Aspek-aspek yang Harus Dipertimbangkan Dalam Sampling Lingkungan

Ditulis Oleh : cak war | Anwar Hadi
Jika pengambilan sampel tidak memenuhi kesesuaian terhadap kaidah-kaidah yang berlaku, maka langkah selanjutnya berupa pengawetan, transportasi, penyimpanan, preparasi, maupun pengujian di laboratorium akan sia-sia serta membuang waktu dan biaya. Filosofi jaminan mutu mempunyai makna bahwa setiap tahapan kegiatan tidak asal betul saja melainkan harus betul sejak awal diterapkan pada setiap proses, mulai perencanaan pengambilan sampel sampai penyusunan laporan pengujian termasuk interpretasi data hasil pengujian. Gambar 1.1 menjelaskan diagram alir perencanaan pengambilan sampel dalam pengujian parameter lingkungan yang harus dilakukan.

Untuk mendapatkan validitas data pengujian parameter kualitas lingkungan yang dapat dipercaya sesuai tujuan yang diharapkan, beberapa aspek yang harus dipertimbangkan dalam pengambilan sampel lingkungan, antara lain:

1. Lokasi dan titik pengambilan sampel

Dimana kita seharusnya mengambil sampel lingkungan yang dapat menggambarkan kondisi sesungguhnya pada daerah dan waktu tertentu? Pertanyaan sederhana ini merupakan langkah awal untuk mendapatkan sampel yang representatif. Sebenarnya, tidak ada aturan yang pasti kecuali sejumlah panduan dalam pengertian “Lakukan” dan “Jangan Lakukan”. Sebelum menentukan lokasi dan titik pengambilan sampel lingkungan, maka perlu dipertimbangkan hal-hal sebagai berikut:

a)    apa tujuan pengambilan sampel yang akan dilakukan?;

b)  adakah suatu lokasi dan titik yang telah ditentukan berdasarkan persyaratan legal atau ketentuan yang berlaku? Hal ini berkaitan dengan persyaratan perijinan, misalnya untuk rencana pengelolaan lingkungan (RKL) atau rencana pemantauan lingkungan (RPL) dalam dokumen analisis mengenai dampak lingkungan (AMDAL);

c) apakah lokasi dan titik pengambilan sampel dapat mewakili kondisi yang sebenarnya?;

d)    parameter apa yang akan dianalisis pada lokasi dan titik pengambilan sampel tersebut?;

e)  bagaimana lokasi dan titik pengambilan sampel dapat diketahui serta memastikan bahwa petugas pengambil sampel dapat kembali ke lokasi dan titik yang sama, atau mengarahkan orang lain ke lokasi dan titik tersebut? Hal ini umumnya diperlukan untuk program pemantauan lingkungan sehingga dapat diketahui kualitas lingkungan pada daerah dan periode waktu tertentu;

f)  apa yang harus direkam untuk menunjukkan mengapa lokasi dan titik tersebut dapat atau tidak dapat mewakili?

Penentuan lokasi dan titik pengambilan sampel lingkungan akan berhasil dengan baik apabila fasilitas untuk menuju ke lokasi dan aksesibilitas ke titik pengambilan sampel memadai. Pengambilan sampel air sungai dari jembatan lebih mudah dilaksanakan dan titik pengambilan sampel dapat diidentifikasi secara pasti. Sedangkan untuk pengambilan sampel air laut, fasilitas yang diperlukan untuk menuju ke lokasi dan titik pengambilan sampel adalah kapal dan Global Positioning System (GPS) untuk menunjukkan ordinat titik pengambilan sampel. Adapun tangga dan peralatan keselamatan kerja merupakan fasilitas yang harus disediakan dalam pengambilan sampel emisi dari cerobong industri.

2.  Parameter kualitas lingkungan

Parameter kualitas lingkungan dikelompokkan menjadi parameter primer dan sekunder. Parameter primer merupakan senyawa kimia yang masuk ke lingkungan tanpa adanya interaksi dengan senyawa lain misalnya pestisida, ataupun logam berat. Sedangkan parameter sekunder adalah parameter yang terbentuk akibat adanya interaksi, transformasi, atau reaksi kimia antar parameter primer menjadi senyawa lain. Misalnya, pembentukan hujan asam yang merubah sulfur dioksida (SO₂) menjadi asam sulfat (H₂SO₄) karena adanya uap air (H₂O) di atmosfir. Sampel parameter sekunder lain adalah pembentukan ozon (O₃) dari oksida nitrogen (NO_x) akibat sinar ultra violet yang cukup dari sinar matahari.

