KULIT PISANG SEBAGAI ABSORBEN PENJERNIH LIMBAH LOGAM Cr

TITIN ANGGRAINI

(1112096000043)
Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

anggraini.titin@rocketmail.com

ABSTRAK

            Kebutuhan air bersih termasuk kebutuhan utama dalam kehidupan karena digunakan untuk berbagai keperluan. Cara penjernihan air perlu diketahui karena semakin banyak air yang tercemar limbah. Logam berat termasuk dalam kelompok pencemar dikarenakan adanya sifat-sifat logam berat tidak terurai dan mudah diabsorbsi serta memiliki sifat yang membahayakan. Kulit pisang merupakan salah satu absorben yang bisa membersihkan kontaminasi logam berat pada air terutama logam Cr. Semakin banyak kulit pisang yang digunakan dan semakin lama waktu penjernihan maka penjernihan akan semakin baik.

ABSTRACT

Water needs including primary needs in life because it is used for various purposes. How to purify water needs to be known as more and more polluted waste water. Heavy metal pollutants included in the group because of the properties of heavy metals do not biodegrade and easily absorbed and has a dangerous nature. Banana peel is one that can clean absorbent heavy metal contamination in the water principally Cr. The more banana peels are used and the longer time the purification purification thebetter.

1.      PENDAHULUAN

            Kebutuhan akan air bersih di daerah pedesaan dan pinggiran kota digunakan untuk berbagai keperluan. Seperti untuk air minum, memasak, mencuci dan sebagainya yang harus diperhatikan. Peraturan Pemerintah nomor 82 tahun 2001 mengenai pengelolaan kualitas air dan pencemaran air menyatakan bahwa, pencemaran air adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat energi atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia, sehingga kualitas perairan turun sampai pada tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya. Peraturan ini menyatakan bahwa pencemaran harus ditanggulangi dan penanggulangannya adalah merupakan kewajiban semua pihak. Permasalahan ekologis yang menjadi perhatian utama pada saat ini adalah menurunnya kualitas perairan oleh masuknya bahan pencemar yang berasal dari berbagai kegiatan manusia seperti sampah pemukiman, sedimentasi dan siltrasi, industri, pemupukan serta pestisida.

            Logam adalah unsur alam yang dapat diperoleh dari laut, erosi batuan, tambang vulkanik dan lain-lain.  Beberapa logam berat yang beracun tersebut adalah As, Cd, Cr, Pb, Hg, Ni dan Zn. Logam akan berbahaya jika sejumlah logam mencemari lingkungan. Logam-logam tertentu akan berbahaya apabila ditemukan dalam konsentrasi tinggi dalam lingkungan. Hal itu dikarenakan logam tersebut mempunyai sifat merusak tubuh makhluk hidup.

            Kekeruhan perairan umumnya disebabkan oleh adanya partikel-partikel suspensi seperti tanah liat, lumpur, bahan-bahan organik terlarut, bakteri, plankton dan organisme lainnya. Tingginya nilai kekeruhan juga dapat menyulitkan usaha penyaringan dan mengurangi efektivitas desinfeksi pada proses penjernihan air.

            Metode yang telah dikembangkan untuk menghilangkan atau mengurangi logam berat dari air termasuk penyaringan, penyaringan sentrifugasi, mikro dan ultra filtrasi, kristalisasi sedimentasi dan pemisahan gravitasi, flotasu, curah hujan, koagulasi, oksidasi dialisis elektro, elektrolisis dan adsorbsi. Penyerapan karbon aktif adalah metode yang paling menguntungkan filtrasi logam berat. Hal ini sebagian karena penggunaan yang universal, dimana karbon aktif dapat digunakan untuk menyerap anorganik serta organik yang tercemar. Karbon aktif tidak digunakan dalam skala besar karena biaya produksi yang tinggi.

            Kulit pisang merupakan bahan buangan atau limbah buah pisang yang cukup banyak jumlahnya. Umumnya kulit pisang belum dimanfaatkan secara nyata, hanya dibuang sebagai limbah organik saja atau digunakan sebagai makanan ternak seperti kambing, sapi dan kerbau. Jumlah dari kulit pisang cukup banyak yaitu sekitar 1/3 dari buah pisang yang belum dikupas. Kulit pisang juga menjadi salah satu limbah dari industri pengolahan pisang, namun bisa dijadikan teknologi dalam penjernihan air.

            Pisang adalah nama umum yang diberikan pada tumbuhan terna raksasa berdaun besar memanjang dari suku Musaceae. Beberapa jenisnya (Musa acuminata, M. Balbisiana, dan M. Paradisiaca). Buah ini tersusun dalam tandan dengan kelompok-kelompok tersusun menjari, yang disebut sisir. Hampir semua buah pisang memiliki kulit berwarna kuning ketika matang, meskipun ada beberapa yang berwarna jingga, merah, hijau, ungu atau bahkan hampir hitam. Buah pisang sebagai bahan pangan merupakan sumber energi (karbohidrat) dan mineral, terutama kalium.

            Pisang termasuk salah satu buah yang mudah dijumpai dimana-mana. Indonesia memang negara tropis dan buah pisang adalah salah satu komoditas tanaman yang tumbuh subur di daerah tropis. Karena melimpah, buah pisang dijual dengan harga yang cukup terjangkau.

