BIOSORPSI CAMPURAN ION LOGAM Ni
2+, Cu
2+dan Zn
2+OLEH
Nannochloropsis salina DALAM MEDIUM TERKONTROL
Febrianti Rut Langan*, Yusafir Hala, dan Paulina Taba
Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Hasanuddin, Makassar 90245
ABSTRAK. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan pola pertumbuhan N. salina, efesiensi penjerapan, dan gugus fungsi yang terlibat dalam penjerapan N. salina pada ion logam tunggal dan campuran ion logam Ni2+, Cu2+, dan Zn2+. Pada penelitian ini, pemaparan Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ dilakukan pada awal pertumbuhan N. salina dengan konsentrasi berturut-turut 5; 10; 10 ppm. Pertumbuhan N. salina diamati setiap hari dengan cara menghitung jumlah populasi menggunakan hemositometer. Konsentrasi Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ setelah pemaparan ditentukan dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). Identifikasi gugus fungsi dengan menggunakan FT-IR. Pola pertumbuhan N. salina pada medium yang dipaparkan Ni2+, Cu2+ dan Zn2+ pada ion logam tunggal lebih besar jika dibandingkan dengan medium yang dipaparkan campuran tiga ion logam. Efesiensi penjerapan maksimum Ni2+, Cu2+ dan Zn2+ pada ion logam tunggal secara berturut-turut yaitu 50,00; 53,14 dan 97,39 %, sedangkan pada campuran tiga ion logam efesiensi penjerapannya secara berturut-turut yaitu 39,33; 47,73; dan 66,33 %. Gugus fungsi yang dominan berperan dalam proses biosorpsi baik pada ion logam tunggal maupun pada campuran tiga ion logam oleh N. salina adalah gugus karboksil.
Kata kunci: Nannochloropsis salina, campuran tiga ion logam, biosorpsi, SSA, FT-IR.
ABSTRACT. Research on biosorption mixture of metal ions Ni2+, Cu2+, and Zn2+ by Nannochloropsi salina microalgae has been carried out. This research aimed to determine the pattern of N. salina growth, the adsorption efficiency, and the functional groups involved in adsorption of single metal ion and the mixture of metal ions (Ni2+, Cu2+, and Zn2+) on N. salina. In the research, exposure of Ni2+, Cu2+, and Zn2+ in the early growth of N. salina. The growth of N. salina was observed every day by counting the number of populations using a hemocytometer.The concentration of Ni2+, Cu2+, and Zn2+ after exposure was determined using the Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS). Identification of functional groups by using Fourier Transform Infra Red (FT-IR). The pattern of N. salina growth in the medium containing Ni2+, Cu2+, and Zn2+ in a single metal ion was greater than that in medium containing a mixture of three metal ions. The maximum adsorption efficiency of Ni2+, Cu2+, and Zn2+ in a single metal ion was 50,00; 53,14 and 97,39% respectively, whereas the adsorption efficiency of metal ion in a mixture was 39,33; 47,73; and 66,33% respectively. The dominant functional group involved in the biosorption process either on a single metal ion or in a mixture of three metal ions was a carboxyl group.
Keywords: Nannochloropsis salina, mixture of three metal ions, biosorption, AAS, FT-IR.
* Penulis Koresponden.
PENDAHULUAN
Pencemaran perairan oleh logam berat dari tahun ke tahun semakin meningkat. Hal ini disebabkan oleh masih banyak industri yang belum mengelolah limbah industrinya dengan baik sehingga menimbulkan pencemaran bagi ekosistem perairan [1]. Pencemaran perairan oleh logam berat seperti nikel, tembaga dan seng dilaporkan oleh Rochyatun dan Rozak [2] pada sedimen Perairan Jakarta menunjukkan bahwa kandungan nikel memiliki rentang antara 0,42-128,47 ppm. Andarani dan Roosmini [3] melaporkan bahwa di Sungai Cikicing kandungan tembaga khususnya pada bagian air di titik 9 mencapai 0,54 ppm yang berarti kandungan tembaga pada perairan ini sudah melewati ambang batas. Pada sedimen di Perairan Gresik ditemukan logam Zn sebesar 250.88 mg/kg [4].
