PEMANFAATAN BIOMASSA LAMUNEnhalus acoroides YANG TERDAPAT DI KEPULAUAN SPERMONDE SEBAGAI BIOSORBEN
ION LOGAM Cu(II)
MULIADI H 311 02 004
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR 2006
PEMANFAATAN BIOMASSA LAMUNEnhalus acoroides YANG TERDAPAT DI KEPULAUAN SPERMONDE SEBAGAI BIOSORBEN
ION LOGAM Cu(II)
Proposal Penelitian ini diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh gelar sarjana sains
Oleh MULIADI H31102004
MAKASSAR 2006
PROPOSAL PENELITIAN
PEMANFAATAN BIOMASSA LAMUNEnhalus acoroides YANG TERDAPAT DI KEPULAUAN SPERMONDE SEBAGAI BIOSORBEN
ION LOGAM Cu(II)
Disusun dan diajukan oleh MULIADI
H31102004
Proposal ini telah diperiksa dan disetujui oleh:
Pembimbing Utama
Dr. Hj. Nursiah La Nafie, M.Sc. NIP. 131 755 159
Pembimbing Pertama
Dr. Paulina Taba, M.Phill. NIP. 131 802 897
“... adakah sama orang-orang yang mengetahui dengan orang-orang yang tidak mengetahui? Sebenarnya hanya orang yang berakal sehat yang dapat menerima
pelajaran” (Az-Zumar: 9)
Orang yang paling mulia di sisi Allah adalah orang yang paling dalam ilmunya akan Al-Qur’an
PRAKATA
Puji syukur kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahNya kepada penulis sehingga penulisan skripsi ini selesai. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Hasanuddin Makassar. Salawat serta salam kepada junjungan Nabi Muhammad Shallalahu ‘alaihi Wasallam beserta seluruh keluarga, sahabat dan orang-orang yang senantiasa berada di atas Sunnahnya.
Kepada ayah dan ibu tiada kata yang dapat mewakili gerak lisanku untuk menyampaikan segala perasaan yang tersimpan rapi di dalam jiwa, semoga Allah menjadikan mereka sebagai ahli surga-Nya, kepada saudara-saudaraku Mustakim, Musdalifah, Fitri, Dewani, dan nenek tercinta terima kasih karena telah bersamaku dalam suka dan duka serta doa yang tulus untuk penulis, semoga AllahSubhanahu wata’ala membalas segala kebaikan mereka dan menuntun kita meniti jalan yang lurus dan mempertemukan kita di surge-Nya. Juga kepada :
1. Dr. Hj. Nursiah La Nafie, M.Sc dan Dr. Paulina Taba, M.Phill yang telah berkenan meluangkan waktu, pikiran dan tenaganya dalam membimbing dan memberikan petunjuk yang sangat berharga dari awal persiapan penelitian hingga selesainya penyusunan skripsi ini.
2. Ketua Jurusan Kimia, Dr. Hj. Nursiah La Nafie, M.Sc dan Sekretaris Jurusan, Dr. Nunuk Hariani Soekamto, M.S. Dan seluruh Dosen yang telah
membagi ilmunya serta staf Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Hasanuddin terima kasih atas bantuan dan kerja samanya.
3. Teman-teman Peneliti Biosorpsi Lamun (Dachlia, Arjuna, Kak Gulam dan Saidah) di Laboratorium Kimia Analitik. Terima kasih telah membantu melewati hari-hari yang indah bersama-sama. Tidak lupa untuk Kak Fiby, terima kasih telah banyak meluangkan waktu untuk penelitian ini serta atas bantuan analisa SSA, pelayanan bahan dan alat-alatnya.
4. Saudara-saudaraku Mahasiswa Kimia Angkatan 2002 (jamal, nasri, dede, taufik, aswar, ikhsan, ummung, lina 35, lina 37, irma, nanie, lehla, nunu, risna, aziza, mina, dan yang tidak dapat saya sebut semuanya). Terima kasih atas kebahagiaan yang telah kalian berikan selama ini dan semoga cinta karena Allah kita akan tetap hidup di hati kita semua.
5. Saudara-saudaraku kimiawan lain (Mahasiswa Kimia Angkatan 2000, 2001, 2003, 2004, 2005 dan 2006) Terima kasih atas bantuannya begitu juga dengan teman-teman seperjuangan: KAMMI crew, FKMKI crew, Ma’had crew dan LDM Ramsis Unhas.
Penulis sadar akan kekurangan dalam skripsi ini baik materi maupun teknik penulisannya. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dalam penulisan selanjutnya. Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat dalam memecahkan masalah pencemaran lingkungan, khususnya oleh logam berat Cu.
ABSTRAK
Biosorpsi, merupakan teknik alternatif yang dapat digunakan dalam mengatasi pencemaran lingkungan yang berasal dari buangan limbah yang mengandung polutan logam berat. Biosorpsi ion logam Cu(II) dengan menggunakan biomassa lamun Enhalus acroides pada variasi waktu kontak, pH serta konsentrasi telah diteliti. Konsentrasi ion logam Cu(II) sebelum dan setelah adsorpsi ditentukan dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). pH optimum dalam proses biosorpsi dilakukan pada pH 1 – 7. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa waktu kontak optimum adalah 60 menit dan pH optimum adalah 6. Biosorpsi ion logam Cu(II) dengan menggunakan biomassa lamun Enhalus acroides dilakukan pada beberapa variasi konsentrasi untuk mempelajari isotermal adsorpsi. Model isotermal adsorpsi yang digunakan yaitu isotermal Langmuir dan isotermal Freundlich. Dari hasil penelitian ini diperoleh informasi bahwa biosorpsi ion logam Cu(II) dengan menggunakan biomassa lamun Enhalus acroides sesuai dengan model isotermal Freundlich dengan nilai kapasitas biosorpsi (k) 0,6100 mg/g.
ABSTRACT
Biosorpsi, representing alternative technique which can be used to overcome environmental contamination which come from waste discard of heavy metals pollutant. Biosorption of Cu(II) ion by biomass of seagrassi Enhalus acroides with variation of contact time, pH and concentration was investigated. The concentration of Cu(II) ion before and after adsorption was determined by atomic absorption spectrophotometer (AAS). pH optimum in biosorption process was conducted at pH of 1 – 7. Results showed that the optimum contact time was 60 minute and and the optimum pH was 6, respectively. Biosorption of Cu(II) ion by biomass of seagrass Enhalus acroides conducted at various concentration to study the isoterm adsorption. Models of isoterm adsorption used were Langmuir and Freundlich isoterms. Results showed that biosorption of Cu(II) ion by biomass of seagrass Enhalus acroides according to Freundlich isoterms with the biosorption capacity value (k) 0,6100 mg/g.
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sejak kasus kecelakaan merkuri di Minamata Jepang tahun 1953, secara intensif dilaporkan issu pencemaran logam berat meningkat sejalan dengan pengembangan berbagai penelitian yang mulai diarahkan pada berbagai aplikasi teknologi untuk menangani polusi lingkungan yang disebabkan oleh logam berat (Suhendrayatna, 2001).
Metode konvensional yang biasa digunakan untuk menghilangkan dan memurnikan logam berat antara lain pengendapan, oksidasi reduksi, pertukaran ion, filtrasi, penguapan, osmosiss balik dan ekstraksi pelarut. Tetapi, metode-metode ini memiliki kekurangan seperti pemurnian logam yang tidak sempurna, selektivitas yang rendah, membutuhkan energi yang tinggi, menghasilkan produk endapan dan air beracun sebagai hasil sampingan (Hsuang-Liang dkk, 2003). Selain itu, metode-metode ini mahal dan tidak efisien (Kratochvil dkk 1997 dalam Nuhoglu dkk, 2002). Masalah pencemaran air oleh logam berat menghadirkan suatu tantangan dan biosorpsi dapat menjadi solusi dari masalah tersebut (Viera dan volesky, 2000).
Biosorpsi merupakan salah satu teknik alternatif untuk pengolahan limbah, merupakan pengambilan logam-logam berat oleh materi biologi dari larutannya dalam air. Metode ini kompetitif, murah dan juga efektif (Bayhan dkk (2001); Volesky (2001) dalam Ucun dkk, 2002). Pengambilan logam berat oleh sel-sel
mikrobial, yang dikenal sebagai biosorpsi adalah pengambilan pasif dan tidak ada energi yang diperlukan (Valdman dkk, 2001 dalam Nuhoglu dkk, 2002).
