PEMANFAATAN ARANG SEKAM PADI SEBAGAI ADSORBEN UNTUK MENURUNKAN ION LOGAM BERAT DALAM AIR
LIMBAH TIMBAL (Pb)
Nurul Fadhilah Junaedi1 ,Dr. Eng. Ir. H. Farouk Maricar, M.T2, Prof. Dr.Ir. Mary Selintung, M.T2
1 Mahasiswa Prodi Teknik Lingkungan, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin
2Dosen Pengajar Prodi Teknik Lingkungan, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin
ABSTRAK
Keberadaan ion-ion logam berat seperti Timbal (Pb), dalam lingkungan perairan dapat menimbulkan gangguan kesehatan pada manusia. Untuk itu upaya penghilangan ion tersebut perlu dilakukan. Adsorpsi adalah proses akumulasi adsorbat pada permukaan adsorben yang disebabkan oleh gaya tarik antar molekul adsorbat dengan permukaan adsorben. Proses adsorpsi lebih banyak dipakai dalam industri karena mempunyai beberapa keuntungan, yaitu lebih ekonomis dan juga tidak menimbulkan efek samping yang beracun serta mampu menghilangkan bahan-bahan organik. Dalam penelitian ini, penghilangan ion-ion logam tersebut dilakukan dengan menggunakan limbah yang diperoleh dari limbah sekam padi. Tujuan dari penelitian ini untuk menentukan waktu kontak optimum ion logam Timbal (Pb) dengan arang sekam padi. Hasil menunjukkan bahwa waktu kontak optimum adsorpsi ion Timbal (Pb) adalah 120 menit, dengan kapasitas penyerapan logam timbal (Pb) adalah 0,406 mg/gr serta efisiensi penyerapan ion Timbal (Pb) adalah 34,01%.
Kata kunci : Sekam Padi, adsorpsi ion timbal (Pb).
ABSTRACT
The existence of ions of heavy metals such as lead (Pb), the water environment can cause health problems in humans. Therefore the ion removal efforts need to be done. Adsorption is a process of accumulation of adsorbate on the adsorbent surface caused by the force of attraction between molecules of adsorbate with adsorbent surface. The adsorption process is more widely used in the industry because it has several advantages, namely more economical and also does not cause toxic side effects as well as capable of removing organic materials. In this study, removal of metal ions is done by using the waste obtained from waste rice husk. The aim of this study was to determine the optimum contact time of the metal ion Lead (Pb) with rice husk. Results showed that the optimum adsorption contact time Lead (Pb) is 120 minutes, with the absorption capacity of metallic lead (Pb) is 0.406 mg / g and ion absorption efficiency Lead (Pb) is 34.01%
PENDAHULUAN
Perkembangan dalam bidang industri di Indonesia pada saat ini cukup pesat. Hal ini ditandai dengan semakin banyaknya industri yang memproduksi berbagai jenis kebutuhan manusia seperti industri kertas, tekstil, penyamak kulit, dan sebagainya. Seiring dengan pertambahan industri tersebut, maka semakin banyak pula hasil sampingan yang diproduksi sebagai limbah. Salah satu limbah tersebut adalah limbah logam berat.
Limbah ini akan menyebabkan pencemaran serius terhadap lingkungan jika kandungan logam berat yang terdapat di dalamnya melebihi ambang batas serta mempunyai sifat racun yang sangat berbahaya dan akan menyebabkan penyakit serius bagi manusia apabila terakumulasi di dalam tubuh. Usaha-usaha pengendalian limbah ion logam belakangan ini semakin berkembang, yang mengarah pada upaya-upaya pencarian metode-metode baru yang murah, efektif, dan efisien (Kundari dan Slamet, 2008).
Beberapa metode kimia maupun biologis telah dicoba untuk menghilangkan logam berat yang terdapat di dalam limbah, diantaranya adsorpsi, pertukaran ion (ion exchange), dan pemisahan dengan membran. Proses adsorpsi lebih banyak dipakai dalam industri karena mempunyai beberapa keuntungan, yaitu lebih ekonomis dan juga tidak menimbulkan efek samping yang beracun serta mampu menghilangkan bahan-bahan organik. Adsorpsi adalah proses akumulasi adsorbat pada permukaan
adsorben yang disebabkan oleh gaya tarik antar molekul adsorbat dengan permukaan adsorben. Interaksi yang terjadi pada molekul adsorbat dengan permukaan kemungkinan diikuti lebih dari satu interaksi, tergantung pada struktur kimia masing-masing komponen.
