27 Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan Vol.1 No. 1
PENURUNAN KADAR Fe PADA LIMBAH CAIR DENGAN
MENGGUNAKAN BIOMASSA RHIZOPUS ARRHIZUS
SECARA BIOSORPI
Retno Dewati
Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Jatim
Jl. Raya Rungkut Madya, Gunung Anyar Surabaya 60294
e-mail :
dewati.r@gmail.com
Abstrak
Pencemaran lingkungan oleh logam berat dapat melalui limbah industri, pertambangan, buangan dari proses electroplating, pembakaran bahan baker minyak dan sebagainya. Kontak yang terus menerus dengan logam berat tidak hanya berakibat negatif bagi kesehatan manusia tetapi juga mempunyai efek merusak terhadap hewan dan tumbuhan. Penggunaan teknologi yang efektif dan ekonomis untuk pengambilan ion logam berat akhir-akhir ini banyak difokuskan pada beberapa biomassa sehubungan dengan kemampuan biomassa tersebut dalam menyerap ion logam berat. Pada penelitian ini digunakan mikroorganisme jamur Rhizopus Arrhizus dengan tujuan untuk menurunkan kadar Fe pada limbah cair. Prinsip dari penelitian ini adalah untuk mengukur konsentrasi Fe sisa setelah waktu proses dengan alat spektrofotometer. Peubah yang ditetapkan adalah : volume limbah 300 ml. Variabel yang dipelajari adalah : waktu pengadukan : 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 menit, pH : 8; 7,5; 6,5; 6, berat jamur : 1,2 gram, kecepatan pengadukan : 40, 60 rpm. Pada rpm 60, berat jamur 2 gram, pH 7,5 dan waktu pengadukan 80 menit diperoleh hasil bahwa jamur dapat menyerap Fe paling banyak yaitu sebesar 6,932 ppm atau 39,95%.
Kata kunci : limbah cair, biosorpsi, Rhizopus Arrhizus
Abstract
The environment pollution by heavy metal can be through industry waste, mining waste, waste from electroplating process, oil fuel burning and others. The continuous contact with the heavy metal not only effects negative consequence for human health, but also has destructive impact toward animals and plants. The use of effective and economical technology for taking the heavy metal ion recently is mostly focused on several biomassa relating to the biomassa ability in absorbing the heavy metal ion. In this research, it uses Rhizopus Arrhizus mushroom microorganism as to lower the Fe content within liquid waste. The principle of this research is to measure concentration of Fe rest after the process time with spectrophotometer. The defined changer is the waste volume = 300 ml. The studied variables are the mixing time = 10,20,30,40,50,60,70,80 minutes, pH = 8; 7.5; 7; 6.5; 6; mushroom massa = 1.2 grams, and stirring speed = 40; 60 rpm. At 60 rpm, mushroom heavy = 2 grams, pH = 7.5 and mixing time = 80 minutes, it gains the result that mushroom can absorb the most Fe content, namely 6.923 ppm or 39.95%.
Key Words: Liquid Waste, Biosorpsi, Rhizopus Arrhizus
PENDAHULUAN
Pencemaran lingkungan oleh logam berat dapat melalui limbah industri, pertambangan, buangan dari proses elektroplating, pembakaran bahan bakar minyak dan sebagainya. Kontak yang terus menerus dengan logam berat tidak hanya berakibat negatif bagi kesehatan manusia tetapi juga mempunyai efek merusak terhadap
Penurunan Kadar Fe Pada Limbah Cair…..(Retno Dewati) 28
Rhizopus Arrhizus. Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah merupakan nilai tambah dari penggunaan jamur Rhizopus Arrhizus dan dapat mengurangi kadar Fe pada limbah cair sebelum dibuang ke lingkungan.
TINJAUAN PUSTAKA
Proses biosorpsi ini bersifat bolak-balik dan cepat. Proses bolak-balik ikatan ion logam berat di permukaan sel ini dapat terjadi pada sel mati dan sel hidup dari suatu biomassa. Proses biosorpsi dapat lebih efektif dengan kehadiran tertentu pH dan kehadiran ion-ion lainnya di media dimana logam berat dapat terendapkan sebagai garam yang tidak terlarut.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh pusat penelitian dan pengembangan teknologi mineral dan batubara bahwa biomassa Rhizopus Arrhizus dan Aspergilus Niger mampu menyerap ion logam besi, mangan, tembaga, timbal dan seng yang berada dalam limbah proses pengolahan bijih emas dan pencucian batubara. Dalam waktu 15 menit kemampuan biomassa R. Arrhizus menyerap besi (Fe) sebesar 95,1% ; mangan (Mn) 92%; tembaga (Cu) 100%; timbal (pb) 100% dan seng (Zn) 100%.
