215 EFEKTIVITAS ARANG AMPAS TEBU SEBAGAI MEDIA ADSORBEN ION
LOGAM PB DAN CU PADA AIR LINDI
(Studi Kasus: Tempat Pembuangan Akhir Supit Urang Kota Malang)
The Effectivity of Sugarcane Bagasse Carbon as Adsorbent of Metal Ion Pb and Cu in Leachate
(Case Study: Supit Urang Final Disposal Malang City)
Rahmah Rizqi Ananda1,J. Liliya Dewi Susanawati. 2, Bambang Suharto2, Aulia Nur Mustaqiman2
1 Program Studi Teknik Lingkungan, Universitas Brawijaya , Jl. Veteran, Malang 65145
Abstrak
Kementerian Lingkungan Hidup menjelaskan bahwa tahun 2015 jumlah timbunan sampah di Indonesia mencapai 175.000ton/hari. Berdasarkan hasil studi dibeberapa kota pada tahun 2012, 69% sampah diangkut dan ditimbun di Tempat Pembuangan Akhir (TPA). Sampah yang ditimbun akan menghasilkan air lindi. Air lindi merupakan cairan yang telah mengekstraksi material terlarut atau tersuspensi dari sampah-sampah tersebut. Logam berat yang terdapat pada lindi TPA Supit Urang adalah timbal (Pb) dan tembaga (Cu). Dua logam berat tersebut adalah logam berat yang sangat berbahaya sehingga akan menimbulkan dampak buruk jika dibuang langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu. Pengolahan yang dapat diterapkan adalah adsorpsi menggunakan adsorben alami (biosorpsi). Adsorben yang memiliki potensi sebagai penyerap ion logam berat adalah ampas tebu. Hasil penelitian adalah efisiensi adsorpsi semakin meningkat dengan bertambahnya massa adsorben. Efisiensi pada logam Pb lebih besar dari logam Cu pada setiap perlakuan, pada A1 efisiensi Pb adalah 87% dan Cu 25,047%, pada A2 efisiensi Pb adalah 94,48% dan Cu 44,559%, pada A3 efisiensi Pb adalah 97,556 dan pada Cu88,244%.
KataKunci :Adsorpsi, Lindi, Logam Pb, Logam Cu.
Abstract
Ministry of environment explained in their official website that in 2015 the amount of landfill waste in Indonesia reached 175.000 tons/day. Based on the results of studies in several cities in 2012, 69% of the waste is trasported and dumped in the final disposal. Gabage that dumped continuosly will produce leachate. Leachate is the liquid that has extraxted dissolved or suspended material from the trash. Heavy metals contained in leach at efinal disposalare Pband Cu. Two of these heavy metals are dangerous so it will causead verse effects if discharged directly without prior processing. One of processing treatment that can be applied is adsorption using a natural adsorbent (biosorption). The adsorbent which has potentisal as an adsorber of heavy metal ions is sugarcane bagasse. Sugarcane bagasse was chosen because there are many in quantity, easy to obtain and low economic value. There sulis efficiency of adsorption are increase by the increases mass of adsorbent. Adsorption efficiency for Pb are greater than Cu in each treatment. Efficiency of A1 for Pbis 87% and Cu is 25,047%, fficiency of A2 for Pbis 94,48% and Cu is 44,559%, efficiency of A3 for Pb is 97,556 and Cu is88,244%.
Keyword: Adsorption, Leachate, Pb,Cu.
PENDAHULUAN
Sampah adalah buangan dari suatu kegiatan atau proses yang dilakukan oleh manusia maupun alam dan umumnya tidak memiliki nilai jika tidak mengalami pemilahan atau pengolahan. Sampah dibagi menjadi dua jenis berdasarkan sifatnya,yaitu sampah yang dapat terurai (organik) dan sampahyangtidakdapatterurai(anorganik). Sampah (terutama sampah anorganik) merupakan masalah lingkungan yang umum ditemukan pada negara berkembang, termasuk Indonesia. Berdasarkan data yang dipublikasi oleh Kementerian Lingkungan Hidup dalam situs resminya, dijelaskan bahwa pada tahun 2015 jumlah timbunan sampah di Indonesia mencapai 175.000 ton/hari atau setara dengan 64 juta
ton/tahun. Jumlah ini akan semakin meningkat setiap tahunnya. Peningkatan kuantitas
216 sebenarnya masih memberikan dambak negatif bagi lingkungan sekitar. Hal tersebutdikarenakan sampahyangditimbunterusmenerusdiTPA akan menghasilkan air lindi (leachate) yang mampu mencemarilingkungan.
