## Research Articles
Penggunaan spektrofotometer Uv-Vis untuk analisis nutrien fosfat pada sedimen dalam rangka pengembangan modul praktikum oseanografi kimia
Novi Angraini 1* , Fitri Yanti 2
1) Jurusan Ilmu Kelautan, FMIPA Universitas Sriwijaya
2) Program Studi Ilmu Farmasi, FMIPA Universitas Sriwijaya
Received 20 Desember 2020; Accepted 9 Mei 2021; Published 31 Mei 2021
Keywords: UV-Vis Spectophotometer;
Phosphate; Sediment; Bray & Kurtz; Chemical Oceanography
ABSTRACT: Practicum  of  chemical  oceanography  at  the  Oceanography  and Instrumentation  Laboratory  of  the  Marine  Sciences  Department,  FMIPA Sriwijaya University, are just about the analysis of nutrients found in water, both river and sea water. Therefore, this research was conducted in order to develop  a  chemical  oceanography  practicum  module  regarding  nutrient analysis by adding material on the analysis of nutrient phosphate content in sediments using a UV-Vis Spectrophotometer. The method used is the Bray and Kurtz method which refers to the water and soil analysis procedure by Dr. R.G  Menon,  1973.  From  the  research  conducted,  it  was  found  that  the correlation  coefficient  data  on  the  linearity  of  the  calibration  curve  was 0.9992. The phosphate level in the sediment sample was 0.7115 mg/L with LoD value of 0.0097 mg/L and a LoQ value of 0.0325 mg/L. % RSD is 0.25 % with an accuracy of 94 %. Based on the data obtained, it can be concluded that the Bray & Kurtz method can be used in chemical oceanography practicum for phosphate  analysis  in  sediments.  @2021  Published  by  UP2M,  Faculty  of Mathematics and Natural Sciences, Sriwijaya University
Kata Kunci:
Spektrofotometer UV-Vis;
Fosfat; Sedimen; Bray & Kurtz; Oseanografi Kimia ABSTRAK: Praktikum  oseanografi  kimia  di  Laboratorium  Oseanografi  dan Instrumentasi  Jurusan  Ilmu  Kelautan  FMIPA  Universitas  Sriwijaya  baru mengenai analisis nutrien yang terdapat pada air baik air sungai maupun air laut.  Maka  dari  itu,  penelitian  ini  dilakukan  dalam  rangka  pengembangan modul praktikum oseanografi kimia mengenai analisis nutrien yaitu dengan menambahkan  materi  tentang  analisis  kandungan  nutrien  fosfat  pada sedimen  dengan  menggunakan  Spektrofotometer  UV-Vis.  Metode  yang digunakan  adalah  metode  Bray  dan  Kurtz  yang  mengacu  pada  prosedur analisis  air  dan  tanah  oleh  Dr.  R.G  Menon,  1973.  Dari  penelitian  yang dilakukan  didapatkan  data  koefisien  korelasi  pada  linieritas  kurva  kalibrasi sebesar  0.9992.  Kadar  fosfat  pada  sampel  sedimen  sebesar  0.7115  mg/L dengan nilai LoD sebesar 0.0097 mg/L dan dan LoQ sebesar 0.0325 mg/L. % RSD sebesar 0.25 % dengan akurasi 94 %. Berdasarkan data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa metode Bray dan Kurtz ini dapat digunakan pada praktikum  oseanografi  kimia  untuk  analisis  fosfat  pada  sedimen. @2021 Published by UP2M, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Sriwijaya University

## Jurnal Penelitian Sains
Journal Home Page: http://ejurnal.mipa.unsri.ac.id/index.php/jps/index
∗ Corresponding author. E-mail address: angraininovi311@gmail.com
2597-7059 Online, 1410-7058 print/ @2021 Published by UP2M, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Sriwijaya University

