Selasa, 10 Mei 2016

Penentuan Limit Deteksi Metode Pengujian TSS/TDS secara Gravimetri

Penentuan Limit Deteksi Metode Pengujian TSS/TDS secara Gravimetri

Ditulis Oleh : cak war | Anwar Hadi

Penentuan Limit Deteksi Metode Pengujian TSS/TDS secara Gravimetri

Penentuan batas deteksi metode pengujian merupakan kemampuan sekaligus keterbatasan laboratorium dalam menerapkan suatu metode pengujian tertentu pada kadar rendah metode tersebut. Penentuan batas deteksi bertujuan untuk menghindari penulisan laporan hasil pengujian tidak terdeteksi (Not Detectable, ND) yang merupakan informasi tidak informatif jika tidak mencantumkan nilai batas deteksi metode.

Method Detection Level adalah kadar analyte yang ditentukan sesuai tahapan metode pengujian secara menyeluruh sehingga menghasilkan signal dengan probabilitas 99% bahwa signal tersebut berbeda dengan blanko. Nilai MDL dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
             
                                        MDL = t(0.01; n-1)sd
dimana:
t(0.01; n-1)    = tabel t dengan tingkat kepercayaan 99% dan derajat kebebasan n-1
                   sd          = standar deviasi

Minimum pengujian dalam penentuan MDL adalah 7 kali pengulangan dengan minimum 3 hari yang berbeda, karena itu MDL dapat dinyatakan dengan:

MDL = 3,143sd

Pengulangan pengujian dilakukan dalam rentang waktu minimal 3 hari bertujuan untuk melihat variabilitas hasil pengujian terhadap waktu serta kondisi akomodasi dan lingkungan yang berbeda. MDL dapat diterima bila data hasil pengulangan pengujian memenuhi batas keberterimaan sebagai berikut:
1)  simpangan baku relatif yang dinyatakan dalam prosentase (relative standard deviation, %RSD) yang merupakan perbandingan antara simpangan baku dengan rerata hasil pengulangan pengujian harus memenuhi batasan keberterimaan yang disyaratkan oleh metode pengujian yang sedang diverifikasi;
2) uji perolehan kembali (recovey test, %R) yang merupakan perbandingan nilai terukur dengan nilai target yang diperoleh dari hasil pengujian harus memenuhi batas keberterimaan yang disyaratkan oleh metode pengujian yang sedang diverifikasi.
3)  the signal to noise ratio (S/N) yang dinyatakan dalam perbandingan antara rerata hasil pengulangan pengujian dengan simpangan baku harus berkisar antara 2,5 – 10. S/N merupakan evaluasi kesalahan acak (random error) yang terjadi pada pengujian tertentu dan perkiraan presisi yang diharapkan dari sejumlah pengulangan pengujian.
4)  pemilihan kadar spike dalam penentuan MDL harus sedemikian rupa sehingga hasil yang diperoleh memenuhi batas keberterimaan sebagai berikut:

MDL < kadar spike< 10MDL
     
5)   Bila secara statistika MDL yang dihasilkan telah memenuhi batas keberterimaan maka MDL tersebut harus dibandingkan dengan nilai baku mutu lingkungan hidup. Jika MDL yang dihasilkan lebih kecil dari nilai baku mutu lingkungan hidup maka laboratorium dapat menggunakan metode tersebut untuk pengujian parameter kualitas lingkungan. Namun, bila MDL yang dihasilkan lebih besar dari nilai baku mutu lingkungan hidup maka laboratorium harus mencari metode pengujian lainnya hingga diperoleh nilai MDL dibawah nilai baku mutu lingkungan hidup.

Dalam prakteknya, pengujian TSS secara gravimetri, tidak dapat diterapkan dengan menguji 7 kadar “spike” kedalam sampel. Limit deteksi ditentukan dengan mempertimbangkan sensitivitas timbangan analitik yang digunakan. Jika metode pengujian mensyaratkan penggunaan timbangan analitik, yaitu:

kapasisitas       : 200 gram
sensitivitas      : 0,0001 gram = 0,1 mg (resolusi)

maka penentuan limit deteksi didasarkan pada skala terkecil pembacaan timbangan analitik tersebut. Dalam prakteknya, penimbangan residu sampel pada resolusi timbangan, yaitu 0,1 mg merupakan hal yang tidak mungkin dilakukan karena ketidakstabilan yang terjadi. Karena itu, untuk mendapatkan kestabilan penimbangan residu sampel maka berat minimal adalah 10 kali resolusi timbangan yaitu 1 mg. Jika volume sampel yang digunakan maksimum yaitu 1 Liter, maka TSS terkecil yang dapat dilaporkan adalah 1,0 mg/L.

