commit to user
1BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Pembangunan merupakan upaya untuk meningkatkan taraf hidup manusia dengan
jalan memanfaatkan sumber daya alam dan sumber daya manusia. Pemanfatan sumber
daya alam untuk kepentingan industri sebagai upaya pemenuhan kebutuhan manusia
saat ini semakin berkembang. Adanya industri pada suatu lokasi tertentu akan
menyebabkan terjadinya perubahan lingkungan. Suatu industri dapat meningkatkan
kesejahteraan masyarakat, hal ini karena mampu menyerap tenaga kerja dalam jumlah
yang banyak dan mendorong tumbuhnya sektor informal di sekitar perusahaan.
Meskipun demikian pada sisi lainnya hasil samping industri mempunyai potensi
menyebabkan tekanan terhadap mutu lingkungan hidup.
Peningkatan industri membawa dampak negatif berupa peningkatan dalam
segi jumlah dan tipe limbah yang dihasilkan. Bahan-bahan pencemar yang masuk
ke perairan (air tanah atau air permukaan) dapat mempengaruhi parameter
lingkungan perairan. Logam berat merupakan salah satu bahan pencemar berbahaya
karena toksik dan sifatnya yang tak terdegradasi di alam (Zhao et al., 2011; Suprihatin
dan Indrastuti,2010 dalam Pranoto et al., 2013; Al-Jill dan Alsewailem, 2009; Alhawas
et al., 2013)
Kegiatan industri tekstil yang berkembang di Kabupaten Sukoharjo saat ini akan
menghasilkan produk utama yang bernilai ekonomi yaitu tekstil dan hasil sampingan
tidak bernilai ekonomi yang berupa limbah. Limbah ini apabila tidak dikelola dengan
baik dapat menyebabkan terjadinya pencemaran air, tanah dan udara. Untuk
menurunkan tingkat pencemaran limbah cair sebelum dibuang ke lingkungannya, harus
diolah dalam instalasi pengolahan air limbah (IPAL), setelah kualitas air limbah di
bawah baku mutu lingkungan yang ditetapkan baru kemudian dibuang ke badan
perairan umum atau sungai.
Salah satu parameter dalam limbah cair industri tekstil adalah adanya kandungan
logam berat kromium (Cr). Logam berat dalam lingkungan perairan telah diketahui
dapat menyebabkan beberapa kerusakan pada kehidupan air, di samping itu terdapat
fakta bahwa logam tersebut membunuh mikroorganisme selama perlakuan biologis pada
commit to user
logam berat dapat larut dalam air dan membentuk larutan sehingga tidak dapat
dipisahkan dengan pemisahan fisik yang sudah biasa (Hussein, 2004).
Tercemarnya lingkungan perairan akibat limbah logam berat kromium (Cr) dapat
mempengaruhi kualitas air permukaan maupun air tanah. Pada konsentrasi tinggi
dan jangka waktu yang lama, logam berat dapat menyebabkan resiko kesehatan
bagi manusia dan ekosistem. Kromium dapat masuk ke dalam tubuh melalui
makanan, minuman dan pernapasan. Akibat yang ditimbulkan dari banyaknya logam
berat dalam tubuh yaitu kelainan syaraf seperti gangguan motorik serta penyakit
parkinson (WHO, 2012;Ariffeni, 2011).
Kromium (III) umumnya hanya toksik terhadap tumbuh-tumbuhan pada
konsentrasi yang tinggi, kurang toksik bahkan non toksik terhadap binatang.
Walaupun Cr(III) kurang toksik dibandingkan Cr(VI), jika tubuh terpapar oleh
Cr(III) dalam jangka waktu yangpanjang dapat menyebabkan reaksi alergi kulit
dan kanker (Sengupta and Clifford, 1986; Anderson, 1997).
Pemerintah telah berupaya melakukan pencegahan dan pengendalian pencemaran
logam berat dari limbah industri melalui penerbitan UndangUndang Nomor 32 Tahun
2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup serta Peraturan Menteri
Negara Lingkungan Hidup Nomor 5 tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah.
Adapun nilai ambang batas logam kromium yang masih diperbolehkan dalam air
minum berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor
492/MENKES/PER/IV/2010 adalah sebesar 0,05 mg/l.