Penggunaan adsorben konvensional memerlukan biaya operasional dan regenerasi yang relatif lebih mahal. Adsorben konvensional yang sering digunakan dalam proses adsorpsi adalah alumina, karbon aktif, silika gel, dan zeolit. Adsorben tersebut mempunyai kemampuan adsorpsi yang baik tetapi tidak ekonomis. Dewasa ini sedang digalakkan penelitian mengenai penggunaan adsorben alternatif yang berasal dari alam, karena selain memiliki kemampuan adsorpsi yang baik, adsorben tersebut juga bersifat lebih ekonomis .Salah satu adsorben yang memiliki prospek yang baik adalah material biologi ataupun limbah pertanian seperti alga (Shengjun dan Holcombe, 1990), limbah apel (Maranon dan Saetre, 1991), sabut kelapa (Low dkk.,1997), lumut (Low dkk., 1997), eceng gondok (Collen dkk., 1999), ampas tebu (Refilda dkk,2001), dan genjer (Nurhasni, 2002).
Di antara beberapa limbah organik tersebut yang menarik adalah penggunaan sekam padi. Hal ini disebabkan sifat sekam padi yang rendah nilai gizinya, tahan terhadap pelapukan, memiliki kandungan abu yang tinggi, bersifat abrasive menyerupai kandungan kayu, serta memiliki kandungan karbon yang
TINJAUAN PUSTAKA Timbal
Timbal adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambing Pb dengan nomor atom 82. Lambangnya diambil dari bahasa Latin Plumbum. Timbal (Pb) adalah logam berat yang terdapat secara alami di dalam kerak bumi. Keberadaan timbal bisa juga berasal dari hasil aktivitas manusia, yang mana jumlahnya 300 kali lebih banyak dibandingkan Pb alami yang terdapat pada kerak bumi. Pb terkonsentrasi dalam deposit biji. Penggunaan Pb terbesar adalah dalam industri baterai kendaraan bermotor seperti timbal metalik dan komponen-komponennya. Timbal digunakan pada bensin untuk kendaraan, cat dan pestisida. Pencemaran Pb dapat terjadi di uadara, air, maupun tanah. Pencemaran Pb merupakan masalah utama, tanah dan debu sekitar jalan raya pada umumnya telah tercemar bensin bertimbal selama bertahun-tahun (Sunu, 2001).
1. Penyebaran Timbal
Penyebaran logam timbal di bumi sangat sedikit. Jumlah timbal yang terdapat diseluruh lapisan bumi hanyalah 0,0002% dari jumlah seluruh kerak bumi. Jumlah ini sangat sedikit jika dibandingkan dengan jumlah kandungan logam berat lainnya yang ada di bumi (Palar, 2008). Selain dalam bentuk logam semua bentuk timbal (Pb) tersebut berpengaruh sama terhadap toksisitas pada manusia (Darmono, 2001).
2. Sifat dan Kegunaan Timbal
Timbal merupakan salah satu logam berat yang sangat berbahaya bagi makhluk hidup karena bersifat
karsinogenetik, dapat menyebabkan mutasi, terurai dalam jangka waktu lama dan toksisistasnya tidak berubah (Brass & Strauss, 1981). a. Sifat-sifat khusus logam Pb, yaitu: 1) Merupakan logam yang lunak, sehingga dapat dipotong dengan menggunakan pisau atau dengan tangan dan dapat di bentuk dengan mudah.
2) Merupakan logam yang tahan terhadap peristiwa korosi atau karat sehingga logam Pb dapat digunakan sebagai bahan coating.
3) Mempunyai kerapatan yang lebih besar dibandingkan dengan logam-logam biasa kecuali emas dan merkuri.
4) Mempunyai titik lembur yang rendah, 327,5 ˚C.
5) Merupakan penghantar listrik yang tidak baik.
b. Kegunaan Timbal (Pb) :
1) Digunakan dalam pembuatan kabel telepon.
