BAB III METODOLOGI PENELITIAN
D. Prosedur Penelitian
Diagram alir cara kerja pada penelitian ini dapat dilihat pada Lampiran 1.
1. Produksi BioSPaPueira a. Pemeliharaan Biakan
P. aeruginosa disimpan dalam lemari pendingin (40C) sebagai biakan stok (stock culture) pada media nutrien agar.
b. Penyiapan Inokulum (pre-culture)
P. aeruginosa ditumbuhkan dalam media dengan komposisi 8,0 g/liter nutrient broth dan 5,0 g/liter NaCl yang dishaker dengan kecepatan 150 rpm selama 24 jam pada suhu kamar (280C-300C). Setelah tumbuh, biakan siap untuk dipindahkan ke media fermentasi.
c. Kultur Fermentasi
Inokulum P. aeruginosa sebanyak 0,2 mL dipindah ke tabung reaksi dengan volume 5 ml media fermentasi dan dishaker selama 24 jam, kemudian diambil 0,4 mL dipindah ke 10 ml media fermentasi dan dishaker selama 24 jam, kemudian dipindahkan ke 125 ml media fermentasi. Fermentasi dilakukan pada suhu kamar dengan kecepatan shaker 150 rpm selama 4 hari.
d. Recovery BioSPaPueira
Pada tahap pertama mikroorganisme dipisahkan dari larutan media dengan cara disentrifugasi pada kecepatan 2500 rpm selama 15 menit, kemudian pH supernatan diasamkan menjadi 2,0 dengan penambahan HCl 6 N, setelah itu didiamkan selama semalam di dalam kulkas 4°C. Setelah itu supernatan diekstraksi dengan corong pisah menggunakan campuran pelarut
kloroform : metanol dengan perbandingan 2 : 1 (v/v) kemudian digojok dan didiamkan hingga mencapai kesetimbangan. Fase kloroform yang berada di bagian bawah dievaporasi dan residu yang terbentuk dikeringkan.
e. Karakterisasi BioSPaPueira 1). Analisis dengan FTIR
Identifikasi gugus fungsional komponen BioSPaPueira dilakukan dengan FTIR menggunakan teknik butiran KBr, yaitu pelet dibuat dengan mencampurkan 2% (b/b) sampel dalam KBr. Sampel pelet dianalisis dengan Spektrofotometer FTIR. Daerah pengamatan yang dianalisis dengan spektrofotometer adalah serapan pada bilangan gelombang 400-4000 cm-1 (spektra FTIR BioSPaPueira dapat dilihat pada Lampiran 2).
2). Penentuan Luas Permukaan dengan Metode Metilen Biru
Ke dalam 20 ml larutan metilen biru 100 ppm, dimasukkan 0,05 g BioSPaPueira kemudian dishaker selama waktu setimbang. Campuran disaring dan filtratnya diukur absorbansinya dengan Spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang maksimum.
3). Penentuan Bilangan Keasaman dengan Metode Adsorpsi Amoniak
Ke dalam kaca arloji kosong yang telah diketahui beratnya ditambahkan 0,1 g BioSPaPueira dan dimasukkan ke dalam desikator.
Kemudian gas amoniak dialirkan ke dalam desikator melalui selang.
Desikator ditutup rapat-rapat dan dibiarkan semalaman. Tutup desikator dibuka dan dibiarkan 2 jam agar amoniak yang tidak terabsorp menguap.
2. Preparasi Alofan a. Preparasi Awal Tanah Alofan Alam
Tanah alofan dibersihkan dari pengotornya dengan cara merendamnya dalam akuades, kemudian ditumbuk menggunakan lumpang porselin sampai menjadi serbuk. Serbuk kemudian diayak dengan ayakan ukuran lolos 150 mesh.
b. Aktivasi Alofan Alam dengan H2SO4
Tanah alofan alam sebanyak 200 g dimasukkan dalam gelas beker dan ditambahkan 1L H2SO4 3 N dan dishaker selama 3 jam. Sampel selanjutnya dicuci dengan akuades sampai pH netral dan dikeringkan.
c. Karakterisasi Alofan
1). Analisis dengan Difraksi Sinar X
Analisis sampel tanah dengan Difraksi Sinar X menggunakan metode serbuk dengan radiasi yang ditimbulkan oleh Cukα (λ=1,5406 nm) dengan filter Ni. Bubuk sampel ditempatkan pada permukaan glass slide (tempat sampel). Kemudian dibuat difraktogramnya pada sudut 2θ = 10,00-100,00 deg (data XRD alofan alam dapat dilihat pada Lampiran 3).
2). Analisis dengan FTIR
Identifikasi gugus fungsional komponen alofan dilakukan dengan FTIR menggunakan teknik butiran KBr, yaitu pelet dibuat dengan mencampurkan 2% (b/b) sampel dalam KBr. Sampel pelet dianalisis dengan alat spektrofotometer FTIR. Daerah pengamatan dianalisis dengan spektrofotometer adalah serapan pada bilangan gelombang 400-4000 cm-1 (spektra FTIR alofan alam dapat dilihat pada Lampiran 4 sedangkan spektra FTIR alofan aktif dapat dilihat pada Lampiran 5).
3). Penentuan Luas Permukaan dengan Metode Metilen Biru
Ke dalam 20 ml larutan metilen biru 100 ppm, dimasukkan 0,05 g alofan kemudian dishaker selama waktu setimbang. Campuran disaring dan filtratnya diukur absorbansinya dengan Spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang maksimum.
