koefisien variansinya (KV). Penentuan recovery ini dilakukan dengan cara membuat larutan B-Heavy oil di dalam air yaitu dengan menimbang atau mengambil dengan pipet B-Heavy oil, kemudian dilarutkan di dalam air sehingga diperoleh konsentrasi 179 mg/L B-heavy oil. Larutan cutting oil dibuat dari cutting oil murni yang dilarutkan dengan air sampai volume tertentu, sehingga diperoleh larutan cutting oil dalam air dengan konsentrasi 178 mg/L. Larutan yang dibuat tersebut diukur konsentrasinya dengan menggunakan alat OCMA-350. Horiba dengan standar yang digunakan untuk kalibrasi alat adalah B-heavy oil. Persen recovery dihitung dengan rumus:
Presisi dari metode dapat diperoleh dari koefisien variansi pada 7 kali pengukuran. Hasil yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 1 berikut ini.
Tabel 1. Recovery dan presisi penentuan B-heavy oil dan cutting oil menggunakan standar B-heavy oil
Jenis minyak | Ulangan | Recovery (%) | Rata–rata dan KV |
B-heavy oil | 1 | 96,09 | |
2 | 98,88 | ||
3 | 98,88 | ||
4 | 100,00 | Recovery = 99,04% | |
5 | 100,00 | KV = 1,48% | |
6 | 98,88 | ||
7 | 100,55 | ||
Cutting oil | 1 | 108,99 | |
2 | 110,67 | ||
3 | 102,28 | Recovery =106,42% | |
4 | 105,05 | KV= 2,49% | |
5 | 106,74 | ||
6 | 105,62 | ||
7 | 105,06 |
Dari hasil penentuan recovery ini diperoleh data hasil seperti berikut: B-heavy oil memberikan nilai recovery yang baik yaitu 99,04 %, sedangkan cutting oil memberikan nilai recovery yang lebih tinggi yaitu 106%. Hal ini disebabkan oleh karena data konsentrasi diperoleh dari pembacaan nilai secara langsung dari alat yang distandarkan dengan B-heavy oil.
Untuk mendapatkan nilai recovery cutting oil yang lebih tepat, maka dilakukan percobaan menggunakan cuting oil sebagai standar untuk kalibrasi alat OCMA-350 tersebut. Hasil yang diperoleh dapat dilihat pada Table 2 berikut ini.
Tabel 2. Recovery dan presisi penentuan konsentrasi cutting oil menggunakan standar cutting oil
Ulangan | Recovery (%) | Rata-rata dan KV |
1 | 101,91 | |
2 | 103,49 | |
3 | 96,13 | R = 99,51% |
4 | 98,23 | KV= 2,49% |
5 | 99,81 | |
6 | 98,23 | |
7 | 98,71 |
Tabel 2 diatas menunjukkan bahwa, nilai recovery yang diperoleh cukup baik. Hal ini dapat disimpulkan bahwa penggunaan standar dengan jenis minyak yang sesuai dengan contoh akan memberikan hasil yang lebih akurat.
Untuk mengetahui presisi dari metode ini dapat dilihat dari standar deviasi atau koefisien variansi (KV) masing masing pengukuran. Jadi, untuk pengukuran B-heavy oil nilai KV-nya adalah 1,48 %, sedangkan untuk cutting oil nilai KV-nya 2,49 %. Penentuan limit deteksi telah dilakukan dengan mengukur larutan B-heavy oil didalam pelarut S-316 (10 mg/L) sebanyak 10 kali dan ditentukan standard deviasinya. Limit deteksi dinyatakan sebagai konsentrasi dari 3 standar deviasi. Hasil yang diperoleh pada penentuan limit deteksi ini dapat dilihat pada Tabel 3 dibawah ini.
Tabel 3.Hasil pengukuran B-heavy Oil dalam pelarut S-316 (10 mg/L)
No | Hasil pengukuran (mg/L B-Heavy Oil) |
1 | 10,5 |
2 | 10,3 |
3 | 10,1 |
4 | 10,2 |
5 | 10,2 |
6 | 9,9 |
7 | 10,2 |
8 | 10,4 |
9 | 10,3 |
10 | 10,0 |
SD = 0,1792 mg/L 3 SD = 0,537mg/L
Dari hasil pengukuran diatas diperoleh nilai limit deteksi pada pengukuran dengan metode ini adalah 0,54 mg/L. Hasil pengujian metode diatas menunjukkan bahwa metode OCMA-350 ini cukup baik untuk digunakan dalam memantau kandungan minyak dalam air.