2) Digunakan dalam baterai 3) Sebagai pewarnaan cat
4) Sebagai pengkilapan keramik dan bahan anti api
5) Sebagai additive untuk nahan bakar kendaraan
3. Timbal dalam Lingkungan
Timbal merupakan salah satu logam berat yang terjadi secara alami yang tersedia dalam bentuk biji logam, dan juga dalam percikan gunung berapi, dan bisa juga diperoleh di alam (WHO HECA undated). Karena meningkat aktivitas manusia, seperti pertambangan dan peleburan, dan penggunaannya dalam bahan bakar minyak, dan juga masih banyak lagi digunakan dalam pembuatan produk lainnya, sehingga kandungan timbal di biosphere telah meningkat dalam 300 tahun terakhir (NHMRC 2009).
Timbal biasa masuk dalam lingkungan dan tubuh manusia dari berbagai macam sumber seperti bensin (petrol), daur ulang atau pembuangan baterai mobil, mainan, cat, pipa, tanah, beberapa jenis kosmetik dan obat tradisional dan berbagai sumber lainnya. Di kebanyakan Negara berkembang, sumber utama kontak dengan timbal berasal dari bensin bertimbal. Selain itu juga, berbagai consumer product seperti yang disebutkan diatas dan makanan juga bisa mengandung timbal .
4. Toksisitas Timbal
Keracunan dapat berasal dari timbal dalam mainan, debu ditempat latihan menembak, pipa ledeng, pigmen pada cat, abu dan asap dari pembakaran kayu yang dicat, limbah tukang emas, industri rumah, baterai dan percetakan. Makanan dan minuman yang bersifat asam seperti air tomat, air buah apel dan asinan dapat melarutkan timbal yang terdapat pada lapisan mangkuk dan panic. Sehingga makanan dan minuman yang terkontaminasi ini dapat menimbulkan keracunan. Bagi kebanyakan orang, sumber utama asupan Pb adalah makanan yang biasanya menyumbang 100-300 ug per hari (Palar, 2008).
Keracunan timbal akut jarang terjadi. Keracunan timbal akut secara tidak sengaja yang pernah terjadi adalah karena timbal asetat. Gejala keracunan akut mulai timbul 30 menit setelah meminum racun. Berat ringannya gejala yang timbul tergantung pada dosisnya. Keracunan biasanya terjadi karena masuknya senyawa timbal yang larut dalam asam atau inhalasiuap timbal. Gejala lain yang sering muncul ialah mual,
muntah dengan muntahan yan berwarna putih seperti susu karena Pb Chlorida dan rasa sakit perut yang hebat. Tinja penderita berwarna hitam karena mengandung Pb Sulfida, dapat disertai diare atau konstipasi. System syaraf pusat juga dipengaruhi, dapat ditemukan gejala ringan berupa kebas dan vertigo. Gejala yang berat mencakup peralisis beberapa kelompok otot sehingga menyebabkan pergelangan tangan terkulai dan pergelangan kaki terkulai.
Sekam Padi
Sekam padi merupakan lapisan keras yang meliputi kariopsis yang terdiri dari dua belahan yang disebut lemma dan palea yang saling bertautan. Pada proses penggilingan beras sekam akan terpisah dari butir beras dan menjadi bahan sisa atau limbah penggilingan. Sekam dikategorikan sebagai biomassa yang dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan seperti bahan baku industri, pakan ternak dan energi atau bahan bakar.
Dari proses penggilingan padi biasanya diperoleh sekam sekitar 20-30% dari bobot gabah. Penggunaan energi sekam bertujuan untuk menekan biaya pengeluaran untuk bahan bakar bagi rumah tangga petani. Penggunaan Bahan Bakar Minyak yang harganya terus meningkat akan berpengaruh terhadap biaya rumah tangga yang harus dikeluarkan setiap harinya.
tersebut dapat menimbulkan problem lingkungan. Ditinjau data komposisi kimiawi, sekam mengandung beberapa unsur kimia penting seperti dapat dilihat di bawah.
Komposisi kimia sekam padi menurut Suharno (1979) : 1. Kadar air : 9,02% 2. Protein kasar : 3,03% 3. Lemak : 1,18% 4. Serat kasar : 35,68% 5. Abu : 17,17% 6. Karbohidrat dasar : 33,71
Komposisi kimia sekam padi menurut DTC - IPB :
1. Karbon (zat arang) : 1,33%
2. Hidrogen : 1,54%
3. Oksigen : 33,64% 4. Silika : 16,98%
Dengan komposisi kandungan kimia seperti di atas, sekam dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan di antaranya:
1. sebagai bahan baku pada industri kimia, terutama kandungan zat kimia furfural yang dapat digunakan sebagai bahan baku dalam berbagai industri kimia,
2. sebagai bahan baku pada industri bahan bangunan, terutama kandungan silika (SiO2) yang dapat digunakan untuk campuran pada pembuatan semen portland, bahan isolasi, husk-board dan campuran pada industri bata merah, (c) sebagai sumber energi panas pada berbagai keperluan manusia, kadar selulosa yang cukup tinggi dapat memberikan pembakaran yang merata dan stabil.