Menyadari ancaman yang begitu besar dari pencemaran logam berat, maka berbagai upaya telah dilakukan untuk mengurangi tingkat pencemaran logam berat di perairan tetapi masih memiliki kekurangan seperti membutuhkan biaya yang relatif mahal, jumlah reagen yang dibutuhkan banyak, kapasitas penyerapannya rendah, dihasilkan residu dari proses pengendapan yang bersifat toksik, serta tidak dapat diaplikasikan dalam skala kecil [5,6,7].
Salah satu metode alternatif yang dapat digunakan untuk mengatasi masalah pencemaran adalah biosorpsi. Keuntungan penggunaan metode biosorpsi adalah biayanya murah, biosorbennya mudah diperoleh dan ramah lingkungan karena menggunakan bahan biologis [8]. Bahan biologis yang dapat digunakan untuk proses biosorpsi adalah mikroalga Nannochloropsis salina karena spesies ini mampu mengakumulasi logam berat di dalam jaringan tubuhnya dan memiliki toleransi yang tinggi terhadap konsentrasi logam yang tinggi di dalam perairan [9]. Mikroalga ini memiliki gugus fungsi yang dapat bertindak sebagai ligan dan berikatan dengan logam yang diadsorpsi. Logam dan gugus fungsi yang berikatan
bergantung pada teori Hard-Soft Acid Base (HSAB).
BAHAN DAN METODA
Penelitian ini dilakukan pada bulan Januari-Mei 2014 di Laboratorium Kimia Anorganik Jurusan Kimia FMIPA Universitas Hasanuddin. Analisis SSA dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik Jurusan Kimia FMIPA Universitas Hasanuddin dan analisis FT-IR di Laboratorium Terpadu Jurusan Kimia FMIPA Universitas Hasanuddin.
Bahan Penelitian
Bahan–bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Larutan Medium Conwy dan vitamin dengan komposisi seperti pada Lampiran 1, air laut steril, dan biakan murni N. salina yang diperoleh dari Balai Penelitian Pengembangan Budidaya Air Payau (BPP-BAP) Maros, Ni(NO3)2. 6H2O, Cu(NO3)2.
3H2O, Zn(NO3)2. 6H2O, larutan HNO3 p.a,
akuades, larutan Ni2+ 10.000 ppm, yang dibuat dengan cara menimbang 4,953 gram Ni(NO3)2. 6H2O dilarutkan dengan
0,69 mL HNO3 p.a kemudian diencerkan
dengan air dalam labu ukur 100 mL. Pembuatan larutan baku juga sama untuk Cu(NO3)2. 3H2O, Zn(NO3)2. 6H2O dan
masing-masing ditimbang 3,801 gram dan 4,547 gram.
Alat Penelitian
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat gelas yang umum digunakan di laboratorium, aerator merek Amara, alat pencacah hemositometer merek Marienfeld LOT-No 4551, hand counter, mikroskop Nikon SE dengan perbesaran sampai dengan 125 kali, oven merek SPNISOSFD, sentrifus yang merupakan alat-alat pada Laboratorium Kimia Anorganik Jurusan Kimia FMIPA Unhas, Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) Buck Scientific model 205 VGP pada Laboratorium Kimia Analitik Jurusan Kimia FMIPA Unhas, autoklaf merek All American model No. 1925X dan filtrat
membran selulosa nitrat merek Millipore ukuran 0,45 µm pada BPP-BAP Kabupaten Maros serta Fourier Transform Infra Red (FT-IR) merek SHIMADZU 820 IPC pada Laboratorium Terpadu Jurusan Kimia FMIPA Unhas.
Prosedur Penelitian
Penelitian ini dilkaukan 3 tahap yaitu: (1) penentuan pola pertumbuhan N. salina yang terjemar oleh ion logam tunggal dan campuran tiga ion logam Ni2+, Cu2+, dan Zn2+, (2) pengukuran dengan menggunakan SSA, dan (3) Identifikasi gugus fungsi N. salina menggunakan FT-IR.