Istilah biosorpsi digunakan untuk menjelaskan penghilangan logam berat melalui pengikatan pasif pada biomassa tumbuhan atau mikroorganisme yang tidak hidup dari larutannya dalam air (Davis dkk, 2003). Biomassa yang hidup atau mati dapat digunakan untuk menghilangkan logam berat, tetapi menjaga biomassa tetap hidup selama adsorpsi logam sulit karena suplai nutrien yang terus-menerus diperlukan dan toksisitas logam terhadap biomassa dapat terjadi (Yan dan Viraraghavan, 2003). Oleh karena itu biomassa yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah biomassa yang telah mati yakni biomassa lamun.
Lamun (seagrass) adalah tumbuhan berbunga (Angiospermae) yang sudah sepenuhnya menyesuaikan diri untuk hidup di bawah permukaan air laut. (Dahuri dkk, 2001).
Lamun merupakan salah satu dari tumbuhan macrophyta, tumbuhan yang mempunyai akar (rhizome dan serabut akar), batang, daun, bunga dan beberapa spesies berbuah (Kasim, 2005). Berdasarkan penelitian Keskinkan dkk (2004), tumbuhan macrophyta yaitu Ceratophyllum demersum dapat digunakan sebagai biosorben untuk ion logam Pb(II), Cu(II) dan Zn(II). Beberapa peneliti (Wang dkk, 1996 ; Schneider dan Rubio, 1999 ; Schneider dkk, 1999 dalam Keskinkan dkk, 2004), menunjukkan bahwa beberapa logam berat dapat terakumulasi oleh beberapa tumbuhan macrophyta; Potamogeton lucens, Salvinia herzogoi, Eichhornia crassipes, Myriophyllum brasillensis, Cabomba sp., Myriophyllum spicatum. Oleh karena itu, lamun berpotensi untuk menghilangkan ion-ion logam
berat dari larutannya. Jenis lamun yang digunakan dalam penelitian ini adalah adalahE. acroides
E. acroidesmerupakan spesies lamun yang akan digunakan karena jenis lamun ini banyak terdapat di kepulauan Spermonde. Supriadi dan Arifin (2003) melaporkan, di pulau Barrang Lompo produktivitas totalE. acroidessangat tinggi mencapai 12,083 g bk/ m2/ hari.
Logam berat Cu (tembaga) merupakan bahan pencemar yang potensial berada di sekitar kawasan pantai, dimana keberadaan logam Cu dalam perairan berasal dari sumber-sumber alamiah dan dari aktivitas yang dilakukan oleh manusia. Logam Cu sebagian besar berasal dari kegiatan pertambangan, cairan limbah rumah tangga, serta limbah dan buangan industri. Kadar logam berat yang melebihi ambang batas akan menimbulkan efek negatif berupa racun yang sangat berbahaya bagi biota laut dan akhirnya akan sampai pada manusia melalui proses rantai makanan (Palar, 1994).
Dari penelitian ini, informasi tentang kapasitas biosorpsi dari biomassa lamun E. acroides akan diperoleh dan dibandingkan dengan kapasitas adsorben lainnya dalam upaya untuk mendapatkan adsorben yang efektif terhadap ion logam-logam berat, khususnya ion Cu(II).
1.2 Perumusan masalah
Adapun yang menjadi permasalahan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Berapakah waktu kontak optimum biosorpsi ion Cu(II) oleh biomassa
lamun E. acroides
2. Berapakah pH optimum biosorpsi ion Cu(II) oleh lamun E. acroides. 3. Berapakah kapasitas biosorpsi ion Cu(II) oleh biomassa lamunE. acroides 1.3 Maksud dan Tujuan penelitian
1.3.1 Maksud penelitian
Penelitian ini bermaksud untuk mengetahui kondisi optimum biosorpsi ion-ion Cu(II) oleh biomassa E. acroides dan mengetahui kemampuan biomassa lamun tersebut dalam mengurangi konsentrasi ion-ion Cu(II) dari larutannya. 1.3.2 Tujuan
Untuk memecahkan masalah yang dirumuskan di atas, penelitian ini bertujuan untuk:
1. Menentukan waktu kontak optimum biosorpsi ion-ion Cu(II) oleh biomassa lamun E. Acroides.
2. Menentukan kapasitas biosorpsi ion-ion Cu(II) oleh biomassa lamun E. Acroides
3. Menentukan pH optimum biosorpsi ion-ion Cu(II) oleh biomassa lamun E. acroides
1.4 Manfaat penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah membantu upaya untuk menemukan biosorben yang efektif dengan memberikan informasi tentang kondisi optimum dan kapasitas biosorpsi dari biomassa lamunE. acroidesterhadap ion Cu(II). Data yang diperoleh dapat dijadikan dasar pertimbangan dalam pengolahan air buangan yang terkontaminasi oleh ion logam berat.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Umum Lamun
Lamun (seagrass) adalah tumbuhan berbunga (Angiospermae) yang tumbuh dan berkembang dengan baik di lingkungan laut dangkal, yang dapat membentuk kelompok-kelompok kecil dari beberapa tegakan tunas sampai berupa hamparan padang lamun yang sangat luas (Zulkifli , 2003).
Lamun merupakan produktifitas primer di perairan dangkal di seluruh dunia dan merupakan sumber makanan penting bagi banyak organisme. Menurut Nybakken (1988), biomassa padang lamun secara kasar berjumlah 700 g bahan kering/m2/hari.
Lamun dapat ditemukan di seluruh dunia kecuali di daerah kutub. Lebih dari 52 jenis lamun yang telah ditemukan. Di Indonesia hanya terdapat 7 genus dan sekitar 15 jenis yang termasuk ke dalam 2 famili yaitu : Hydrocharitacea (9 marga, 35 jenis) dan Potamogetonaceae (3 marga, 15 jenis), (Den Hartog, 1970; Azkab, 1999; Bengen 2001). Menurut Kiswara dan Winardi (1999), di Indonesia terdapat 12 jenis lamun yang tergolong dalam tujuh marga, yaitu E. acoroides, Thalassia hemprichii, Halophila decipiens, H. Ovalis, H. Minor, H. Spinulosa dari suku Hydrocharitaceae, serta Cymodocea serrulata, C. Rotundata, Halodule uninervis, H. Pinifolia, Syringodium isoetifolium dan Thalassodendron ciliatumdari sukuPotamogetonaceae.
2.2 Gambaran Umum Spesies Lamun Enhalus acoroides
sedikit berlumpur dan kadang
campuran pecahan karang yang telah mati (Sangaji, 1994). Supriadi dan Arifin tahun 2003, melaporkan bahwa di pu
lamunE. acroidesmencapai 12, 083 g bk/m Enhalus acroides
diselubungi dengan helaian serat (fibrous), p 1,25 – 1,75 cm. Bunga
sari berbentuk butir yang bulat dan bunga betina dengan panjang 40 bunga E. acroides memiliki panjang 5
Menez, 1988). Daun dan bunga
Gambar 1. daun dan bunga dari
2.2 Gambaran Umum Spesies LamunEnhalus acoroides.
nhalus acoroidesdominan hidup pada substrat dasar berpasir dan pasir sedikit berlumpur dan kadang-kadang terdapat pada dasar yang terdiri atas campuran pecahan karang yang telah mati (Sangaji, 1994). Supriadi dan Arifin tahun 2003, melaporkan bahwa di pulau Barrang Lompo produktifitas total
mencapai 12, 083 g bk/m2/ hari.
Enhalus acroides memiliki rhizoma dengan lebar hingga 1.5 cm yang dengan helaian serat (fibrous), panjang daun 30 – 50 cm den
1,75 cm. Bunga jantan yang putih dengan panjang sekitar 2 mm, serbuk sari berbentuk butir yang bulat dan bunga betina dengan panjang 40
memiliki panjang 5 -7 cm dan biji 1 – 1,5 cm (Philips & Daun dan bungaE. Acroidesdiberikan pada gambar 1.
Gambar 1. daun dan bunga dariE. Acroides
dominan hidup pada substrat dasar berpasir dan pasir kadang terdapat pada dasar yang terdiri atas campuran pecahan karang yang telah mati (Sangaji, 1994). Supriadi dan Arifin lau Barrang Lompo produktifitas total
memiliki rhizoma dengan lebar hingga 1.5 cm yang 50 cm dengan lebar jantan yang putih dengan panjang sekitar 2 mm, serbuk sari berbentuk butir yang bulat dan bunga betina dengan panjang 40 – 50 cm, 1,5 cm (Philips & n pada gambar 1.