## PENDAHULUAN
Penelitian di bidang kelautan/oseanografi saat ini  terus  berkembang.  Berbagai  macam  bidang  ilmu kelautan  pun  makin  meluas.  Salah  satunya  adalah oseanografi kimia. Oseanografi kimia merupakan ilmu yang  membahas  mengenai  kandungan  bahan  kimia yang terdapat di dalam air laut, dinamika bahan kimia di laut, pengaruh bahan kimia bagi  makhluk hidup di laut, dan sebagainya (1) . Bahan kimia yang terkandung dalam perairan dapat menjadi bahan yang dibutuhkan bagi  keberlangsungan  hidup  mikroorganisme  tetapi dapat  juga  menggangu  keseimbangan  kehidupan mikroorgaisme  di  perairan  pada  jumlah  yang berlebihan.  Unsur  kimia  yang  menjadi  perhatian penting pada lingkungan perairan adalah nitrogen dan fosfor. Menurut (2) , nitrogen dan fosfor memiliki peran besar bagi pertumbuhan biota laut seperti alga  atau fitoplakton  dan  dapat  menjadi  indikator  dalam menentukan  kualitas  dan  tingkat  kesuburan  pada perairan. Untuk menganalis kandungan/kadar nutrien nitrogen atau fosfor dapat digunakan berbagai macam peralatan/instrumen  laboratorium  salah  satunya spektrofotometer Uv-Vis.
Spektrofotometer  Uv-Vis  digunakan  untuk analisis fosfat pada sedimen melalui interaksi antara interaksi antara cahaya/sinar pada panjang gelombang  tertentu  dengan  materi  yang  berupa molekul  atau  atom.  Cahaya/sinar  dapat  berupa cahaya  visible  (tampak),  cahaya  ultraviolet  (tidak tampak), dan infrared sedangkan materi dapat berupa molekul  atau  atom  dengan  elektron  valensi.  Cahaya yang  berasal  dari  suatu  sumber  disebut  juga  radiasi elektromagnetik. Interaksi antara cahaya atau radiasi elektromegnetik  dengan  materi  dapat  terjadi  secara emisi, absorpsi, dan hamburan sehingga biasa dikenal adanya spektroskopi emisi, spektroskopi absorpsi dan spektroskopi  hamburan.  Spektrofotometer  Uv-Vis menggunakan  interaksi  absorpsi.  Secara  sederhana, spektrofotometer Uv-Vis terdiri dari : 1. Sumber  Cahaya,  berupa  cahaya  polikromatis  dari lampu  Tungsten/Wolfram  pada  daerah  Visible (400-800 nm) dan lampu Deuterium pada daerah Ultraviolet (0-400 nm) (3) . 2. Monokromator untuk menyeleksi untuk menyeleksi panjang gelombang.
3. Kuvet/sel  sampel  sebagai  tempat  sampel. Berbentuk  persegi  panjang  lebar  1  cm,  memiliki permukaan  lurus  dan  sejajar  secara  optis, transparan, tidak bereaksi terhadap bahan kimia,
tidak  mudah  rapuh,  dan  memiliki  bentuk  yang sederhana namun solid (4) .
4. Detektor  untuk  menangkap  sinar  yang  melewati sampel.
5. Read  Out  yaitu  suatu  sistem  yang  menangkap isyarat  listrik  yang  berasal  dari  detektor  dan mengeluarkannya dalam bentuk angka transmittan  atau  absorbansi  yang  ditampilkan pada display alat (5) .

## Fosfat pada Sedimen
Unsur  hara/nutrien  merupakan  unsur-unsur dalam  jumah  sedikit  yang  dibutuhkan  oleh fitoplankton  laut  untuk  proses  pertumbuhan. Pertumbuhan dan penyebaran fitoplankton dalam air sangat  dipengaruhi  oleh  konsentrasi  unsur  hara dimana  sel  akan  dapat  membelah  sehingga  populasi sel  dapat  meningkat.  Jumlah  unsur  hara  yang berlebihan  dapat  menyebabkan  dampak  negatif terhadap  kehidupan  biota  laut  didalamnya.  Unsur hara  utama  yang  dibutuhkan  adalah  N  (Nitrogen,)  P (Fosfat), Si (Silikat) (6) .
Nitrat  dan  fosfat  adalah  unsur  hara  yang memegang peranan penting dalam pertumbuhan dan metabolisme  tumbuhan  dan  menjadi  salah  satu indikator  untuk  menetukan  kualitas  dan  kesuburan suatu  perairan (2) .  Dalam  penelitian  ini  akan  dibahas mengenai  nutrien  fosfat.  Fosfat  pada  sedimen perairan berasal dari proses penguraian bahan-bahan organik  dari  tanaman  atau  hewan  yang  sudah  mati dan  hancur  yang  tumbuh  disekitar  sedimen  itu berada.  Pada  lingkungan  estuari  dimana  arus  sungai dan arus pasang surut bertemu, sedimen akan besifat dinamis dengan mengalami pengikisan, perpindahan, dan  pengendapan (7) .  Hal  ini  akan  menyebabkan kandungan  nutrien  fosfat  pada  sedimen  akan berubah-ubah.