Lindi merupakan cairan yang meresap ke dalam tumpukan sampah dan telah mengekstraksi material terlarut atau tersuspensi dari sampah-sampah tersebut (Tchobanoglous, 1993). Air lindi dihasilkan akibat terjadinya presipitasi cairan di TPA, baik dari resapan air hujan maupun kandunganairpadasampahitusendiri.Lindi bersifat toksik karena adanya zat pengotor dalam timbunan yang mungkin berasal dari limbah bebagai jenis buangan industri, debu, lumpur hasil pengolahan limbah, limbah rumah tangga yang berbahaya, atau dari dekomposisi yang normal terjadi pada sampah. Air lindi mengandung berbagai macam zat pencemar yang berbahaya bagi lingkungan baik berupa
bahan organik maupun logam berat. Logam berat yang
seringditemukandalamairlindidiantaranya yaitu timbal (Pb), tembaga (Cu), kadmium (Cd) dan besi (Fe). Logam berat tersebut termasuk dalam golongan logam berat yangberbahaya bagi kesehatan manusia maupun lingkungan, sehingga akan menimbulkan dampak yang buruk jika dibuang langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu. Salah satu pengolahan yang dapat diterapkan adalah adsorpsi menggunakan adsorben alami. Salah satu jenis adsorben alami yang memiliki potensi sebagai penyerap logam adalah tebu.
Tebu merupakan salah satu sumber daya alam yang banyak digunakan,terutama sebagai bahan pemanis atau gula.Banyaknya penggunaan tebu berdampak pula pada banyaknyasisaataulimbahhasilpengolahan. Ampas tebu dapat dimanfaatkan kembali sebagai arang. Selain untuk mengurangi volume buangan ampas tebu itu sendiri, dan mempertimbangkan nilai ekonominya yang rendah, arang dari ampas tebu dapat digunakansebagaiadsorbenuntukmengolah limbah. Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Apriliani (2010) menjelaskan bahwa ampas tebu dapat mengadsorpsi jenis ionlogamberatsepertitimbal(Pb),kadmium (Cd) dan dapat pula mengadsorpsi zat pengotor pada minyak jelantah.Kemampuan ampas tebu sebagai adsorben dinilai cukup baik. Oleh sebab itu penulis memilih ampas tebu sebagai bahan arang untuk mengadsorpsi kandungan logam berat yang paling banyak ditemukan pada air lindi di TPA, yaitu tembaga (Cu) dan timbal (Pb). Limbah air lindi yang digunakan diperoleh dari limbah lindi TPA Supit Urang, Kota Malang.
METODE PENELITIAN
Lokasi Penelitian
Penelitian dilaksanakan dalam skala laboratorium di Laboratorium Teknik Sumber
Daya Alam dan Lingkungan (TSAL), LaboratoriumSentralIlmuHayati(LSIH)dan
Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan Hasil Pertanian (TPPHP), Universitas Brawijaya yang berlokasi di Jalan Veteran, Kota Malang. Pada penelitian ini juga dilakukan pengujian
kadar Pb dan Cu di Laboratorium Lingkungan PerusahaanUmum JasaTirtaIyangterletak
di Jl. Surabaya 2A, Kota Malang. Sampel air lindi diambil di TPA Supit Urang, Kelurahan Mulyorejo, Kecamatan Sukun, Kota Malang. dengan titik koordinat 7°58’59” LS dan
112°34’41” BT. Gambar 3.1 berikut adalah letak TPA Supit Urang, Kota Malang
.
Lokasi217 Gambar 1. Peta Lokasi Pengambilan Sampel.
Alat dan Bahan
Berikut merupakan spesifikasi alat yangdigunakan timbangan analitik, botol
sampel,gelas ukur, ayakan 100 mesh, furnace, shaker,cawan porselen, desikator, jurigen,
corong,cool box, oven, loyang, pH meter, termometer.
Bahan yang digunakan dalampenelitian ini ampas tebu, air lindi, kertas saring kasar, plastik wrap,karet.