Hasil penelitian terdahulu menunjukkan dengan jumlah biomassa sebesar 5 gr, kondisi pH limbah cair berkisar antara 7,1 – 7,8 dengan lamanya waktu kontak 15 menit terlihat kemampuan Rhizopus Arrhizus dalam mengadsorpsi logam besi, mangan, tembaga, timbal dan seng lebih tinggi dari pada Aspergillus niger (Puslitbang tekmira, 2003).
Kajian Analisis Proses Biosorpsi
Cara mengevaluasi kemampuan biomassa dalam logam, dapat dilakukan dari data kesetimbangan adsorpsi yang diperoleh dari percobaan. Data yang diperoleh dari percobaan disajikan dalam bentuk isotherm kurve yaitu kurva kesetimbangan yang berupa hubungan antara logam terserap dan konsentrasi logam pada kesetimbangan. Kualitas bahan penyerap dapat dianalisa dari kurva kesetimbangan ini. Bahan penyerap yang baik akan menghasilkan kurva kesetimbangan yang curam pada konsentrasi rendah atau dengan kata lain bahan penyerap harus mempunyai affinitas yang tinggi. Variabel yang memegang peranan penting dalam proses adsorpsi yaitu pH larutan dan konsentrasi logam terlarut (Prasetyo, 1992).
Dalam proses biosorpsi yang menjadi kajian adalah berapa jumlah bahan penyerap yang diperlukan per jumlah air limbah yang akan diolah, untuk menentukan jumlah bahan
penyerap tersebut digunakan model persamaan (Metcalf and Eddy, 1991).
1. Freundlich Isothermal
X / M = kf . Ce1/n ………….. (1) 2. Langmuir Isothermal
Ce
METODE PENELITIAN
Bahan-bahan yang dipergunakan meliputi jamur rhizopus arrhizus, air limbah yang mengandung Fe, NaOH 5%, reagen Fe, aquadest. Alat proses yang digunakan adalah spektrofotometer merk Hitachi U 1100, centrifuge, pH meter, tangki berpengaduk, beaker glass, pipet volume, neraca balance dan tabung reaksi. Variabel yang berpengaruh adalah waktu pengadukan, pH larutan, kecepatan pengadukan, berat jamur.
Prosedur Proses
Siapkan beaker glass berisi masing-masing 300 ml air limbah yang telah diketahui kadar Fe dan pH nya, tambahkan masing-masing 1 gram jamur rhizopus arrhizus. Lakukan pengadukan di tangki berpengaduk selama waktu yang ditentukan. Pipet masing-masing 1 ml dalam tabung reaksi + 4 ml aquadest + 3 tetes reagen Fe. Masukkan dalam centrifuge selama 5 menit. Hitung penurunan kadar Fe pada spektrofotometer. Percobaan diulangi untuk prosedur lainnya.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 1. Hubungan Fe terserap dengan waktu pada rpm 40 jamur 1 gram
29 Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan Vol.1 No. 1
tidak sebanding dengan waktu pengadukan. Pada percobaan ini proses penyerapan Fe oleh jamur adalah yang paling rendah.
Gambar 2. Hubungan Fe terserap dengan waktu pada 60 rpm jamur 1 gram
Dari gambar terlihat bahwa semakin lama waktu pengadukan dan rpm yang digunakan semakin besar maka semakin banyak Fe yang terserap oleh jamur. Waktu optimum jamur dapat menyerap Fe paling banyak pada rpm 60 dan jamur 1 gram adalah pada pengadukan 70 menit. Pada pengadukan diatas 70 menit Fe yang terserap semakin sedikit dan tidak sebanding dengan waktu pengadukan. Bila dibandingkan dengan rpm 40 dan jamur 1 gram Fe yang terserap oleh jamur lebih besar.