Klasifikasi E. acroides yang terdapat di perairan Indonesia (Anonim, 2005) adalah sebagai berikut:
Regnum : Plantae Devisio : Spermatophyta Class : Monocotyledonae Order : Helobiae Famili : Hydrocharitaceae Genus : Enhalus,
Spesies :Enhalus acoroides,
2.3 Toksisitas Logam berat dan standar kesehatannya
Pencemaran atau polusi adalah kondisi yang telah berubah dari bentuk asal menjadi kondisi yang lebih buruk. Pergeseran bentuk tatanan dari kondisi yang buruk ini dapat terjadi sebagai akibat masukan dari bahan-bahan pencemar atau polutan. Toksisitas atau daya racun dari polutan itulah yang kemudian menjadi pemicu terjadinya pencemaran. (Palar, 1994)
Beberapa faktor yang mempengaruhi daya racun (toksisitas) dari logam-logam berat yang larut dalam perairan antara lain bentuk logam-logam dalam air, keberadaan logam-logam lain, fisiologi dari biota (organisme) dan kondisi biota (Palar, 1994). Kecemasan yang berlebihan terhadap hadirnya logam berat di lingkungan disebabkan oleh tingkat keracunannya yang sangat tinggi dalam seluruh aspek kehidupan makhluk hidup, (Wainwright, 1992 dalam
Suhendrayatna 2001). USEPA (U.S.Environmental Agency) mencatat ada 13 elemen logam berat yang merupakan elemen utama polusi yang berbahaya seperti antimoni, arsenik, berillium, kadmium,, kromium, tembaga, timbal, merkuri, nikel, selenium, perak, talium, seng (Novotny, 1995).
Ion logam berat, seperti arsenik, timbal, kadmium dan merkuri berbahaya bagi kesehatan manusia dan kelangsungan kehidupan di lingkungan. Walaupun pada konsentrasi yang sedemikian rendah efek ion logam berat dapat berpengaruh langsung hingga terakumulasi pada rantai makanan.
Menurut Vouk (1986) terdapat 80 jenis dari 109 unsur kimia di muka bumi ini yang telah teridentifikasi sebagai jenis logam berat. Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat ini dapat dibagi dalam dua jenis. Jenis pertama adalah logam berat esensial, dimana keberadaannya dalam jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah Zn, Cu, Fe, Co, Mn dan lain sebagainya. Sedangkan jenis kedua adalah logam berat tidak esensial atau beracun, di mana keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya atau bahkan dapat bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain-lain. Vouk (1986) dalam Putra dan Putra (2006), Logam berat ini dapat menimbulkan efek kesehatan bagi manusia tergantung pada bagian mana logam berat tersebut terikat dalam tubuh. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai penghalang kerja enzim, sehingga proses metabolisme tubuh terputus. Lebih jauh lagi, logam berat ini akan bertindak sebagai penyebab alergi, mutagen, teratogen atau karsinogen bagi manusia.
2.3.1 Logam tembaga (Cu)
Tembaga dengan nama kuprum dilambangkan dengan Cu. Unsur ini memiliki sifat fisika berbentuk kristal dengan warna kemerahan, dapat ditempa, sangat lunak sehingga dapat digulung dalam bentuk lembaran kawat, melebur pada suhu 1083,4 oC, serta pengantar kalor dan listrik. Dalam tabel sistem periodik tembaga terletak pada golongan IB periode ke 4 dengan nomor atom (NA) 29 dan bobot atom (BA) 63,546, densitas 8,9 g/cm3(Palar, 1994).
2.3.2 Toksisitas tembaga (Cu) bagi organisme
Sebagai logam berat tembaga berbeda dengan logam-logam berat lainnya seperti Hg, Cd, dan Cr. Logam berat Cu digolongkan ke dalam logam berat essensial, artinya meskipun tembaga merupakan logam berat, unsur ini sangat dibutuhkan oleh tubuh dalam jumlah yang sedikit. Toksisitas yang dimiliki oleh Cu baru akan bekerja dan memperlihatkan pengaruhnya bila logam ini masuk ke dalam tubuh organisme dalam jumlah besar atau melebihi batas toleransi organisme tersebut.
Kebutuhan manusia terhadap logam Cu cukup tinggi. manusia dewasa membutuhkan sekitar 30 µg Cu perkilogram berat tubuh. Pada anak-anak jumlah Cu yang dibutuhkan adalah 40 µg perkilogram berat tubuh. Sedangkan pada bayi dibutuhkan 80 µg Cu perkilogram berat tubuh. Konsumsi Cu yang baik bagi manusia adalah 2,5 mg/kg berat tubuh/ hari untuk orang dewasa dan 0,05 mg/kg berat tubuh/ hari untuk anak-anak dan bayi. (WHO, 1973- cit. Fribeg – 1977 dalam Palar 1994).
2.3.3 Tembaga (Cu) dalam lingkungan perairan
Logam berat Cu yang masuk ke dalam tatanan lingkungan perairan dapat berasal dari peristiwa-peristuwa alami dan sebagai efek samping dari aktivitas yang dilakukan oleh manusia. Secara alami, Cu masuk ke dalam badan perairan akibat dari peristiwa erosi atau pengikisan batuan mineral dan melalui persenyawaan Cu di atmosfir yang dibawa turun oleh air hujan, diperkirakan mencapai 325.000 ton per tahun.
Aktivitas manusia, seperti buangan industri, pertambangan Cu, industri galangan kapal merupakan salah satu jalur yang mempercepat terjadinya peningkatan kelarutan Cu dalam badan perairan. Kehadiran tembaga pada limbah industri biasanya dalam bentuk ion bivalen Cu(II) sebagai produk hidrolitik (Nora dkk, 1998).
Dalam kondisi normal, keberadaan Cu dalam perairan ditemukan dalam bentuk senyawa ion CuCO3+, CuOH+, dan lain-lain.biasanya jumlah ion Cu yang terlarut dalam badan perairan laut adalah 0,002 ppm sampai 0,005 ppm. Bila dalam perairan terjadi pelarutan Cu yang melebihi ambang batas maka akan terjadi peristiwa ‘biomagnifikasi” terhadap biota-biota perairan (Palar, 1994).
Kelarutan ion Cu(II) yang mencapai 0,01 ppm, akan mengakibatkan kematian bagi fitoplankton. Jenis Crustaceae akan mengalami kematian bila konsentrasi ion Cu(II) terlarut berada dalam kisaran 0,17 sampai 100 ppm. Biota jenis Molussca akan mengalami kematian bila ion Cu(II) yang terlarut dalam badan perairan berada dalam kisaran 0,16 sampai 0,5 ppm. Konsentrasi ion Cu(II)
yang berada dalam kisaran 2,5 sampai 3,0 ppm dalam perairan akan dapat membunuh ikan-ikan. (Jackins et.al, 1970 : Bryan (1976) dan Reisch et.al, 1979 dalam Palar, 1994).
2.4 Biosorpsi
Biosorpsi adalah terakumulasi dan terkontaminasinya logam berat dari suatu larutan (bahkan yang encer sekalipun) oleh biomassa tumbuhan atau mikroorgsnisme yang tidak hidup (Kumar, 2004). Biosorpsi merupakan kemampuan material biologi untuk mengakumulasi ligand logam berat melalui medan metabolisme atau jalur psiko-kimia. Proses ini terjadi karena adanya material biologi yang disebut biosorben dan larutan yang mengandung logam berat (dengan afinitas yang tinggi) sehingga mudah terikat pada biosorben (Fourest dan Roux, 1992).
Hasil-hasil penelitian tentang biosorpsi logam berat menunjukkan kapasitas pengikatan dari biomassa tertentu sebanding dengan resin penukar kation sintetik komersil (Wase dan Foster, 1997 dalam Ahluwia dan Goyal, 2006). Proses biosorpsi terjadi ketika ion logam berat mengikat dinding sel dengan dua cara yang berbeda, pertama pertukaran ion dimana ion monovalen dan divalen seperti Na, Mg dan Ca pada dinding sel digantikan oleh ion-ion logam berat dan kedua adalah formasi kompleks antara ion-ion logam berat dengan gugus fungsional seperti karbonil, amino, tiol, hidroksi, fosfat dan hidroksi-karbonil yang berada pada dinding sel (Suhendrayatna, 2001).