Metode
Metodepenelitianyangdigunakanadalah metode eksperimental dan data yang diperoleh
akan dianalisis secara deskriptif kualitatif. Eksperimen dilakukan dengan 4
tahapanyaknipenentuanlokasipengambilan sampel, preparasi media adsorben, pernambahan adsorben pada lindi, dan identifikasi konsentrasi logam Pb danCu.
Tahapan Penelitian
Adapun tahapan penelitian yang harus dikerjakan antara lain.
Ø Penentuan LokasiSampling
Pengambilan sampel lindi dilakukan dengan teknik pengambilan grab sampling yang dilakukan dengan mengambil sampel pada satu titik yang dianggap representatif terhadap karakteristik lindi, yakni pada saluran yang menghubungkan antara tumpukan sampah yang
menghasilkan lindi dan bak penampung lindi dan diambil pada
satuwaktutertentusaja.Sampelawaldiambil dan diujikan pada Perum Jasa Tirta I untuk mengetahuikonsentrasiawalPbdanCupada airlindi.
Ø ProsesKarbonisasi
Ampas tebu yang didapatkan dari Pabrik Gula (PG) Krebet Baru dioven untuk mengurangi kadar airnya, pengovenan dilakukan dengan suhu 105 °C selama 5 jam. Proses ini dapat menghilangkan kadar air hingga 50%. Selanjutnya ampas tebu diarangkan dengan furnace pada suhu 30 °C selama 20 menit. Arang selanjutya didinginkan dalam desikator dan kemudian diayak dengan ayakan 100 mesh untuk mendapatkan arang dengan ukuran yang merata. Arang ditimbang masing masing 10 gram, 20 gram, 30 gram dan disimpan kembali didalam desikator
Ø ProsesAdsorpsi
218 HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian Pendahuluan
Penentuan lokasi pengambilan sampel danjenislogampadapenelitianinidilakukan dengan melakukan analisa terhadap dua lokasi TPA yaitu TPA Supit Urang dan TPA Tlekung. Jenis logam yang diujikan adalah kadmium, tembaga, besi dan timbal. Pemilihan
keempat jenis logam ini dikarenakan menurut Langmore (1998dalam
Maramisetal.,2006),logamberatyangsering ditemukan dalam air lindi yaitu timbal (Pb), kadmium (Cd), tembaga (Cu) dan besi (Fe). Hasil analisa keempat logam yang diujikan di kedua TPA ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil analisa keemapat logam yang diujikan.
Dari hasil penelitian pendahuluan sebagaimana yang tercantum pada Tabel 1 maka 2 jenis logam yang dianalisa dalam penelitian ini, yaitu tembaga (Cu) dan timbal (Pb).Tembaga(Cu)dipilihkarenajenislogam ini terkandung pada kedua TPA dan memiliki konsentrasi yang cukup tinggi dibandingkan dengan logam lainnya. Kadar Cu pada TPA Supit Urang 6.860 mg/L sedangkan pada TPA Tlekung 0.927 mg/L. Hal ini menunjukkan bahwa Cu merupakan salah satu logam yang umum terkandung dalam air lindi karena keberadaannya terdeteksi di kedua TPA. Logam yang kedua yakni timbal (Pb), Pb pada TPA Supit Urang terdeteksi sebanyak 0.660 mg/L sedangkan pada TPA Tlekung tidak terdeteksi. Pemilihan logam Pb dikarenakan Pb merupakan satu diantara 2 logam yang terdeteksi pada TPA Supit Urang, sedangkan logam lainnya yang dianalisa yakni Cd dan Fe tidak terdeteksi. Selain itu Pb dan Cu memiliki tingkat toksisitas lebih berbahaya dibandingkan Fe. Yusuf (2012) menjelaskan bahwa toksisitas logam berdasarkan KementerianKependudukandanlingkungan hidup dibagi menjadi tiga kelompok sebagai berikut:
1. Bersifat toksik tinggi adalah Hg, Cd, Pb, Cu dan Zn
2. Bersifat toksik sedang adalah Cr, Ni danCo
3. Bersifat toksik rendah adalah Mn dan Fe
Analisa Hasil
219 Selanjutnya adalah analisa pada hasil pengujian Pb. Kadar awal logam Pb pada air lindi adalah 2,700 mg/L. Hasil pengujian kadar Pb pada air lindi dengan perlakuan variasi massa adsorben digambarkan pada Tabel 3 di bawah ini.