Sekam memiliki kerapatan jenis (bulk densil)1 125 kg/m3, dengan nilai kalori 1 kg sekam sebesar 3300 k. kalori. Menurut Houston (1972) sekam memiliki bulk density 0,100 g/ ml, nilai kalori antara 3300 -3600 k. kalori/kg sekam dengan konduktivitas panas 0,271 BTU.
Untuk lebih memudahkan diversifikasi penggunaan sekam, maka sekam perlu dipadatkan menjadi bentuk yang lebih sederhana, praktis dan tidak voluminous. Bentuk tersebut adalah arang sekam maupun briket arang sekam. Arang sekam dapat dengan mudah untuk dimanfaatkan sebagai bahan bakar yang tidak berasap dengan nilai kalori yang cukup tinggi. Briket arang sekam mempunyai manfaat yang lebih luas lagi yaitu di samping sebagai bahan bakar ramah lingkungan, sebagai media tumbuh tanaman hortikultura khususnya tanaman bunga.
Sekam memiliki kerapatan jenis (bulk densil)1125 kg/m3, dengan nilai kalori 1 kg sekam sebesar 3300 k. kalori, serta memiliki bulk density 0,100 g/ ml, nilai kalori antara 3300 -3600 kkalori/kg sekam dengan konduktivitas panas 0,271 BTU (Houston, 1972). Sekam dikategorikan sebagai biomassa yang dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan seperti bahan baku industri, pakan ternak dan energi atau bahan bakar ataupun sebagai adsorpsi pada logam-logam berat. Sekam tersusun dari jaringan serat-serat selulosa yang mengandung banyak silika dalam bentuk serabut-serabut yang sangat keras. Pada keadaan normal, sekam berperan penting melindungi biji beras dari kerusakan yang disebabkan oleh serangan jamur, dapat mencegah reaksi ketengikan karena dapat melindungi lapisan tipis yang kaya minyak terhadap kerusakan mekanis selama pemanenan, penggilingan dan pengangkutan.
Salah satu bahan yang telah berhasil dibuat dengan bahan dasar abu sekam padi adalah silika gel. Kegunaan silika gel didasarkan pada keberadaan situs aktif berupa gugus silanol (Si – OH) dan siloksan (Si – O – Si) di permukaan dan sifat fisiknya seperti kestabilan mekanik, dan luas permukaan. Gugus silanol (Si – OH) inilah yang memberikan sifat polar pada silika gel dan merupakan sisi aktif dari silika gel. Permukaan yang kompleks dari silika gel yakni terdiri atas lebih dari satu macam tipe gugus hidroksil – OH yang terikat pada permukaan silika gel (Narsito, 2005).
Luas permukaan silika gel yang besar 300- 800 m2/g, akibat dari banyaknya pori yang dimilikinya. Sifat yang paling penting dari silika gel adalah sebagai adsorben yang dapat diregenerasi. Silika gel memiliki kemampuan menyerap yang sangat besar terhadap molekul-molekul air. Dengan bertambahnya luas permukaan silika gel, porositas silika gel juga akan bertambah.
Gel silika adalah butiran seperti kaca dengan bentuk yang sangat berpori, silika dibuat secara sintetis dari natrium silikat. Walaupun namanya, gel silika padat. Gel silika adalah mineral alami yang dimurnikan dan diolah menjadi salah satu bentuk butiran atau manik-manik. Sebagai pengering, ia memiliki gel).
Adsorben
Adsorben merupakan zat padat yang dapat menyerap komponen
tertentu dari suatu fase fluida
(Saragih, 2008). Kebanyakan
adsorben adalah bahan- bahan yang
sangat berpori dan adsorpsi
berlangsung terutama pada dinding pori- pori atau pada letak-letak tertentu di dalam partikel itu. Oleh karena pori-pori biasanya sangat kecil maka luas permukaan dalam menjadi beberapa orde besaran lebih besar daripada permukaan luar dan bisa mencapai 2000 m/g.
