Pengukuran Fluorida dalam Air Limbah Menggunakan Ion Selective Electrode (ISE)
Fluorida terdapat secara alami di dalam air tanah, dan kadar 1 mg/L biasanya dipertahankan dalam persediaan air minum umum untuk pencegahan gigi berlubang. Namun jumlah fluorida yang berlebihan dapat menyebabkan perubahan warna pada enamel gigi yang disebut “mottling”. Terlalu banyak atau terlalu sedikit fluorida dapat membahayakan manusia dan lingkungan. Pengukuran fluorida yang tepat menurut regulasi yang diakui oleh pemerintah, baik untuk air di dalam kota, pabrik air minum, dan produsen air minum dalam kemasan, air lingkungan dan air limbah pabrik industri dan air limbah domestik, akan meningkatkan kualitas air untuk dikonsumsi dan membantu mencegah kerusakan terhadap lingkungan. Oleh karena itu, kadar fluorida dalam air limbah yang umumnya dibuang ke badan air dan biasanya digunakan kembali oleh masyarakat sekitar untuk kebutuhan sehari-hari, diatur dalam Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2014 bahwa kadar fluorida dalam air sebaiknya dalam batasan 2 – 3 mg/l. Salah satu metode analisis pengukuran fluorida dalam air limbah adalah menggunakan Elektroda Selektif Ion atau Ion Selective Electrode (ISE) dan meter ISE.
Ion Selective Electrode (ISE) merupakan prosedur analisis yang disetujui oleh Environmental Protection Agency (EPA). Prosedur pengujian ISE yang disetujui EPA untuk fluorida dalam air limbah adalah ASTM D1179-93, 99 (B) dan Metode Standar 4500-F-C-97 (online) atau 4500-F-B (edisi 18, 19, 20). Sebelum membahas tentang cara analisis pengukuran fluorida dalam air limbah, perlu diketahui terlebih dahulu, Apa yang Dimaksud dengan ISE?
Ion Selective Electrode (ISE) adalah teknik analisis potensiometri yang menyediakan metode cepat, sederhana dan akurat untuk mengukur aktivitas ion, yang mana ion-ion tersebut harus dilarutkan dalam air. Sejumlah besar aplikasi telah dibuat untuk menguasai penentuan konsentrasi ion dalam banyak sampel. Sampel berasal dari berbagai sumber, seperti makanan, minuman, air, lingkungan, obat-obatan, farmasi, dan bahan kimia, dan juga air limbah.
Bagaimana Prinsip Kerja ISE?
Elektroda selektif ion atau Ion Selective Electrode (ISE) tersedia dalam bentuk elektroda gabungan atau half-cell. Awalnya, elektroda pengukur dan referensi digabungkan dalam satu sensor. Half-cell sendiri terdiri dari elemen selektif ion saja. Elektroda referensi yang sesuai harus ditambahkan untuk mencapai sistem sensor yang lengkap. Elemen penginderaan ISE adalah membran selektif ion, yang menghasilkan potensi yang berbeda pada konsentrasi ion yang berbeda. Oleh karena itu, perbedaan potensial antara selektif ion dan elektroda referensi bervariasi dan diukur dengan pengukur ion. Perbedaan potensial ini sebanding dengan aktivitas ion yang dipilih dalam larutan. Aktivitas ion dimodulasi oleh konsentrasinya dan kekuatan ionik larutan sampel. Dalam praktik sehari-hari, alih-alih aktivitas, konsentrasi ion dievaluasi. Satuan konsentrasi yang umum digunakan adalah mol/L, mg/L, atau ppm.
Fluorida (F-) merupakan salah satu parameter ion kimia yang wajib dimonitoring dalam air limbah, dan ISE merupakan salah satu metode analisis yang direkomendasikan untuk digunakan. Oleh karena itu, perlu diketahui Bagaimana Cara Analisis Fluorida dengan ISE?
Analisis fluorida dengan ISE membutuhkan alat dan bahan sebagai berikut:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Adapun langkah-langkah dilakukannya analisis atau pengukuran fluorida dalam air limbah adalah sebagai berikut:
1. Apabila ISE fluorida adalah baru atau sudah lama tidak digunakan, maka perlu dilakukan preparasi, yaitu dengan cara membersihkan elektroda dan mengisi larutan filling elektroda. Setelah itu ISE fluorida dilakukan proses adaptasi dengan cara direndam di dalam larutan standar.
2. Membuat larutan standar fluorida untuk nantinya digunakan saat melakukan kalibrasi ISE fluorida.
3. Mempersiapkan sampel dengan penambahan TISAB II.
4. Menyiapkan meter ISE dengan mengatur pada pengaturan atau pemilihan parameter untuk pengukuran ISE fluorida.
5. Melakukan kalibrasi terhadap ISE fluorida dengan meter yang akan digunakan, dan memastikan bahwa ISE fluorida berada pada dudukan yang telah tersedia dan sampel yang telah dipreparasi disediakan untuk dilakukan analisis (Langkah ini diilustrasikan pada gambar di bawah ini).
​
6. ISE fluorida, probe ATC, dan probe pengaduk (probe stirrer) dibilas dengan air deionisasi, kemudian dikeringkan dan dimasukkan ke dalam sampel. Lalu tekan tombol stirrer pada meter ISE untuk menghidupkan probe stirrer (dapat dilihat pada Gambar).
​
7. Hasil pengukuran akan ditampilkan pada display meter ISE, apabila hasil pengukuran telah menunjukkan nilai yang stabil dan hasil pengukuran akan otomatis tersimpan pada data log meter ISE (contoh hasil pengukuran ISE dapat dilihat pada gambar).
8. Setelah pengukuran fluorida dilakukan, analis dapat mematikan probe stirrer dengan menekan tombol stirrer yang terdapat pada meter dan melepaskan elektroda fluorida, probe ATC, dan probe pengaduk dari sampel (seperti yang terlihat pada gambar).
Contoh meter dan ISE fluorida dapat dilihat pada gambar 1 di bawah ini.
Gambar 1. Meter dan ISE Fluorida
Monitoring atau pengukuran fluorida dengan ISE dapat dilakukan secara berkala sesuai dengan regulasi yang dianjurkan oleh pemerintah yang berwenang khususnya dalam memonitoring kandungan florida dalam air limbah yang sesuai dengan baku mutu yang dianjurkan yaitu 2 – 3 mg/L. penggunaan metode ISE diharapkan dapat meminimalisir waktu analisis, memudahkan analis dalam melakukan analisa namun tetap mendapatkan hasil Analisa yang akurat dan sesuai dengan regulasi yang diacu.
Referensi:
ASTM D1179-93, 99 Standard Test Methods for Fluoride Ion in Water
Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater Ed. 23rd,. APHA 2017, part 4500-F C.
Thermo Scientific. 2016. Fluoride Ion Selective Electrode User Guide. Thermo Scientific
Thermo Scientific. 2015. Measuring Fluoride in Water and Wastewater using the Thermo Scientific Orion Dual Star pH/ISE Meter. Thermo Scientific.