Gambar 3. Hubungan Fe terserap dengan waktu pada 40 rpm jamur 2 gram
Dari gambar terlihat semakin lama waktu pengadukan maka semakin banyak Fe yang terserap oleh jamur. Waktu optimum jamur dapat menyerap Fe paling banyak pada rpm 40 dan jamur 2 gram adalah pada pengadukan 70 menit. Pada pengadukan diatas 70 menit Fe yang terserap semakin sedikit dan tidak sebanding dengan waktu pengadukan. Bila dibandingkan dengan rpm 40 dan jamur 1 gram dan rpm 60 jamur 1 gram Fe yang terserap oleh jamur lebih besar.
Gambar 4. Hubungan Fe terserap dengan waktu pada 60 rpm jamur 2 gram
Dari gambar terlihat bahwa semakin lama waktu pengadukan maka semakin banyak Fe yang terserap oleh jamur. Waktu optimum jamur dapat menyerap Fe paling banyak pada rpm 60 dan jamur 2 gram adalah pada pengadukan 70 menit. Pada pengadukan diatas 70 menit Fe yang terserap semakin sedikit dan tidak sebanding dengan waktu pengadukan. Bila dibandingkan dengan rpm 40 dan 60, jamur 1 gr dan rpm 40 jamur 2 gram Fe yang terserap oleh jamur lebih besar. Pada percobaan ini proses penyerapan Fe oleh jamur adalah yang paling besar.
pH Optimum
Gambar 5. Hubungan pH dengan Fe yang terserap.
Penurunan Kadar Fe Pada Limbah Cair…..(Retno Dewati) 30
Model pers. Freundlich Isothermal Jamur 2 gr rpm 60
Gambar 6. Hubungan antara konsentrasi Fe sisa dengan jumlah polutan yang terserap per berat media penyerap.
Model persamaan Langmuir Isothermal Jamur 2 gr rpm 60
Gambar 7. Hubungan antara konsentrasi kesetimbangan polutan dalam larutan setelah penyerapan dengan konsentrasi kesetimbangan polutan per jumlah polutan yang terserap per berat media penyerap.
KESIMPULAN
1. Pada rpm 60, jumlah jamur 2 gr, pH 7,5 dan waktu pengadukan 80 menit diperoleh hasil bahwa jamur dapat menyerap Fe paling banyak yaitu sebesar 6,923 ppm atau 39,95%.
2. Bila pH air limbah semakin asam logam semakin larut sempurna sehingga daya serap jamur terhadap logam Fe semakin rendah. pH optimum pada penelitian ini adalah 7,5 karena pada pH 8 daya serap jamur Rhizopus Arrhizus terhadap Fe mengalami penurunan.
3. Berdasarkan model persamaan Freundlich Isothermal diperoleh :
(X/M) = 359,005 Ce-1.9721
4. Berdasarkan model persamaan Langmuir isothermal diperoleh.
Ce
M
X
Ce
1601
.
1
3784
.
9
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, C.K, Johnson, E.M, Philpot, C.M dan Warnock, D.W, 1996, “Identification of pathogenic Fungi”, Rhizopus oryzae-arrhizus, html.
Dixon dan Bernard, 1996,”Wastewater Treatment Engineering”, New York. Eckenfelder, W, 2000,”Industrial Water
Pollution Control” edisi III, Boston, New York.
Freeman, W.H, 1996, “Rhizopus Arrhizus, Bio 221 Microbe of the week, html.
Mahida, U.N, 1993, “Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah Industri” edisi IV, PT. Raja Grafindo Persada, Jakarta. Metcalf dan Eddy, 1991, “Wastewater
Treatment, Disposal rause” edisi III, California.
Pelezar, M.J dan Chan, E.C.S, 1986, “Dasar-dasar Mikrobiologi”, Universitas Indonesia, Jakarta.
Prasetyo, I, 1992, “Pengambilan Ion Logam Berat dari Larutan Secara Biosorpsi”, Media Teknik No. 2 dan 3 Th. XIV, hal 98-101.
Pusat Penelitian dan Pengembangan teknologi Mineral dan batubara, 2003, “Penelitian Penurunan Kadar Logam dari Limbah Pertambangan Bijih Emas dan Batubara Secara Biosorpsi” Puslitbang tekMIRA, html.
Suhendrayatna, 2001, “Heavy Metal Bioremoval by Microorganisms”.