Berbagai metode telah dikembangkan oleh para peneliti untuk meningkatkan
kualitas air, misalnya pertukaran ion, pengendapan, ultrafiltrasi, elektro dialisis, reverse
osmosis, ekstraksi pelarut, evaporasi dan penjerapan (Alhawas et al., 2013; Sajidu et
al.,2006; Arpa et al., 2000). Metode penjerapan banyak dikembangkan sebagai
metode pengurangan logam berat karena lebih efektif, sederhana dan murah
dibandingkan metode-metode lainnya (Alhawas, 2013; Prakash, 2013). Menurut
Manohar et al.,(2006) dalam Muhdarina et al., (2010), metode penjerapan sangat
efektif untuk limbah dengan konsentrasi polutan yang rendah sampai sedang.
Penjerapan adalah proses pemusatan molekul atau ion terjerap pada lapisan
permukaan penjerap, baik secara fisika atau kimia. Dengan demikian penjerap harus
commit to user
Karbon aktif dan resin merupakan penjerap yang cukup efektif tetapi biaya
operasionalnya cukup tinggi serta kesulitan dalam regenerasinya (Muhdarina, 2010;
Alhawas, 2013), sehingga perlu dicari penjerap alternatif dengan biaya yang lebih
murah, misalnya abu sekam, zeolit, abu layang, peat, siderite, sampah pertanian dan
arang kayu. Secara umum, penjerap dapat disebut murah apabila sederhana dalam
proses preparasinya, jumlahnya melimpah di alam, seperti alofan alam dan abu
sekam (Alhawas et al., 2013; Pranoto et al., 2013; Muhdarina et al., 2010; Sallstrom,
2008 ).
Tanah andisol adalah tanah yang terjadi dari pelapukan batu-batuan vulkanis, baik
dari batu yang telah membeku, maupun dari abu gunung api. Aktivitas gunung
api menghasilkan bahan piroklastik yang merupakan sumber bahan induk tanah
vulkanis, yang dalam Sistem Taksonomi Tanah diklasifikasikan sebagai andisol.
Andisol keberadaannya merata di wilayah Indonesia sesuai dengan persebaran
gunung api, seperti di Jawa dan Sumatera (Devnita, et al., 2005). Keberadaan tanah
andisol di pulau Jawa, khususnya Jawa Tengah dapat dijumpai di Gunung Lawu,
Pegunungan Dieng, Gunung Merapi, Gunung Merbabu dan Gunung Wilis (Munir,
1996). Sifat dan ciri fisika, kimia dan morfologi andisol ini berkaitan erat dengan
mineral liat nonkristalin seperti alofan, ferihidrit, serta mineral liat parakristalin
imogolit (Devnita, et al., 2005).
Tanah yang berkomposisi andesit merupakan tanah andisol, sedangkan
alofan merupakan aluminosilikat yang terdapat dalam tanah andisol. Alofan
mempunyai karakteristik sebagai penjerap yang baik, seperti porositas, daya serap
dan pertukaran kation yang tinggi. Heraldy, et al., (2004) memanfaatkan alofan alam
dari gunung Lawu sebagai penjerap ion logam seng (Zn2+) pada limbah elektroplating.
Sulistyarini (2012) melakukan uji perbandingan alofan alam dari gunung Arjuna dengan
dan tanpa aktivasi secara kimia untuk jerapan ion logam tembaga (Cu2+) dengan metode
batch. Pranoto et al., (2013) memanfaatkan alofan alam dari berbagai gunung di pulau
Jawa (Papandayan, Arjuna dan Wilis) untuk jerapan logam berat (Cr, Fe, Cd, Cu,
Pb dan Mn) dengan metode batch. Kombinasi antara alofan alam dan lempung
alam dari daerah Sokka, Kebumen, Jawa Tengah sebagai penjerap ion logam
tembaga (Cu2+) dilakukan oleh Sistha (2014). Pengaruh aktivasi secara kimia terhadap
commit to user
oleh Widjonarko, et al., (2003), dan disimpulkan bahwa aktivator basa (NaOH) lebih
baik daripada aktivator asam (H2SO4) dalam meningkatkan luas permukaan spesifik
dan keasaman total alofan.