Pendekatan tersebut berdasarkan sensitivitas (resolusi peralatan) atau instrumental detection limit (IDL)peralatan yang digunakan. Untuk mencapai deteksi limit yang lebih kecil, maka laboratorium harus menggunakan timbangan analitik yang memiliki resolusi lebih kecil atau minimal 5 desimal (0,00001 gram atau 0,01 mg).
Sehubungan dengan batasan pelaporan sesuai metode adalah 2,5 mg/L sebagaimana LoQ metode APHA 2540 D (Total Suspended Solids Dried at 1030C -1050C) dengan menggunakan timbangan analitik resolusi 0,1 mg, maka pelaporan hasil pengujian yang dapat disampaikan kepada pelanggan adalah 2,5 mg/L. Jika diperoleh hasil pengujian kurang dari 2,5 mg/L, maka dilaporkan sebagai < LoQ dengan mencantumkan LoQ metode = 2,5 mg/L.

Senin, 11 April 2016

BATAS KEBERTERIMAAN PRESISI BERDASARKAN HORRAT VALUE

BATAS KEBERTERIMAAN PRESISI BERDASARKAN HORRAT VALUE

Ditulis Oleh : cak war | Anwar Hadi

BATAS KEBERTERIMAAN PRESISI BERDASARKAN HORRAT VALUE

Nilai %RPD dimungkinkan nol karena pengulangan hanya dilakukan secara duplikat atau duplo, namun untuk %RSD tidak mungkin nol karena minimal 3 pengulangan pengujian memiliki variasi ketidakstabilan dari berbagai sumber yang ada. Batasan reprodusibilitas dalam dan antar laboratorium menggunakan persamaan HORRAT, yaitu perbandingan antara nilai %RSD perhitungan dengan nilai %RSD prediksi, yang dirumuskan:

Batas keberterimaan HORRAT, adalah 0,3 – 1,5 untuk reprodusibilitas dalam laboratorium, sedangkan reprodusibiltas antar laboratorium memiliki batas keberterimaan 0,5 – 2.

Jika hasil pengujian simplo dan duplo untuk pengujian COD dalam air limbah berturut-turut adalah 9,9 mg/L dan 10,3 mg/L diperoleh nilai %RPD = 4,0%, maka nilai 0,5 x %CVHorwitz adalah:

Sehubungan dengan %RPD ≤ 0,5 x %CVHorwitz atau 4,0% ≤ 5,6%, maka  repitabilitas pengujian COD dalam air limbah memenuhi batas keberterimaan.

Namun demikian, jika pengujian COD dalam air limbah dilakukan secara triplo, dengan hasil berturut-turut, 9,9 mg/L, 10,3 mg/L, dan 8,9 mg/L sehingga diperoleh %RSD = 7,4%, maka nilai %CVHorwitzadalah: 
  
Batas keberterimaan reprodusibilitas dalam laboratorium, dihitung sebagai berikut:

Sehubungan dengan nilai HORRAT = 0,7 berada pada rentang batas keberterimaan antara 0,3 – 1,5, maka reprodusibilitas dalam laboratorium tersebut memenuhi batas keberterimaan presisi.

Batas keberterimaan %CVHorwitzdapat juga digunakan sebagai batasan awal (starting point) ketika batasan repitabilitas melalui bagan kendali (control chart) belum ditentukan oleh laboratorium lingkungan yang melakukan pengujian parameter kualitas lingkungan. Berdasarkan persamaan Horwitz tersebut, dapat diketahui bahwa semakin rendah kadar suatu analit yang diuji, maka batasan %RSD semakin besar. Begitu juga sebaliknya, semakin rendah kadar analit yang diuji, maka semakin memiliki tingkat kesulitan pengujian yang lebih tinggi sehingga presisi yang baik sulit dicapai. Tabel dibawah ini merupakan batas keberterimaan presisi berdasarkan %CVHorwitz untuk kadar tertentu.

Tabel: Batas keberterimaan presisi berdasarkan persamaan Horwitz
Kadar analit dalam sampel
Batas keberterimaan presisi
Repitabilitas
(0,5%CVHorwitz)
Repro. dalam lab.
(0,67%CVHorwitz)
Repro. antar lab.
(%CVHorwitz)
100% (1/1)
1,0
1,3
2.0
10% (1/10)
1,4
1,9
2,8
1% (1/100)
2,0
2,7
4.0
1/1000
2,8
3,8
5,7
1/10.000
4,0
5,3
8,0
1/100.000
5,7
7,5
11,3
1/1.000.000 (1 ppm)
8,0
10,7
16,0
1/10.000.000 (0,1 ppm)
11,3
15,1
22,6
1/100.000.000 (0,01ppm)
16,0
21,3
32,0
1/1.000.000.000 (1 ppb)
22,6
30.2
45,3