            Secara umum, kulit pisang banyak mengandung karbohidrat, air, vitamin C, kalium, lutein, anti-oksidan, kalsium, vitamin B, lemak, protein, beragam vitamin B kompleks di antaranya vitamin B6, minyak nabati, serat, serotonin dan banyak lagi lainnya.  Kulit pisang memiliki banyak manfaat dalam kehidupan, diantaranya yaitu sebagai penjernih air.

2.      METODE PENELITIAN

Waktu dan Lokasi Penelitian

            Waktu pelaksanaan penelitian ini dilaksanakan selama dua minggu pada bulan Desember 2013, meliputi kegiatan antara lain persiapan bahan, pengolahan data dan penyusunan laporan. Adapun lokasi kegiatan ini dilaksanakan di PLT (Pusat Laboratorium Terpadu) UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. Sebagai pembanding digunakan tiga absorben yaitu kulit pisang, serbuk kayu dan akar eceng gondok.

Penjernihan air dengan kulit pisang, serbuk kayu dan akar eceng gondok

            Disiapkan empat tabung reaksi. Dimasukkan 10 ml air ke dalam masing-masing tabung reaksi. Kemudian ditambahkan limbah yang mengandung logam Cr ke dalam setiap tabung. Setelah itu ditambahkan absorben yang berbeda ke setiap tabung. Tabung 1 ditambahkan 1 gram akar eceng gondok, tabung 2 ditambahkan 1 gram serbuk kayu, tabung 3 ditambahkan 1 gram kulit pisang dan tabung 4 dijadikan sebagai kontrol. Didiamkan selama beberapa hari.

Penjernihan air dengan variasi massa absorben kulit pisang

            Disiapkan empat tabung reaksi. Dimasukkan 10 ml air ke dalam masing-masing tabung reaksi. Kemudian ditambahkan limbah yang mengandung logam Cr ke dalam setiap tabung. Ditambahkan absorben kulit pisang dengan perbandingan massa. Tabung 1 ditambahkan 2 gram kulit pisang, tabung 2 ditambahkan 4 gram kulit pisang, tabung 3 ditambahkan 5 gram kulit pisang dan tabung 4 dijadikan sebagai kontrol. Didiamkan selama beberapa hari.

3.      HASIL DAN PEMBAHASAN

            Salah satu bahan pencemar yang sering ditemukan di lingkungan perairan adalah logam berat. Logam berat yang telah mencemari suatu perairan akan terakumulasi dalam sedimen dan organisme melalui proses gravitasi, bio-konsentrasi, bio-akumulasi, dan bio-magnifikasi. Urutan toksisitas logam berat adalah: Hg²⁺ > Cd²⁺ > Ag²⁺ > Ni²⁺> Pb²⁺> As²⁺> Cr²⁺> Sn²⁺> Zn²⁺. 

Kadar ini akan meningkat bila limbah perkotaan, pertambangan, pertanian dan perindustrian yang banyak mengandung logam berat masuk ke lingkungan laut. Beberapa daerah yang kaya akan industri, sayur-sayuran, ikan-ikan mengandung logam berat. Apabila makanan tersebut dikonsumsi secara terus menerus, maka logam berat dapat terakumulasi di dalam tubuh dan dapat menyebabkan kanker, atau penyakit lain seperti gangguan ginjal, sistem saraf pusat, saluran pencernaaan, pernafasan, darah, kulit, sistem endokrin, dan kardiovaskuler. Hal itu dikarenakan logam berat tersebut bersifat kumulatif, akan menumpuk dalam jumlah banyak dalam tubuh jika kita sering mengkonsumsi makanan yang mengandung logam berat tersebut.

Penjernihan dengan absorben akar eceng gondok, serbuk kayu dan kulit pisang.  

            Variasi absorben yang digunakan untuk mengetahui dan menentukan jenis absorben yang paling baik untuk menghilangkan limbah logam Cr dalam air. Limbah Cr yang digunakan adalah limbah Cr yang terdapat dalam larutan K₂Cr₂O₇ 0,1 M. Warna air yang mengandung limbah logam Cr adalah kuning.

            Tabel 1. Hasil penjernihan dengan absorben eceng gondok, serbuk kayu dan kulit pisang

Absorben	Warna Air
	Setelah 1 hari	Setelah 2 hari	Setelah 3 hari
Eceng Gondok	Kuning	Kuning	Kuning
Serbuk Kayu	Kuning	Kuning	Kuning
Kulit Pisang	Kuning	Agak Bening	Bening

            Berdasarkan hasil pada tabel 1. dapat dilihat bahwa absorben yang paling baik untuk penjernihan air dari logam Cr adalah absorben kulit pisang saja sedangkan dengan absorben serbuk kayu dan eceng gondok tidak menghasilkan perubahan, warna air tetap bening setelah didiamkan selama 3 hari. Penjernihan air dengan absorben kulit pisang membutuhkan waktu yang agak lama, didiamkan selama 1 hari warna air tetap kuning, setelah 2 hari agak bening dan setelah 3 hari warna air baru benar-benar bening.

            Eceng gondok bersifat fitoremediasi atau tumbuhan yang menyerap polutan. Eceng gondok mampu mengurangi pencemaran air dari zat-zat berbahaya. Karena eceng gondok mengandung berbagai komponen kimia terkandung pada kandungan unsure hara tempat tumbuh dan sifat daya serap tanaman tersebut. Komponen tersebut dapat menyerap logam-logam berat dan senyawa sulfit. Namun pada penelitian ini eceng gondok tidak mampu menjernihkan air yang mengandung limbah Cr mungkin dikarenakan eceng gondok yang digunakan hanya bagian akarnya saja sehingga kurang bisa menyerap ion Cr yang terdapat dalam air.