Pemisahan terjadi karena
perbedaan bobot molekul atau karena
perbedaan polaritas yang
menyebabkan sebagian molekul
melekat pada permukaan tersebut lebih berat daripada molekul lainnya. Adsorben yang digunakan secara
komersial dapat dikelompokkan
menjadi dua yaitu kelompok polar dan non polar (Saragih, 2008).
Adsorben Polar Adsorben polar
disebut juga hydrophilic. Jenis
adsorben yang termasuk kedalam kelompok ini adalah silika gel, alumina aktif, dan zeolit.
Adsorben non polar Adsorben non polar disebut juga hydrophobic. Jenis adsorben yang termasuk kedalam
kelompok ini adalah polimer
adsorben dan karbon aktif. Selain adsorben sekam padi, masih banyak pula adsorben yang dapat digunakan antara lain seperti table 1 di bawah ini :
No Jenis Adsorben Metode yang digunakan 1 Cangkang kelapa sawit Batch 2 Tongkol jagung Batch
3 Ampas tebu Batch
4 Fly ash 5 Karatin BulunAyam Batch METODOLOGI PENELITIAN
Alat dan Bahan Alat
a. Beaker glass b. Batang pengaduk c. Penggerus
d. Saringan / ayakan 60 mesh e. Oven
f. Cerobong/ talang pembakaran g. sheeker
h. Spektrofotometer serapan atom
Bahan a. Sekam padi b. Sampel Pb 12 ppm c. Aquades d. Larutan HCL 4N Prosedur Penelitian Preparasi Sekam Padi
Pada penelitian ini, sekam padi yang akan di jadikan arang terlebih dahulu dibersihkan dengan air mengalir untuk mengurangi kotoran yang melekat pada sekam padi. Selanjutnya sekam padi tersebut diletakkan pada alat pembakaran untuk dijadikan arang. Setelah terbentuk menjadi arang atau karbon, kemudian dihaluskan dan diayak dengan 60 mesh. Pengayakan ini dimaksudkan agar arang lebih berukuran homogen dan memiliki permukaan yang lebih luas. Penghalusan melalui pengayakan ini akan memperkecil ukuran partikel arang. Ukuran partikel ini akan mempengaruhi luas permukaan karbon aktif yang dihasilkan. Semakin kecil ukuran partikel arang / karbon akan memperbesar luas permukaan karbon yang dapat melakukan kontak sewaktu proses aktivasi sehingga lebih banyak karbon yang teraktivasi dan semakin
banyak pori-pori yang terbentuk pada setiap partikel karbon.
Proses Aktivasi arang sekam padi
Untuk aktivasi arang maka arang sekam padi direndam dalam larutan HCl 4N selama 24 jam. Arang yang telah teraktivasi selanjutnya dicuci dengan aquadest untuk menghilangkan sisa HCl yang masih terdapat dalam karbon aktif. Pencucian dengan aquadest ini dilakukan dengan berkali-kali sampai pH netral yang diuji dengan menggunakan kertas pH. Arang aktif tersebut selanjutnya dikeringkan dalam oven pada suhu 500 C selama 24 jam Karbon aktif yang didapatkan kemudian disimpan di dalam desikator untuk menjaga agar karbon aktif tetap dalam kondisi kering. Kemudian dengan ini diperoleh adsorben sekam padi yang akan digunakan untuk mengadsorpsi ion logam Pb pada air limbah.
Pembuatan Larutan Baku Pb (II)
Latutan baku Timbal (Pb) 1000 ppm dibuat dengan cara menimbang 1,00 gram Pb(NO3)2, kemudian
ditambahkan HNO3 1% dan
dilarutkan dalam akuades hingga 1000 ml. Larutan Pb 12 ppm diperoleh dengan memipet 12 ml larutan Pb 1000 ppm dan diencerkan dengan akuades sampai 1000 ml.
Penentuan waktu kontak optimum ion Pb (II)
Sebanyak satu gram adsorben sekam padi dimasukkan kedalam tiap 100 ml sampel air limbah yang telah diketahui konstrasi Timbalnya (Pb). Kemudian campuran diaduk dengan shekeer selama 30 menit.
Selanjutnya disaring, kemudian ditentukan kadar Pb padala larutan hasil saringan (filtrat) dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom (SSA). Percobaan kemudian diulangi dengan ariasi waaktu pengadukan 30, 60, 90, 120, dan 150 menit.