Pertumbuhan N. salina pada Medium yang Tercemar Ion Logam
Untuk mengamati dampak penambahan ion-ion logam tunggal maupun campuran tiga ion logam Ni2+, Cu2+ dan Zn2+, penambahan ion logam dilakakukan pada biakan N. salina dengan kepadatan sekitar 30 x 104 mL/sel. Waktu pemaparan ion logam pada biakan N. salina dilakukan sejak awal masa pertumbuhan.
Air laut steril dimasukkan ke dalam 3 buah stoples 1 L, kemudian ditambahkan ion logam Ni2+, Cu2+, dan Zn2+, 1 stoples kaca ditambahkan dengan campuran ion logam Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ dan 1 stoples kaca sebagai kontrol. Mengacu pada penelitian sebelumnya [10,11], konsentrasi masing-masing ion logam Ni2+, Cu2+, dan Zn2+, berturut-turut 5; 10; dan 10 ppm. Selanjutnya, masing-masing stoples ditambahkan 2 mL larutan Conwy, 0,1 mL vitamin, 4 mL biakan N. salina dengan kepadatan awal 30 x 104 sel/mL, dan volume larutan dicukupkan hingga 1 L dengan air laut steril. Larutan diaduk dan dihubungkan dengan aerator. Stoples ditutup dengan penutup yang bagian tengahnya telah dilubangi sekitar 0,5 cm untuk tempat masuknya selang dari aerator kemudian didiamkan dalam ruangan bersuhu tetap dengan pencahayaan yang cukup.
Pengamatan pertumbuhan N. salina dilakukan dengan cara menghitung jumlah
sel N. salina per milliliter media setiap hari dengan menggunakan hemositometer di bawah mikroskop hingga mikroalga tidak mengalami pertumbuhan lagi. Sampel diambil menggunakan pipet tetes steril sebanyak 0,1–0,5 mL kemudian diteteskan pada hemositometer. Jumlah populasi dengan 4 bidang pengamatan pada hemositometer (A, B, C, dan D) dihitung berdasarkan Persamaan (1).
∑ - (1) Masing-masing larutan medium kultur dipipet sebanyak 5 mL kemudian disentrifugasi untuk memisahkan mikroalga yang menyerap logam dengan air laut steril. Kandungan logam Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ dalam filtrat ditentukan dengan menggunakan SSA.
Pengukuran dengan menggunakan SSA Pembuatan Larutan Standar
Dibuat larutan standar seri baik Ni2+, Cu2+, maupun Zn2+ dengan konsentrasi 1; 2; 3; 5 dan 10 ppm. Absorban diukur dengan SSA kemudian data konsentrasi diplot dengan data absorban menhasilkan kurva baku. Kurva baku yang dibuat digunakan untuk penentuan konsentrasi sampel logam.
Pengukuran dengan SSA
Pengukuran konsentrasi logam dengan SSA dilakukan dengan memilih lampu katoda berongga yang sesuai dan menentukan panjang gelombang maksimum untuk masing-masing logam. Selanjutnya 5-10 mL sampel diukur absorbansinya, kemudian konsentrasi ion logam ditentukan berdasarkan kurva baku yang telah dibuat sebelumnya. Konsentrasi dihitung sesuai Persamaan (2).
a . b . →
a . b
(2)
(2)Persamaan umum regresi yang digunakan untuk pengukuran SSA adalah
Dimana absorban (A), konstanta absorptivitas (a), panjang medium absorbansi dalam nyala (b), dan konsentrasi (C).
Penentuan Efesiensi Penjerapan
Efesiensi penjerapan ion logam tunggal dan campuran ion logam Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ oleh mikroalga N. salina dihitung berdasarkan perbandingan konsentrasi ion Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ yang terjerap dengan konsentrasi logam mula-mula, pengukuran konsentrasi dilakukan dengan SSA pada filtrat setelah pemaparan. Nilai efesiensi penjerapan (Ep) diperoleh dari Persamaan (6), dimana Cs adalah konsentrasi ion logam yang
terjerap oleh mikroalga, C0 adalah
konsentrasi awal ion logam, dan Cf
adalah konsentrasi ion logam dalam filtrat yang dihitung berdasarkan Persamaan (4) yang diturunkan dari Persamaan (3). Cf = x = - b a
(4)
Cs = C0 – Cf (5) Ep = x 100 % (6)Identifikasi Gugus Fungsi dengan Menggunakan FT-IR
Identifikasi gugus fungsi sebelum dan sesudah proses biosorpsi ion logam tunggal dan campuran ion logam Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ dilakukan pada medium pertumbuhan N. salina tanpa dan dengan paparan Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ pada konsentrasi yang mempunyai nilai efisiensi penjerapan ion logam paling tinggi. Setelah hari terakhir pengamatan, residu total N. salina dipisahkan dari filtrat dengan cara disentrifugasi hingga filtrat tidak berwarna. Residu yang diperoleh dikeringkan di dalam oven selama 1 hari pada suhu 35 °C.
