Post on 09-Mar-2019
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
OPTIMASI METODE EKSTRAKSI SONIKASI DAN SPME UNTUK
ANALISA SENYAWA POLISIKLIK AROMATIK HIDROKARBON (PAH)
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.
OPTIMASI METODE EKSTRAKSI SONIKASI DAN SPME UNTUK
ANALISA SENYAWA POLISIKLIK AROMATIK HIDROKARBON (PAH)
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 2. Kromatogram ekstraksi sonikasi selama 30 menit .................... 46
Lampiran 3. Kromatogram ekstraksi sonikasi selama 45 menit .................... 47
Lampiran 4. Kromatogram ekstraksi sonikasi selama 60 menit .................... 47
Lampiran 5. Kromatogram SPME 40 menit 40 oC ....................................... 48
Lampiran 6. Kromatogram SPME 40 menit 60 oC ....................................... 48
Lampiran 7. Kromatogram SPME 40 menit 70 oC ....................................... 49
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
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.