Alofan merupakan senyawa mineral yang banyak terdapat di alam bebas, terletak
di alam di wilayah datar sampai bergunung dengan ketinggian 0 3000 m dpl serta
terbentuk di bawah pengaruh iklim tropika basah. Menurut Munir (1991), alofan
terutama ditemukan pada tanah-tanah abu vulkanik dan di Indonesia banyak di jumpai
di Jawa, Sumatra, Bali dan NTB, Kitagawa (1971) dalam Munir (1991) juga
menyebutkan bahwa alofan mempunyai prioritas dan permeabilitas tinggi, memiliki
daya serap dan pertukaran kation yang tinggi.
Gambar 1. Sebaran Gunung Vulkanik di Indonesia
Pengembangan alofan alam sebagai penjerap perlu dilakukan untuk
meningkatkan kapasitas jerapannya. Bahan-bahan alam dipilih untuk memodifikasi
alofan alam sebagai penjerap logam berat. Lempung Bayat dan Abu sekam dipilih
sebagai campuran alofan sebagai penjerap ion logam dalam larutan.
Lempung Bayat dipilih sebagai penjerap karena keberadaannya yang melimpah di
Kecamatan Bayat Kabupaten Klaten, serta saat ini baru dimanfaatkan sebagian besar
masyarakat Bayat untuk produksi gerabah. Lempung merupakan agregat mineral yang
commit to user
pada permukaannya, keras dan kaku bila kering, stabil pada suhu tinggi dan bersifat
plastis bila dihaluskan dan dibasahi (Sulastri dan Kristianingrum, 2007; Auliah,
2009; Tan, 1982). Lempung merupakan konstituen utama dalam tanah dan
berperan sebagai perangkap alami polutan-polutan yang mengalir bersama air di
permukaan atau di dalam tanah melalui proses penjerapan atau pertukaran ion. Selain
itu, lempung memilki luas permukaan spesifik dan porositas yang tinggi,
keberadaannya melimpah serta kapasitas pertukaran ion yang tinggi (Suarya,
2012). Berbagai keunggulan lempung di atas menyebabkan lempung banyak
digunakan sebagai penjerap.
Indonesia mempunyai potensi cadangan lempung yang sangat besar dan tersebar
terutama di Pulau Jawa, Sumatera dan Kalimantan, tetapi pemanfaatannya belum
optimal. Lempung banyak dimanfaatkan secara individu maupun industri sebagai bahan
baku pembuatan batu bata, genteng, marmer, keramik, gerabah atau keperluan
rumah tangga lainnya. Di Kecamatan Bayat, Kabupaten Klaten mempunyai
cadangan lempung yang cukup besar, namun hingga sekarang pemanfaataannya
masih sebatas untuk pertanian dan untuk memasok kebutuhan bahan pembuatan
gerabah.
Lempung dengan karakteristiknya dapat dimanfaatkan sebagai penjerap logam
berat. Mineral lempung mempunyai kemampuan sorpsi dan pertukaran ion, luas
permukaan yang besar, murah, keberadaannya melimpah sehingga lempung dapat
dikembangkan sebagai penjerap logam berat pada limbah cair (Zhao et al., 2011 dan
Grasi et al., 2012). Beberapa penelitian terdahulu menunjukkan bahwa lempung
efektif sebagai penjerap logam berat. Muhdarina (2010) melakukan kajian kinetika
jerapan lempung alam dari daerah Cengar Provinsi Riau sebagai penjerap kation Co2+
dalam larutan buatan. Wahba et al., (2012) menggunakan mineral lempung
monmorilonit, kaolinit dan campurannya sebagai penjerap logam timbal (Pb),
kadmium (Cd) dan seng (Zn) dengan metode Electrical Stirred Flow Unit (ESFU).