Residu yang telah kering dihaluskan di dalam lumpang dan dicampurkan dengan serbuk KBr (5-10 % sampel dalam serbuk KBr). Selanjutnya, ditentukan langsung menggunakan diffuse reflectance measuring (DRS-8000) yang dipasang pada tempat sampel. Serbuk KBr
dimasukkan ke dalam sample pan dan background ditentukan. Spektrum sampel ditentukan dengan cara memasukkan sampel yang telah dicampur dengan KBr pada sample pan dan spektrum diperoleh pada rentang bilangan gelombang 340-4500 cm-1, resolusi 4 cm-1, dan jumlah scan = 300.
HASIL DAN DISKUSI
Pola Pertumbuhan N. salina pada Medium yang Tercemar
Pola pertumbuhan N. salina pada medium yang tidak tercemar oleh campuran tiga ion logam Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ dengan medium yang tercemar oleh campuran tiga ion logam Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ terlihat pada Gambar 1. Grafik tersebut merupakan hubungan antara jumlah populasi N. salina (x 104 sel/mL) terhadap waktu pertumbuhan (hari).
Gambar 1. Grafik pertumbuhan N.salina pada medium pertumbuhan tanpa dan dengan paparan campuran tiga ion logam Ni2+, Cu2+ dan Zn2+
Grafik pertumbuhan di atas menunjukkan bahwa pertumbuhan maksimum N. salina pada kontrol dicapai pada hari ke-7 dengan jumlah populasi sebesar 103,5 x 104 sel/mL, kemudian terjadi penurunan jumlah populasi pada hari ke-8 hingga mencapai 89 x 104 sel/mL dan terus berkelanjutan hingga hari ke-12. Penurunan jumlah populasi ini disebabkan oleh ketersedian nutrien dalam medium pertumbuhan yang semakin berkurang dengan semakin meningkatnya jumlah populasi yang mengkonsumsi nutrien tersebut. Selain ketersediaan nutrien yang semakin berkurang, penyebab lain dari
103.50 50.25 0 50 100 150 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ∑ po pu lasi ( x1 0 4 sel/m L ) Hari Kontrol Campura…
penurunan jumlah populasi adalah adanya bahan organik mikroalga yang mati dan mengendap ke dasar medium yang menjadi kompetitor baru bagi N. salina yang masih hidup dalam penggunaan oksigen terlarut di dalam medium pertumbuhan [10].
Penambahan logam pada medium dilakukan pada awal pertumbuhan dengan konsentrasi yang diberikan masing-masing ion logam berbeda-beda. Konsentrasi Ni2+ sebesar 5 ppm, Cu2+ sebesar 10 ppm, dan Zn2+ sebesar 10 ppm. Pertumbuhan optimum N.salina dengan adanya campuran tiga ion logam terjadi pada hari ke-7 dengan jumlah populasi yang hanya mencapai 50,25 x 104 sel/mL, jumlah yang sangat jauh berbeda dengan kontrol. Pada hari selanjutnya, populasi terus mengalami penurunan.
Penurunan jumlah populasi N. salina ini sangat dipengaruhi oleh adanya paparan ion logam yang memiliki konsentrasi yang tinggi, sehingga dapat menganggu proses pertumbuhan. Seperti yang dijelaskan oleh Widowati [12] bahwa ion logam Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ merupakan golongan ion logam yang esensial dalam jumlah kecil yang dibutukan organisme seperti ion Ni2+ berperan sebagai stabilisator protein ko-faktor ensim, ion Cu2+ membantu enzim hemoglobin sintetase, katalase, peroksidase, sitokrom ok ida , β-hidroksilase, ion Zn2+
dalam fungsi saraf, reproduksi, dan proses katalitik, struktur, serta pengaturan. Akan tetapi dalam jumlah yang berlebihan dapat menyebabkan efek toksik bagi organisme.