            Serbuk kayu mengandung lignin dan bahan-bahan lainnya yang dapat menyerap logam berat dalam air. Namun berdasarkan penelitian serbuk kayu tidak dapat menjernihkan air yang mengandung limbah kromium mungkin dikarenakan serbuk kayu yang digunakan kurang banyak sehingga tidak maksimal menyerap logam berat, serbuk kayu yang digunakan tidak sebanding dengan limbah kromium yang terdapat pada air yang ditetesi larutan K₂Cr₂O₇ 0,1 M.

            Pisang merupakan tanaman yang memiliki banyak kegunaan, mulai dari buah, batang, daun, kulit hingga bonggolnya.. Kulit pisang kepok (Musa acuminate) didalamnya mengandung beberapa komponen biokimia, antara lain selulosa, hemiselulosa, pigemen klorofil dan zat pektin yang mengandung asama galacturonic, arabinosa,  galaktosa dan rhamnosa. Asam galacturonic menyebabkan kuat untuk mengikat ion logam yang merupakan gugus fungsi gula karboksil. Didasarkan hasil penelitian, selulosa juga memungkinkan pengikatan logam berat. Limbah kulit daun pisang yang dicincang dapat dipertimbangkan untuk ekstraksi kromium pada air yang terkontaminasi..

            Membandingkan dengan bahan ekstraksi lainnya, kulit pisang menjadi pilihan yang tepat (Lihat Tabel 1). Tidak hanya karena tingkat ekstraksi yang tinggi, melainkan karena biaya yang rendah dan aksesibilatas serta mudah didapat. Teknis ini dapat dilakukan dalam skala rumah.

Penjernihan air dengan variasi massa absorben kulit pisang

            Penjernihan air dilakukan dengan variasi massa kulit pisang bertujuan untuk mengetahui ada tidaknya pengaruh massa absorben kulit pisang terhadap hasil penjernihan.

            Tabel 2. Hasil penjernihan dengan perbandingan massa kulit pisang
     

Massa kulit pisang	Hasil penjernihan (warna air)
2 gram	Agak Jernih
4 gram	Jernih
5 gram	Jernih

            Penjernihan dilakukan selama 3 hari dengan perbandingan massa kulit pisang 2 gram, 4 gram dan 5 gram. Berdasarkan hasil percobaan, air yang paling jernih adalah air dengan massa absorben 5 gram.  Penjernihan dengan massa kuit pisang 4 gram lebih baik hasilnya daripada penjernihan dengan massa kuit pisang yang hanya 2 gram. Hal ini menunjukan bahwa semakin banyak kulit pisang yang digunakan maka proses penjernihan akan semakin baik.

            Setelah diamati, air hasil penjernihan yang masih mengandung kulit pisang didiamkan kembali untuk beberapa hari. Setelah satu minggu diperiksa kembali ternyata air diamati semakin jernih. Hal ini juga menunjukkan bahwa lama penjernihan juga mempengaruhi hasil penjernihan. Semakin lama waktu penjernihan maka hasil penjernihannya pun akan semakin baik.

4.      KESIMPULAN

            Permasalahan pencemaran perairan yang diakibatkan oleh logam berat yaitu Kromium (Cr) dapat diatasi dengan teknologi filter sederhana berbahan kulit pisang. Kandungan asam galacturonic  dan selulosa yang dimiliki oleh kulit pisang mampu mengikat Kromium (Cr) pada air yang tercemar. Semakin banyak dan semakin lama waktu penjernihan maka pejernihan semakin baik.

DAFTAR PUSTAKA

Ardyanto, Denny. 2005. Deteksi Pencemaran Timah Hitam (Pb) Dalam Darah       Masyarakat Yang Terpajan Timbal (Plumbum). Jurnal kesehatan lingkungan, vol. 2, NO.68 1, Juli 2005 : 67 – 76

Firmansyah, Irfan. 2012. Penentuan ukuran dan teknik penyimpanan Benih pisang             kepok (Musa sp. Abb group) dari bonggol. Institut Pertanian Bogor

I.R. Devi, A. Rachmattulah, A. Purwanto, dan A. A. Harnawan. 2012.       Pembuatan Penyaring Air Sungai menggunakan Kulit Pisang pada Kolam         Ikan Di Sei. Sipai Kecamatan Martapura Kabupaten Banjar. Prestasi,             Volume 1, Nomor 2.

Lubis, Z. 2012. Pengaruh Penambahan Tepung Kulit Pisang Raja (Musa     paradisiaca) Terhadap Daya Terima Kue Donat. Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN

Air limbah kromium sebelum ditambah absorben

Pengamatan setelah 3 hari

Tabung 1 : absorben akar eceng gondok
Tabung 2 : absorben serbuk kayu

Tabung 3 : absorben kulit pisang

Tabung 4 : kontrol

Perbandingan massa absorben kulit pisang

(2 gram, 4 gram , 5 gram)

REVIEW PRODUKSI GAS HIDROGEN

TITIN ANGGRAINI
(1112096000043)
Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

anggraini.titin@rocketmail.com

ABSTRAK

          Hidrogen adalah senyawa yang paling potensial untuk dijadikan sebagai bahan bakar karena tidak berkontribusi dalam polusi atau emisi gas rumah kaca ke atmosfer pada saat pembakaran serta memiliki kandungan energi tertinggi per satuan berat bahan bakar (142kJ/gram). Dengan demikian perlu dilakukan eksplorasi produksi gas hidrogen, produksi gas hidrogen dapat dilakukan dengan berbagai cara diantaranya produksi gas hidrogen dari limbah aluminium, produksi gas hidrogen melalui proses elektrolisis air sebagai sumber energi dan  produksi gas hidrogen dari isolat bakteri aerob dan Anerob.