## Metode Bray and Kurtz
Metode  Bray  and  Kurtz  diperkenalkan  oleh Roger Bray dan Touby Kurtz melalui stasiun percobaan Pertanian  Illionis  pada  tahun  1945.  Dari  penelitian inilah  dapat  diketahui  bahwa  fosfor  hasil  ekstraksi mempunyai  hubungan  terhadap  hasil  tanaman  yang ditanam  pada  tanah  yang  netral  sampai  tanah  yang sangat asam. Pada tanah yang bersifat asam, P yang terdapat  pada  Aluminium  Fosfat  akan  lebih  mudah larut oleh florida dari larutan ekstraksi Bray and Kurtz dengan  cara  pembentukan  kompleks  Al-F  untuk
menurunkan  aktivitas  Al  di  dalam  larutan.  Selain  itu florida juga efektif untuk mencegah proses adsopsi P oleh  koloid  tanah.  Metode  Bray  and  Kurtz  kurang efektif jika digunakan untuk analisis kandungan fosfat pada  tanah  yang  mengandung  batuan  fosfat,  hal  ini karena larutan Bray and Kurtz akan melarutkan P yang terkandung  dalam  tanah  tersebut  sehingga  hasil pengukuran P-nya akan tinggi. Metode Bray and Kurtz biasanya  digunakan  pada  tanah  yang  bersifat  asam dengan pH < 5.5 (8) .

## BAHAN DAN METODE

## Alat dan Bahan
Alat  yang  dipakai  pada  penelitian  ini  adalah Spektrofotometer  UV-Vis,  neraca  analitik,  hot  plate, labu  ukur  dan  pipet  ukur  kelas  A  dari  Pyrex,  Iwaki. Bahan  yang  dipakai  antara  lain  Ammonium  Fluoride (NH 4 F),  Hydrochloride  Acid  (HCl),  Ammonium Molybdat,  SnCl 2 .2H 2 O,  Kalium  dihidrogen  fosfat anhidrat, Kertas saring whatman, dan Akuades bebas fosfat

## Prosedur Penelitian
Pengujian metode fosfat metode Bray & Kurtz Pengujian metode uji fosfat dilakukan dengan menggunakan metode Bray & Kurtz dengan reagen PA (campuran larutan NH 4 F 1 N dan HCl 0.5 N), larutan PB (campuran  ammonium  molybdat  dengan  HCL  10  N) dan larutan stano (SnCl 2 .2H 2 O) (9) . Panjang gelombang maksimum  dan  kurva  kalibrasi  diukur  dari  larutan standar KH 2 PO 4 dengan variasi konsentrasi dari 0 ppm sampai 0.9 ppm dengan interval 0.1. Kadar fosfat pada sampel  sedimen  dihitung  dengan  memplotkan  data absorbansi  fosfat  sedimen  pada  kurva  kalibrasi  yang diperoleh  dan  dihitung  dengan  menggunakan  rumus berikut :
Kadar Fosfat (mg/L) = C x fP
dimana C     : kadar fosfat dari hasil pengukuran alat (mg/L) Fp : faktor pengenceran
Verifikasi Verifikasi dilakukan dengan mengukur linieritas, sensitifitas, LoD, LoQ, Presisi dan Akurasi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Penentuan Panjang Gelombang Maksimum
Penentuan  panjang  gelombang  maksimum dilakukan dengan mengukur satu konsentrasi tengah pada  suatu  deret  standar (10) .  Dari  beberapa  kali pengulangan  pengukuran,  didapatkan  panjang gelombang maksimum adalah 710 nm sesuai dengan gambar 1.