Selain itu, dalam pengambilan sampel lingkungan dikenal istilah parameter kunci. Parameter kunci adalah parameter lingkungan yang dapat mewakili kondisi kualitas lingkungan. Sebagai gambaran penentuan parameter kunci untuk mengetahui kualitas air limbah adalah suhu (⁰C), daya hantar listrik (DHL), derajat keasaman (pH), oksigen terlarut (DO), kebutuhan oksigen secara kimiawi (COD), kebutuhan oksigen secara biologi (BOD), maupun senyawa anion dan kation yang dominan.

Penentuan parameter kualitas lingkungan akan sangat tergantung pada persyaratan baku mutu lingkungan dalam peraturan perundang-undangan dibidang lingkungan hidup yang berlaku serta tujuan dari pengambilan sampel yang ditetapkan. Sebagai ilustrasi, parameter yang harus diuji dalam pengujian kualitas air minum akan berbeda dengan pengujian air limbah. Dengan mengetahui parameter yang akan diuji, maka petugas pengambil sampel dapat mempertimbangkan jumlah minimum volume dan jenis pengawetan serta penanganan sampel yang harus dilakukan.

Selain pelaksanaan pengambilan sampel yang akan diuji di laboratorium, petugas pengambil sampel harus melakukan pengukuran lapangan. Pengukuran lapangan harus ditujukan kepada faktor-faktor yang dapat memastikan validitas hasil pengujian (ISO/IEC 17025: 2005). Pada saat melakukan pengambilan sampel air sungai, maka hal-hal yang perlu diukur di tempat pengambilan sampel adalah pH, suhu, DO, DHL, kekeruhan, debit serta cuaca dan kondisi setempat. Pengukuran parameter lapangan sedapat mungkin langsung diukur di dalam badan air, namun apabila tidak memungkinkan dapat diukur dalam wadah yang sesuai dalam waktu yang sesegera mungkin. Sedangkan untuk pengambilan sampel udara ambien adalah kecepatan angin, arah angin, suhu dan kelembaban serta kecepatan alir pompa penghisap udara. Pengukuran parameter lapangan ini akan sangat berguna sebagai bahan interpretasi data hasil pengujian di laboratorium.

3.  Ukuran, jumlah dan volume sampel

Ukuran, jumlah dan volume sampel yang harus diambil dalam pemgambilan sampel lingkungan sangat tergantung kepada parameter yang akan diuji, metode pengujian yang digunakan, dan distribusi polutan di lingkungan. Apabila sampel yang diambil berlebihan, maka akan menambah biaya pengambilan sampel, transportasi, wadah, bahan pengawet, dan pengolahan sisa sampel setelah pengujian di laboratorium. Namun sebaliknya, jumlah sampel yang terlalu sedikit akan menimbulkan permasalahan dalam pengujian ketika melakukan replikasi maupun pembuatan arsip sampel (retained sample) yang disimpan di laboratorium. Arsip sampel adalah sampel yang disimpan di laboratorium sedemikian rupa sehingga kondisi dan keutuhannya terpelihara dalam waktu tertentu untuk keperluan pengujian ulang, apabila diperlukan.

Untuk mengetahui berapa ukuran, jumlah dan volume sampel yang harus diambil, maka petugas pengambil sampel lingkungan harus mempertimbangkan dengan seksama kebutuhan sampel yang disyaratkan dalam metode pengujian yang digunakan. Kebutuhan sampel tersebut  meliputi kebutuhan pengendalian mutu internal yaitu pengujian secara simplo dan duplo untuk penentuan presisi serta pengujian secara spike untuk penentuan akurasi. Selain itu, bila memungkinkan kebutuhan arsip sampel yang harus disimpan di laboratorium dalam periode waktu tertentu juga harus dipertimbangkan.

4.  Homogenitas sampel

Homogenitas didefinisikan sebagai sesuatu yang mempunyai komposisi yang sama pada setiap titik dan setiap saat (Kateman, & Buydens, 1993). Dari definisi tersebut sangat sulit diperoleh sampel lingkungan yang benar-benar homogen. Umumnya petugas pengambil sampel lingkungan menggunakan asumsi untuk mendapatkan homogenitas sampel lingkungan. Asumsi yang digunakan berdasarkan pada intuitive atau technical judgment yang dimiliki oleh petugas pengambilan sampel lingkungan yang kompeten.

