BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Semakin meningkatnya perkembangan di sektor industri, transportasi, dan jenis aktivitas manusia lainnya, semakin meningkat pula tingkat pencemaran pada lingkungan, khususnya pencemaran air. Pencemaran terjadi akibat bahan beracun dan berbahaya dalam limbah masuk ke dalam lingkungan, sehingga terjadi perubahan kualitas lingkungan. Air sering tercemar oleh berbagai komponen anorganik, diantaranya berbagai jenis logam berat yang berbahaya seperti merkuri (Hg), timbal (Pb), Arsenik (As), Nikel (Ni), Besi (Fe), tembaga (Cu), dan seng (Zn).
Tembaga, nikel, dan seng merupakan komponen yang banyak digunakan untuk keperluan industri. Nikel umumnya digunakan dalam pembuatan baja tahan karat dan jenis alloy lainnya, tembaga banyak digunakan dalam industri elektronik dan industri tekstil, dan seng juga digunakan dalam industri pelapisan cat dan pembuatan alloy (Widowati,W dkk,2008).
Di dalam KepMenKes no 3 tahun 2010 telah ditetapkan kadar maksimum yang di perbolehkan bagi air limbah kawasan industri untuk tembaga adalah 2 mg/L, nikel 0,5 mg/L, dan seng 10 mg/L. Logam – logam berat ini dapat terakumulasi di dalam tubuh manusia dalam jangka waktu yang lama yang dapat menjadi racun dan memberikan pengaruh negatif terhadap kesehatan (Philip Kristansto,2004). Karena sifat toksisitas logam berat tersebut maka dianjurkan agar pembuangan limbah ke lingkungan harus memenuhi ambang batas yang telah ditetapkan.
Untuk menurunkan kadar logam berat dalam limbah cair telah banyak metode yang digunakan antara lain teknik membrane separation, penukar kation (reverse osmosis), pengendapan (chemical precipitation), pengendapan secara elektrolisis
(electro deposition) (C.M.Futalan,2011), dan teknik adsorpsi menggunakan adsorbat terutama karbon aktif dan zeolit.
Daerah Sarulla kecamatan Pahae Jae, Sumatera Utara merupakan salah satu daerah yang memiliki potensi zeolit alam yang ketersediaannya sangat besar namun pengelolaannya belum dilakukan dengan maksimal sehingga timbul keinginan menggunakan zeolit alam tersebut sebagai adsorben logam berat di dalam penelitian ini. Zeolit alam memiliki kemampuan adsorpsi dan pertukaran ion yang sangat tinggi namun zeolit alam memiliki beberapa kelemahan yaitu mengandung banyak pengotor seperti Na,K,Ca,Mg dan kristalinitasnya kurang baik (Yuanita,2010). Oleh karena itu, zeolit harus diaktivasi baik secara fisika maupun kimia untuk meningkatkan daya adsorpsivitasnya.
Pemakaian zeolit aktif sebagai adsorben logam berat sudah pernah dilakukan dalam penelitian sebelumnya dimana hasil penelitiannya menunjukkan bahwa zeolit dapat menurunkan kadar seng dan besi di dalam limbah cair industri sarung tangan karet dengan suhu aktivasi optimum zeolit yaitu 300o
Dari penelitian tersebut timbul keinginan untuk memodifikasi zeolit dengan EDTA dan membandingkan penyerapan logam berat Cu, Ni, dan Zn dengan zeolit termodifikasi EDTA dan zeolit tanpa modifikasi dengan memvariasikan waktu kontak dan berat zeolit . Metode pengujian yang akan dilakukan peneliti adalah dengan membandingkan hasil penentuan kadar tembaga, nikel, dan seng dengan penambahan
C (Simangunsong,V.2011). Saat ini juga telah banyak penelitian yang dilakukan untuk lebih meningkatkan kualitas daya serap dan keselektifan zeolit yaitu dengan cara memodifikasinya. Peneliti terdahulu telah memodifikasi zeolit alam dengan nanokitosan sebagai adsorben ion logam berat dan studi kinetikanya terhadap ion Pb(II) (Rina Utami,2012) dan optimasi adsorpsi ion Pb(II) menggunakan zeolit alam termodifikasi ditizon (Zurida,A.2012). Dalam penelitian tersebut ternyata zeolit yang dimodifikasi mempunyai pengaruh terhadap penyerapan logam berat. Peneliti lainnya juga telah mempelajari mengenai modifikasi zeolit alam dengan menggunakan EDTA untuk adsorpsi ion Pb dan Cd (Sriatun dkk,2008). Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa zeolit termodifikasi dengan EDTA mampu meningkatkan kemampuan adsorpsi terhadap logam berat Pb dan Cd. Etilendiamintetraasetat(EDTA) merupakan agen pengkelat yang dapat membentuk kompleks yang stabil terhadap hampir semua logam seperti Ni, Cu,Fe,Zn,Co,Ca,Mg dan lainnya dimana EDTA berkoordinasi dengan sebuah ion melalui dua gugus nitrogen dan empat gugus karboksilnya (R.A.Day,2002).