Alhawas (2013) melakukan uji perbandingan kapasitas jerapan logam nikel (Ni)
oleh lempung dari dua daerah berbeda, yaitu lempung dari pegunungan
Al-Mhawes, Al-Kharg dan Khulais, Jeddah secara kolom. Talaat et al., (2011)
menggunakan lempung untuk menjerap logam Cr3+, Ni2+, Cd2+, Cu2+, Zn2+ dan Pb2+
commit to user
Sistha (2014) menggunakan perpaduan lempung dan tanah andisol dengan
perbandingan tertentu untuk mengadsorbsi logam tembaga (Cu) secara batch. Lempung
tidak dilakukan aktivasi secara kimia sedangkan tanah andisol diaktivasi menggunakan
larutan NaOH 3N. Bijang dan Telussa (2008) melakukan aktivasi lempung yang
berasal dari desa Ouw-Saparua Maluku dengan H2SO4 10% dan digunakan untuk
menjerap logam timbal dan tembaga.
Kemampuan tanah lempung dan tanah andisol dalam mengurangi kandungan
logam berat dikembangkan dalam bentuk teknologi tepat guna untuk mengatasi
kontaminasi logam berat Mn pada air permukaan. Salah satu pengembangan yang sudah
dilakukan adalah pembuatan filter keramik. Filter keramik berbahan utama tanah
lempung telah terbukti mampu menurunkan kandungan logam berat dan mikroba
(Agmalini, et al., 2013; Dewi, 2011; Haryati, et al., 2011; Hariyadi, et al., 2013; Henry
et al., 2013; Sunaryo dan Widyawidura, 2010). Pengembangan filter keramik
berbahan utama tanah liat ini diharapkan mampu menghasilkan pengurangan bahan
pencemar fisik, biologi dan kimia yang lebih efektif sehingga diperoleh air bersih
yang dapat ditoleransi untuk air minum; sederhana karena pengoperasiannya tidak
memerlukan keahlian khusus; bahan-bahan yang digunakan tersedia dilokasi dan
mudah diperoleh serta murah, dan efektif dalam memurnikan air (Dewi, 2011).
Sekam padi merupakan limbah pertanian yang melimpah di Indonesia. Selama
ini sekam padi biasanya hanya digunakan sebagai bahan bakar atau bahkan hanya
dibakar begitu saja. Dengan menjadikannya sebagai adsorben diharapkan dapat
memberi nilai tambah pada limbah ini. Beberapa peneliti (Proctor et al., 1995;
Chang, et al., 2001) telah menggunakan abu sekam padi sebagai pemucat minyak
goreng dan memberikan hasil yang cukup memuaskan. Hal ini membuka
kemungkinan penggunaan abu sekam padi sebagai adsorben untuk keperluan yang
lebih luas.
Berdasarkan berbagai penelitian dengan memanfaatkan tanah andisol, lempung
alam dan abu sekam, maka pada penelitian ini dilakukan pengembangan penjerap
berupa campuran tanah andisol, lempung bayat dan abu sekam untuk meningkatkan
efektifitas penjerapan terhadap logam berat kromium (Cr3+) serta pengembangannya
sebagai filter keramik dan pipa penjernih untuk menurunkan kandungan logam berat
commit to user
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka rumusan masalah dalam
penelitian ini adalah :
1. Bagaimana pengaruh komposisi tanah andisol / lempung bayat / abu sekam, suhu
aktivasi dan waktu kontak terhadap kapasitas jerapan ion logam berat kromium
(Cr) dalam larutan model?
2. Bagaimana kondisi optimum penjerap campuran tanah andisol / lempung bayat /
abu sekam sebagai penjerap ion logam berat kromium (Cr) dalam larutan model?
3. Bagaimana efektivitas filter keramik dan pipa penjernih dalam mengurangi
kandungan ion logam berat kromium (Cr) dalam air?
C. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui pengaruh komposisi tanah andisol / lempung bayat / abu sekam,
suhu aktivasi dan waktu kontak terhadap kapasitas jerapan ion logam berat
kromium (Cr) dalam larutan model.
2. Untuk mengetahui kondisi optimum penjerap campuran tanah andisol / lempung
bayat / abu sekam sebagai penjerap ion logam berat kromium (Cr) dalam larutan
model.
3. Untuk mengetahui efektivitas filter keramik dan pipa penjernih dalam mengurangi
kandungan ion logam berat kromium (Cr) dalam air.
D. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :
1. Manfaat bagi peneliti : Penelitian ini diharapkan dapat menambah sumbangan
pemikiran dalam pengembangan bahan alam (tanah andisol, lempung bayat, abu
sekam dan modifikasi andisol-lempung-abu sekam) sebagai penjerap yang efektif
commit to user
2. Manfaat bagi masyarakat : Penelitian ini diharapkan dapat dijadikan alternatif
dalam memanfaatkan tanah andisol, lempung bayat dan abu sekam sebagai
penjerap logam berat kromium di perairan serta pengembangan filter keramik
dan pipa penjernih untuk meningkatkan kualitas air.
3. Manfaat bagi pemerintah : Penelitian ini diharapkan dapat dijadikan bahan
pertimbangan dalam mengelola potensi daerah, yaitu tanah lempung dan
andisol agar lebih bermanfaat bagi masyarakat luas terutama dalam penjernihan air
minum
4. Manfaat Terapan : Adanya alternatif model penjernihan air dengan pemanfaatan
commit to user
i
KARAKTERISTIK DAN AKTIVASI CAMPURAN
TANAH ANDISOL / LEMPUNG BAYAT / ABU SEKAM
SEBAGAI PENJERAP LOGAM BERAT KROMIUM (Cr)
TESIS
Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Magister
Program Studi Ilmu Lingkungan
Oleh
Agus Suprapto
NIM : A130908001
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
commit to user
commit to user
commit to user
v
KATA PENGANTAR
Syukur alhamdulillah dan segala puji bagi Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmatnya sehingga penulis mampu menyelesaikan tesis
sebagai syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains Program Studi Ilmu
Lingkungan Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis menyadari bahwa dalam penelitian dan penyusunan tesis ini masih
jauh dari kesempurnaan. Berbagai kendala dan hambatan banyak dijumpai baik
selama penelitian maupun dalam penyusunan naskah tesis. Dengan bantuan
masukan, saran dan kritik dari berbagai pihak membuat penulis mampu
menyelesaikan penelitian dan penyusunan tesis dengan lebih baik. Oleh karena
itu, penulis menyampaiakan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya
kepada pihak-pihak yang telah membantu penulis, yaitu sebagai berikut :
1. Kepala Badan Lingkungan Hidup Kabupaten Sukoharjo yang telah
memberikan izin Tugas Belajar kepada penulis dan selalu mendorong penulis
untuk menyelesaikan Tugas Belajar dengan tepat waktu.
2. Prof. Dr. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd., selaku Direktur Program
Pascasarjana Universitas Sebelas Maret yang memberikan izin penelitian tesis.
3. Prof. Dr. Ir. MTh. Sri Budiatuti, M.Si., selaku Kepala Program Studi Ilmu
Lingkungan yang telah memberikan izin penelitian dan selalu memberikan
motivasi kepada penulis dalam penyusunan tesis hingga akhir.
4. Prof. Dr. rer.nat. Sajidan, M.Si., selaku dosen Pembimbing I yang telah
membimbing dan mengarahkan penulis dalam penyusunan tesis hingga
selesai.
5. Dr. Pranoto, M.Sc., selaku dosen Pembimbing II yang telah membimbing
dan mengarahkan penulis dalam penyusunan tesis hingga selesai.
6. Dr. M. Masykuri, M.Si., selaku Dosen Penguji yang telah memberikan
masukan untuk perbaikan tesis ini.
7. Seluruh dosen dan staf di Program Studi Ilmu Lingkungan yang telah
memberikan dukungan dan bantuan sehingga meringankan penulis dalam
commit to user
vi
Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam penyusunan
tesis ini, untuk kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis hargai.
Akhirnya peneliti berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi peneliti sendiri
dan bermanfaat untuk masyarakat.
Surakarta, Juli 2015
Penulis,
commit to user
vii
ABSTRAK
Agus Suprapto
. A130908001. 2015.