Homogenitas sampel memegang peranan penting dalam pengambilan sampel lingkungan. Sampel yang diambil dari media lingkungan yang homogen diharapkan dapat mewakili kondisi kualitas lingkungan yang sesungguhnya. Pada dasarnya, sampel yang masih heterogen dapat digerus, digiling, diaduk, disaring, atau dilakukan proses fisika lainnya untuk mendapatkan sampel yang homogen. Hasil dari perlakukan ini disebut sampel uji dan ukurannya akan ditentukan berdasarkan parameter uji, sensitivitas metode, dan kemampuan peralatan yang digunakan untuk pengujian. Sebagai gambaran adalah pengambilan sampel dengan tujuan untuk pengujian mineral dari batuan, maka homogenitas dapat dicapai dengan melakukan penggerusan dan pengayakan untuk memperoleh ukuran tertentu sebelum dilakukan pengujian.

Bagaimana dengan homogenitas sampel lingkungan khususnya air, udara ataupun tanah? Homogenitas sampel lingkungan sangat tergantung pada distribusi analit dalam media yang ada. Selain itu, faktor lingkungan misalnya: suhu, kelembaban, arah angin, kecepatan alir sungai, komposisi kimia tanah juga memberikan pengaruh yang signifikan terhadap distribusi analit di media lingkungan. Apabila sampel dari media lingkungan yang akan diambil menunjukkan keseragaman secara visual, maka pengambilan sampel sesaat (grab sample) dapat dilakukan dengan asumsi bahwa sampel lingkungan yang tersebut cukup homogen. Namun jika secara visual menunjukkan ketidakseragaman, maka pengambilan sampel gabungan (composite sample) atau sampel terpadu (integrated sample) harus dilakukan.

Pengambilan sampel gabungan maupun terpadu merupakan usaha yang harus dilakukan oleh petugas pengambil sampel untuk mendapatkan sampel sehomogen mungkin sehingga dapat mewakili kondisi kualitas lingkungan yang sesungguhnya. Selain itu, duplikasi ataupun analisis sampel uji terbelah (split sample) dapat menunjukkan homogenitas dari sampel gabungan atau sampel terpadu (Bourke, dkk, 1988).

5.  Jumlah titik pengambilan sampel

Penetapan titik pengambilan sampel merupakan hal yang sangat menentukan representatif tidaknya suatu sampel lingkungan. Adapun jumlah titik pengambilan sampel lingkungan umumnya sangat tergantung pada biaya,  masalah yang dihadapi dan tujuan yang ditetapkan. Jumlah titik pengambilan sampel akan berbeda pada pengambilan sampel air, udara, maupun tanah. Untuk pengambilan sampel air sungai, tidak hanya tergantung pada lebar dan panjangnya sungai tetapi juga kedalaman dan debit sungai serta karakteristik polutan dalam air sungai. Sedangkan untuk pengambilan sampel emisi dari cerobong industri, jumlah titik pengambilan sampel sangat ditentukan oleh diameter ekivalen dan tinggi cerobong.

Jumlah titik pengambilan sampel yang ditentukan akan sangat mempengaruhi biaya yang dibutuhkan. Namun dalam hal pengawasan dan penegakan hukum lingkungan, biaya seharusnya bukan merupakan kendala sehingga data yang dihasilkan valid dan dapat membantu menyelesaikan permasalahan yang ada.

6.  Saat yang tepat, lama dan frekuensi pengambilan sampel

Kapan seharusnya pengambilan sampel lingkungan dilakukan sehingga diperoleh sampel yang dapat mewakili kondisi kualitas lingkungan? Tidak ada suatu peraturan perundang-undangan yang mengatur kapan pengambilan sampel lingkungan. Umumnya, pendekatan yang digunakan dalam menentukan kapan pengambilan sampel lingkungan dilakukan adalah saat media lingkungan yang akan diambil diasumsikan cukup homogen atau konstan sehingga dapat mewakili kondisi yang dipersyaratkan. Homogenitas media lingkungan akan sangat tergantung pada situasi dan kondisi lingkungan sekitar. Pengambilan sampel air sungai tidak mungkin dilakukan pada saat turun hujan deras karena terjadi pengenceran terhadap air sungai tersebut oleh air hujan sehingga tidak menggambarkan kondisi kualitas air sungai yang sesungguhnya. Namun sebaliknya, saat turun hujan merupakan waktu yang tepat untuk pengambilan sampel hujan asam.