## Gambar 1. Panjang gelombang maksimum
Pada  daerah  tampak  dari  spektrum,  warna yang  menyerap  panjang  gelombang  tertentu  akan berbeda  dengan  warna  yang  dapat  dilihat  secara langsung. Hal ini karena adanya pengaruh dari warna komplementer.  Untuk  larutan  kompleks  fosfat  yang memiliki  warna  komplementer  Biru-hijau  memiliki rentang panjang gelombang antara 610 – 750 nm (11) . Berdasarkan  hal  tersebut,  panjang  gelombang maksimum dari pengukuran masuk ke dalam rentang untuk warna komplementer biru-hijau.

## Penentuan  Kurva  Kalibrasi,  Linieritas  dan Sensitifitas
Penentuan  kurva  kalibrasi  dilakukan  dengan membuat  dua  deret  standar  dengan  variasi konsentrasi larutan standar 0.1 mg/L – 0.9 mg/L dan 1.0  mg/L – 10.0  mg/L.  Hasil  dari  pengukuran  kurva standar  ditunjukkan  pada  gambar  2.  dan  gambar  3. dibawah ini.
Gambar 2. Kurva Kalibrasi pada konsentrasi 0.1 mg/L – 0.9 mg/L
Pada  gambar  2.  terlihat  bahwa  pada  rentang variasi  kosentrasi  larutan  standar  0.1  mg/L  sampai dengan 0.9 mg/L diperoleh persamaan regresi linier y =  0.1293  x  +  0.0020.  Dari  persamaan  linier  tersebut diperoleh  nilai  koefisien  determinasi  (R²)  sebesar
0.9992  dan  nilai  koefisien  korelasi  0.9995.  Menurut (12) ,  nilai  koefisien  determinasi  yang  memenuhi persyaratan  adalah  >  0.997.  maka  nilai  R²  pada gambar 2. memenuhi syarat linieritas.
Gambar 3. Kurva Kalibrasi pada konsentrasi 1.0 mg/L – 10.0 mg/L
Pada  gambar  3.  dengan  rentang  konsentrasi larutan  standar  1.0  mg/L  sampai  dengan  10.0  mg/L diperoleh  nilai  koefisien  determinasi  sebesar  0.9897 dan  nilai  koefisien  korelasi  sebesar  0.9948.  Nilai tersebut belum memenuhi syarat linieritas. Dari kedua kurva tersebut dapat dinyatakan bahwa linieritas yang baik  diperoleh  pada  rentang  konsentrasi  larutan standar  antara  0.1  mg/L  sampai  dengan  0.9  mg/L dengan  R²  0.9992.  Pada  persamaan  regresi  yang didapat  dari    kurva  kalibrasi  1  diperoleh  nilai  slope sebesar 0,1293. Nilai slope ini menyatakan sensitifitas
alat yang menunjukkan kenaikan respon alat terhadap variabel.  Semakin  besar  nilai  slope  menunjukkan bahwa  alat  tersebut  memiliki  respon  yang  semakin sensitif  terhadap  analit  dimana  adanya  perubahan kecil saja dari konsentrasi dapat terdeteksi lebih tinggi jika  dibandingkan  dengan  instrumen  lain  yang mempunyai nilai slope yang lebih kecil (13) .
Dari linieritas kurva kalibrasi ditentukan kadar fosfat  pada  sampel  sedimen  dengan  menggunakan rumus  persamaan  regresi  yang  didapat  dari  kurva kalibrasi  1.  Dari  perhitungan  didapatkan  konsentrasi
fosfat  pada  sampel  sedimen  sebesar  0.7115  mg/L dengan absorbansi 0.094.

## Penentuan LoD dan LoQ
Jumlah  terkecil  analit  yang  terdapat  di  dalam sampel  yang  masih  dapat  di  deteksi  oleh  alat  dan memberikan respon yang signifikan jika dibandingkan dengan  blanko  disebut  Limit  of  Detection/LOD. Sedangkan  Limit  of  Quantitation/LOQ  merupakan konsentrasi  terkecil  analit  yang  terdapat  didalam sampel  yang  masih  memenuhi  kriteria  cermat  dan seksama (12) .  Penentuan  LOD  dan  LOQ  dilakukan dengan pengukuran absorbansi larutan blanko tanpa analit  sebanyak  10  kali  pengulangan.  LoD  dan  LoQ dihitung dengan rumus berikut :
δ = √  (𝑦−ӯ)² 𝑛−1
LoD = 3𝛿 𝑠𝑙𝑜𝑝𝑒 LoQ = 10𝛿 𝑠𝑙𝑜𝑝𝑒
Data  pengukuran  LOD  dan  LOQ  dapat  dilihat  pada Tabel 1.
Tabel 1. Limit Deteksi dan Limit Kuantitasi Metode LoD (mg/L) LoQ (mg/L) Spektrofotometer UV-Vis 0.0097 0.0325
Dari  tabel  1  diperoleh  LoD  sebesar  0.0097 mg/L.  Nilai  ini  menunjukkan  jumlah  analit  terkecil yang masih dapat dideteksi oleh instrumen. Jadi untuk analisis  kadar  fosfat  pada  sampel  sedimen  dengan menggunakan  spketrofotometer  UV-Vis  serapannya masih  dapat  terbaca  pada  batas  limit  0.0097. Sedangkan nilai LoQ diperoleh 0.0325 mg/L. Nilai ini menunjukkan  kuantitas  terkecil  analit  yang  masih memenuhi  kriteria  cermat  dan  seksama.  Kedua  nilai LoD dan LoQ dihitung menggunakan statistika melalui garis  regresi  linier  yang  didapat  dari  kurva  kalibrasi. Kedua nilai tersebut menunjukkan batas terkecil analit yang  masih  dapat  dideteksi  oleh  instrumen spektrofotometer UV-Vis.

## Presisi
Pada  penelitian  ini  presisi  yang  dilakukan adalah  repeatability  (keterulangan)  dimana  metode dilakukan berulang kali oleh analis yang sama, kondisi sama,  dan  dalam  interval  waktu  yang  pendek.
Repeatability dinyatakan dengan % RSD untuk melihat ketelitian dari metode. % RSD dihitung dengan rumus :
δ = √  (𝑦− ў )² 𝑛−1 % RSD = 𝛿  ў x  100 %
dimana : δ      = standar deviasi RSD = simpangan baku relatif
Menurut (12) ,  %  RSD  memenuhi  syarat keberterimaan  jika  <  2  %.  Dari  data  perhitungan didapatkan  %  RSD  sebesar  0.25  %.  Nilai  yang dihasilkan  cukup  besar,  namun  masih  memenuhi syarat keberterimaan untuk presisi yaitu < 2 %.

## Akurasi
Akurasi  dilakukan  dengan  mengukur  kadar sampel  dan  sampel  yang  telah  ditambahkan  larutan standar (spike). Selanjutnya dihitung % recovery yang dihasilkan dengan persamaan
% Recovery = 𝐶𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙+𝑠𝑝𝑖𝑘𝑒−𝐶𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 𝐶𝑠𝑝𝑖𝑘𝑒 x 100 %
Berdasarkan (14) ,  syarat  keberterimaan  untuk akurasi  adalah  80 – 115  %.  Dari  penelitian  yang dilakukan  diperoleh  nilai  %  recovery  sebesar  94  %. Nilai  ini  memenuhi  syarat  keberterimaan  untuk akurasi.

## KESIMPULAN
Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan,  didapat beberapa kesimpulan sebagai berikut :
a.  Uji linieritas memenuhi syarat keberterimaan pada rentang  konsentrasi  larutan  standar  antara  0.1 mg/L sampai dengan 0.9 mg/L dengan persamaan linier y = 0.1293 x +  0.002, koefisien determinasi 0.9992 dan koefisien korelasi 0.9995.
b.  Kadar fosfat terukur dalam sampel sedimen adalah sebesar 0.7115 mg/L.
c.  LOD dan LOQ yang diperoleh berturut-turut adalah 0.0097  mg/L  dan  0.0325  mg/L  dengan  presisi  % RSD sebesar 0.25 %.
d.  Akurasi yang diperoleh hanya 94 %.
e.    Metode  ini  dapat  digunakan  untuk  menambah materi praktikum bagi mahasiswa di Jurusan Ilmu Kelautan untuk mata praktikum oseanografi kimia
dengan  judul  praktikum  analisis  nutrien  fosfat pada sedimen.

## REFERENSI
1 Lutfi. 2017. Oseanografi : Pendektan Dari Ilmu Kimia, Fisika,  Biologi,  dan  Geologi .  Penerbit  Leukikaprio, Yogyakarta, 2017.ISBN : 978-602-371-423-0.
2 Fachrul,  M,  Haeruman,  H  &  Sitepu,  LC.  2005. Komunitas Fitoplankton Sebagai BioIndikator Kualitas Perairan Teluk Jakarta . Universitas Indonesia. Jakarta.
3 Koesmawati,  Tiny  A.  2017. Modul  Pelatihan  Dasar Spektrofotometer  Uv-Vis. Pusat  Pengembangan Kompetensi Profesi Indonesia.
4 Suhartati,  Tati.  2017. Dasar-dasar  Spektrofotometri Uv-Vis dan Spektrofotometri Massa Untuk Penentuan Struktur  Senyawa  Organik .  Cv.  Anugrah  Utama Raharja. Bandar Lampung
5 Triyati, Etty. 1985. Spektrofotometer Ultra-Violet dan Sinar  Tampak  Serta  Aplikasinya  Dalam  Oseanografi . Jurnal Oseana Volume X No. 1 : 39 – 47.
6 Marlian,  Neneng.  2016. Analisis  Variasi  Konsentrasi Unsur  Hara  Nitrogen,  Fosfat,  dan  Silikat  di  Perairan Meulaboh Aceh Barat . Aquatic Sciences Journal/Acta Aquatica, 3:1 (April, 2016) : 1-6.
7 Rizal, dkk. Pendekatan Status Nutrien Pada Sedimen Untuk Mengukur Struktur Komunitas Makrozoobentos Di  Wilayah  Muara  Sungai  Dan  Pesisir  Pantai
Rancabuaya, Kabupaten Garut . Journal Perikanan dan Kelautan Vol. VIII No.2/Des 2017.
8 Ghazaly dkk. 2014. Uji Metode Olsen dan Bray Dalam Menganalisis  Fosfat  Tersedia  Pada  Tanah  Sawah  Di Desa  Konarom  Barat  Kecamatan  Dumoga  Utara . Jurnal MIPA Unsrat Online 3(1)6-10
9 Menon.1973. A Laboratory Manual For The Analysis Of Soil And Water . Soil Chemist Food And Agriculture
Organization United Nations Development
Programme.
10 Jannah,  Rapresia  Vinatul.  2020. Perbandingan Metode  Potensiometri  dan  Spektrofotometri  Visible Pada Analisis Ion Logam Tembaga (II) . Jurusan Kimia FMIPA Universitas Sriwijaya.
11 Day, R. A., dan Underwood, A. L. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif . Jakarta:
Erlangga
12 Riyanto.  2014. Validasi  dan  Verifikasi  Metode  Uji Sesuai dengan ISO/IEC 17025 Laboratorium Pengujian dan  Kalibrasi .  ISBN  978-Nomor  ISBN.  Penerbit DEEPUBLISH.
13 Styarini,  D.  2011.  Validasi  Metode  Analisis  Kimia.
Warta Kimia Analitik , 19(1):
24 – 29.
14 AOAC.  2010. Official  Methods  of  Analytical  of  The Association  of  The  Official  Analytical  Chemist . Washington D.C., USA.