Pola pertumbuhan pada medium pertumbuhan dengan paparan Ni2+ 5 ppm, Cu2+ 10 ppm dan Zn2+ 10 ppm pada ion logam tunggal jika dibandingkan dengan medium pertumbuhan tanpa dipaparkan ion logam tunggal ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Grafik pola pertumbuhan N. salina pada medium pertumbuhan tanpa dan dengan paparan ion logam tunggal Ni2+, Cu2+, dan Zn2+
Jumlah populasi optimum yang dicapai pada kontrol tidak jauh berbeda dengan jumlah populasi yang dicapai pada medium yang dipaparkan ion logam tunggal jika dibandingkan dengan campuran tiga ion logam. Jumlah populasi optimum untuk ion logam Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ berturut-turut adalah 58,75; 86; dan 83,75 x 104 sel/mL. Dari ketiga ion logam tersebut medium yang dipaparkan ion Ni2+ (5 ppm) menyebabkan jumlah populasi terendah. Hal ini dapat disebabkan oleh tidak adanya ion Ni2+ dalam nutrien yang yang digunakan untuk medium pertumbuhan, hal ini berbeda dengan Cu2+ dan Zn2+.
Pola pertumbuhan N. salina dengan paparan Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ dalam campuran tiga ion logam jika dibanding dengan pertumbuhan masing-masing ion logam tunggal dapat dilihat pada
Gambar 3. 103.50 58.75 86.00 83.75 0 20 40 60 80 100 120 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ∑ p op ulasi ( x 10 4 s el/m L ) Hari Kontrol Ni 5 ppm Cu 10 ppm Zn 10 ppm 58.75 86.00 83.75 50.25 0 20 40 60 80 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ∑ p op ulasi ( x 10 4 s el/m L ) Hari Ni 5 ppm Cu 10 ppm Zn 10 ppm Campuran ion Logam
Gambar 3. Grafik pertumbuhan N. salina pada medium pertumbuhan antara ion logam tunggal dengan campuran tiga ion logam
Grafik pertumbuhan menunjukkan bahwa N. salina mengalami tahap adaptasi terhadap lingkungan baru, sehingga pertumbuhannya berjalan lambat, bahkan mengalami penurunan jumlah populasi dari jumlah populasi awal (30 x 104 sel/mL). Pada hari selanjutnya, N. salina telah mampu menyesuaikan diri dengan lingkungan dan mengalami pertumbuhan dengan cepat.
Pola pertumbuhan pada medium yang dipaparkan campuran tiga ion logam Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ dalam dengan pertumbuhan ion logam tunggal, memperlihatkan perbedaan jumlah populasi yang cukup jauh (Gambar 3). Pertumbuhan N. salina pada medium yang dipaparkan ion logam tunggal cenderung lebih cepat dibandingkan dengan pertumbuhan pada medium yang dipaparkan campuran tiga ion logam. Pertumbuhan optimum N. salina yang dipaparkan Ni2+ 5 ppm mencapai 58,75 x 104 sel/mL pada hari ke-8, Cu2+ 10 ppm mencapai 86,00 x 104 sel/mL pada hari ke-10, dan Zn2+ 10 ppm mencapai 83,75 x 104 sel/mL pada hari ke-10. Perbedaan jumlah populasi N. salina antara ion logam tunggal dengan campuran tiga ion logam disebabkan karena semakin tingginya konsentrasi ion logam di dalam medium pertumbuhan maka pertumbuhan N. salina semakin terhambat. Hal ini dapat terjadi karena sistem perlindungan organisme yang tidak mampu mengimbangi efek toksisitas logam pada konsentrasi yang tinggi.