Volesky dan Holan (1995) telah mempelajari mikroba-miktroba secara mendalam dan kapasitas pengikatan logamnya. Kapasitas sorpsi selanjutnya
dievaluasi dengan isotermal sorpsi yang diberikan oleh model Langmuir dan Freundlich. Efisiensi biosorpsi bergantung pada beberapa faktor seperti kapasitas, afinitas dan spesifikasi dari biosorben serta kondisi fisik dan kimianya dalam efluen.
Sampai saat ini penelitian biosorpsi merupakan metode alternatif ideal untuk menghilangkan kontaminan dari efluen yang mengandung logam berat. Keuntungan biosporpsi oleh biomassa yang tidak hidup adalah sebagai berikut (Modak dkk, 1996)
1. dengan menggunakan biomassa yang tidak hidup, masalah keterbatasan toksisitas dari sel dapat diatasi. Biaya nutrien yang besar yang diperlukan untuk pertumbuhan tidak diperlukan lagi. Oleh karena itu, masalah pembuangan kelebihan nutrien atau produk metabolik dapat dihindari. 2. biomassa mikroorganisme dapat dihasilkan dari industri fermentasi yang
ada, yang pada dasarnya merupakan limbah setelah fermentasi.
3. proses tidak ditentukan oleh paksaan fisiologis dari sel mikroba yang hidup.
4. karena biomassa yang bersifat sebagai penukar ion, proses sangat cepat terjadi antara beberapa menit sampai beberapa jam.
5. karena biomassa tidak hidup, kondisi pemprosesan tidak dibatasi pada keadaan kondusif untuk pertumbuhan sel. Dengan kata lain, rentang yang lebih luas dari kondisi operasi seperti pH, suhu dan konsentrasi memungkinkan. Proses tidak memerlukan kondisi aseptik.
6. logam berat dapat didesorpsi dan diperoleh kembali jika nilai dan jumlah logam signifikan dan jika biomassa berlimpah. Biomassa yang mengandung logam berat dapat dibakar, dengan demikian diperlakuan lebih lanjut dapat dieliminasi.
2.5 Biomassa sebagai biosorben
Penelitian mengenai kapasitas pengikatan logam oleh beberapa jenis biomassa telah dilakukan sejak tahun 1985. ternyata beberapa jenis biomassa sangat efektif dalam mengakumulasi logam-logam berat. Ketersediaan (availability) merupakan faktor utama yang diperhitungkan dalam memilih biomassa yang akan digunakan. Rumput laut, jamur, bakteri, ragi, kulit kepiting dan biomassa-biomassa yang lain telah diteliti untuk biosorpsi logam dalam memberikan hasil yang memuaskan (Viera dan Volesky, 2000).
Biosorben adalah merupakan bahan penyerap yang berasal dari mikroorganisme atau produk metaboliknya (Son dkk, 2004). Goyal, dkk (2002) menemukan beberapa jenis bakteri, khamir dan fungi sebagai biosorben yang baik. Biosorben yang berasal dari produk metabolik mahluk hidup antara lain: selulosa, alginat, karaginan, lignin, protein, kitin dan kitosan (Schmuhl, 2001).
Berbagai biosorben telah digunakan untuk menghilangkan logam berat dari larutannya. Veglio dan Beolchini (1997) melaporkan bahwa fungi, bakteri dan ragi telah digunakan sebagai biosorben logam-logam berat seperti Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Ag, Au, Pb, Th dan U dengan kapasitas adsorpsi bervariasi dari 0,4 – 450 mg/g.
Penelitian Keskinkan dkk (2004), membuktikan bahwa Ceratophyllum demersum dapat mengabsorpsi timbal, seng dan tembaga dari larutannya, kapasitas adsorpsi maksimum untuk Cu(II) 6,17 mg/g, 13,98 mg/g untuk Zn (II) dan 44,8 mg/g untuk Pb.
Biosorpsi Cd(II), Pb(II) dan Cu(II) pada biomassa jamur Phanerochaete chrysosporiumditeliti dari air limbah buatan dalam rentang konsentrasi 5-500 mg L-1 (Say,2001). Maksimum biosorpsi dari ion-ion logam yang berbeda diperoleh pada pH 6 dan kesetimbangan biosorpsi diperoleh setelah 6 jam. Data biosorpsi eksperimental mengikuti model adsorpsi Langmuir.
Biosorpsi Cu(II), Ni(II) dan Cr (VI) dari larutannya oleh alga kering Chlorella vulgaris, Scenedesmus obliquusdan Synechocysis sp diuji pada kondisi laboratorium sebagai fungsi pH, konsentrasi ion logam dan biomassa awal (Donmez.dkk, 1999). Hasil menunjukkan bahwa pengaruh konsentrasi biomassa alga pada penghilangan logam oleh semua spesies dan kedua model adsorpsi Freundlich dan Langmuir menunjukkan biosorpsi jangka pendek.
Serat pisang dievaluasi kemampuannya sebagai sorben ion logam dari limbah penyepuhan larutan sintesis pada kondisi batch dan aliran berkesinambungan. Sorpsi diamati sebagai fungsi pH dan konsentrasi dengan pH 4-5 sebagai pH optimum. Data kesetimbangan mengikuti model isotermal Langmuir dengan kapasitas maksimum 8,55 dan 13,46 mg g-1 dari Cu berturut-turut dalam limbah penyepuhan dan larutan sintetik (Low dkk, 1995).
2.6 Adsorpsi isoterm Freundlich
Isotermal adsorpsi dalam banyak larutan encer dirumuskan oleh Freundlich (1925) sebagai:
x/m = kCl/n
dengan, x = jumlah bahan teradsorpsi m = jumlah asdsorben
C = konsentrasi larutan kesetimbangan k dan n = tetapan
Nilai l/n biasanya antara 0,2 dan 0,7.
Persamaan tersebut tidak memiliki dasar teoritis dan bersifat empiris. Kurva tersebut biasanya parabolik, namun dengan membuatnya dalam bentuk logaritmik, persamaan berubah menjadi
log x/m = log k + l/n log C
Persamaan dalam bentuk log memberikan kurva garis lurus.
2.7 Adsorpsi isotermal Langmuir
Isotermal Langmuir mangasumsikan adsorpsi lapisan tunggal pada permukaan yang mengandung sejumlah tertentu pusat adsorpsi dengan energi-energi adsorpsi yang seragam tanpa perpindahan adsorbat pada bidang permukaan. Bentuk linier persamaan isotermal Langmuir ditunjukkan oleh persamaan berikut:
Dimana : Ce= konsentrasi kesetimbangan kelarutan (mg/L) qe= jumlah zat yang teradsorpsi per gram adsorben Qo= kapasitas adsorpsi
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Bahan dan Alat yang Digunakan 3.1.1 Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan adalah Biomassa lamun lamun E. acoroides kering, Cu(NO3) 3H2O, NaOH 0,1 M, HNO3pH 2, akuabidest, akuadest, kertas pH universal dan kertas saring whatman 42.
3.1.2 Alat Penelitian
Alat-alat yang dibutuhkan adalah alat-alat gelas yang umum digunakan di laboratorium, magnetic stirrer, spektrofotometer serapan atom (SSA) Buck Scientific model205 VGP, FT-IR 820IPC Shimadzu, neraca digitalmodel Mettler PM 200, desikator, ayakan (0,09 ; 0,15 ; 0,18 ; 0,25 mm), blender, lumpang dan stamfer, botol polietilen, serta oven model SPNISOSFD
3.2 Tempat dan Waktu
3.2.1 Tempat dan Waktu dan Pengambilan Sampel
Pengambilan sampel dilakukan di tiga tempat (kuadran) pada tanggal 9 Desember 2006 dan di 6 tempat (kuadran) dengan ukuran kuadran 50 x 50 cm pada tanggal 23 Desember 2006 yang terdapat di pulau Barrang Lompo, Sulawesi Selatan.
3.2.2 Tempat dan Waktu penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kimia Analitik jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Hasanuddin pada tanggal 11 Desember 20006 sampai 8 Maret 2007.