ABSTRACT

          Hydrogen is the most potent compounds to serve as a fuel because it does not contribute to pollution or greenhouse gas emissions into the atmosphere at the time of burning and has the highest energy content per unit of weight of fuel (142kJ/g). Thus the need for exploration of gas production of hydrogen, the hydrogen gas production can be done in various ways such as the production of hydrogen gas from waste aluminum, hydrogen gas production through the process of electrolysis of water as a source of energy and production of hydrogen gas from isolates of bacteria are aerobic and Anerob.

   1.  Pendahuluan

          Permasalahan kebutuhan energi di Indonesia merupakan masalah yang serius dalam kehidupan manusia. Energi merupakan komponen penting bagi kelangsungan hidup manusia karena hampir semua aktivitas kehidupan manusia sangat tergantung terhadap ketersediaan energi. Kebutuhan energi nasional masih dipenuhi minyak bumi sekitar 53%. Cadangan minyak bumi di Indonesia diprediksi tersisa sekitar 3,9 miliar barel. Cadangan tersebut diperkirakan akan habis dalam 11 tahun ke depan. Penyebab masalah tersebut dikarenakan minyak bumi merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui, sehingga untuk mendapatkan kembali memerlukan waktu ratusan juta tahun lamanya. Terbentuknya minyak bumi sangat lambat, oleh karena itu diperlukan penelitian untuk menghasilkan sumber energi alternatif. Hasil penelitian tersebut diharapkan mampu mengatasi beberapa permasalahan yang berkaitan dengan penggunaan minyak bumi. Salah satu bentuk energi alternatif untuk mengatasi permasalahan yang terjadi adalah gas hidrogen. 

          Gas hidrogen tidak dapat ditambang melainkan harus diproduksi. Alternatif tersebut dapat dilakukan dengan berbagai cara seperti produksi gas hidrogen dari limbah aluminium, produksi gas hidrogen melalui proses elektrolisis air sebagai sumber energi dan produksi gas  hidrogen dari isolat bakteri aerob dan anerob.

   2.  Produksi Gas Hidrogen dari Limbah Aluminium

                             Poduksi gas hidrogen menggunakan katalis basa, yaitu NaOH  karena NaOH memberikan tekanan akhir yang cukup tinggi, yaitu untuk 25 mL NaOH 3 M sebesar 1169 hPa dengan waktu 259 detik. Reaksi yang berlangsung adalah:

     

Selanjutnya cara untuk menghitung jumlah hidrogen yang dihasilkan adalah dengan penerapan hukum gas kimia atau biasa disebuthukum gas ideal, yaitu :

PV = nRT…1)

dengan :
P = tekanan (atm)
V = volume (L)
n = mol
R = tetapan gas universal (0,08206 L atm mol-1K-1)
T = temperatur (K)

                             Penerapan dari hukum gas ideal ini adalah dalam perhitungan gas yang dihasilkan dalam reaksi kimia antara logam alumunium dengan air dalam larutan beralkalin (NaOH).Jika volume tempat dan temperatur diketahui, maka hukum gas ideal dapat digunakan untuk mengkonversi antara jumlah kimia dan tekanan. Pengukuran tekanan dengan menghitung perbedaan tekanan awal dan akhir(ΔP). Meningkatnya (ΔP), maka menunjukkan meningkatnya produksi hidrogen. Selanjutnya produksi hidrogen dapat ditunjukkan oleh tekanan. Konsentrasi NaOH yang digunakan memberikan pengaruh terhadap lamanya reaksi dan produksi hidrogen dari limbah alumunium foil. Meningkatnya konsentrasi NaOH mempengaruhi kecepatan limbah alumunium yang bereaksi untuk menghasilkan hidrogen. Semakin besar konsentrasi yang dipakai maka semakin cepat waktu yang diperlukan untuk produksi gas hidrogen. Sedangkan meningkatnya konsentrasi NaOH tidak berpengaruh terhadap tekanan gas atau hidrogen yang dihasilkan.

                             Dihasilkan mol hidrogen adalah sebesar 3x10-3 mol atau 3x10-6 gram hidrogen dari 0,05 gram limbah alumunium. Jadi hasil penelitian menunjukkan bahwa, untuk menghasilkan 0,006 gram hidrogen dibutuhkan 0,05 gram alumunium.

