4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Penelitian Utama
4.2.2 Kandungan timbal (Pb) pada limbah karagenan
Pada penelitian ini diuji coba pengikatan khitosan terhadap logam berat Pb yang terdapat pada limbah karagenan sebagai tujuan utama pada penelitian ini. Hal ini dilakukan untuk melihat seberapa besar daya ikat khitosan terhadap logam berat Pb pada limbah karagenan dengan pendeteksian oleh alat spektrofotometer serapan atom (AAS).
Hasil analisis kandungan logam timbal (Pb) pada sampel limbah karagenan tanpa perlakuan khitosan dengan menggunakan alat spektrofotometer serapan atom (AAS) adalah 0,030mg/ml. Setelah penambahan larutan khitosan, kandungan logam timbal (Pb) pada limbah karagenan menurun menjadi berkisar antara 0,014 mg/ml-0,027mg/ml atau terjadi penurunan sebesar 13,33 %–50,00 %. Kandungan logam berat setelah penambahan khitosan dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. kandungan logam berat timbal (Pb) pada limbah karagenan dengan penambahan konsentrasi khitosan
Logam Berat Kandungan logam berat (mg/ml)
0 ppm 1,25 ppm 2,5 ppm 3,75 ppm 5 ppm 6,25 pmm
Pb 0,030 0,026 0,024 0,020 0,017 0,015
0,030 0,028 0,025 0,018 0,015 0,013
Rata-rata 0,030 0,027 0,0245 0,019 0,016 0,014
% reduksi - 13,33 % 20,00 % 33,33 % 43,33% 50,00 %
Dari Tabel 8 dapat dilihat bahwa semakin besar konsentrasi khitosan yang diberikan maka kemampuan mengikat logam cenderung semakin besar. Kecenderungan semakin besarnya kapasitas penyerapan logam akan menyebabkan menurunnya kandungan logam pada limbah cair.
Adanya penur unan nilai kandungan logam berat disebabkan karena dengan penambahan khitosan terjadi pembentukan senyawa kompleks. Pembentukan
33
kompleks senyawa khelat tersebut mula-mula merupakan suatu detoksifikasi (proses hilangnya sifat racun zat beracun melalui proses biokimiawi atau proses lain) (Loomis 1978). Pembentukan khelat melalui reaksi antara khitosan dengan ion logam, yang dalam proses ini akan menyebabkan ion logam kehilangan sifat ionnya dan dengan demikian juga akan kehilangan sebagian besar sifat toksiknya. Melalui reaksi pengikatan (chelatin) khitosan mampu menyerap logam berat, hal ini diduga karena adanya gugus CH2OH dan NH2 yang mampu mengikat logam
berat dari limbah cair.
Logam timbal (Pb) merupakan salah satu logam berat beracun pada konsentrasi rendah dalam organisme. Bagi kehidupan organisme , logam ini tidak bermanfaat, sifat akumulatif logam nonesensial ini cenderung membentuk ikatan komplek dengan bahan organik (Waldichuck 1974). Kenaikan logam Pb dalam suatu perairan akan menyebabkan akumulasi yang terus menerus dalam organisme yang tidak mampu mengekskresi dengan baik logam tersebut.
Khitosan mempunyai bentuk kristal rombik dengan struktur saling silang antar bentuk alfa, beta dan gamma, membentuk suatu matriks seperti resin sehingga cocok digunakan sebagai absorben atau agen amobilisasi. Senyawa tersebut dapat dipadukan dengan komponen lain sehingga membentuk campuran yang mempunyai kemampuan mengabsorsi lebih kuat dan digunakan dalam absorbsi logam berat (Kawamura et al.1993).
Khitosan mempunyai gugus amin/NH yang reaktif dan gugus hidroksil yang banyak serta kemampuannya membentuk gel maka khitosan dapat berperan sebagai komponen reaktif, pengkelat, pengikat, pengabsorbsi, penstabil, pembentuk film, penjernih, flokulan, koagulan (Shahidi et al.1999). Dengan gugus fungsi yang unik itulah khitosan dapat diaplikasikan di bidang-bidang kesehatan, kosmetik, farmasi, pangan/pakan, pengolahan limbah, tekstil, kertas dan lain-lain. Absorbsi logam berat oleh khitosan melalui reaksi pengkhelatan yang membentuk senyawa kompleks melalui reaksi seperti pada Gambar 11.
Gambar 11. Bentuk senyawa kompleks pengikatan logam berat oleh khitosan (Hirano, 1988 dalam Rahadhiyan, 2001)
Proses penyerapan tersebut juga berhubungan dengan adanya gugus hidrofilik di dalam molekul khitosan, sehingga khitosan mempunyai ke mampuan untuk mengikat air dan bahan-bahan yang tersuspensi dalam air. Dengan demikian semakin besar konsentrasi khitosan dalam limbah maka semakin besar logam berat terikat dalam khitosan yang kemudian turun mengendap sehingga menyebabkan semakin kecilnya nilai absorbansi cairan limbahnya.
