BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan salah satu kebutuhan yang diperlukan bagi kegiatan manusia. Tetapi, saat ini air telah terkontaminasi oleh zat-zat yang beracun dan berbahaya. Jika air yang telah terkontaminasi zat-zat berbahaya tersebut dikonsumsi oleh manusia, maka akan dapat menimbulkan masalah yang besar dan resiko bagi kelangsungan hidup manusia.
Seiring dengan perkembangan pengetahuan dan pemahaman manusia terhadap lingkungan hidup, mendorong munculnya berbagai usaha untuk melindungi dan melestarikan lingkungan hidup dari berbagai kerusakan yang diakibatkan oleh pencemaran lingkungan akibat rusaknya sistem air tanah di sekitar industri. Usaha yang dapat dilakukan oleh manusia untuk mengurangi tingkat kontaminasi zat-zat beracun dan berbahaya di dalam air tanah sekitar industri adalah dengan menurunkan tingkat pencemaran pada air tanah tersebut agar dapat dikonsumsi kembali oleh manusia sehingga tidak mebahayakan lingkungan dan ekosistem air tanah di
sekitarnya [1].
Zat kontaminan tersebut dapat bersumber dari logam-logam berat yang bercampur dalam air sehingga dapat mencemari lingkungan dan merusak sistem air tanah di sekitar industri. Salah satu contoh logam berat yang terkandung dalam air tanah adalah logam kadmium (Cd). Sumber-sumber penyumbang pencemaran logam berat tembaga dapat berasal dari industri pertambangan, tekstil, lukisan,
hidrometalurgi, listrik, timah, penyulingan, pestisida, dan pencelupan [2], adapula yang terdapat dari alam (proses pedogenik) dan berbagai sumber antropogenik (deposisi atmosfer emisi industri, emisi kendaraan) [3].
penggunaan berbagai adsorben seperti zeolit [4], arang [5], dan berbagai sampah pertanian seperti kulit jagung [6], kulit kelapa [7], abu sekam padi [8], kayu apu (Pistia stratiotes L) [9], atau kulit singkong [10].
Pasir dipilih sebagai adsorben untuk menjerat logam berat karena memiliki keuntungan yang ditinjau dari segi jumlah yang begitu melimpah di alam dibandingkan dengan adsorben jenis lain seperti zeolit, arang, kulit kelapa, kulit jagung, atau kulit singkong. Pasir memilki jenis yang beraneka ragam, contohnya pasir laut. Pasir laut sendiri terdiri atas dua jenis yaitu pasir laut hitam dan pasir laut putih. Walaupun keduanya terkesan identik dan persis sama, tetapi keduanya cenderung mempunyai kemampuan yang berbeda dalam mengadsorpsi logam berat. Hal ini ditunjukkan oleh perbedaan jumlah silika oksida yang terdapat di antara kedua pasir tersebut. Pasir laut hitam memiliki kandungan silika dioksida (SiO2) antara 87-95%, sedangkan pasir putih memiliki kandungan silika dioksida
(SiO2) antara 72-84%. Semakin besar kandungan silika dioksida (SiO2) yang ada
di dalam pasir laut, maka kemampuan adsorpsi logam berat semakin besar [1]. Berikut penelitian yang telah dilakukan tentang pembuatan adsorben dari pasir dapat dilihat pada Tabel 1.1.