Analisis Data
Analisa data yang digunakan dalam penelitian ini adalah deskriptif. Data hasil pengukuran yang diperoleh dianalisis dan disajikan dalam bentuk tabel dan grafik menggunakan perangkat lunak (software) EXCEL dan WORD untuk melihat tingkat efektivitas
sekam padi dalam menurunkan
kontaminan timbal di dalam air. Berdasarkan grafik dari hasil analisa data akan diperoleh bentuk persamaan garis sesuai dengan model yang digunakan, sehingga dapat dibuat kurva kalibrasi standar linier yang nantinya digunakan untuk menentukan konsentrasi sampel yang terukur sebenarnya dengan menggunakan persamaan regresi linier yaitu :
Y = ax + b ………(1) Dimana ; y = absorbansi, x = konstanta
Untuk menguji apakan hubungan antar variabel y dan x tersebut kuat atau malah tidak ada korelasi, dapat dilakukan dengan perhitungan koefisien regresi atau koefisien korelasi yaitu (R2). R2 merupakan perbandingan antara varian y terhadap varian x.
Bila harga R2 mendekati angka 1, terdapat hubungan yang sangat kuat antara y dan x. hubungan kategori sedang bila nilai R2 antara 0,4 s/d 0,6, sedangkan bila harga R2 < 0,4 hubungan antara y dan x sangat lemah.
Untuk mendapatkan persentasi penyerapan logam timbal (Pb) dalam air limbah dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
Konsentrasi yang diserap untuk tiap waktu dihitung dari :
Cadsorpsi= (Cawal – Cakhir)
...(3)
Banyaknya ion-ion logam yang teradsorpsi (mg) per gram adsorben (sekam padi) ditentukan menggunakan persamaan : W V ) C (C q o e e ………(4)
Dimana : qe : jumlah ion
logam yang teradsorpsi (mg/g) Co : konsentrasi ion logam
sebelum biosorpsi (mg/l)
Ce : konsentrasi ion logam
setelah biosorpsi (mg/l)
V : volume larutan ion logam (L)
W : massa adsorben sekam padi (gr)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas tentang hasil adsorpsi ion logam Pb dalam sampel
Penentuan Waktu Kontak
Optimum Arang Aktif Sekam
Padi Terhadap Penurunan
Kadar Timbal (Pb)
Waktu kontak merupakan waktu yang dibutuhkan adsorben sekam padi untuk menyerap logam timbal. Waktu kontak yang lebih lama memungkinkan proses difusi dan penempelan molekul adsorben berlangsung lebih baik. Waktu kontak untuk mencapai keadaan setimbang pada proses serapan logam oleh adsorben berkisar antara beberapa menit hingga beberapa jam (Bernasconi, dkk, 1995).
Gambar 3 menunjukkan hasil penelitian pengaruh waktu terhadap konsentrasi ion yang terserap. Waktu dimana tercapai kesetimbangan (waktu optimum) biosorpsi ion timbal (Pb) yaitu pada waktu kontak 120 menit.
Pada waktu kontak 30 menit jumlah ion timbal (Pb) yang teradsorpsi oleh arang aktif sekam padi sebesar 3.0821 mg/l. Pada waktu kontak 60 menit jumlah ion timbal (Pb) yang teradsorpsi naik menjadi 3.1975 mg/l ,pada menit ke-90 dan ke-120 menjadi 3.5325 mg/l dan 4.0816 mg/l. sedangkan pada menit ke 150 jumlah ion timbal (Pb) yang teradsorpsi terlihat menurun, dimana kondisi terbaik penyerapan ion timbal adalah pada saat waktu 150 menit dengan jumlah ion timbal teradsorpsi sebesar 4.0336 mg/l. menurunnya konsentrasi ini disebabkan karena pada keadaan ini, kapasitas adsorpsi permukaan adsorben sekam padi telah jenuh dan telah tercapai kesetimbangan antara konsentrasi timbal dalam adsorben dengan lingkungannya sehingga penyerapan pada waktu kontak diatas 120 menit cenderung konstan atau hampir sama.
Berdasarkan data hasil penelitian ini, waktu optimum adsorpsi ion Timbal (Pb) oleh sekam padi adalah 120 menit dengan konsentrasi sebesar 4.0816 mg/l.