   3.  Produksi Gas Hidrogen melalui Proses elektrolisis Air sebagai Sumber Energi

                             Penelitian dilakukan selama 180 menit menggunakan elektroda stainless steel pada katoda. Dilakukan pengamatan pH dan salinitas pada masing-masing elektroda. pH didapatkan dari masing-masing elektroda antara lain asam pada anoda dan basa pada katoda. Ion yang menyebabkan menyebabkan sifat asam itu adalah proton (H+) sedangkan ion hidroksida (OH-) menyebabkan sifat basa. Pada penelitian ini didapatkan bahwa pH pada anoda yang bersifat asam disebabkan karena terjadi persaingan dengan OH- sehingga ion Cl- bereaksi dengan air sedangkan katoda bersifat basa karena ion Na+ mengalami persaingan dengan ion H+ sehingga ion Na+ bereaksi dengan OH- yang mengalami oksidasi membentuk natrium hidroksida (NaOH). Penelitian ini  juga mengamati salinitas kondisi sebelum dan sesudah proses elektrolisis, terjadi perbedaan antara sebelum dan sesudah. Kondisi sesudah proses elektrolisis, salinitas pada anoda lebih besar daripada salinitas pada katoda. Hal ini terjadi dikarenakan muatan positif yang mengalir pada permukaan anoda telah menarik ion klor selama proses elektrolisis. Dilihat dari ketiga penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbandingan yang diperoleh terhadap salinitas 0,5‰, 15‰ dan 35‰ dalam produksi gas hidrogen, ditunjukkan bahwa gas hidrogen yang paling banyak terbentuk adalah 35‰. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar salinitas maka  produksi gas hidrogen yang terbentuk semakin banyak, dikatakan demikian karena salinitas besar  menyebabkan daya hantar larutan cepat sehingga kekuatan untuk menarik ion dengan muatan berlawanan semakin besar. Hal serupa juga terjadi pada variasi tegangan yang menyatakan bahwa semakin besar tegangan maka produksi gas hidrogen yang terbentuk semakin banyak.

                   Variasi tegangan juga berpengaruh terhadap perubahan kuat arus selama proses elektrolisis. Perubahan kuat arus yang diukur adalah kuat arus yang terjadi selama proses elektrolisis. Salinitas optimum dalam produksi gas hidrogen adalah 35‰. Hal ini disebabkan karena terjadi proses pertukaran ion-ion dalam larutan yang memiliki kekuatan besar untuk menarik ion muatan yang berlawanan sehingga semakin banyak produksi gas hidrogen yang diperoleh. Pada akhir penelitian, salinitas pada anoda memiliki nilai lebih besar dibandingkan katoda karena terjadi gaya tarik menarik ion klor menuju anoda karena ion klor merupakan ion negatif berlawanan dengan kutub positif.

                             Proses elektrolisis dapat dilakukan untuk produksi gas hidrogen (H2) didapatkan hasil optimum yaitu sebesar 98mL dalam waktu 3jam (180menit). Produksi gas hidrogen hingga 98 mL pada penggunaan alat elektrolisis variasi tegangan sebesar 12 volt. Produksi gas hidrogen hingga 98 mL pada penggunaan alat elektrolisis variasi salinitas sebesar 35 %.

   4.  Produksi Gasi Hidrogen dari Isolat Bakkteri Aerob dan Anerob.

                             Isolat bakteri aerob dan anaerob yang akan digunakan terlebih dahulu diadaptasikan sebanyak 3 kali pada medium limbah organik cair yang kemudian disebut sebagai isolat kerja. Adaptasi adalah suatu cara organisme mampu merespon perubahan lingkungannya (Anonim, 2012). Tujuan dari pengadaptasian isolat kerja ini adalah untuk menyiapkan isolat kerja supaya mampu tumbuh selama masa inkubasi. Proses pengadaptasian dilakukan dengan menggunakan tabung reaksi yang berisi 10 ml medium limbah organik cair aerob untuk isolat aerob dan medium limbah organik cair anaerob untuk isolat anaerob. Kedua medium ini telah ditambahkan bahan anorganik berupa FeCl2.7H2O. Penambahan unsur anorganik ini bertujuan untuk meningkatkan produksi gas hidrogen (Lee et al., 2001), dapat mereduksi asam-asam organik hasil fermentasi supaya gas hidrogen yang dihasilkan tetap maksimal (Hawkes et al., 2002) serta sebagai kofaktor enzim hidrogenase dan mikronutrien atau trace element yang berperan dalam pembentukan dan aktivitas enzim hidrogenase dan ferredoksin (Setya dan Surya, 2011). Isolat bakteri aerob yang digunakan adalah isolat bakteri A6, A27, dan A31 yang cenderung masuk ke dalam genus Bacillus berdasarkan uji biokimia serta Escherichia coli sebagai kontrol positif. Sumber inokulum berasal dari subkultur isolat bakteri pada medium limbah organik padat yang berumur 24 jam. Inokulum diambil sebanyak 1 ose dan diinokulasikan pada 10 ml medium limbah organik cair aerob dan diinkubasi selama 24 jam (adaptasi I). Selanjutnya, pengadaptasian dilakukan kembali dengan mengambil 1 ml dari adaptasi I dan dipindahkan pada 9 ml medium limbah organik cair yang baru (adaptasi II) dan kemudian dengan cara yang sama untuk adaptasi III. Setiap 24 jam, masing-masing proses adaptasi diukur pertumbuhannya selama 3 hari. Pengadaptasian dilakukan tiap 24 jam dikarenakan masih belum ada penelitian tentang pertumbuhan bakteri penghasil hidrogen tiap jam, sehingga digunakan waktu secara umum bakteri mampu melakukan 1 kali siklus pertumbuhan, yaitu selama 24 jam. Hasil pengukuran kekeruhan suspensi sel dengan spektrofotometer pada optical density (OD) 600 nm.
                   Isolat bakteri aerob dan anaerob dapat memproduksi hidrogen pada kondisi terang maupun gelap. Isolat bakteri aerob A27 menghasilkan gas hidrogen tertinggi (13.690 ml) pada kondisi gelap pada hari ke-20. Isolat bakteri anaerob BT3 menghasilkan gas hidrogen tertinggi (11.268 ml) pada kondisi terang pada hari ke-20.