Tabel 1.1 Data Beberapa Hasil Penelitian Yang Memanfaatkan Pasir Sebagai Adsorben
Nama Peneliti (Tahun)
Penelitian Hasil Penelitian Topik Kajian
Han et al. (2014)
[11]
- Pasir modifikasi
dengan FeS
- Menyerap logam As - Variasi pH 5, 7 dan
9
- Variasi adsorben
100, 200 dan 500 gr/L
- Menggunakan
larutan buffer C2H3NaO2 untuk
pH 5, 3-(N-morpholino)
propanesulfonic acid (MOPS) untuk
pH 7 dan
N-- Pasir modifikasi dengan FeS mampu
menyerap logam As
menurun pada pH diatas 7 dan mencapai
maksimum pada pH 9
Dependence of particle concentration effect on pH and redox for arsenic
removal by FeS-coated sand under anoxic
Haryanto dan Kavitha
(2014)
Rhodamin B (RhB) dan Rhodamin 6G (Rh6G)
- Variasi pH 2-10 - Dilakukan pada
temperatur kamar - Waktu kontak diserap pasir masing-masing 5,85 dan 13,45 mg/kg
- Biosurfaktan
dengan foam menyerap ion logam lebih banyak dari permukaan pasir dibandingkan biosurfaktan tanpa foam
- Pasir mampu
menyerap jenis pewarna RhB
- Waktu optimal
pada 15 menit dan konstan pada 60 menit
- Kapasitas
adsorpsi sebesar 5.5 mg/g pada adsorpsi batch dengan pH optimum=2
- Kapasitas
adsorpsi sebesar 3 mg/l pada adsorpsi column dengan pH
adsorben maka Foam-enhanced
removal of adsorbed
metal ions from packed sands with
adsorption of dye
contaminants using a low-cost sand adsorbent – SPRINGER
Gusain et al. (2013)
[15]
adsorben 0,05; 0,07; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3 dan 0.4 gr - Variasi konsentrasi
logam berat 10, 20, 30, 40,
50,60,70, 90, 100 mg/L
- Variasi kecepatan pengaduk 100, 200,300,400, 500, 600, 700, 800 rpm - Variasi waktu
kontak 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135 min
- Pasir modifikasi - Meyerap logam Cu - Variasi temperatur
25oC, 35oC dan 45oC
- Waktu kontak 60 menit
semakin banyak pula logam yang dapat diserap - Kecepatan
pengadukan
optimum pada 500 rpm
- Waktu kontak
optimum 90 min
- Pasir modifikasi sangat efektif menyerap Cu
- pH optimum
dicapai saat pH=6,5 Journal of Research
Kinetic and thermodynam ic studies on the removal of Cu(II) ions from aqueous solutions by adsorption on modified
sand –
ELSEVIER
Penelitian ini membuat suatu terobosan baru ditinjau dari jenis pasir yaitu menggunakan pasir laut berwarna putih yang diambil dari Pantai Cermin yang terletak di Kecamatan Pantai Cermin, Kabupaten Serdang Bedagai, Provinsi Sumatera Utara, Indonesia, dilakukan tanpa metode aktivasi pasir dengan zat lain karena aplikasinya sangat cocok untuk pemurnian air limbah industri yang diolah agar dapat digunakan kembali, dan tidak mencemari lingkungan.
1.2 Perumusan Masalah
adalah adsorpsi. Jenis adsorben yang dipakai adalah pasir. Alasan pemilihan pasir yaitu jumlahnya banyak, mudah dan murah didapat, dan ramah lingkungan. Oleh karena itu, pasir dapat dijadikan sebagai alternatif pemilihan adsorben yang baik, sehingga perlu dilakukan penelitian tentang kemampuan adsorpsinya.
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Mengetahui pengaruh variasi ukuran partikel pasir putih terhadap kemampuan adsorpsi pasir putih.
2. Mengetahui pengaruh variasi kecepatan pengadukan terhadap kemampuan adsorpsi pasir putih.
3. Mengetahui pengaruh variasi konsentrasi larutan ion logam terhadap kemampuan adsorpsi pasir putih.
4. Mengetahui kemampuan adsorpsi pasir putih terhadap kinetika adsorpsi.
1.4 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat :
1. Memberikan informasi bahwa pasir putih dapat dijadikan bahan baku dalam pembuatan adsorben.
2. Memberikan informasi bahwa potensi pasir putih sebagai adsorben sangat murah karena jumlahnya yang berlimpah di alam sehingga pembuatan adsorben ini menjadi lebih mudah dalam mencari bahan bakunya.
1.2 Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Proses Industri Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Badan Riset dan Standar, Kementerian Perindustrian Provinsi Sumatera Utara, dan PT. Indonesia Asahan Aluminium (PT. INALUM). Adapun bahan utama yang digunakan pada penelitian ini yaitu pasir putih sebagai bahan baku dan CdCl2 sebagai bahan yang
Ukuran = 10, 20 dan 40 mesh Proses pencampuran
1 Kecepatan pengadukan = a) 100 rpm [14]
b) 150 rpm [12]
c) 200 rpm
2 Konsentrasi Larutan = a) 30 rpm
b) 50 rpm [12]
c) 70 rpm
3 Waktu adsorpsi = 2 jam, untuk menghitung kinetika adsorpsi dengan pengambilan sampel 2 mL setiap 10 menit
Variabel tetap :
4 Suhu adsorpsi = 25 oC 5 Volume larutan = 100 mL 6 Massa adsorben = 10 gr
7 pH larutan = 4,5 [12]
Parameter yang dianalisis pada adsorben adalah : A. Pada proses pencucian adsorben:
• Analisis pH.
B. Pada proses pengeringan adsorben
• Analisis massa. C. Pada proses adsorpsi
1. Analisis kandungan Cd.
2. Analisis pengaruh kecepatan pengadukan adsorben. 3. Analisis waktu adsorpsi.