Karakteristik dan Aktivasi Campuran Tanah
Andisol / Lempung Bayat / Abu Sekam sebagai Penjerap Logam Berat Kromium
(Cr). Pembimbing I. Prof.Dr.rer.nat. Sajidan, M.Si,
Pembimbing II. Dr. Pranoto,
M.Sc
Program Studi Magister Ilmu Lingkungan, Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
Tercemarnya lingkungan perairan akibat limbah logam berat kromium
(Cr) dapat mempengaruhi kualitas air permukaan maupun air tanah. Oleh
karena itu diperlukan usaha untuk meningkatkan kualitas air dengan
mengurangi kandungan ion logam kromium (Cr). Konsentrasi Cr dalam air dapat
dikurangi dengan cara penjerapan (
adsorbsi
). Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui pengaruh komposisi tanah andisol / lempung bayat / abu sekam,
suhu aktivasi dan waktu kontak terhadap kapasitas jerapan Cr dalam larutan
model; kondisi optimum jerapan dan efektivitas filter keramik dan pipa penjernih
untuk menurunkan Cr dalam air.
Campuran tanah andisol, lempung bayat dan abu sekam digunakan
sebagai penjerap (adsorben) ion logam Cr
3+dengan metode batch. Filter
keramik dan pipa penjernih digunakan untuk mengurangi kandungan Cr dalam
air sumur. Identifikasi dan karakterisasi penjerap dilakukan dengan uji NaF,
Spektroskopi infra merah (FTIR), difraksi sinar-x (XRD), luas permukaan
spesifik dan keasaman total spesifik. Konsentrasi logam Cr dianalisis dengan
spektroskopi serapan atom. Isoterm jerapan ditentukan dengan persamaan
Freundlich dan Langmuir. Filter keramik dan Pipa Penjerap dibuat dengan
komposisi tanah andisol /lempung bayat / abu sekam menurut perbandingan
80/10/10.
Hasil penelitian menunjukkan sampel tanan andisol dan lempung bayat
mengandung mineral-mineral alofan, felspar, kaolin, gibsit dan monmorilonit.
Kondisi optimum jerapan dicapai pada suhu aktivasi 150
0C, waktu kontak 30
menit dan komposisi tanah andisol / lempung bayat / abu sekam menurut
perbandingan 80 / 10 / 10. Isoterm Freundlich jerapan Cr dengan koefisien
determinasi (R
2) (0,999), lebih tinggi dibandingkan Langmuir (0,380). Hasil
pengukuran menunjukkan filter keramik efektif menurunkan padatan terlarut
(TDS) dan kandungan Cr dalam air sumur dengan persentase penurunan
masing-masing sebesar 75,91 % dan 9,44 %. Sedangkan pipa penjernih mampu
menurunkan padatan terlarut (TDS) dari 260 ppm menjadi 249 ppm dan
kandungan Cr dari 0,064 ppm menjadi 0,052 ppm.
commit to user
viii
ABSTRACT
Agus Suprapto
. A130908001. 2015. Characteristics and Activation of Mixed
Andisol Soil / Bayat Clay / Rice Husk Ash used as Adsorbent Heavy Metal
Chromium (Cr). Supervisor I. Prof.Dr.rer.nat. Sajidan, M.Si, Supervisor II. Dr.
Pranoto, M.Sc. Environmental Science Program Of Graduate School, Sebelas
Maret University of Surakarta.
The pollution of the water environment as a result of heavy metal waste
chromium (Cr) can affect the quality of surface water and groundwater. Therefore,
it takes effort to improve water quality by reducing the metal ion containing of
chromium (Cr
3+). Cr concentration in water can be reduced by adsorption. This
study aims to determine the effect of composition andisol soil / bayat clay / husk
ash, activation temperature and contact time on the adsorption capacity of Cr in
the solution of the model; The optimum adsorption conditions and the
effectiveness of ceramic filters and pipe purifiers to reduce Cr in the water.
Andisol soil, bayat clay and rice husk ash are used as adsorbent Cr metal
ions with a batch method. Ceramic filters and purifiers pipe are used to reduce the
content of Cr in the water. Identification and characterization adsorben have been
done with NaF test, Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD),
specific surface area and a specific total acidity. Cr metal concentrations are
analyzed by atomic absorption spectroscopy. Sorption isotherms are determined
by Freundlich and Langmuir equation. Ceramic filters and pipe purifiers are made
with the composition of the soil / bayat clay / husk ash by comparison 80 / 10 / 10.