   5.  Kesimpulan

                             Dari ketiga cara proses produksi gas diatas proses yang paling efektif dan baik untuk digunakan adalah proses produksi hidrogen dari limbah aluminium karena bahan bakunya merupakan limbah aluminium. Tidak terlalu sulit untuk mencari limbah aluminium seperti di laboratorium selalu terdapat limbah aluminium. Dengan adanya metode ini maka limbah aluminium dapat dimimalisasi dan dimanfaatkan dengan baik. Selain itu bahan untuk produksi gas hidroegennya pun tidak terlalu sulit yaitu hanya memerlukan katalis basa (NaOH) dan limbah aluminium. Prosedernya pun hanya mereaksikan limbah aluminium dan NaOH namun diperlukan storage gas hidrogen yang benar-benar baik agar gas hidrogen yang dihasilkan dapat tertampung dalam storage tanpa ada kebocoran. Karena apabila terjadi kebocoran dapat mengurangi jumlah dan kualitas gas hidrogen yang didapat.

6.  Daftar Pustaka

DIS, Yusraini. 2010. Produksi Gas Hidrogen Dari LimbahAluminium. https://www.google.com/#psj=1&q=jurnal+produksi+gas+hidrogen+dari+aluminium

         

         Andewi, Ni Made Ayu Yasmith dan Wahyono Hadi. Produksi Gas Hidrogen melalui           Proses elektrolisis Air sebagai Sumber Energi. http://digilib.its.ac.id/public/ITS-         Undergraduate-16110-3307100021-paper.pdf

         Ambarningtyas, Elita Sri dan Maya Shovitri. Produksi Gasi Hidrogen dari Isolat             Bakkteri Aerob dan Anerob. http://digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-22141-                1508100040-Paper.pdf

                          

                          

PENJERNIHAN LIMBAH LOGAM Cu DENGAN ADSORBEN SERBUK KAYU

EKA PUTRI RAHAYU

1112096000042

UIN SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA

13 OKTOBER 2013

Ekaputri2808@gmail.com

 ABSTRAK

Limbah yang mengandung logam berat perlu mendapat perhatian khusus, mengingat dalam konsentrasi tertentu dapat memberikan efek toksik yang berbahaya bagi kehidupan manusia dan lingkungan di sekitarnya. Metoda penyerapan dengan menggunakan bahan yang relatif murah, mudah didapat dan mempunyai daya serap tinggi sangat diperlukan. Adsorben serbuk kayu mengandung lignin yang dapat menyerap logam berat. Variasi massa adsorben serbuk kayu berbanding lurus dengan kejernihan larutan yang didapat, semakin besar massa adsorben yang digunakan maka larutan semakin jernih.

ABSTRACT

Waste Cu Metal Purification Adsorbent With Wood

Waste containing heavy metals need special attention, given the specific concentration cangive toxic effects that are harmful to human life and the environment around it. Absorption method using a material that is relatively in expensive, readily available and has a very high absorbency is needed. Lignin containing wood powder adsorbent can absorb heavy metals. Sawdust adsorbent mass variation is directly proportional to the clarity of the solution obtained, the greater the mass of adsorbent used the solution more clear.

PENDAHULUAN

Indonesia memiliki jumlah penduduk cukup tinggi. Pada tahun 2010 Indonesia memiliki jumlah penduduk sebanyak 228 juta orang (Anonim1 2010). Meningkatnya jumlah penduduk di Indonesia akan meningkatkan produksi limbah rumah tangga. Limbah rumah tangga merupakan bahan-bahan atau sisa dari kegiatan masyarakat. Limbah menjadi masalah yang sulit untuk diselesaikan berkaitan dengan kurangnya kesadaran masyarakat akan bahaya limbah terhadap lingkungan. Limbah rumah tangga yang diproduksi oleh kegiatan manusia seringkali di buang ke perairan sehingga dapat mengganggu ekosistem yang ada diperairan tersebut.

Saat ini limbah rumah tangga bukan menjadi hal yang asing karena disetiap pemukiman akan menghasilkan limbah rumah tangga. Limbah rumah tangga umumnya berupa bahan-bahan organik maupun anorganik namun juga terdapat bahan lain yang berbahaya yang dapat masuk ke perairan. Perairan yang banyak mengandung bahan organik dan anorganik dapat menyebabkan eutrofikasi atau penyuburan sehingga terjadi blooming alga tertentu. Umumnya alga yang mengalami blooming adalah alga yang beracun. Blooming tersebut seringkali menyebabkan kematian massal biota perairan misalnya ikan. Masalah lain yang disebabkan limbah rumah tangga ialah pencemaran air sehingga kualitas air menurun. Akibatnya ketersediaan air bersih berkurang dan sulit untuk mendapatkan air bersih. Selain itu, limbah rumah tangga juga menyebabkan menurunnya estetika lingkungan akibat bau dan warna air yang ditimbulkan oleh bahan-bahan yang larut atau tersuspensi dalam limbah tersebut.