Menurut teori, semakin lama waktu kontak memungkinkan proses penempelan adsorbat berlangsung
baik. Sehingga dalam waktu 120 menit sudah tercapai waktu yang optimum dengan konsentrasi akhir sebesar 7,9184 mg/l. Hal ini dikarenakan reaksi yang terjadi dapat berlangung dengan cepat dan sempurna. Hubungan antara lama waktu kontak dengan kapasitas dan efisiensi penyerapan ion logam mangan (Mn) oleh adsorben ampas sagu dapat dilihat pada Gambar 4 dan 5.
Untuk kapasitas ion timbal (Pb) yang teradsorpsi oleh sekam padi dengan waktu kontak 30 menit adalah 0.300 mg/gr. Pada waktu kontak 60 menit kapasitas ion timbale (Pb) yang teradsorpsi adalah 0,318 mg/gr. Meningkatnya kapasitas ion timbal (Pb) yang teradsorpsi mulai terjadi pada waktu kontak 90 menit yaitu sebesar 0,352 mg/gr, selanjutnya untuk waktu kontak 120 dan 150 menit kapasitas ion timbal (Pb) yang teradsorpsi relatif konstan, yaitu sebesar 0,406 mg/gr, dan 0,402 mg/gr. 0 1 2 3 4 5 30 60 90 120 150 K o n sen tr asi Ion Pb yan g Ter ser ap (m g/l)
Waktu Kontak (menit)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 30 60 90 120 150 K ap asi tas p e n ye ran lo gam Pb (m g/ l)
Untuk efisiensi penyerapan ion timbal (Pb) dengan variasi waktu kontak berdasarkan Gambar 3 yang teradsorpsi oleh sekam padi yaitu pada waktu kontak 30 menit terjadi penyerapan sebesar 25,69%. Pada waktu kontak 60 menit efisiensi penyerapan ion timbale (Pb) yang teradsorpsi adalah 26,64%. Meningkatnya efisiensi penyerapan ion timbal (Pb) yang teradsorpsi mulai terjadi pada waktu kontak 90 menit yaitu sebesar 29,43%, selanjutnya untuk waktu kontak 120 dan 150 menit kapasitas ion timbal (Pb) yang teradsorpsi relatif konstan, yaitu sebesar 34,01%, dan 33,61%.
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa setelah kondisi optimum tercapai, peningkatan waktu kontak tidak meningkatkan adsorpsi secara signifikan, mengindikasikan bahwa situs aktif sekam padi telah jenuh oleh ion logam timbal (Pb) atau telah tercapai kondisi kesetimbangan.
PENUTUP A. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa waktu kontak optimum ion timbal (Pb) yang teradsorpsi oleh sekam padi adalah 120 menit dengan efisiensi penyerapan sebesar 34,01 % dan kapasitas penyerapan ion timbal (Pb) yang teradsorpsi sebesar 0,406 mg/l, sedangkan pada 150 menit efesiensi penyerapan dan kapasitas penyerapan ion timbal (Pb) mengalami penurunan menjadi 33,61 % dan 0,402 mg/l.
B. Saran
Berdasarkan hasil dan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka disarankan beberapa hal sebagai berikut :
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut lagi tentang aplikasi adsorben arang sekam padi terhadap limbah industri untuk mengetahui kemampuan adsorpsi arang sekam padi terutama dalam penyerapan logam berat, tetapi dengan variasi waktu atau jenis logam yang berbeda.
2. Perlu dikaji lebih lanjut mengenai mekanisme maupun kinetika reaksi pada proses adsorpsi ion logam oleh sekam padi.
3. Bagi industri yang menghasilkan limbah berupa ion-ion logam berat khususnya ion-ion logam timbal (Pb), dapat menggunakan sekam padi sebagai salah satu alternatif untuk menanggulangi limbah.
DAFTAR PUSTAKA
American Geological Institute. 1976. Dictionary of Geological Terms.Revised Edition. Anchor Books. New York. viii + 472 h.
Bernasconi,G.,H.Gerster,H.Hawster, H.Stauble dan E. Schneiter. 1995. Teknologi Kimia bagian 2. (Alih bahasa: Lienda Handojo). Jakarta: PT. Pradnya Paramita. 0 10 20 30 40 30 60 90 120 150 Efi si n si p e n ye rap an Ion P b (% )
Brass, G. M., Strauss, W. 1981.Air
Pollution Control. Part IV. John
Willey&sons. New York
Collen, K., R.E. Mielke., D. Dimaquibo., A.J.Curtis., and J.G. Dewitt, 1999, Adsorption of Eu (III) onto Roots of Water Hyacinth.J. Environ. Sci. Technol., (33) : 1439-1443. Darmono, 1995, ”Logam Dalam
Sistem Biologi Makhluk Hidup”, Penerbit UI- Press,
Jakarta.