3.3 Prosedur Kerja
3.3.1 Penyiapan BiosorbenE. acoroides
Biomassa lamun E. acoroidesdikoleksi dari kepulauan Spermonde (Pulau Barrang Lompo), Sulawesi Selatan dengan ukuran kuadran 50 x 50 cm. Biomassa lamun dicuci dengan segera menggunakan akuades lalu dikeringkan dengan tissue dan ditimbang dalam keadaan basah. Kemudian dikeringkan pada suhu 80 oC (ditentukan bobot tetapnya). Biomassa lamun digunakan dalam menentukan efektifitas adsorpsi sebagai fungsi waktu, pH dan konsentrasi awal. Partikel lamun kering diambil dengan ukuran lolos saringan antara 101,6 – 169,3 mesh
3.3.2 Pembuatan Larutan Baku
Untuk pembuatan larutan baku Cu(II) 1000 ppm, sebanyak 3,71565 gram Cu(NO3)2.3H2O ditimbang kemudian dilarutkan dengan HNO3 1 % dan dimasukkan ke dalam labu takar 1000 mL kemudian diimpitkan dengan HNO31 %.
3.3.3 Penentuan Waktu Optimum Biosorpsi Ion Cu(II) oleh Biomassa Lamun E.acoroides
Larutan Cu(II) dengan konsentrasi 10 ppm disiapkan. Ke dalam tiap-tiap 50 mL larutan ditambahkan 200 mg biomassa lamun E. Acroides. Tiap-tiap campuran dikocok dengan magnetic stirrer selama 5 menit dan disaring dengan kertas saring whatman 42. Absorbansi filtrat diukur dengan SSA pada panjang gelombang maksimum. Percobaan diulangi dengan variasi waktu pengocokan (10, 20, 30, 40 50, 60, 90, 120, 150 menit). Setiap percobaan dilakukan 2 kali pengulangan.
Konsentrasi yang diserap untuk tiap waktu dihitung dari: Konsentrasi teradsorpsi = konsentrasi awal – konsentrasi akhir
Cadsorpsi= (Cawal– Cakhir)
Banyaknya ion-ion logam yang teradsorpsi (mg) per gram adsorben (biomassa lamunE. Acroides) ditentukan menggunakan persamaan:
W = (Co– Ce)V Wa Dimana :
W = jumlah ion logam yang teradsorpsi (mg/g) C0 = konsentrasi ion logam sebelum adsorpsi Ce = konsentrasi ion logam setelah adsorpsi V = volume larutan ion logam (L)
Wa = jumlah adsorben (g)
Waktu optimum adalah waktu dimana konsentrasi teradsorpsi (Cadsorpsi) terbesar. 3.3.4 Penentuan pengaruh pH optimum Biosorpsi Ion Cu(II) oleh Biomassa
LamunE. acoroides
Ke dalam 50 mL larutan ion logam Cu(II) dengan konsentrasi 10 ppm dan pH 2 ditambahkan 200 mg biomassa E. acoroides. Campuran dikocok selama waktu optimum pada suhu kamar dan disaring dengan kertas saring whatman 42. Absorbansi filtrate diukur dengan SSA. Percobaan diatas diulangi pada pH yang berbeda masing-masing 3, 4, 5, 6, 7 dan 8. setiap percobaan dilakukan 2 kali pengulangan.
Banyaknya ion logam yang teradsorpsi (mg) per gram biosorben (biomassa lamun E.acroides) untuk tiap pH ditentukan dengan menggunakan persamaan 3.3.2. pH optimum adalah pH dimana konsentrasi teradsorpsi (Cadsorpsi) terbesar.
3.3.5 Penentuan Kapasitas Biosorpsi Ion Cu(II) oleh Biomassa Lamun E. acoroides
Larutan ion logam Cu(II) dengan konsentrasi 10 ppm, 25 ppm, 50 ppm, dan 100 ppm disiapkan. Ke dalam tiap-tiap 50 mL larutan tersebut ditambahkan 200 mg biomassa E. acoroides. Tiap-tiap campuran dikocok selama waktu optimum. Tiap-tiap campuran disaring dengan kertas saring whatman 42. Absorbansi tiap-tiap filtrate diukur dengan SSA. Setiap percobaan dilakukan 2 kali pengulangan.
Kapasitas biosorpsi dihitung dari persamaan Freundlich {log (x/m) = log k + 1/n (log C)] atau persamaan Langmuir (Ce/qe = 1/Qob + Ce/Qo) dengan mengalurkan log (x/m) terhadap log C untuk persamaan Freundlich atau Ce/Qe terhadap Ce untuk persamaan Langmuir. Dari intercept persamaan freundlich diperoleh nilai K (kapasitas adsorpsi) dan dari slope persamaan Langmuir dapat diperoleh nilai Qoyang berhubungan dengan kapasitas biosorpsi
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Biomassa lamun E. acroides merupakan berat kering dari lamun E. acroides dalam suatu luasan tertentu (m2) pada tempat pengambilan sampel. Sampel biomassa lamunE. acroides yang diambil di pulau Barrang Lompo dari 9 kuadran dengan total berat kering rata-rata 112,39818 gram tiap meter persegi dan kadar air rata-rata dari biomassa lamunE. acroidessebesar 80,98 % (lamp. 1).
4.1 Hasil penentuan waktu optimum biosorpsi ion Cu(II) oleh biomassa lamunEnhalus acroides.
Salah satu faktor yang dapat mempengaruhi proses biosorpsi adalah waktu. Waktu optimum menunjukkan waktu yang digunakan oleh biosorben untuk mengadsorpsi dalam jumlah maksimum dari ion logam yang dianalisis.
Waktu optimum dari biosorpsi ion logam Cu(II) oleh biomassa lamun Enhalus acroides ditentukan dengan menghitung efektifitas biosorpsi (qe) sebagai fungsi waktu (t). Efektifitas biosorpsi sebagai fungsi waktu ditunjukkan pada tabel 1 dan gambar 2.
Tabel 1. efektifitas biosorpsi ion Cu(II) oleh biomassa E.acriodes pada variasi waktu pengadukan. (konsentrasi Cu(II) = 10 ppm, pH = 5)
Gambar 2. Grafik efektifitas biosorpsi vs waktu kontak dengan biomassa lamun E. acroides. (konsentrasi ion Cu(II) = 10 ppm)
Cu(II) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 Waktu (T) m g /g Waktu (menit) Qe (mg/g) 5 0.203 10 0.328 20 0.554 30 0.658 40 0.885 50 1.119 60 1.229 90 1.218 120 1.219 150 1.218
Dari gambar 2 di atas, terlihat pola adsorpsi ion Cu(II) dengan variasi waktu kontak, dimana adsorpsi ion Cu(II) oleh biomassa E.acroides tampak jelas perbedaannya pada rentang waktu 50 – 60 menit dengan nilai efektifitas 0,708 mg/g menjadi 1,312 mg/g. Akan tetapi, setelah waktu kontak 60 menit adsorpsi mengalami penurunan, hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa makin lama waktu yang digunakan maka akan semakin banyak zat terlarut yang dapat teradsorpsi. Namun, jumlah zat yang diadsorpsi akan mengalami batas maksimum. Hal ini disebabkan karena biosorben (E. acroides)telah tertutupi oleh lapisan ion Cu(II) yang teradsorpsi. Pada penelitian ini diperoleh waktu optimum 60 menit.