Kemampuan khitosan dalam mengikat logam berat karena khitosan memiliki sifat anionik yang kuat dan merupakan flokulan dan koagulan yang baik, membentuk membran serta membentuk gel dengan anion bervalensi ganda. Khitosan memiliki gugus amino bebas sebagai polikationik dan penghelat dalam larutan asam asetat. Kemampuan khitosan ini yang dimanfaatkan dalam pengolahan limbah pengkhelat logam. Zat pengikat logam ini mampu mengikat logam dalam bentuk ikatan kompleks sehingga mengalahkan pengaruh negatif dari logam berat. Molekul khitosan mampu mengikat ion logam dalam bentuk ikatan kompleks karena khitosan mempunyai gugus fungsional yaitu CH2OH dan
NH2. Proses pengikatan ion logam ini merupakan proses keseimbangan
pembentukan kompleks ion logam (Winarno 1992). Hasil uji khitosan terhadap logam berat pada limbah karagena n disajikan pada Gambar 12.
Logam Logam X X X X X X H H H H H H H H O OH OH H CH2OH CH 2OH H H H N N O O n Logam Logam X X X X X X H H H H H H H H O OH OH H CH2OH CH 2OH H H H N N O O n
35 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0 1.25 2.5 3.75 5 6.25 Konsentrasi Khitosan
Kadar Logam Berat (ppm)
Gambar 12. Kandungan logam Pb pada limbah karagenan setelah penambahan khitosan
Setiap penambahan khitosan memberikan pengaruh terhadap nilai pengikatan, dimana pada konsentrasi 0 ppm, 1,25 ppm, 2,5 ppm, 3,75 ppm, 5 ppm dan 6,25 ppm memberikan hasil yang berbeda. Penambahan khitosan 1,25 ppm mampu menurunkan kadar logam Pb sebesar 13,33 % yaitu dari 0,030 menjadi 0,027. sedangkan khitosan sebesar 2,5 ppm menurunka n kadar logam Pb sebesar 20 % yaitu dari 0,030 menjadi 0,025. Penambahan khitosan sebesar 3,75 ppm menurunkan kadar logam Pb sebesar 33,33 % yaitu dari 0,030 menjadi 0,019. Konsentrasi khitosan 5 ppm menurunkan kadar logam Pb sebesar 43,33 % yaitu dari 0,030 menjadi 0,016, dan penambahan khitosan sebesar 6,25 ppm menurunkan kadar logam Pb terbesar yaitu 50,00 % dari 0,030 menjadi 0,014. Terjadi penurunan nilai kadar logam Pb diawali dari penambahan konsentrasi 1,25 ppm yaitu 0,027 dan diikuti konsentrasi 2,5 ppm dan seterusnya. Dengan demikian maka semakin besar konsentrasi khitosan maka semakin kecil nilai kadar logam Pb yang didapat. Hal ini terjadi karena sifat khitosan yang dapat mengabsorbsi dan mengikat ion logam.
Dari seluruh perlakuan konsentrasi khitosan yang diberikan, perlakuan 6,25 ppm memberikan hasil terbaik terhadap reduksi logam berat Pb. Hal ini dapat dilihat dari semua perlakuan yang dicobakan hasil terbaik pada perlakuan konsentrasi 6,25 ppm. Dari hasil ya ng didapat diketahui bahwa jumlah Pb sebenarnya yang ada dalam limbah karagenan yang ditambahkan larutan khitosan 6,25 ppm adalah sebanyak 0,014 ppm.
Dengan demikian maka penambahan konsentrasi khitosan yang semakin besar dalam limbah karagenan akan menyebabkan semakin kecil kandungan logam berat Pb pada limbah karagenan. Hal ini berarti semakin besar konsentrasi khitosan yang diberikan akan menyebabkan semakin besar pula logam berat Pb pada limbah karagenan yang terserap oleh khitosan.
Hasil analisis sidik ragam (Lampiran 1) yang dilakukan memperlihatkan pengaruh konsentrasi khitosan terhadap kandungan logam berat limbah pada selang kepercayaan 95% menunjukkan bahwa konsentrasi khitosan yang digunakan memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap absorbsi kadar logam berat Pb. Penggunaan konsentrasi khitosan yang berbeda akan mempengaruhi kandungan logam berat pada limbah yang dianalisis.
Berdasarkan hasil uji Tukey’s pada selang kepercayaan 95 % terhadap berbagai konsentrasi yang digunakan menunjukkan bahwa konsentrasi khitosan yang digunakan memberikan pengaruh yang berbeda nyata. Dari uji lanjut Tukey’s dapat diketahui bahwa perlakuan dengan menggunakan khitosan 6,25 ppm memberikan hasil terbaik dengan pengaruh yang berbeda nyata terhadap semua perlakuan. Pada perlakuan khitosan 6,25 ppm terjadi penurunan logam berat Pb sebesar 50,00 %.
37