Waktu pengambilan sampel effluen industri sangat tergantung pada saat produksi berjalan normal dan instalasi pengolahan air limbah berjalan optimal. Sedangkan pengambilan sampel partikulat dalam cerobong gas buang yang diemisikan dari sumber tidak bergerak dilakukan pada keadaan isokinetik, yaitu saat kecepatan linier gas yang masuk ke dalam nosel pengambil sampel sama dengan kecepatan linier gas pada titik pengambilan sampel dalam cerobong. Dengan mempertimbangkan hal-hal tersebut, maka waktu pengambilan sampel lingkungan yang tepat adalah saat jam kerja.

Adapun lama pengambilan sampel untuk air permukaan atau air limbah ditentukan oleh cara pengambilan sampel yang digunakan. Lamanya waktu yang dibutuhkan pengambilan sampel sesaat akan berbeda dengan sampel gabungan waktu. Pengambilan sampel air dapat dilakukan dengan cara gabungan waktu 2 jam (the two-hour mixed sample), 6 jam atau 12 jam tergantung dari tujuan yang ditentukan. Sedangkan pengambilan sampel ambien ditentukan oleh peraturan perundang-undangan di bidang lingkungan hidup yang berlaku. Sebagai gambaran waktu yang dibutuhkan untuk pengambilan sampel NO₂ adalah 1 jam, 24 jam atau 1 tahun tergantung tujuannya. Penentuan lamanya pengambilan sampel udara ambien berhubungan dengan pengaruh terhadap kesehatan manusia.

Apabila diperlukan, pemantauan kualitas lingkungan dapat dilakukan secara terus menerus (continuous). Hal ini akan sangat tergantung pada peralatan yang dimiliki baik untuk sistem pemantauan kualitas udara maupun air. Data yang diperoleh dapat menggambarkan kondisi kualitas lingkungan setiap saat dan kecenderungan adanya suatu pencemaran yang terjadi dapat diantisipasi serta pengendalian dini dapat dilakukan.

Data hasil pengujian dari pengambilan sampel sesaat (one-shot or single period sampling) tidak dapat diharapkan mewakili kondisi kualitas lingkungan. Untuk mendapatkan kualitas lingkungan pada periode waktu tertentu maka harus dilakukan pengambilan sampel lebih dari sekali pada lokasi dan titik pengambilan sampel dengan parameter yang sama. Frekuensi pengambilan sampel lingkungan sangat ditentukan oleh peraturatan perundang-undangan di bidang lingkungan hidup yang berlaku (Hoffmann, 1988; Cowgill, 1988). Apabila dalam peraturan perundang-undangan dinyatakan bahwa setiap 3 (tiga) bulan sekali industri harus melaporkan kualitas air limbah ke instansi yang berwenang, maka dalam hal ini frekuensi pengambilan sampel dilakukan setiap 3 (tiga) bulan. Namun, hal ini bukan berarti kualitas air limbah hanya dipantau setiap 3 (tiga) bulan sekali sedangkan waktu-waktu lainnya tidak dilakukan pemantauan. Pihak industri dapat melakukan pengambilan sampel secara bulanan, mingguan, atau bahkan harian dalam rangka pemantauan kualitas air limbah maupun untuk mengetahui efisiensi instalasi pengolahan air limbah (IPAL). Data hasil pengujian yang diperoleh dapat digunakan untuk peningkatan efisiensi instalasi pengolahan air limbah maupun evaluasi kinerja produksi. Hal ini disebabkan jumlah limbah yang dihasilkan dapat mencerminkan efektifitas maupun efisiensi produksi yang sedang berlangsung.

Selain ditentukan berdasarkan peraturan perundang-undangan, frekuensi pengambilan sampel juga ditentukan beberapa kriteria antara lain: tingkat bahaya polutan, faktor resiko dan dampak ke lingkungan maupun manusia. Untuk mengetahui kecenderungan perubahan kualitas lingkungan di suatu daerah pada periode waktu tertentu maka frekuensi pengambilan sampel disesuaikan dengan kebutuhan. Dengan demikian, optimalisasi frekuensi pengambilan sampel lingkungan sangat ditentukan oleh peraturan, tujuan, program ataupun biaya yang tersedia (Keith, 1990).