Limbah yang mengandung logam berat perlu mendapat perhatian khusus, mengingat dalam konsentrasi tertentu dapat memberikan efek toksik yang berbahaya bagi kehidupan manusia dan lingkungan di sekitarnya. Logam berat dapat mencemari lingkungan tanah maupun perairan. Umumnya, logam yang mudah ketersediaannya untuk diserap oleh tanaman adalah logam Cd, Ni, Zn, As, Se, dan Cu. Logam yang agak mudah tersedia untuk tanaman adalah Co, Mn, dan Fe. Sedangkan Pb, Cr, dan unsur radioaktif Uranium serta Cesium 137 sulit tersedia untuk diserap tanaman.

Banyak metoda yang telah dikembangkan untuk menurunkan kadar logam berat dari badan perairan, misalnya metoda pengendapan, evaporasi, elektrokimia, dan dengan cara penyerapan bahan pencemar oleh adsorben baik berupa resin sintetik. maupun karbon aktif (Lopes, 1997; Giequel et al., 1997). Seringkali menggunakan bahan kimia dalam proses pengolahan limbah tersebut. Beberapa bahan kimia yang sering digunakan adalah Al2(SO4)3, FeSO4Cl, Fe2(SO4)3 dan klorin serta penjernihan lainnya yang berbahaya bagi tubuh manusia (Siroju, 2010). Hal ini akan berdampak buruk bagi lingkungan karena bahan kimia yang digunakan dapat mengganggu ekosistem lingkunga perairan. Metode tersebut dianggap kurang efektif karena membutuhkan biaya yang relatif tinggi. Untuk itu perlu dicari metoda penyerapan dengan menggunakan bahan yang relatif murah, bisa didapat dengan mudah dan mempunyai daya serap tinggi.

Dewasa ini telah banyak dikembangkan teknologi aplikasi adsorpsi menggunakan berbagai material seperti lumut, sekam padi, eceng gondok, lumut dan alga. Metode adsorpsi merupakan salah satu metoda yang sangat efisien untuk menurunkan kandungan logam berat. Proses penyerapan ion logam oleh organisme hidup dipercayai terjadi melalui proses metabolisme dalam proses penyerapan unsur hara untuk tanaman. Sementara penyerapan ion logam oleh organisme mati dipercayai terjadi melalui proses sorpsi yang melibatkan gugus fungsi yang berhubungan dengan protein, polisakarida, karboksilat, hidroksil, gugus sulfhidril dan biopolimer lain yang terdapat pada sel atau dinding sel (Drake dan Rayson, 1996). Pemanfaatan bahan non biomaterial dan biomaterial seperti perlit, tanah gambut, lumpur aktif, biomassa bulu, dan sekam padi telah banyak dilaporkan.

Salah satu kebijakan Departemen Kehutanan adalah memanfaatkan kayu seoptimal mungkin (zero waste) yang berarti bahwa semua industri pengolahan kayu baik besar maupun kecil harus berusaha supaya meminimalisir produksi limbah kayu. Namun demikian kenyataan di lapangan umumnya rendemen industri penggergajian kayu masih berkisar dari 50–60%, sebanyak 15-20% terdiri dari serbuk kayu gergajian. Diperkirakan jumlah limbah serbuk kayu gergajian di Indonesia sebanyak 0,78 juta m3/th. (Pari and Roliadi, 2004). Untuk industri besar dan terpadu, limbah serbuk kayu gergajian sudah dimanfaatkan menjadi bentuk briket arang dan dijual secara komersial. Namun untuk industri penggergajian kayu skala industri kecil yang jumlahnya mencapai ribuan unit dan tersebar di pedesaan, limbah tersebut belum dimanfaatkan secara optimal. Salah satu usaha meningkatkan nilai tambah dari serbuk gergajian ini adalah digunakan sebagai penjernihan air.

METODE PENELITIAN

Penelitian dilakukan pada hari Kamis tanggal 05 Desember 2013 di PLT UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

Penjernihan limbah Cu dengan adsorben serbuk kayu, kulit pisang dan akar eceng gondok

            Disiapkan 3 buah tabung reaksi. Disiapkan Limbah yang terkandung Cu dengan konsentrasi 0.02M sebanyak 12.5mL, dimasukkan kedalam masing-masing tabung reaksi. Ditambahkan adsorben kedalam masing-masing tabung reaksi. Tabung 1 ditambahkan serbuk kayu sebanyak 0.1 gram, tabung 2 ditambahkan kulit pisang sebanyak 0.1 gram dan tabung 3 ditambahkan akar eceng gondok sebanyak 0.1 gram. Didiamkan selama 1-2 hari. Dicatat dan diamati perubahan yang terjadi.

Penjernihan limbah Cu dengan variasi massa adsorben serbuk kayu.