Secara keseluruhan grafik reduksi adsorpsi pada Cu dan Pb di gambarkan pada Gambar 2 berikut ini.
Pada Gambar 2 di atas, grafik menunjukkan bahwa reduksi pada ion logam Cu dan Pb terus
meningkat dengan meningkatnya massa adsorben. Grafik efisiensi adsorpsi
padaionlogamCudanPbdigambarkanpada Gambar 3 berikut ini
Pada Gambar 4.7 di atas, grafik menunjukkan adanya peningkatan efisiensi adsorpsi dengan meningkatnya massaampas tebu baik pada logam Cu maupunPb. Adsorpsi dibedakan menjadi dua jenis, yakni adsorpsi fisika dan kimia. Proses adsorpsi yang terjadi pada pengujian efektifitas ampas tebu sebagai media adsorben ion logam Cu dan Pb pada air lindi adalah proses adsorpsi secara fisika. Pada adsorpsi secara fisika, molekul-molekul teradsorpsi pada permukaan adsorben dengan ikatan yang lemah. Adsorpsi fisika umumnya terjadi pada temperatur yang rendah dan jumlah zat yang teradsorpsiakan semakin kecil dengan naiknyasuhu.
KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, kesimpulan yang bisa diambil adalah sebagai berikut:
220 menurun pada setiap variasi massanya, pada A1 kadar Cu tereduksi sebesar 3,494, pada A2 6,216 dan pada A3 12,310 mg/L. Konsentrasi awal Pb 2,700 mg/L, Konsentrasinya tereduksi pada setiap perlakuan yakni 2,349 pada A1, 2,551 pada A2 dan 2,634 padaA3.
2. Efisiensi pada logam Pb lebih besar dari logam Cu pada setiap perlakuan, pada A1
efisiensi Pb adalah 87% dan Cu 25,047%, pada A2 efisiensi Pb adalah 94,48% dan Cu 44,559%, pada A3 efisiensi Pb adalah 97,556 dan pada Cu 88,244%.
3. Konsentrasi adsorben yang semakin tinggi yakni 10 gr, 20 gr dan 30 gr
berpengaruh terhadap penurunankadar ion logam Cu dan Pb pada air lindi, semakin besar konsentrasi adsorben
maka semakin banyak pula kadar ion logam yang dapat direduksi.
4. Pada penelitian ini, logam berat Cu dapat teradsorpsi lebih banyak dibandingkan
logam Pb, hal ini karena ukuran molekul Cu lebih kecil dibandingkan Pb, sehingga Cu lebih mudah masuk ke poriadsorben.
DAFTAR PUSTAKA
Aboejoewono, A. 1985. Pengelolaan Sampah Menuju ke Sanitasi Lingkungan dan Permasalahannya; Wilayah DKI Jakarta Sebagai Suatu Kasus. Jakarta.
Apriliani, A. 2010. Pemanfaatan Arang Ampas Tebu Sebagai Adsorben Ion Logam Cd, Cr, Cu dan Pb dalam Air limbah. Jakarta: Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negri Syarif Hidayatullah.
Atkins, P.W. 1999. Kimia Fisika. Oxford: University Lecturer and Fellow of Lincoln College.
Baig, T.H., Garcia A.E., Tieman K.J and Gardea-Torresdey. 1999. Adsorption of
HeavyMetalIonsbyBiomassofSolanum elaeagnifolrum (Silverleaf nightshade). Proceedings of the Conference on Hazardous WasteResearch.
Barros, J.L.M., Maedo G.R., Duarte M.M.L., Silva E.P and Lobato. 2003. Biosorption
Cadmium Using The Fungus Asprgillus niger. Braz J Chem.
Cordero, B., Loidero P Herrero R., and Vicente.2004.BiosorptionofCadmiumby Fucus Spiralis. Journal EnvironChem.
Cossich E.S., C.R.G. Tavares., and T.M.K. Ravagnani. 2002. Biosorption of Chromium
(III) by Sargassum sp. Biomass. Electhronics Journal of Biotechnology. Darmono. 1995. Logam Dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. Jakarta: UI Press.
Direktorat Pengembangan Penyehatan Lingkungan Pemukiman Jawa Tengah. 2011. Dasar-dasar Sistem Pengelolaan Persampahan.