zeolit sebelum dimodifikasi dan setelah dimodifikasi dengan EDTA dimana penentuan kadar logam dengan menggunakan metode inductively coupled plasma.
1.2. Permasalahan
1. Apakah ada perbedaan kemampuan daya serap zeolit aktif dan zeolit termodifikasi EDTA dalam mengadsorpsi ion Cu(II),Ni(II), dan Zn(II)
2. Berapakah berat dan waktu kontak maksimum zeolit aktif dan zeolit termodifikasi EDTA pada saat adsorpsi untuk menurunkan kadar Cu(II), Ni(II), dan Zn(II) di dalam larutan standar
1.3. Pembatasan Masalah
1. Zeolit alam yang digunakan berasal dari Sarulla Kabupaten Tapanuli Utara 2. Ukuran partikel zeolit yang digunakan adalah 120 mesh dengan suhu
aktivasi zeolit yaitu 300o
3. Zeolit alam dimodifikasi dengan Etilendiamintetraasetat (EDTA) untuk adsorpsi ion Cu(II),Ni(II) dan Zn(II) di dalam larutan standar dengan memvariasikan waktu kontak 1 jam, 2 jam dan 3 jam serta variasi berat zeolit 0,25 g ; 0,5 g ; dan 1,0 g
C
4. Penentuan kadar Cu(II), Ni(II), dan Zn(II) dengan metode Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry
1.4. Tujuan Penelitian
1. Membandingkan kemampuan adsorpsi zeolit aktif terhadap zeolit termodifikasi EDTA untuk menghilangkan ion Cu(II), Ni(II) dan Zn(II). 2. Membandingkan berat zeolit dan waktu kontak dari zeolit aktif dan zeolit
termodifikasi EDTA untuk menyerap ion Cu(II), Ni(II), dan Zn(II).
1.5. Manfaat Penelitian
Penelitian ini dapat digunakan oleh masyarakat sebagai sumber informasi mengenai pemanfaatan zeolit alam termodifikasi EDTA yang dapat digunakan sebagai alternatif untuk menurunkan konsentrasi logam berat di dalam pengolahan limbah cair industri
1.6. Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik FMIPA USU dan Laboratorium Balai Teknik Kimia Lingkungan Medan.
1.7. Metodologi Penelitian
1. Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium
2. Zeolit alam di ambil secara purposif dari Sarulla Kecamatan Pahae Jae Tapanuli Utara
3. Zeolit alam dihaluskan hingga ukuran 120 mesh, dikalsinasi pada suhu 300o
4. Proses adsorpsi ion Cu(II), Ni(II), dan Zn(II) oleh zeolit termodifikasi dilakukan dengan memvariasikan waktu kontak 1 jam, 2 jam, dan 3 jam dan dengan variasi berat zeolit 0,25 g; 0,5 g; dan 1,0 g.
C kemudian di aktivasi dengan HCl 15% dan dimodifikasi dengan Etilendiamintetraasetat (EDTA)
5. Penentuan kadar Cu(II), Ni(II) dan Zn(II) dilakukan dengan metode kalibrasi menggunakan teknik Inductively Coupled Plasma – optical emission spectrometry.