            Disiapkan 3 buah tabung reaksi. Disiapkan limbah yang terkandung Cu dengan konsentrasi 0.02M sebanyak 12.5 mL, dimasukkan kedalam masing-masing tabung reaksi. Ditambahkan adsorben serbuk kayu dengan variasi massa yaitu tabung 1 sebanyak 0.5 gram, tabung 2 sebanyak 1 gram dan tabung 3 sebanyak 2 gram. Didiamkan selama 1-2 hari. Dicatat dan diamati perubahan yang terjadi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penjernihan limbah Cu dengan adsorben serbuk kayu, kulit pisang dan akar eceng gondok

Tabel 1 Hasil penjernihan limbah Cu dengan adsorben serbuk kayu, kulit pisang dan akar eceng gondok

Adsorben	Selama 24 jam (1hari)	Selama 48 jam (2hari)
Serbuk Kayu	Larutan menjadi bening	Larutan menjadi bening
Kulit Pisang	Larutan berwarna biru	Larutan berwarna biru
Akar Eceng Gondok	Larutan berwarna biru	Larutan berwarna biru

Pada percobaan diatas, suatu larutan Cu yang digunakan yaitu larutan CuSO4 yang berwarna biru muda. Adsorben yang digunakan pada penjernihan limbah Cu ini yaitu serbuk kayu, kulit pisang dan akar eceng gondok, dikarenakan menurut literatur ketiga adsorben ini dapat digunakan untuk menjernihkan logam berat. Penjernihan dilakukan selama 48 jam (2hari), namun pengamatan dilakukan setiap 24jam (1hari). Pada waktu 24 jam (1hari), limbah Cu yang berwarna biru menjadi bening dengan ditambahkan adsorben serbuk kayu, namun larutan tetap berwarna biru dengan adsorben kulit pisang dan akar eceng gondok. Pada waktu 48 jam (2hari), limbah Cu tetap menjadi bening dengan adsorben serbuk kayu, sedangkan larutan tetap berwarna biru dengan adsorben kulit pisang dan akar eceng gondok.

Kulit pisang memiliki komponen antara lain selulosa, hemiselulosa, pigemen klorofil dan zat pektin yang mengandung asam galacturonic, arabinosa, galaktosa dan rhamnosa. Seharusnya kulit pisang bisa untuk mengadsorbsi logam Cu karena mengandung Asam galacturonic yang merupakan pengikat kuat ion logam. Namun, pada percobaan ini kulit pisang yang digunakan tidak berhasil untuk menjadi adsorpsi logam Cu, dikarenakan kulit pisang yang digunakan tidak fresh dan kulit pisang sudah menghitam sehingga kemampuan menyerap ionnya berkurang. Tanaman eceng gondok dapat menyerap logam berat, namun pada penjernihan limbah Cu ini yang digunakan hanya akar eceng gondok dan ternyata akar eceng gondok tidak dapat digunakan sebagai adsorben limbah Cu tetapi hanya mampu membunuh bakteri coli karena mengandung zat alleopathy. Adsorben untuk limbah Cu yang dapat digunakan pada percobaan ini hanya serbuk kayu. Serbuk kayu dapat digunakan sebagai adsorben limbah Cu dikarenakan kayu mengandung lignin yang dapat menyerap logam berat seperti Cu.

Penjernihan limbah Cu dengan variasi massa adsorben serbuk kayu.

Tabel 2 Pengamatan variasi massa serbuk kayu terhadap limbah Cu

Adsorben	Massa	Pengamatan 48 jam
Serbuk Kayu	0.5 gram	jernih
	1 gram	jernih
	2 gram	Sangat jernih

 Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan bahwa serbuk kayu yang dapat digunakan sebagai adsorben logam Cu. Maka pada percobaan selanjutnya melakukan variasi massa pada adsorben serbuk kayu terhadap logam Cu. Variasi massa yang digunakan yaitu 0.5, 1, 2 gram dan berdasarkan pengamatan setelah 48 jam didapatkan bahwa semakin besar massa adsorben yang digunakan maka larutan semakin jernih. Hal ini sesuai dengan teoritis, semakin banyak massa adsorben serbuk kayu maka lignin yang terkandung semakin banyak sehingga kemampuan untuk menyerap logam Cu semakin banyak, karena logam Cu yang terserap semakin banyak maka larutan semakin jernih.

KESIMPULAN

Adsorpsi merupakan salah satu metode yang sangat efisien untuk menurunkan kandungan logam berat. Adsorben yang dapat digunakan untuk menyerap logam Cu yaitu adsorben serbuk kayu. Variasi massa adsorben serbuk kayu berbanding lurus dengan kejernihan larutan yang didapat, semakin besar massa adsorben yang digunakan maka larutan semakin jernih.

DAFTAR PUSTAKA

Khopkar (1990) Konsep Dasar Kimia Analitik, UI Press, Jakarta.

Wieber, J. F., Kuick, B., Zuman, P. (1988) Sorption of lignin, wood celluloses, copper (II) and zinc (II) ions, Colloid and Surface 33, 141-152.

Zein, R., Lorina, S., Nurhasni, Suyani, H., Munaf, E. (2003) Studi perbandingan kemampuan tanaman genjer (Limnicharis flava) hidup dan mati untuk menyerap ion kadmium dalam air limbah. Jurnal Kimia Andalas, 9(1), 43-46.

Pari, G. 1992. Pembuatan arang aktif dari serbuk gergajian sengon untuk penjernih air. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. 10(5): 141-149. Pusat Litbang Hasil Hutan Bogor, Bogor.

LAMPIRAN

Gambar 1 Serbuk kayu

Gambar 2 Kulit Pisang

Gambar 3 Akar eceng gondok

Gambar 4 (a) kontrol larutan Cu (b) adsorben serbuk kayu memiliki larutan yang jernih (c) adsorben akar eceng gondok larutan tetap biru (d) adsroben kulit pisang larutan tetap biru

Gambar 5 (a) kontrol larutan Cu (b) 0.5 gram adsorben serbuk kayu larutan menjadi jernih (c) 1 gram adsorben serbuk kayu larutan menjadi jernih (d) 2 gram adsorben serbuk kayu larutan menjadi sangat jernih.