Fardiaz, S. 1992. Mikrobiologi Pangan I. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.
Fatmawati. 2006. Kajian Adsorpsi Cd (II) oleh Biomassa Patamogeton (Rumput Naga)yangTermobilisasikanpadaSilica Gel. Banjarnegara. Universitas Lampung Mangkurat.
Fauzi, Ahmad. 2005. Pemanfaatan Ampas Tebu (bagasse) Untuk Bahan Baku Pulp dan
Kertas Masih Hadapi Kendala. Diunduh 28 Maret 2016.
http://www.menlh.go.id/pemanfaatan-ampas-
tebu-bagasse-untuk-bahan-baku-pulp-dan- kertas-masih-hadapi-kendala.
Gunawan, S. G.. 2007. Farmakolo gi dan Terapi. Jakarta: FK UI.
221 Hall.
Kaur S., Walia T.P.S., and Mahajan R.K. 2008. Comparative Studies of Zink, Cadmium, Lead and Copper on Economical Viable Adsorbent. Journal Environ Eng Sci. Kurniawan, O dan Marsono. 2008. Superkarbon, Bahan Bakar Alternatif Pengganti Minyak
Tanah dan Gas. Jakarta: Penebar Swadaya.
Kusnoputranto, Haryoto. 1986. Kesehatan Lingkungan. Jakarta: Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Indonesia.
Mahvi AH, Naghhipour D, Vaezi F, NazmaraS. 2005. Teawaste as an Adsorbent for Heavy Metal Removal from Industrial Wastewater. Am. J. Appl.Sci
Maramis, A. 2008. Pengelolaan Sampah dan Turunannya di TPA. Salatiga: Universitas Satyawacana.
Mukhliesihien. 1997. Pembuatan Arang dari Ampas Tebu Secara Pirolisis. Laporan Penelitian. Aceh: Universitas Syiah Kuala Darussalam Aceh.
Nurhasni. 2002. Penggunaan Genjer (Limnocharis Flava) untuk Menyerap Ion Kadmium, Kromium dan Tembaga Dalam Air Limbah.
Oscik, J. 1982. Adsorption. Chichester: Ellis Horword Publisher.
Palar, H. 1994. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta: Rineka Cipta.
Peraturan Gubernur Jawa Timu Nomor 72. 2013. Baku Mutu Air Limbah Bagi Industri dan/atau Kegaitan Usaha Lainnya.
Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5. 2014. Baku Mutu Air Limbah.
Pohland, F.G dan S.R Harper. 1985. Critical Review and Summary od Leacheat and Gas Production from Landfills. Ohio: U.S. Environmental Protection Agency.
Prawira, M.H. 2008. Penurunan Kadar Minyak pada Limbah Bengkel dengan Menggunakan Reaktor Pemisah Minyak dan Karbon Aktif serta Zeolit sebagai Media Adsorben.Yogyakarta: Universitas Islam Indonesia.
Purwendro, S. Dan Nurhidayat. 2006. Mengolah Sampah untuk Pupuk Pestisida Organik. Jakarta: Penerbar Swadaya.
Saragih, S. A. 2008. Pembuatan dan Karakterisasi Karbon Aktif dari Batubara Riau sebagai Adsorben. Jakarta: Universitas Indonesia.
Soemirat, T. 1996. Kesehatan Lingkungan. Yogyakarta: Gajahmada University Press. . 2000. Kesehatan Lingkungan. Bandung: Gadjah Mada University Press Sunu, P. 2001. Melindungi Lingkungan dengan Menerapkan ISO 14001. Jakarta: Gasindo Supriharyono. 2000. Pelestarian dan Pengelolaan Sumber Daya Alam di Wilayah Pesisir
Tropis. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama
Tarigan, B.Y. dan J.N. Sinulingga. 2006. Laporan Praktek Kerja Lapangan di Pabrik Gula Sei Semayang PTPN II Sematera Utara. Medan: Fakultas Pertanian Universitas Sumattera Utara.
Taty C., VC, H. Fauduet., C. Porte and A. Delacrix. 2003. Removal of Cd (II) and Pb(II) Ions from Aquenous Solution by Adsorption onto Swadust of Pinus Silvestris. J. Hazard Mater
Tchobanoglous. 1993. Integrated Solid Waste Management. McGraw-Hill: Engineering Principles and Management Issues.