Selain konsentrasi yang tinggi, penambahan logam terhadap medium pertumbuhan N. salina mengalami penurunan yang signifikan karena interaksi ion logam dengan lapisan lemak dan mengandung berbagai gugus fungsi seperti N-t r ina dari gugu ─NH2,
C-t r ina dari gugu ─ OO
-, S-terminal dari gugu ─SH, dan gugu fung i rantai samping yang berpotensi mengikat logam pada permukaan sel mikroalga [13].
Jumlah populasi pada medium yang dipaparkan baik Ni2+ 5 ppm, Cu2+ 10 ppm maupun Zn2+ 10 ppm pada ion logam tunggal lebih besar dibandingkan dengan medium yang dipaparkan campuran tiga ion logam. Hal ini terjadi karena ion-ion logam dalam medium pertumbuhan tidak memberikan keleluasaan bagi sel-sel N. salina melakukan pertumbuhan dan reproduksi. Lingkungan medium yang terkontaminasi ion logam berat dengan toksisitas yang relatif tinggi membuat sel mikroalga tertekan. Pada kondisi ini terjadi kompetisi dalam penjerapan ion logam pada situs aktif permukaan sel mikroalga [14].
Gugus Fungsi yang Terlibat dalam Penjerapan N. salina
Hasil FT-IR pada residu N. salina yang dipaparkan campuran tiga ion logam menunjukkan bahwa telah terjadi pergeseran regang C=O pada gugus karboksil dengan bilangan gelombang 1764,87 cm-1 sedangkan pada residu kontrol puncak regang C=O adalah 1734,01 cm-1. Hal ini berarti pemaparan Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ pada campuran tiga ion logam menyebabkan pergeseran bilangan gelombang sekitar 30 cm-1. Pergesaran puncak ini menunjukkan adanya proses pengikatan ion logam pada gugus fungsi yang dimiliki oleh N. salina. Gugus karboksil berpotensi untuk mengikat ion logam karena memiliki elektron bebas. Regang O-H, regang C-O dan lentur O-H juga terdeteksi, akan tetapi tidak menunjukkan pergesaran berarti. Sementara residu N. salina yang dipaparkan ion logam tunggal puncak regang C=O pada gugus karboksil jika dibandingkan dengan bilangan gelombang yang dihasilkan pada residu kontrol menunjukkan pergeseran hanya saja tidak berarti karena pergeseran bilangan gelombangnya relatif sangat kecil (3 cm-1). Indikasi pergeseran puncak dominan yang menunjukkan bahwa telah terjadi proses pengikatan ion logam pada sel N. salina jika spektrum kontrol dibandingkan dengan spektrum sampel yang telah dipaparkan ion logam lebih besar dari 20 cm-1 [10].
Ion logam yang diserap mikrolaga berikatan dengan senyawa-senyawa kimia atau gugus fungsi yang mengandung oksigen, seperti gugus karboksil. Ikatan antara gugus fungsi dengan ion logam berpeluang terjadi melalui reaksi pertukaran ion maupun pembentukan kompleks. Menurut Onrizal [15], pertukaran ion terjadi ketika ion monovalen atau divalen, seperti Na, Ca, dan Mg pada dinding sel digantikan oleh logam berat. Gugus fungsi pada dinding maupun di dalam sel juga dapat membentuk kompleks dengan ion logam berat.
Gambar 4. Spektrum Infra Merah (IR) tanpa dan dengan paparan Ni2+, Cu2+ dan Zn2+ pada ion logam tunggal serta campuran ion logam.
Spektrum yang dihasilkan pada residu N. salina kontrol menunjukkan bilangan gelombang 3421,72 cm-1 pada gugus karboksil berupa regang O-H sedangkan pada residu dengan paparan Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ pada ion logam tunggal bilangan gelombang berturut-turut adalah 3392,79; 3419; daN 3421,72 cm-1. Hal ini menunjukkan bahwa telah terjadi pergeseran bilangan gelombang pada residu yang dipaparkan Ni2+ sangat besar sekitar 29 cm-1, sedangkan untuk ion logam yang lain sangat kecil bahkan hampir tidak bergeser. Sementara pada
regang C-O bilangan gelombang pada residu kontrol mencapai 1247,94 cm-1 sedangkan pada residu yang dipaparkan ion logam tunggal Ni2+, Cu2+ dan Zn2+ bilangan gelombang mencapai 1234,44; 1261,45; dan 1246,02 cm-1. Hal ini berarti pemaparan Ni2+ dan Cu2+ menyebabkan pergeseran bilangan gelombang sekitar 13 cm-1 menunjukkan pergesaran yang cukup besar.