Darmono, 2001. Lingkungan Hidup
dan Pencemaran
(Hubungannya dengan Toksikologi Senyawa Logam), Penerbit : Universitas Indonesia Press, Jakarta.
Houston, D.F. 1972. Rice Bran and Polish. In: Rice: Chemistry & Technology, 1stEd. Amer: Assoc. Cereal Chem. Inc., St. Paul, Minnesota, USA. p.272-300.
Kundari, N.A., dan Slamet, Wiyuniati., 2008, Tinjauan
Kesetimbangan Adsorpsi Tembaga dalam Limbah Pencuci PCB dengan Zeolit,
Yogyakarta : Seminar Nasional IV SDM Teknologi Nuklir.
Lembang, J., T. Sakka., A.M. Nurbakti, (1995), Rekayasa
dan Pembuatan Tungku Pembakar Sekam Padi untuk Pembuatan Arang Aktif dari Sekam Padi, Ujung Pandang :
Balai Industri Ujung pandang.
Low, K.S., C.K. Lee, and S.G. Tan, 1997, Sorption of Trivalent Chromium from
Tannery Waste by Moss. J. Environ. Tech., (18): 449-454.
Maranon, E., and H. Saetre,1991, Heavy Metal Removal in Packed Bed Using Apple Waste. Anal. Chem., (64) : 39-44.
Narsito, Nuryono, Suyanta., (2005), Imobilisasi Senyawa Amin pada Silika Gel dari Abu Sekam Padi Melalui Proses Sol-Gel dan Kinetika Adsorpsi Ion Logam Divalen, Penelitian Fundamental Perguruan Tinggi UGM, Yogyakarta.
National Health and Medical Research Councils (2009), Blood Lead Level for Australians,NHMRC
Information Paper, August 2009.
Nurhasni, 2002, Penggunaan Genjer
(Limnocharis Flava) Untuk Menyerap Ion Kadmium, Kromium, dan Tembaga Dalam air Limbah, Tesis.,
Padang : Universitas Andalas. Palar,H. 2008. Pencemaran dan
Toksikologi Logam Berat. Rineka
Cipta: Jakarta.
Prawira,M.H. 2008. “Penurunan
Kadar Minyak pada Limbah Bengkel dan Menggunakan Rektor Pemisah Minyak dan Karbon Aktif Zeloit sebagai Media Adsorben”. Yogyakarta.
Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Islam Indonesia.
Refilda., Rahmiana Zein., Rahmayeni, 2001,
Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Alternatif
Pengganti Penyerap Sintetik Logam-logam Berat Pada Air Limbah, Skripsi., Padang: Universitas Andalas.
Saeni., 1997. Penentuan Tingkat
Pencemaran Logam Berat Dengan Anilisis Rambut. Orasi Ilmiah. Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam IPB. Bogor.
Saragih, Sehat Abdi. 2008.
Pembuatan dan Karakterisasi Karbon Aktif dari Batubara Riau Sebagai Adsorben.
Laporan Tesis Program Studi Teknik Mesin Program Pasca Sarjana Bidang Ilmu Teknik Fakultas Teknik Universitas Indonesia Jakarta.
Setyaningtyas, Tien., Zusfahair., dan Suyata, 2005, Pemanfaatan Abu
Sekam Padi
Sebagai Adsorben Kadmium (II) dalam Pelarut Air. Majalah
Kimia Universitas Jenderal Soedirman., 31(1): 33-41. Shengjun, M and Holcombe J.A.,
1990, Preconcentration of Copper on Algae and Determination By Slurry Furnace Atomic Absorption Spectrometry. Anal. Chem.,(62): 1994-1997. Subowo, Mulyadi, S. Widodo, dan
Asep Nugraha. 1999. Sattus
dan Penyebaran Pb, Cd, dan Pestisida pada Lahan Sawah Intensifikasi di Pinggir Jalan Raya. Prosiding. Bidang Kimia dan Bioteknologi Tanah, Puslittanak, Bogor. Sunu, P. 2001. Melindungi
Lingkungan Dengan Menerapkan ISO 14001. PT. Gramedia Widiasarana Indonesia. Jakarta.