4.2 Hasil penentuan pH optimum biosorpsi Cu(II) oleh biomassa lamun Enhalus acroides.
Menurut Sawyer, dkk dalam Pavasant, dkk, (2005), Pengaruh pH pada biosorpsi ion logam Cu(II) oleh biomassa E. acroides ditentukan dengan menghitung efektifitas biosorpsi (qe) sebagai fungsi dari pH. Efektifitas biosorpsi ion Cu(II) oleh biomassa lamun E. Acroides sebagai fungsi pH ditunjukkan pada tabel 2 dan gambar 3
Tabel 2. efektifitas biosorpsi ion Cu(II) oleh biomassa lamun
fungsi pH ( konentrasi ion Cu(II) = 10 ppm dan waktu kontak = 60 menit)
Gambar 3. Grafik hubungan efektifitas biosorpsi ion Cu(II) oleh biomassa lamu E. acroides
Menurut teori dan hasil penelitian yang pernah dilaporkan sebelumnya oleh Pavasant dkk tahun 2005,
seiring meningkatnya pH. Penyerapan pada range pH rendah berlangsung dengan efisiensi yang rendah, hal ini terjadi karena terdapat proton pada konsentrasi tinggi dalam larutan dan proton ini bersaing dengan ion logam dalam
ikatan dengan sisi aktif (gugus fungsi) pada permukaan lamun Tabel 2. efektifitas biosorpsi ion Cu(II) oleh biomassa lamun E. acroides
pH ( konentrasi ion Cu(II) = 10 ppm dan waktu kontak = 60
pH Ce (ppm) Qe (mg/g) Pengendapan 2 0.89 0.275 tidak ada 3 0.288 1.78 tidak ada 4 0.25 1.875 tidak ada 5 0.226 1.935 tidak ada 6 0.148 2.13 Ada 7 0.268 1.83 Ada 8 0.265 1.83 Ada
rafik hubungan efektifitas biosorpsi ion Cu(II) oleh biomassa lamu acroidesvs pH (konsentrasi larutan ion Cu(II) = 10 ppm)
Menurut teori dan hasil penelitian yang pernah dilaporkan sebelumnya Pavasant dkk tahun 2005, efisiensi penghilangan ion logam Cu(II) meningkat seiring meningkatnya pH. Penyerapan pada range pH rendah berlangsung dengan efisiensi yang rendah, hal ini terjadi karena terdapat proton pada konsentrasi tinggi dalam larutan dan proton ini bersaing dengan ion logam dalam
ikatan dengan sisi aktif (gugus fungsi) pada permukaan lamun
acroides sebagai pH ( konentrasi ion Cu(II) = 10 ppm dan waktu kontak = 60
rafik hubungan efektifitas biosorpsi ion Cu(II) oleh biomassa lamun vs pH (konsentrasi larutan ion Cu(II) = 10 ppm)
Menurut teori dan hasil penelitian yang pernah dilaporkan sebelumnya ngan ion logam Cu(II) meningkat seiring meningkatnya pH. Penyerapan pada range pH rendah berlangsung dengan efisiensi yang rendah, hal ini terjadi karena terdapat proton pada konsentrasi tinggi dalam larutan dan proton ini bersaing dengan ion logam dalam membentuk ikatan dengan sisi aktif (gugus fungsi) pada permukaan lamun E. acroides,
dengan kation yang lain. Sebaliknya, peningktan pH berarti jumlah proton menjadi lebih rendah. Hal ini menyebabkan penurunan persaingan antara proton dan ion logam berat Cu(II). Berdasarkan tabel 2 dan gambar 3, efektifitas biosorpsipaling tinggi tercapai pada pH 6. Tetapi untuk penelitian selanjutnya dilakukan pada pH 5 karena di atas pH ini terjadi pengendapan (Tabel 2). Hasil ini sesuai dengan penelitian sebelumnya (Pavasant dkk, 2005)
4.3 Hasil penentuan kapasitas biosorpsi ion Cu(II) oleh biomassa Enhalus acroides
Efektivitas biosorpsi ion Cu(II) oleh biomassa lamun Enhalus acroides sebagai fungsi dari konsentrasi awal ion Cu(II) diberikan pada tabel 3
Tabel 3. Hasil penentuan kapasitas biosorpsi ion Cu(II) oleh biomassa lamun E. acroidespada waktu optimum 60 menit dan pH 5.
Co Ce qe ce/qe log ce log qe
10.1 3.08 1.755 1.754 0.4885 0.2442 22.166 7.416 3.625 2.045 0.854 0.5593 42.916 14.583 7.083 2.0588 1.1638 0.8502 86.66 29.916 14.185 2.1089 1.4759 1.1518
Tabel 3, menunjukkan bahwa semakn tinggi konsentrasi semakin banyak ion Cu(II) yang teradsorpsi oleh lamun E. acroides. Kapasitas biosorpsi dapat ditentukan dari data efektvitas biosorpsi sebagai fungsi konsentrasi dengan menggunakan isotermal adsorpsi model Langmuir dan Freundlich. Gambar 4 dan 5 menunjukkan kurva isotermal Langmuir dan Freundlich
Gambar 4. kurva isotermal
Gambar 5. Kurva isotermal Freundlich
Berdasarkan gambar 4 dan 5, terlihat biosorpsi ion logam Cu(II) oleh lamun acroides memenuhi persamaan isotermal Freundlich dan kurang memenuhi persamaan isotermal
diperoleh menunjukkan suatu hubungan garis lurus den dengan nilai k (kapasitas biosorpsi) adalah 0,6100 biosorpsi) sebesar 1,0868
Gambar 4. kurva isotermal Langmuir
Gambar 5. Kurva isotermal Freundlich
Berdasarkan gambar 4 dan 5, terlihat biosorpsi ion logam Cu(II) oleh lamun memenuhi persamaan isotermal Freundlich dan kurang memenuhi persamaan isotermal Langmuir. Persamaan isotermal Freundlic
diperoleh menunjukkan suatu hubungan garis lurus dengan nilai R
pasitas biosorpsi) adalah 0,6100 mg/g dan nilai n (intensitas biosorpsi) sebesar 1,0868 L/g sedangkan persamaan isotermal Langmuir memiliki Berdasarkan gambar 4 dan 5, terlihat biosorpsi ion logam Cu(II) oleh lamun E. memenuhi persamaan isotermal Freundlich dan kurang memenuhi reundlich, titik yang gan nilai R2 adalah 0.999 mg/g dan nilai n (intensitas n isotermal Langmuir memiliki
R2 0.3682 dengan nilai Qo (kapasitas biosorpsi) sebesar 21,786 mg/g, nilai b (intensitas biosorpsi) sebesar 0,0422 L/mg.
4.4 Analisis FT-IR
Gugus fungsi merupakan bagian penting untuk diketahui pada proses biosorpsi ion logam oleh biomassa. Untuk mengetahui proses biosorpsi ion logam oleh biomassa maka dilakukan analisis FT-IR dengan melihat adanya pergeseran atau perubahan dari spektrum IR sebelum dan sesudah biosrpsi ion logam Cu(II) oleh biomassa lamun E. acroides. Gambar 6 dan 7 menunjukkan spektrum E. acroides sebelum dan sesudah biosorpsi.
(b) Bilangan gelombang (1/cm)
Gambar 6. SpektrumE. acroides (a)sebelum biosorpsi, (b) setelah biosorpsi
Hasil analisis FT-IR yang ditunjukkan pada gambar 6(a) dan 6(b) menunjukkan adanya pergeseran pada gugus O-H dari 3429,2 cm-1 (sebelum biosorpsi) menjadi 3448,5 cm-1 (setelah biosorpsi). pergeseran ini menunjukkan terjadinya pengikatan ion logam Cu(II) pada permukaan biomassa lamun E. acroides. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Yudi (1997) yang menemukan senyawa-senyawa organik dalam lamun E. Acroides dari fraksi aseton sekitar 90 % ke atas mengandung senyawa alkanol.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang dilakukan diperoleh berat kering biomassa Enhalus acroides 112,39818 g/m2. Biomassa lamun Enhalus acroides dapat dijadikan sebagai biosorben ion logam Cu(II) dengan waktu optimum 60 menit. PH optimum biosorpsi adalah 5. Biosorpsi ion Cu(II) dengan biomassa lamun Enhalus acroides memenuhi persamaan isotermal Freundlich dengan nilai k (kapasitas biosorpsi) 0,6100 mg/g dan nilai n (intensitas biosorpsi) 1,0868 L/g. 5.2 Saran
Untuk penelitian selanjutnya disarankan untuk melakukan penelitian biosorpsi oleh biomassa E. acroides pada pH 5 untuk jenis logam yang berbeda, variasi jumlah biosorbendan menggunakan metode kolom.
Daftar Pustaka
Ahluwalia, S.S., and Goyal, D., 2006, Microbial and Plant Derived Biomass for Removal of Heavy Metals from Wastewater, Bioresour. Technol., In Press, Corrected Proof, Available online 19 januari 2006.
Anonim, 2005, Tape Seagrasses Enhalus acoroides,
http://www.wildsingapore.com/chekjawa/text/g106.htm, (18:16), 27-10-2006.
Azkab, M.H., 1999,pedoman Inventarisasi Lamun,Oseana 1: 1-16.
Bengen,D.G. 2001.Sinopsis ekosistem dan sumberdaya alam pesisir. Pusat Kajian Sumberdaya Pesisir dan Lautan, Instititut Pertanian Bogor. Dahuri, 2001,Pengolahan Sumber Daya Pesisir dan Lautan Secara Terpadu, PT.
Pradnya Pratama, Jakarta.