Gugus amina berupa regang C-N yang terdapat bilangan gelombang 1313,52 cm-1 pada residu kontrol sedangkan pada residu paparan Ni2+ pada ion logam tunggal tidak ditemukan, sementara Cu2+, dan Zn2+ pada ion logam tunggal dan campuran tiga ion logam berturut-turut 1315,45; 1313,52 dan 1315,45 cm-1.Pergeseran ini menunjukkan pergesaran yang tidak berarti. Regang N-H menunjukkan puncak spektrum yang relatif besar untuk Ni2+ pada ion logam tunggal (29 cm-1) sedangkan untuk sampel yang lain menunjukkan pergesaran yang tidak berarti. Bilangan gelombang pada gugus amina hampir pada semua sampel, baik yang dipaparkan dengan ion logam tunggal maupun yang dipaparkan campuran tiga ion logam mengalami pergeseran yang tidak berarti jika dibandingkan dengan bilangan gelombang pada sampel kontrol. Hal ini disebabkan oleh karena nitrogen tidak seelektronegatif oksigen. Sehingga tidak terlalu kuat untuk mengikat logam.
Hasil pengamatan terhadap gugus amida menunjukkan gejala yang relatif sama dengan analisis terhadap gugus amina terutama pada regang N-H dan lentur N-H. Sementara analisis untuk gugus amino terjadi pergeseran yang sangat kecil berkisar 2 cm-1 untuk regang C-H pada semua sampel baik yang dipaparkan ion logam tunggal maupun yang dipaparkan campuran tiga ion logam. Lentur N-H tidak menunjukkan pergeseran yang berarti pada spektrum sampel yang dipaparkan Ni2+ dan Cu2+, sedangkan sampel yang dipaparkan Zn2+ menunjukkan pergeseran lebih besar yaitu sekitar 8 cm-1.
Setelah membandingkan spektrum IR antara residu N. salina tanpa dan
dengan paparan campuran tiga ion logam, gugus fungsi yang dominan berperan dalam proses penjerapan ion logam adalah gugus karboksil terutama pada regang C=O, sementara sampel Ni2+, Cu2+, dan Zn2+ pada logam tunggal yang berperan berturut-turut adalah regang O-H, regang C-O. M2+ + RCOO -C O M O C O O R R
Gambar 5. Reaksi anion karboksil dengan logam M
Gugus fungsi dapat berperan sebagai ligan untuk membentuk khelat dengan ion logam. Kompleks antara ion logam dan gugus fungsi dapat terbentuk apabila ligan memiliki pasangan elektron bebas untuk disumbangkan ke ion logam sebagai atom pusat yang kekurangan elektron [16].
Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:
1. Pola pertumbuhan N. salina pada medium yang tercemar Ni2+, Cu2+ dan Zn2+ pada ion logam tunggal berbeda dengan medium yang tercemar oleh campuran ketiga ion logam tersebut. Jumlah populasi N. salina Ni2+, Cu2+ dan Zn2+ pada ion logam tunggal lebih besar jika dibandingkan dengan campuran tiga ion logam.
2. Efesiensi penjerapan maksimum Ni2+, Cu2+ dan Zn2+ pada ion logam tunggal secara beturut-turut yaitu 50,00; 53,14 dan 97,39 %, sedangkan pada campuran tiga ion logam Ni2+, Cu2+ dan Zn2+ nilai Ep secara berturut-turut yaitu 39,33; 47,73; dan 66,33 %.
3. Gugus fungsi yang dominan berperan dalam proses biosorpsi baik pada ion logam tunggal maupun pada campuran tiga ion logam oleh N. salina adalah gugus karboksil.
REFERENSI
1. Dursun, A.Y. (2006). A Comparative Study on Determination of The Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Parameters of Biosorption of Copper(II) And Lead(II) Ions onto Pretreated Aspergillus niger. Biochemical Engineering Journal 28, 187-195.