Selanjutnya, dilakukan percobaan analisis kandungan solar dalam air. Pembuatan dispersi minyak solar dilakukan dengan mencampurkan 50 mL minyak dengan 450 mL air dalam beaker glass 1 L. Masing-masing campuran ini diaduk selama 2 jam pada 720 rpm. Kemudian, campuran tersebut dimasukkan kedalam corong pisah dan didiamkan selama 1 jam, sehingga terbentuk dua lapisan. Lapisan bagian bawah kemudian dipindahkan ke corong pemisah lain untuk didiamkan selama 1 jam, demikian seterusnya, sehingga lapisan atas tidak lagi tampak. Kandungan solar dalam air dari penyiapan ini diukur dengan alat OCMA-350 memberikan nilai 84 mg/L. Dapat disimpulkan bahwa konsentrasi solar maksimum yang terdispersi di dalam air adalah 84 mg/L. Untuk percobaan penentuan recovery dan presisi untuk solar yang terdispersi dalam air dilakukan dengan membuat larutan solar dari 1 mL solar( dengan berat jenis 0,84 gram/mL) yang diencerkan dengan air sampai volume 10 mL, sehingga diperoleh konsentrasi solar di dalam air 84 mg/L. Larutan tersebut kemudian diukur sebanyak 7 kali, dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 4 berikut ini.
Tabel 4. Penentuan recovery dan presisi pada penentuan
84 mg/L solar dalam air menggunakan
84 mg/L solar dalam air menggunakan
standar B-heavy oil dan standar solar
No | Recovery (%) | |
Standar B-heavy oil | Standar solar | |
1 | 116,55 | 104,04 |
2 | 110,48 | 95,71 |
3 | 107,74 | 95,00 |
4 | 110,83 | 101,79 |
5 | 111,55 | 100,19 |
6 | 112,02 | 101,19 |
7 | 112,98 | 104,4 |
Rata –rata | 111,73 | 100,32 |
KV | 2,40 | 3,71 |
Hasil penentuan recovery ini menunjukkan bahwa metode cukup akurat dengan nilai recovery untuk solar 100,32%. apabila digunakan larutan standar solar dan 111,73% apabila digunakan standar B-heavy oil. Perbedaan nilai yang cukup berarti ini disebabkan karena perbedaan komposisi antara B-heavy oil dengan solar, dimana komposisi utama solar adalah parafinik dan naftenik serta sedikit aromatic, sedangkan B-heavy oil mengandung aromatik dan naftenik yang lebih besar dari parafinik sehingga serapan dari solar akan lebih tinggi, karena serapan parafinik lebih besar dari aromatik. Hal ini dapat dilihat juga dari spectrum IR solar yeng menunjukkan serapan lebih besar dari pada B-heavy oil. Hasil percobaan ini menunjukkan bahwa untuk mendapatkan nilai yang akurat, larutan yang digunakan untuk kalibrasi OCMA-350 perlu disesuaikan dengan jenis minyak yang ada dalam contoh. Apabila menggunakan standard minyak yang berbeda memberikan nilai recovery antara 99,04-111,73 %.
KESIMPULAN
1. Metode ekstraksi pelarut dan pengukuran dengan OCMA-350 ini dapat digunakan untuk analisis minyak yang terdispersi dalam air dengan memberikan hasil yang valid.
2. Penentuan minyak yang terdispersi dalam air dengan metode ini memberikan hasil akurasi dan presisi yang cukup baik. Analisis 179 mg/L B-heavy oil dalam air memberikan nilai recovery 99,04% dengan koefisien variansi 1,48%, analisis dengan 178 mg/L cutting oil dalam air memberikan nilai recovery 99,51% dan koefisien variansi 2,49%, analisis dengan 84 mg/L solar dalam air memberikan nilai recovery 100,32% dengan koefisien variansi 3,71%.
3. Jenis minyak yang akan dianalisis dengan metode ini perlu diketahui, agar dapat memberikan data yang lebih akurat.
4. Penggunaan B- heavy oil sebagai standar dapat digunakan apabila jenis minyak yang dianalisis tidak diketahui.
DAFTAR PUSTAKA
1. PHA-AWWA,WEF (1992). Standard methods for the examination of water and wastewater, 18th edition, oil and grease, 5-24-5-29.
2. Benito, J.M., Rios, G., Pazos, C., dan Coca, J. (1998). Methods for the separation of emulsified oilfrom water: A state of the art review. Trends in Chemical Engineering, Vol. 4. 203-232.
3. Horiba (2007). Products and support analytical instrument, www.jp.horiba.com/analy_e/ocma-350.
4. Kompas (2007). 14 pulau tercemar, kawasan kepulauan seribu “sekarat”. 12 Juni. Hal. 14
5. Kunihito Hayakawa, Yasuhiro Yoneda, Yasuaki Okamoto, (1999). Rapid determination of oil in water using flow injection analysis and IR detection, Analytical Sciences, August, 803-805.
6. Pikiran Rakyat (2004). Kematian udang berlangsung massal: tercemar, 700 hektar tambak gagal panen. 11 Agustus. Hal. 10.
7. Plebon, M.J. (2004). TORRTM The next generation of hydrocarbon extraction from water. Journal of Canadian Petroleum Technology, 43, 9, 1-4.
8. Sudrajad, A. (2006). Tumpahan minyak di laut dan beberapa catatan terhadap kasus di Indonesia. Persatuan Pelajar Indonesia Jepang. Inovasi, Vol.6. No. XVIII.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar