## ALCHEMY : JOURNAL OF CHEMISTRY

## Artikel Penelitian
Analisis Kadar Arsen (As) pada Sayur Kubis Hijau ( Brassica oleracea L.) Pasca Erupsi Gunung Sinabung

## Boby Cahyady, Muhammad Taufik*, Suharman
Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara, Medan, Indonesia, 20115
INFO ARTIKEL ABSTRAK Sejarah Artikel Diterima 24 Desember 2020 Direvisi 2 Februari 2021 Tersedia online 15 Juni 2021 * Penulis korespondensi: muhammad.taufik@usu.ac.id Mount Sinabung has had an impact on the lives of surrounding farmers after the eruption. One of the negative impacts is the exposure of plants and animals around them  to  dangerous  chemical  compounds,  especially  heavy  metals.  This  work aimed to analyze the levels of arsenic (As) in green cabbage ( Brassica oleracea L.) which was exposed after two months of the eruption. The sampling method was done  using  a  simple  random  sampling  technique  at  five  points.  The  digestion process was carried out using hydrochloric acid and nitric acid. Arsenic analysis was performed using the atomic absorption spectroscopy (AAS) at 193.7 nm with vapor hydride generation accessories. Concentration of arsenic exposed to green cabbage at five sampling points was 0.4102, 0.4936, 0.4501, 0.6425, and 0.6534 mg/Kg.  The  results  obtained  were  lower  than  the  maximum  limit  of  arsenic contamination in vegetables, namely 1.0 mg/Kg based on SNI No. 7387:2009.
Keywords: arsenic, Brassica oleracea L, AAS, SNI, Mount Sinabung
Gunung  Sinabung  memiliki  pengaruh  kepada  kehidupan  petani  di  sekitarnya pasca erupsi. Salah satu dampak negatifnya adalah terpaparnya tumbuhan dan hewan  di  sekitar  terhadap  senyawa  kimia  yang  berbahaya,  khususnya  logam berat. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kadar arsen (As) yang terdapat pada sayur kubis hijau ( Brassica oleracea L.) yang terpapar setelah dua bulan erupsi.  Pengambilan  sampel  dilakukan  dengan  menggunakan  teknik simple random sampling di lima titik. Proses destruksi dilakukan dengan menggunakan asam  klorida  dan  asam  nitrat.  Analisis  arsen  dilakukan  dengan  menggunakan atomic absorption spectroscopy (AAS) pada panjang gelombang 193,7 nm yang dilengkapi vapour  hydride  generation  accessories .  Kadar  arsen  yang  terpapar pada sayur kubis hijau pada lima titik pengambilan sampel berturut turut sebesar 0,4102; 0,4936; 0,4501; 0,6425, dan 0,6534 mg/Kg. Kadar arsen yang diperoleh lebih rendah dari batas maksimum cemaran arsen dalam sayuran yakni 1,0 mg/Kg berdasarkan SNI No. 7387:2009.
Kata kunci: arsen, Brassica oleracea L., AAS, SNI, Gunung Sinabung

## 1. Pendahuluan
Gunung Sinabung merupakan gunung berapi yang terdapat di Dataran Tinggi Karo, Kabupaten Karo, Sumatra Utara, Indonesia [1]. Gunung ini adalah dua gunung berapi yang aktif di Sumatra Utara [2]. Ketinggian Gunung Sinabung berada pada 2451 meter. Gunung ini meletus pertama kali pada 27 Agustus 2010 dan terus aktif sampai tahun 2020. Letusan Gunung Sinabung menghasilkan kolom erupsi berwarna putih kelabu setinggi 200-5000 m dari atas puncak [3]. Secara geografis, Gunung Sinabung terletak pada posisi koordinat 3,10 LU dan 98,23 BT, dengan ketinggian puncak 2460 m dari permukaan laut [4].
Sayuran merupakan bahan makanan pokok yang dikonsumsi sehari-hari oleh masyarakat dimana didalamnya banyak terkandung  zat  gizi  seperti vitamin  dan  mineral  [5,  6].  Sayuran  biasanya  diolah  atau  dimasak terlebih  dahulu  sebelum dikonsumsi. Namun, ada juga beberapa jenis sayuran yang dikonsumsi langsung (sebagai lalapan) tanpa harus dimasak sebelumnya, seperti selada dan kol [7]. Tumbuhan termasuk sayur-sayuran seperti kentang, sawi dan wortel dapat terpapar oleh zat-zat pencemar seperti partikel dan gas. Partikel banyak dilepaskan oleh industri adalah timbal dan kadmium. Hal yang sama juga dapat terjadi akibat peristiwa erupsi.
Masalah pencemaran lingkungan sudah tidak asing lagi bagi kita. Adanya bahan-bahan pencemar yang bersifat toksik di lingkungan dapat membahayakan kehidupan. Tanaman dapat menjadi mediator penyebaran logam berat pada makhluk hidup karena masuknya  logam tersebut  pada tumbuhan melalui  akar  dan  mulut  daun  (stoma).  Sayur-sayuran  sebagai bahan makanan baik pada manusia maupun hewan menyebabkan berpindahnya logam yang terpapar didalamnya seperti arsen, timbal, kadmium, kromium dan seng masuk ke dalam tubuh makhluk hidup lainnya [3].
Logam berat merupakan unsur logam dengan berat molekul tinggi yaitu lebih dari 5 g/cm 3 [8]. Logam berat dalam kadar  rendah  umumnya  sudah  beracun  bagi  tumbuhan,  hewan  dan  manusia.  Beberapa  logam  berat  yang  sering mencemari habitat adalah merkuri, kromium, arsen, kadmium dan timbal. Arsen merupakan bahan kimia dan metaloid paling  beracun  yang  ditemukan  di  alam.  Unsur  ini  menjadi  perhatian  karena  dapat  menyebabkan  toksisitas  dan karsinogenik [9]. Paparan arsen pada manusia dapat dalam bentuk anorganik dan organik. Keberadaan arsen di lingkungan dapat terjadi sebagai zat alami dan kontaminasi dari aktivitas manusia. Arsen dapat ditemukan di air, udara, makanan, dan tanah termasuk dari letusan gunung berapi, kontaminasi tambang, penggunaan pestisida dan pupuk [3].
Efek toksisitas arsen telah banyak diketahui, akan tetapi tingkat toksisitasnya bergantung pada bentuk organik atau anorganik senyawa arsen [10]. Senyawa arsen dalam bentuk anorganik lebih beracun daripada organik. Arsen bersifat karsinogen karena paparan jangka panjang dapat mengakibatkan peningkatan risiko untuk berbagai karsinoma termasuk kulit,  kandung  kemih,  paru-paru,  ginjal,  hati,  dan  prostat  [9].  Efek  arsen  berhubungan  dengan  perubahan  dalam gastrointestinal,  kardiovaskular,  hematologi,  paru,  saraf,  imunologi,  reproduksi  dan  efek  jangka  panjang  arsen  dapat menyebabkan  kanker.  Menurut International  Agency  for  Research  on  Cancer (IARC),  arsen  dimasukkan  pada  kelas pertama  sebagai  bahan karsinogen  dan  dapat  menyebabkan kanker  paru-paru,  kulit  dan kanker kandung  kemih  pada manusia tanpa nilai ambang batas minimum dimana dalam jumlah kecil arsen dapat berbahaya bagi manusia [11, 12].
Pada  penelitian  ini,  daun  kubis  hijau  yang  diduga  terpapar  oleh  logam  berat  pasca  erupsi  Gunung  Sinabung dipreparasi, diekstraksi dan dianalisis. Hazimah dan Triwuri [13] telah meneliti tentang logam arsen pada depot air minum isi ulang di Kota Batam dengan atomic absorption spectrometry (AAS). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar logam arsen pada air <0,0001 mg/L. Harahap [9] telah menganalisis logam arsen dalam sayur bayam menunjukkan hasil bahwa pada bayam hijau ( Amaranthus tricolor ) diperoleh konsentrasi arsen sebesar 0,35 mg/kg sedangkan bayam merah ( Blitum rubrum ) diperoleh konsentrasi arsen sebesar 0,40 mg/kg. Senyawa arsen diduga terpapar dalam kubis petani yang tepapar erupsi Gunung Sinabung. Pada penelitian ini akan dikembangkan metode spektroskopi dalam menganalisis daun kubis hijau pasca erupsi Gunung Sinabung dengan AAS.

## 2. Bahan dan Metode

## 2.1. Bahan
Bahan yang digunakan adalah asam nitrat 65% (Sigma Aldrich), standard arsen 500 mL (Germany), asam klorida 37% (Merck), dan natrium hidroksida 97% (Sigma Aldrich).

## 2.2. Pengumpulan Sampel
Sampel kubis hijau diambil dari lahan pertanian masyarakat yang berada di Jalan Udara Desa Gajah Kecamatan Berastagi dengan jarak dari Gunung Sinabung ± 50 m. Sampel diambil menggunakan metode simple random sampling pada lima titik kemudian dimasukkan dalam wadah berbahan selulosa.

## 2.3. Destruksi Sampel
Masing-masing  sampel  ditimbang  sebanyak  50  g  lalu  dikeringkan  dalam  oven  pada  suhu  100°C  selama  3  jam. Selanjutnya, sampel dimasukkan ke dalam furnace pada suhu 400°C selama 4 jam. Setelah dingin, sampel dilarutkan dengan campuran asam nitrat 65% dan asam klorida 37% dengan perbandingan 5:2. Kemudian, campuran dipanaskan di atas hotplate hingga  sampel  larut.  Larutan  sampel  dipindahkan  ke  dalam  labu  takar  100  mL  dan  ditambahkan aquademineral hingga tanda batas. Larutan siap dianalisis dengan atomic absorption spectroscopy (AAS) pada panjang gelombang 193,7 nm yang dilengkapi dengan vapour hydride generation accessories .

## 2.4. Pembuatan Kurva Standar
Larutan baku induk arsen (1000 μg/mL) dipipet 10 mL lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL dan dicukupkan hingga garis tanda dengan aquademineral (konsentrasi 100 ppm). Kemudian, dipipet 5 mL lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 500 mL dan dicukupkan hingga garis tanda dengan aquademineral (konsentrasi 1 μg/mL). Dari konsentrasi 1 μg/mL kemudian  dilakukan  proses  pengenceran  menjadi  konsentrasi  0,0;  0,2;  0,4;  0,6  dan  0,8  μg/mL  kemudian  diukur absorbansinya dengan AAS pada panjang gelombang 193,7 nm. Nilai absorbansi dan konsentrasi akan diplotkan untuk memperoleh kurva kalibrasi kemudian dihitung menggunakan persamaan regresi.

## 2.5. Penentuan Kadar Arsen
Sampel hasil destruksi dianalisis kadar arsen menggunakan AAS yang dilengkapi dengan vapour hydride generation accessories pada  panjang  gelombang  193,7  nm.  Hasil  analisis  dicatat  dan  dibuat  grafik  hubungan  antara  absorbansi dengan konsentrasi (ppm) lalu dihitung konsentrasi arsen dalam sampel.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Sayuran merupakan semua jenis tanaman atau bagian dari tanaman yang bisa diolah menjadi makanan [9]. Salah satu sayuran yang bisa dikonsumsi secara langsung atau tanpa dimasak yaitu kubis. Di Sumatera Utara, produsen sayuran terbesar berasal dari Kabupaten Kabanjahe. Komoditi sayuran segar telah bertahun-tahun dihasilkan untuk didistribusikan ke  daerah  lain  bahkan  sampai  ke  mancanegara.  Sayuran  biasanya  diolah  atau  dimasak  terlebih  dahulu  sebelum dikonsumsi, walaupun begitu, banyak sayuran yang juga dikonsumsi secara langsung sebagai lalapan misalnya kubis [7]. Persyaratan sayuran untuk dikonsumsi ini harus disesuaikan dengan standar yakni SNI No. 7387:2009. Pada penelitian ini, sayuran kubis hijau diambil dari kebun petani yang berada di Jalan Udara Kecamatan Brastagi untuk ditentukan kadar arsen pada lima titik pengambilan sampel.
Preparasi  sampel  sayuran  kubis  hijau  dilakukan  dengan  menggunakan  metode  destruksi  kering  dengan  cara sebanyak 0,5 g lalu dikeringkan dalam oven pada suhu 100°C selama 3 jam. Selanjutnya, sampel dimasukkan ke dalam furnace pada suhu 400°C selama 4 jam. Setelah dingin, sampel dilarutkan dengan campuran asam nitrat 65% dan asam klorida  37%  dengan  perbandingan  5:2,  kemudian  dipanaskan  di  atas hotplate hingga  sampel  larut.  Larutan  sampel dipindahkan ke dalam labu takar 25 mL dan tambahkan aquademineral hingga tanda batas. Larutan dianalisis dengan AAS pada panjang gelombang 193,7 nm yang dilengkapi dengan vapour hydride generation accessories .
Pada penelitian ini, asam nitrat 65% dan asam klorida 37% berfungsi untuk menguraikan sampel menjadi bentuk yang lebih  sederhana  sedangkan  aquademineral  berfungsi  untuk  mencuci  larutan  sampel  yang  tertinggal  di  kertas  saring. Metode destruksi kering dilakukan untuk memutuskan ikatan antara senyawa organik dengan logam yang dianalisis. Asam nitrat ini juga bersifat oksidator kuat sehingga dapat menguraikan sampel menjadi unsur-unsur yang lebih sederhana. Nilai absorbansi dan konsentrasi dari sampel ditentukan  menggunakan AAS pada panjang gelombang 193,7 nm. Pemilihan panjang gelombang maksimum bertujuan untuk menghasilkan absorbansi radiasi yang baik dan mencegah gangguan dari unsur-unsur lain yang akan mempengaruhi kadar arsen [9].
Gambar 1. Kurva larutan seri standar arsen
y = 0.0551x + 0.0012 R² = 0.9947 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 A bs orba ns i Konsentrasi Arsen (µg/mL)
Gambar 1. menunjukkan kurva seri standar arsen yang digunakan pada AAS. Persamaan garis lurus yang diperoleh adalah y = 0,0551x + 0,0012 dengan koefisien korelasi R 2 = 0,9947. Data ini menunjukkan adanya hubungan atau korelasi positif antara konsentrasi dengan absorbansi yang dihasilkan. Hasil penelitian yang dilakukan diperoleh kadar arsen dalam kubis hijau ( Brassica oleracea L) untuk titik 1, 2, 3, 4, dan 5 ( Gambar 2 ) . Berdasarkan Gambar 2, dapat diketahui bahwa konsentrasi kubis hijau yang diambil di lima titik adalah 0,4102; 0,4936; 0,4501; 0,6425 dan 0,6534 mg/Kg, secara berturut- turut. Konsentrasi arsen masing-masing titik ini masih relatif rendah jika dibandingkan dengan batas maksimum cemaran logam untuk buah dan sayur yaitu sebesar 1 mg/kg (SNI No. 7387:2009).
Gambar 2. Konsentrasi sampel kubis pada lima titik pengambilan sampel.
Kadar arsen yang mencemari kubis hijau tidak melebihi batas yang ditetapkan sehingga kubis hijau tersebut masih layak  dan  aman  dikonsumsi  [14].  Akan  tetapi,  jika  konsumsi  kubis  hijau  yang  tercemar  secara  terus  menerus  akan mengakibatkan  akumulasi  arsen  dalam  tubuh  yang  memiliki  dampak  yang  sangat  berbahaya  yaitu  gangguan gastrointestinal,  kerusakan  pada  jaringan  otak  bahkan  kematian  [15].  Arsen  adalah  logam  berat  yang  menyebabkan keracunan bila terakumulasi dalam tubuh manusia [8].
Pada penelitian ini, arsen telah terdeteksi pada sayuran kubis hijau pasca erupsi Gunung Sinabung. Arsen sebagian besar  terakumulasi  oleh  organ  tanaman,  yaitu  daun,  batang,  akar,  dan  akar  umbi-umbian.  Jika  proses  akumulasi  ini berlangsung secara terus-menerus dalam jangka waktu lama dapat mencapai jumlah yang membahayakan kesehatan manusia. Arsen yang masuk ke dalam tubuh dapat merusak kesehatan dengan berbagai cara seperti pengurangan sel-sel darah merah, penurunan sintesis hemoglobin dan penghambatan sintesis heme yang menimbulkan anemia. Secara umum, mekanisme  timbulnya  anemia  yaitu  akibat  timbal  yaitu  akibat  terbentuknya  senyawa  dengan  enzim.  Kompleks  yang terbentuk menjadi tidak aktif yang berakibat terhambatnya sintesis darah merah (Hb) dan menimbulkan anemia [16]. Hal yang sama senyawa arsen akan menyebabkan penyakit kanker [17].

## 4. Kesimpulan
Kadar  arsen  yang  terpapar  pada  sayur  kubis  hijau  ( Brassica  oleracea L.)  pasca  erupsi  Gunung  Sinabung  dapat dianalisis menggunakan metode spektroskopi dengan AAS dan penyiapan sampel menggunakan metode destruksi. Kadar arsen yang diperoleh pada lima titik pengambilan sampel berturut turut adalah 0,4102; 0,4936; 0,4501; 0,6425, dan 0,6534 mg/Kg. Hasil yang diperoleh lebih rendah dari batas maksimum cemaran arsen dalam sayuran yakni 1,0 mg/Kg (SNI No. 7387:2009).

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Rektor  Universitas  Sumatera  Utara  yang  telah  memberikan  dana penelitian melalui Penelitian Dosen Muda Tahun 2019 dengan Kontrak No. 318/UN5.2.3.1/PPM/KP-TALENTA USU/2019 Tanggal 2 April 2019.
Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3 Sampel 4 Sampel 5 Series1 0.4102 0.4936 0.4501 0.6425 0.6534 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 K onse nt ra si A rs en (m g/ K g)

## Daftar Pustaka
[1] Z. Alfian, E. Z. Nasution, & M. Taufiq, “Qualitative and Quantitative Analysis of Heavy Metal and Mineral of Volcanic Ashmount Sinabung by Using Inductively Coupled Plasma ( Icp-Oes ),” Der Pharma Chemica , vol. 9, no. 5, pp. 18– 22, 2017.
[2] N. F. Sinuhaji, “Analisis Logam Berat dan Unsur Hara Debu Kabupaten Karo Vulkanik Gunung Sinabung Kabupaten Karo – Sumatera Utara,” Skripsi, Universitas Sumatera Utara, Medan, 2011.
[3] I.  Kusmartini,  W.  Y.  N.  Syahfitri,  S.  Kurniawati,  D.  D.  Lestiani,  &  M.  Santoso,  “Elemental  Characterization  of  Mt. Sinabung Volcanic Ash, Indonesia by Neutron Activation Analysis,” Journal of  Physics: Conference Series , vol. 860, no. 012005, 2017.
[4] C.-W. Lee, Z. Lu, & J. W. Kim, “Monitoring Mount Sinabung in Indonesia Using Multi-Temporal InSAR,” Korean Journal of Remote Sensing , vol. 33, no. 1, pp. 37–46, 2017.
[5] A. Arif, “Pengaruh Bahan Kimia terhadap Penggunaan Pestisida Lingkungan,” Jurnal Farmasi , vol. 3, no. 4, pp. 134– 143, 2015.
[6] S. K. Pratiwi, A. Lorensia, & R. V. Suryadinata, “Asupan Vitamin C dan E dengan SQ-FFQ terhadap Fungsi Paru Perokok dan Non-Perokok,” Jurnal Media Kesehatan Masyarakat Indonesia , vol. 14, no. 2, pp. 101–107, 2018.
[7] I. W. Arsanti, A. L. Sayekti, & A. M. Kiloes, “Analisis Rantai Nilai Komoditas Kubis ( Brassica oleracea L ): Studi Kasus di Sentra Produksi Kabupaten Karo,” Jurnal Hortikultura , vol. 27, no. 2, pp. 269–278, 2017.
[8] M. Nasir,  Sulastri,  &  M. M. Hilda,  “Analisis  Kadar  Logam  Timbal  dan  Arsenik  dalam  Tanah  dengan  Spektrometri Serapan Atom,” Jurnal IPA dan Pembelajaran IPA , vol. 02, no. 02, pp. 89–99, 2018.
[9] M. R.  Harahap,  “Analisis  Logam  Arsenik  (As)  dan  Kadmium  (Cd)  pada  Sayur  Bayam Hijau  ( Amaranthus  tricolor ) terhadap Bayam Merah ( Blitum rubrum ) dengan Metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA),” dalam Proceedings Ar-Raniry International Conference on Islamic Studies 1, 2016, pp. 500–505.
[10] S. Murniasih, K. Rozana, & D. Swasti, “Asesmen Logam Berat Sampel Udara pada TSP di Sekitar PLTU Pacitan,” Indonesian Journal of Chemical Analysis , vol. 03, no. 02, pp. 74–82, 2020.
[11] J. A. Grubb & M. Nobles, “A Spatiotemporal Analysis of Arson,” Journal of Research in Crime and Delinquency , vol. 53, no. 1, pp. 1–27, 2015.
[12] N. A. Afifah & S. Notodarmojo, “Identifikasi Sebaran Logam Berat Arsen (As) dari Sistem Panas Bumi pada Air Tanah Dangkal dengan Metode Kriging,” Jurnal Teknik Lingkungan , vol. 24, no. 1, pp. 27–40, 2018.
[13] Hazimah & N. A. Triwuri, “Analisis Kandungan Arsenik (As) dan Cianida (CN) Depot Air Minum Isi Ulang di Kota Batam,” Jurnal Rekayasa Sistem Industri , vol. 3, no. 2, pp. 129–133, 2018.
[14] Badan Standardisasi Nasional, Standar Nasional Indonesia (SNI) Batas Maksimum Cemaran Logam Berat dalam Pangan . Jakarta: Badan Standardisasi Nasional, 2009.
[15] H. E. Lasut, N. J. Kawung, & M. T. Lasut, “Kandungan Arsen (As), Berbentuk Suspensi dan Terlarut, di Perairan Teluk Manado,” Jurnal Pesisir dan Laut Tropis , vol. 1, no. 1, pp. 30–38, 2016.
[16] E. Fikri, O. Setiani, & Nurjazuli, “Hubungan Paparan Pestisida dengan Kandungan Arsen (As) dalam Urin dan Kejadian Anemia ( Studi: Pada Petani Penyemprot Pestisida di Kabupaten Brebes),” Jurnal Kesehatan Lingkungan Indonesia , vol. 11, no. 1, pp. 29–37, 2012.
[17] Z. Šlejkovec, L. Gorše, A. Grobler, M. Jagodic, & I. Falnoga, “Arsenic Speciation and Elemental Composition of Rice Samples from the Slovenian Market,” Food Chemistry , vol. 342, 2021.