Davis, T.A., Voleskya, B., and Mucci, A., 2003,A Review of the Biochemistry of Heavy Metal Biosorption by Brown Algae, Wat. Res., 37, 4311-4330. Den Hartog,C.1970. The seagrasses of the world. Dalam: Azkab,M.H. 1999.
Pedoman Invetarisasi Lamun.Oseana1: 1-16.
Donmez, G.C., Aksu, Z., Ozturk, A., and Kutsal, T., 1999, A Comparative Study On Heavy Metal Biosorption Characteritic Of Some algae, Process Biochem, 34,885-892.
Fourest, E., and Roux, J.C., 1992, Heavy Metal Biosorption by Fungal Mycelial by Products: Mechanism and Influence of pH, App. Microbial. Biotechnol., 37, 399-403.
Goyal, N., Jain., S.C., dan Banerjee, U.C., 2002, Comparative Studies On Microbial Adsorption Of Heavy Metals, Advances In Enviromental Research,7,311-319.
Hsuang-Liang, L., dkk, 2003 Biosorption Of Zn(II) and Cu(II) by The Indigenues Thiobacillus thiooxidans,Chemical Engginering Journal,97,195-201.
Kasium, M., 2005, seagrass bukan rumput laut, (Online), (www.maruf. Wordpress.com/tag/seagrass-bukan-rumput-laut, diakses 15 November 2006).
Keskinkan, O., Goksu, M.Z.L., Basibuyuk, M., dan Forster, C.F., 2004, Heavy Metal Adsorption Properties Of A Submerged Aquatic Plant (Ceratophyllum Demersum),Bioresour, Techno,92, 197-200.
Kiswara, W. dan Winardi. 1999. Sebaran Lamun di Teluk Kuta dan Teluk Gerupuk, Lombok. Dalam: S. Soemodihardjo, O. H. Arinardi dan I. Aswandy (Eds.),Dinamika Komunitas Biologis pada Ekosistem Lamun di Pulau Lombok, Indonesia. Puslitbang Oseanologi LIPI, Jakarta. Hal. 11-25.
Kumar, S.M., 2004, Biosorption, (Online),
(www.cheresources.com/biosorption.shtml, akses 20 Oktober 2006) Low, K.S., Lee, C.k., and Leo, A.C., 1995,Removal of Metals from Electroplating
Waste using Banana Pith, Bioresour.Technol., 51, 227-231.
Modak, J.M., Natarajan, K.A., and Saha, B., 1996, Biosorption of Copper and Zinc using Waste Aspergillus niger Biomass, Miner. Metall. Process, 13, 52-57.
Namasivayam, C., Radhika, R., 2000, Uptake Of Dyes By a Promosing locally Available Agricultural Solid waste,Cior Pith waste Management,21(2), 381-387.
Nora F. Y. Tam, Yuk-Shan Wong and Craig G. Simpson, Removal of Copper by Free and Immobilized Microalgae, Chlorella vulgaris, In: Water Treatment with Algae, Yuk-Shan and Nora F. Y. Tam (eds.), Springer-Verlag and Landes Bioscience (1998), p. 17.
Novotny, V,Diffise Sources of Pollution by Toxic Metals and Impact on Receiving Waters, In:Heavy Metals,R. Allan U. Forstner and W. Salmons (eds.), Springer (1995), pp. 34-64
Nuhoglu, Y., Malkoc, E., Gurses, A., dan Campolat, N., 2002, The removal of Cu(II) from aqueous solutions byUlothrix Zonata, Bioresour. Techno,l. 85,331-333.
Palar, H., 1994,Pencemaran dan Toksisitas Logam Berat, Rineka Cipta, Jakarta. Pavasant, P., Apiratikul, R., Sungkhum, V., Suthiparinynont, P., Wattanachira, S.,
dan Marhaba, T.F., 2005, Biosorption of Cu2+, Cd2+, Pb2+and Zn2+using dried marine green macroalgaCaulerpa Lentillifera, Bioresour,Techno., 97, 250-253.
Philips,C.R. and E.G. Menez. 1988. Seagrass. Smith Sonian. Institutions Press. WashingtonD.C.
Putra, S.E., dan Putra, J.A., 2006, Bioremoval, Metode Alternatif Untuk menanggulangi pencemaran logam berat, (Online), (www.chem-is-try,org/?sect=artikel&ext=95-34k, akses 20 Oktober 2006)
Sangaji, F.1994. Pengaruh sedimen Dasar Terhadap Penyebaran, Kepadatan, Keanekaragaman, dan Pertumbuhan Padang Lamun di Laut Sekitar Pulau Barang Lompo. Thesis, Pasacasarjana, Universitas hasanuddin. Ujung Pandang.
Say, R., Denizli, A., and Arica, M.Y., 2001,Biosorption of Cadmium(II), Lead(II) and Copper(II) with the Filamentous Fungus Phanerochaete chrysosporium, Bioresour. technol., 76, 67-70.
Schmuhl, R., Kreig, H.M., dan Keizer, K., 2001,Adsorption Of Cu(II) and Cr(IV) Ions By Chitosan: Kinetics and Equilibrium Studies,water SA,27, 1-7 Son, B.C., Park, K., Song, S.H., dan Yoo, Y.J., 2004, Selective Biosorption Of
Mixed Heavy Metal Ions Using Polysaccarides, Korean J.Chem.Eng,21, 1168-1172.
Suhendrayatna, 2001, Bioremoval Logam Berat Menggunakan Mikroorganisme: Suatu kajian Kepustakaan, Kagoshima University, Japan.
Supriadi dan Arifin, 2003, Produktivitas Lamun Enhalus acroides dan Thalassia hemprichi, di Pulau Barrang Lompo, Makassar.
Ucun, H., Bayhan, Y., dan Algur, DD. E., 2002, Biosorption of Chromium(VI) from Aqueous Solution by Cone Biomass ofPinus sylvetris, Bioresour, Tecnol,85,155-158.
Veglio, f., Beolchini, F., 1997, Removal of Metals by Biosorption: a Review, Hydrometallurgy, 44, 301-316.
Vieira, R.H.S.F., dan Volesky, B., 2000, Biosorption: a Solution to Pollution?,
Internatl Microbiol, (Online) 3,
(www.im.microbios.org/09march00/05%20Vieira,pdf, akses 19 Oktober 2006)
Volesky B, Holan ZR..,1995. Biosorption of Heavy Metals. Biotechnology Program. May-Jun;11(3):235-50.
Vouk V. 1986.General Chemistry of Metals.In: Freiberg L., Nordberg G.F., and Vouk V.B (Eds). Handbook on the Toxicology of Metals. Elsevier. New York.
Wainwright, M.,An Introduction to Fungal Biotechnology, John Willey and Sony and Sons (1992), pp. 81-101.
Yan, G., and Viraraghavan, T., 2003,Heavy-metal Removal from Aqueous Solution by Fungus Mucor Rouxii,Wat. Res.,37, 4486-4496.
Yudi, P., 1997,Senyawa Organik Dalam Lamun Enhalus acroides, Pada Fraksi Aseton,Universitas Hasanuddin, Makassar.
Zulkifli, 2003,Pengelolaan dan Pengembangan Ekosistem Padang Lamun Berwawasan Lingkungan, Berbasis Masyarakat dan Berkelanjutan, Institut Pertanian Bogor.