The results show the samples empire andisol soil and bayat clay minerals
containing allophane, feldspar, kaolin, gibsit and montmorillonite. Sorption
optimum condition is achieved at the activation temperature of 150
0C, contact
time of 30 minutes and composition andisol soil: bayat clay: husk ash by
comparison 80: 10: 10. The sorption isotherms Freundlich Cr with a coefficient of
determination (R
2) (0.999), higher than the Langmuir (0.380). The measurement
results show a ceramic filter effectively lower dissolved solids (TDS) and Cr
content in water with a percentage decreasing respectively by 75.91% and 9.44%.
While the pipe purifiers are able to lower dissolved solids (TDS) from 260 ppm to
249 ppm and Cr content of 0.064 ppm to 0.052 ppm
commit to user
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...
i
LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING ...
ii
LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI ... iii
PERNYATAAN KEASLIAN ... iv
KATA PENGANTAR ...
v
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
BAB I PENDAHULUAN...
1
A.
Latar Belakang ...
1
B.
Rumusan Masalah ...
7
C.
Tujuan Penelitian ... ...
7
D.
Manfaat Penelitian ...
7
BAB II LANDASAN TEORI ...
9
A.
Tinjauan Pustaka ...
9
1. Logam Berat Kromium (Cr)...
9
2. Penjerapan (Adsorbsi) ... 10
3. Abu Sekam ... 13
4. Lempung ... 14
5. Tanah Andisol ... 16
6. Alternatif Model Penjernihan Air ... 21
7. Asas-Asas Lingkungan... 24
B.
Kerangka Berpikir ... 25
commit to user
x
BAB III METODE PENELITIAN ... 29
A.
Waktu dan Tempat Penelitian ... 29
B.
Tata Laksana Penelitian ... 29
1. Alat ... 29
2. Bahan ... 30
3. Cara Kerja ... 30
a. Preparasi Penjerap ... 30
b. Identifikasi dan Karakterisasi Penjerap ... 31
c. Aktivasi Penjerap... 32
d. Uji Kinerja Penjerap ... 33
e. Penentuan Isoterm Jerapan ... 34
f. Pembuatan Alternatif Model Penjernih ... 34
C.
Teknik Pengumpulan Data dan Analisis ... 35
D.
Jadwal Penelitian ... 38
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 39
A.
Identifikasi Penjerap... 39
1. Analisis Uji NaF ... 39
2. Analisis Uji FTIR ... 39
3. Analisis Difraksi Sinar X ... 43
4. Analisis Luas Permukaan ... 44
5. Analisis Keasaman ... 45
B.
Aktivasi Penjerap ... 46
C.
Uji Kinerja Penjerap ... 47
D.
Penentuan Jenis Isoterm Jerapan ... 54
E.
Uji Kinerja Filter Keramik dan Pipa Penjernih ... 56
1. Filter Keramik ... 57
2. Pipa Penjernih ... 57
commit to user
xi
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 58
A.
Kesimpulan ... 58
B.
Saran ... 58
DAFTAR PUSTAKA ... 59
commit to user
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Sifat Fisika dan Kimia Abu Sekam ... 13
Tabel 2. Komposisi Kimia dalam Lempung ... 14
Tabel 3. Jenis Kation yang Cenderung Terikat ... 15
Tabel 4. Data Hasil Analisis Gugus Fungsi ... 41
Tabel 5. Perbandingan Sampel Alofan dengan Standar ... 44
Tabel 6. Data Luas Permukaan ... 44
commit to user
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Sebaran Gunung Vulkanik di Indonesia ...
4
Gambar 2.
Tahap-Tahap Jerapan ...
10
Gambar 3.
Struktur Alofan...
18
Gambar 4.
Sebaran Andisol di Pulau Jawa ...
20
Gambar 5.
Hubungan Logis antara 14 Asas Lingkungan ...
24
Gambar 6.
Kerangka Berpikir ...
27
Gambar 7.
Spektrum Sampel ...
40
Gambar 8.
Difraktogram Sampel ...
43
Gambar 9.
Komposisi Penjerap terhadap Kapasitas Jerapan 100 C ...
49
Gambar 10. Komposisi Penjerap terhadap Kapasitas Jerapan 150 C ...
49
Gambar 11. Komposisi Penjerap terhadap Kapasitas Jerapan 200 C ...
50
Gambar 12. Kurva Isoterm Langmuir ...
55