2. Rahma, M., 2006, KandunganFe, Cu, Zn, dan Pb Dalam Sedimen Perairan Pesisir Sekitar Kawasan Industri Gresik, Skripsi, Institut Pertanian bogor, Bogor. 3. Rochyatun, E., dan Rozak, A, 2007,
Pemantauan Kadar Logam Berat dalam Sedimen di Perairan Teluk Jakarta, Makara Sains, 11 (1), 28-36.
4. Andarani, P., dan Roosmini, D., 2009, Profil Pencemaran Logam Berat (Cu,Cr, dan Zn pada Air Permukaan dan Sedimen di Sekitar Industri Tekstil PT X (Sungai Cikijing), (online), (www.fts.itb.ac.id/kk/teknologi/PI-pertiwi-andarani-15305045.pdf, diakses pada tanggal 19 Oktober 2013).
5. Kaewsarn, P., W. Saikaew, S.
Wongcharee. (2008). Dried Biosorbent Derived from Banana Peel: A Potential Biosorbent for Removal of Cadmium Ions from Aquoeus Solution. The 18th Thailand Chemical Engineering and Applied Chemistry Conferencee October 20-21,2008, 1-7.
6. Ashraf, M.A., M.J. Maah, I. Yusoff, 2010, Study of Banana Peel (Musa sapientum) as a Cathionic Biosorbent, American-Eurasian J. Agric. & Environ. Sci., 8 (1), 07-17.
7. Liu, C., H.H. Ngo, W. Guo, Kuo-Lun Tung. (2012). Optimal Conditions for Preparation of Banana Peels, Sugarcane Bagasse and Watermelon Rind in removing Copper from Water. Bioresource Technology 119, 349-354. 8. La Nafie, N., Taba, P., dan Mahmud,
D., 2009, Biosorpsi Ion Logam Cr(VI) dengan Menggunakan Biomassa Lamun Enhalus acoroides yang Terdapat di Pulau Barrang Lompo, Indonesia Chemica Acta, 2 (2), 43-51. 9. Doshi, H., Seth, C., Ray, A. and
Kothari, I.L., 2008, Bioaccumulation of Heavy Metals
by Green Algae, Curr Microbiol, 56, 246–255.
10. Hala, Y., 2013, Kajian Mekanisme Penjerapan Ion Ni2+,Cu2+, Zn2+, Cd2+, dan Pb2+ pada Nannochloropsis salina dalam Medium Conwy, Disertasi tidak dipublikasikan, Program Doktor, Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Hasanuddin, Makassar.
11. Sarubang G.I., 2013, Pemanfaatan Nannaochloropsis salina untuk Biosorpsi dalam Medium Conwy, Skripsi tidak dipublikasikan, Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Hasanuddin, Makassar, 27-28.
12. Widowati, W., Sastiono, A., dan Yusuf, R., 2008, Efek Toksik Logam: pencegahan dan Penanggulangan Pencemaran, Andi Yogyakarta, Yogjakarta, 150-157.
13. Hala, Y., Syahrul, M., Suryati E., Taba, P., and Soekamto, N.H., 2013a, Biosorption of Zn2+ and Cd2+ in a Two-Metal System by Nannochloropsis salina, Eur. Chem. Bull., 2 (5), 238-241. 14. Lessage, E., Mundia C., Rousseau D. P. L., Van de Moortel A.M.K., Du Laing G., Meers E., Tack F.M.G., De Pauw N., Verloo M.G, 2007, Sorption of Co, Cu, Ni, and Zn from Industrial Effluents by The Submerged Aquatic Macrophyte Myriophyllum spicatum L., Ecol. Eng 30,320-325.
15. Onrizal, 2005, Restorasi Lahan Terkontaminasi Logam Berat, (Online), (http://repository. usu.ac.id/ bitsteam/ 123456789/955/1/hutan onrizal6.pdf, diakses 25 November 2013).
16. Yefrida dan Yuniartis, 2007, Regenerasi dan Pemanfaatan Kembali Serbuk Gergaji sebagai Penyerap Ion Logam Cd, Cu, dan Cr dalam Air, (Online),(http://repository.unand.ac.id/3 676/1/Laporan_Yefrida.MSI.pdf,