Lampiran 1 Biomassa lamunEnhalus acroides Kuadran Berat bersih
(gram) Berat kering (gram) Biomassa (g/m2) Kadar air (%) 1 539,8080 83,9720 335,8880 84,44 2 234,1830 42,4490 169,7960 81,87 3 176,1850 12,2880 49,1520 93,03 4 211,9371 49,9330 199,7320 76,44 5 91,6187 19,3884 77,5536 78,84 6 33,7834 7,2080 28,8320 78,66 7 212,1121 32,8654 131,4616 74,51 8 21,6207 3,5396 14,1584 83,63 9 5,4535 1,2525 5,0100 77,03
Berat kering total rata-rata 112,39818 gram per meter persegi Kadar air rata-rata sebesar 80,98 %
Lampiran 2. Skema persiapan biosorbenEnhalus acroides
- Dicuci dengan akuades - Dikeringkan dengan tissue - Ditimbang dalam keadaan basah - Dikeringkan pada suhu 80oC - Disimpan dalam desikator
- Ditimbang dalam keadaan kering (Ditentukan bobot tetapnya)
- Dihaluskan dan diayak dengan ukuran lolos saringan 100 mesh dan tidak lolos saringan 200 mesh
Enhalus acroides
Lampiran 3. Skema kerja penentuan waktu optimum biosorpsi
- Dimasukkan ke dalam 50 mL larutan Cu(II) 10 ppm dengan pH 5
- Diaduk dengan variasi waktu 10; 20; 30; 40; 50; 60; 90; 120; 150 menit pada suhu kamar
- Disaring dengan kertas saring Whatman 42
- Dianalisis dengan SSA pada panjang gelombang 324,7 nm
- Penentuan Waktu Optimum 200 mgEnhalus acroides
Filtrat Residu
u
Lampiran 4. Skema kerja penentuan pengaruh pH biosorpsi
- Dimasukkan ke dalam 50 mL larutan Cu(II) 10 ppm
- Diaduk dengan variasi pH 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; selama waktu optimum pada suhu kamar
- Disaring dengan kertas saring Whatman 42
- Dianalisis dengan SSA pada panjang gelombang 324,7 nm - Penentuan pH optimum Filtrat Residu u Data 200 mgEnhalus acroides
Lampiran 5. Skema kerja penentuan kapasitas biosorpsi
- Dimasukkan ke dalam 50 mL larutan Cu(II) dengan variasi konsentrasi 10; 25; 50; 100 ppm
- Diaduk dengan selama waktu optimum dan pH 5 pada suhu kamar
- Disaring dengan kertas saring Whatman 42
- Dianalisis dengan SSA pada panjang gelombang 324,7 nm
- Penentuan Model Isotermal Adsorpsi Filtrat Residu u Data 200 mgEnhalus acroides
Lampiran 6. Data absorbansi standar untuk penentuan waktu optimum biosorpsi ion Cu(II) secara SSA pada λ 324,7 nm
Cu(II)
y = 0.1327x + 0.0005 R2= 1 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0 1 2 3 konsentrasi a b s Series1 Linear (Series1) konsentrasi abs 0 0 0.1 0.014595 0.5 0.06663 1 0.133192 2 0.266004Lampiran 7. Hasil penentuan waktu optimum biosorpsi ion Cu(II) pada biomassa lamunEnhalus acroidesdengan konsentrasi 10 mg/L
No. Waktu (menit) C0 (ppm) Ce (ppm) Absorban Fp qe(mg/g) 1 5(a) 10 0,9000 0,1207 10 0,2500 2 5 (b) 10 0,937 0,1257 10 0,1575 3 10 (a) 10 0,880 0,1180 10 \0,3000 4 10 (b) 10 0,857 0,1147 10 0,3575 5 20 (a) 10 0,790 0,1057 10 0,5250 6 20 (b) 10 0,767 0,1027 10 0,5825 7 30 (a) 10 0,747 0,1000 10 0,6325 8 30 (b) 10 0,727 0,0977 10 0,6825 9 40 (a) 10 0,720 0,0967 10 0,7000 10 40 (b) 10 0,713 0,0957 10 0,7175 11 50 (a) 10 0,720 0,0940 10 0,7000 12 50 (b) 10 0,713 0,0910 10 0,7175 13 60 (a) 10 0,508 0,0679 10 1,2300 14 60 (b) 10 0,441 0,0590 10 1,3975 15 90 (a) 10 0,483 0,0645 10 1,2925 16 90 (b) 10 0,533 0,0712 10 1,1675 17 120 (a) 10 0,543 0,0726 10 1,1425 18 120 (b) 10 0,482 0,0644 10 1,2950 19 150 (a) 10 0,533 0,0712 10 1,1675 20 150 (b) 10 0,594 0,0942 10 1,0150 a e 0 e W )V C (C q
dimana: qe= jumlah ion logam teradsorpsi (mg/g)
C0= konsentrasi ion logam sebelum adsorpsi (mg/L) Ce= konsentrasi ion logam setelah adsorpsi (mg/L) V = volume larutan ion logam (L)
Lampiran 8. Data absorbansi standar untuk penentuan pH optimum biosorpsi ion Cu(II) secara SSA pada λ 324,7 nm
Cu(II) y = 0.2131x + 6E-05 R2= 1 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0 1 2 3 konsentrasi a b s Series1 Linear (Series1) Konsentrasi abs 0 0 0.1 0.02072 0.5 0.10633 1 0.21487 2 0.42543
Lampiran 9. Hasil penentuan pH optimum biosorpsi ion Cu(II) pada biomassa lamunEnhalus acroidesdengan konsentrasi 10 mg/L
No. pH C0 (ppm) Ce (ppm) absorban Fp qe(mg/g) 1 2 (a) 10 0,8900 0,1896 10 0,2750 2 2 (b) 10 0,8900 0,1896 10 0,2750 3 3 (a) 10 0,2930 0,0626 10 1,7675 4 3 (b) 10 0,2830 0,0603 10 1,7925 5 4 (a) 10 0,2260 0,0480 10 1,9350 6 4 (b) 10 0,2260 0,0490 10 1,9350 7 5 (a) 10 0,2500 0,0530 10 1,8750 8 5 (b) 10 0,2500 0,0530 10 1,8750 9 6 (a) 10 0,1500 0,0320 10 2,1250 10 6 (b) 10 0,1460 0,0310 10 2,1350 11 7 (a) 10 0,2760 0,0580 10 1,8100 12 7 (b) 10 0,2600 0,0550 10 1,8500 a e 0 e W )V C (C q
dimana: qe= jumlah ion logam teradsorpsi (mg/g)
C0= konsentrasi ion logam sebelum adsorpsi (mg/L) Ce= konsentrasi ion logam setelah adsorpsi (mg/L) V = volume larutan ion logam (L)
Lampiran 10. Data absorbansi standar untuk penentuan isotermal adsorpsi ion Cu(II) secara SSA pada λ 324,7 nm
konsentrasi absorbans 0 0 0.1 0.02223 0.5 0.10357 1 0.19313 2 0.36429
Cu(II)
y = 0.1813x + 0.0061 R2= 0.9984 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0 1 2 3 abs k o n s e n tr a s i Series1 Linear (Series1)Lampiran 11. Hasil penentuan isotermal adsorpsi ion Cu(II) pada biomassa lamunEnhalus acroides
No Co (ppm) Abs Fp Ce (ppm) Abs Fp qe (mg/g) 1 10,1 0,1836 10 3,08 0,0559 10 1,755 2 22,166 0,1373 25 7,416 0,0541 25 3,625 3 42,916 0,3133 25 14,583 0,1063 25 7,083 4 86,66 0,3156 50 29,916 0,1083 50 14,185 a e 0 e W )V C (C q
dimana: qe= jumlah ion logam teradsorpsi (mg/g)
C0= konsentrasi ion logam sebelum adsorpsi (mg/L) Ce= konsentrasi ion logam setelah adsorpsi (mg/L) V = volume larutan ion logam (L)
Wa= jumlah biosorben, biomassa lamunThalassia hemprichii(g)
Lampiran 12. Hasil perhitungan kapasitas biosorpsi ion logam Cd(II) pada Biomassa LamunEnhalus acroides
A. Isotermal adsorpsi Langmuir Persamaan: o e o e e Q C b Q 1 q C Dimana:
Ce = konsentrasi kesetimbangan larutan (mg/L)
qe= jumlah zat yang diadsorpsi per gram adsorben (mg/g) Qo= kapasitas adsorpsi (mg/g) b = energi adsorpsi (L/mg) y = 0,0459x + 1,0881 e e q C y ; x=Ce o Q 1 slope intersep = b Q 1 o o Q 1 0459 , 0 1,0881 = b ) 786 , 21 ( 1 0459 , 0 1 Qo b = ) 0881 , 1 )( 786 , 21 ( 1 Qo=21,768 mg/g b = 0,04212 L/mg
B. Isotermal adsorpsi Freundlich Persamaan: Ce log n 1 k log (x/m) log dimana:
x = jumlah zat terlarut yang dijerap (mg) m = gram adsorben yang digunakan (g) Ce= konsentrasi keseimbangan larutan (mg/L) k = kapasitas adsorpsi (mg/g)
n = intensitas adsorpsi (L/g) y = 0,9201-0,2146
log(x/m)
y xlogCe
Intersep =logk slope =
n 1 0,2146 = logk 0,9201 = n 1 k = inv log -0,2146 n = 9201 , 0 1 k = 0,6100 mg/g n = 1,0868 L/g