4). Penentuan Bilangan Keasaman dengan Metode Adsorpsi Amoniak
Ke dalam kaca arloji kosong yang telah diketahui beratnya ditambahkan 0,1 g alofan dan dimasukkan ke dalam desikator. Kemudian gas amoniak dialirkan ke dalam desikator melalui selang. Desikator ditutup rapat-rapat dan dibiarkan semalaman. Tutup desikator dibuka dan dibiarkan 2 jam agar amoniak yang tidak terabsorp menguap.
3. Imobilisasi BioSPaPueira pada Alofan pada Kondisi Optimum a. Imobilisasi
Sebanyak 0,4 g BioSPaPueira ditambahkan 5 ml akuades, kemudian di-vortex selama 1 menit. Ke dalam larutan tersebut kemudian ditambahkan alofan aktif sebanyak 4 g secara perlahan-lahan dan ditambah dengan 25 ml akuades kemudian dishaker selama 24 jam. Setelah pengadukan, padatan dipisahkan dari campuran dengan cara disaring dengan kertas whatman No.
42 dan suspensi hasil saringan dibilas dengan akuades lalu dikeringkan di dalam oven 40-450C hingga kering, lalu dibiarkan pada suhu kamar.
b. Karakterisasi BioSPaPueiraTerimobilisasi 1). Analisis dengan FTIR
Identifikasi gugus fungsional komponen BioSPaPueira terimobilisasi dilakukan dengan FTIR menggunakan teknik butiran KBr, yaitu pelet dibuat dengan mencampurkan 2% (b/b) sampel dalam KBr.
Sampel pelet dianalisis dengan alat spektrofotometer FTIR. Daerah pengamatan dianalisis dengan spektrofotometer adalah serapan pada bilangan gelombang 400-4000 cm-1 (spektra FTIR disajikan pada Lampiran 6).
2). Penentuan Luas Permukaan dengan Metode Metilen Biru
Ke dalam 20 ml larutan metilen biru 100 ppm, dimasukkan 0,05 g BioSPaPueira terimobilisasi dan kemudian dishaker selama waktu setimbang. Kemudian campuran disaring dan filtratnya diukur absorbansinya dengan Spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang maksimum.
3). Penentuan Bilangan Keasaman dengan Metode Adsorpsi Amoniak
Ke dalam kaca arloji kosong yang telah diketahui beratnya ditambahkan 0,1 g BioSPaPueira terimobilisasi dan dimasukkan ke dalam desikator. Kemudian gas amoniak dialirkan ke dalam desikator melalui selang. Desikator ditutup rapat-rapat dan dibiarkan semalaman. Tutup desikator dibuka dan dibiarkan 2 jam agar amoniak yang tidak terabsorp menguap.
4. Pembuatan Larutan Induk Cu 1000 ppm
Sebanyak 3,72 gram Cu(NO3)2.3H2O dimasukkan ke dalam labu ukur 1000 ml dan dilarutkan dengan HNO3 0,1 M hingga batas (perhitungan pembuatan larutan induk Cu 1000 ppm disajikan pada Lampiran 7).
5. Penentuan pH dan Waktu Kontak Optimum a. Pembuatan Kurva Standar Larutan Cu
Membuat larutan Cu dengan konsentrasi 0; 0,5: 1,0; 1,5; 2,0; dan 2,5 ppm. Larutan-larutan tersebut diukur absorbansinya dengan AAS lalu dibuat kurva hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi ion logam.
b. Penentuan pH dan Waktu Kontak Optimum Ion Logam Cu
Sepuluh ml larutan Cu dengan konsentrasi 2 ppm pada pH 2, 4 atau 6 ditempatkan dalam beker 50 ml. Ke dalam larutan tersebut ditambahkan 0,05 g BioSPaPueira terimobilisasi dan dishaker selama 0, 3, 5, 10, 20, 30 dan 45 menit. Konsentrasi ion logam Cu yang tidak teradsorp oleh adsorben diukur dengan AAS.
6. Membandingkan Kemampuan Adsorpsi Ion Logam Cu Antara Alofan, BioSPaPueira dan BioSPaPueira Terimobilisasi
a. Dalam Larutan Model Ion Logam Cu
Ke dalam 10 ml larutan Cu 2 ppm yang diatur pada pH optimum masing-masing ditambahkan 0,05 g BioSPaPueira, 0,05 g alofan atau 0,05 g BioSPaPueira terimobilisasi. Larutan dishaker dengan kecepatan 150 rpm selama waktu kontak optimum. Setelah dishaker, larutan disaring dengan kertas Whatman no. 42. Filtrat yang dihasilkan dianalisis dengan AAS.
b. Dalam Limbah Pencucian Perak
Limbah pencucian perak disaring menggunakan kertas Whatman no.
42. Filtrat yang dihasilkan dianalisis menggunakan AAS sehingga diketahui konsentrasi logam awal. Logam Cu dalam limbah diencerkan menjadi 2 ppm.
Ke dalam 10 ml larutan limbah Cu 2 ppm yang diatur pada pH optimum masing-masing ditambahkan 0,05 g BioSPaPueira, 0,05 g alofan atau 0,05 g
BioSPaPueira terimobilisasi. Larutan dishaker dengan kecepatan 150 rpm selama waktu kontak optimum. Setelah dishaker, larutan disaring dengan kertas Whatman no. 42. Filtrat yang dihasilkan dianalisis dengan AAS.