Mekanisme Adsorpsi Logam Berat oleh Kitosan

Adsorpsi fase cairan dapat terjadi di tiga daerah antarmuka, yaitu padatan- cairan, cairan-cairan atau cairan-gas. Jumlah cairan yang teradsorpsi pada permukaan adsorben tidak lepas dari luas permukaan adsorben yang dapat ditentukan dengan persamaan isoterm adsorpsi. Selain itu distribusi ukuran pori juga tidak kalah penting untuk ditentukan. Parameter yang terakhir dapat ditentukan dengan metode analisis molekular yang menggunakan molekul dengan ukuran yang berbeda sebagai adsorbatnya. Untuk sistem adsorpsi larutan pada adsorben, isoterm adsorpsi larutan pada padatan dapat diperoleh dari plot jumlah yang di serap sebagai fungsi dari prubahan konsentrasi. Perubahan konsentrasi disebabkan oleh keluarnya salah satu atau kedua komponen larutan. Adsorpsi dari larutan lazim di sebut adsorpsi karena lazimnya terjadi persaingan antara kedua komponen larutan zat terlarut dan zat pelarut. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi adsorpsi larutan, yaitu interaksi adsorben-adsorbat, interaksi adsorbat-adsorbat, porositas adsorben, dan keheterogenan permukaan serta efek sterik adsorbat bobot, ukuran, geometri, dan struktur kimia molekul adsorbat juga berpengaruh terhadap proses adsorpsi yang kompetitif tersebut. a. Interaksi adsorben-adsorbat Kompetisi adsorpsi antara kedua komponen larutan pada permukaan adsorben bergantung pada kekuatan interaksi antara adsorben dan kedua komponen larutan. Hal tersebut dipengaruhi oleh polaritas adsorben dan adsorbat, misalnya senyawa polar akan terjerap lebih kuat pada permukaan adsorben yang polar daripada senyawa nonpolar. b. Porositas adsorben Karbon aktif memiliki berbagai ukkuran pori yang memungkinkan terjadinya efek saringan molekular parsial, jika kedua komponen larutan memiliki ukuran yang berbeda. Faktor ini meningkatkan adsorptivitas adsorben pada komponen larutan zat terlarut atau pelarut yang ukurannya lebih kecil sedangkan adsoprtivitas molekul yang lebih besar diabaikan. c. Heterogenitas permukaan Distribusi gugus –NH 2 pada molekul kitosan yang tidak merata merupakan salah satu contoh yang menunjukan keheterogenan permukaan adsorben, akibatnya, kemampuan menjerap adosrbat berbeda-beda untuk setiap tapak penjerapan. Selain itu, keheterogenan permukaaan adsorben lain misalnya keberadaaan oksigen atau nitrogen pada permukaan karbon juga dapat mengakibatkan adsorpsi perferensial untuk molekul tertentu bisa zat terlarut atau pelarut saat digunakan pada larutan biner yang memiliki komponen dengan ukuran dan polaritas beragam. d. Efek sterik Pada konsentrasi rendah, ukuran senyawa aromatik tersubstitusi lebih meruah, sehingga terjerap lebih sedikit dibandingkan dengan benzena. e. Orientasi molekul teradsorpsi Orientasi molekul juga mempengaruhi adsorpsi larutan pada padatan. Idealnya, adsorbat berbentuk bola sehingga orientasinya baik dipermukaan adsorben.

2.5.5. Mekanisme Adsorpsi Logam Berat pada Eceng Gondok

Besarnya kemampuan eceng gondok dalam melakukan penyerapan dikarenakan adanya vakuola yang besar dalam struktur selnya Bowen, 1966, di acu dalam Heider et al. 1984. Vakuola merupakan rongga-rongga besar di dalam bagian sebuah sel yang berisi cairan vakuola. Cairan vakuola merupakan kumpulan berbagai bahan organik yang kebanyakan merupakan bahan cadangan makanan atau hasil samping metabolisme. Oleh karena itu vakuola berfungsi sebagai tangki bahan Suardana, 2011. Banyaknya bahan-bahan yang di serap oleh vakuola menyebabkan vakuola menggelembung sehingga sitoplasma terdorong kepinggiran sel. Ini menyebabkan pertukaran atau penyerapan bahan antara sebuah sel dengan sekelilingnya menjadi lebih effisien. Selain oleh besarnya vakuola, kecepatan penyerapan ditentukan pula oleh transpirasi dari tumbuhan tersebut. Eceng gondok mempunyai kecepatan transpirasi yang lebih besar dibandingkan dengan tumbuhan lain, misalnya Salvinia sp kayambang. Kecepatan transpirasi ini disebabkan karena eceng gondok mempunyai ukuran lobang stomata yang besar, yakni dua kali lebih besar dari kebanyakan tumbuhan lainnya Penfound Earle 1948, di acu dalam Gopal, 1987. Mekanisme penyerapan logam berat oleh akar eceng gondok secara fisika dapat digambarkan sebagai berikut: a. Logam berat dalam air umumnya bermuatan positif. b. Akar tanaman termasuk eceng gondok bermuatan negatif. Kedua muatan ini akan saling tarik menarik, sehingga logam berat akan diakumulasikan dalam akar eceng gondok. Teori ini juga menyatakan pada tumbuhan yang sudah kering dan mati, akar masih memiliki muatan negatif yang cukup untuk menarik muatan positif dari logam berat. Johnson 1994, di acu dalam Matagi Mugabe 1998 menyatakan bahwa eceng gondok memiliki bulu bulu yang bermuatan listrik yag dapat menarik partikel-partikel koloid seperti logam berat sehingga dapat menempel di akar.

2.5.6. Mekanisme Absorpsi Logam Berat oleh Kijing Taiwan

Mekanisme penyerapan logam berat oleh kijing taiwan adalah berdasarkan pada sifat kijing taiwan sebagai filter feeder yaitu sistem metabolisme dan pernapasannya menyatu sehingga mampu menyaring partikel yang berukuran antara 0,1 sampai 50,0 µm dari badan air, selanjutnya pada ukuran partikel 4,0 µm mampun menyaring hingga 100. Karena sifat tersebut maka kijing taiwan digunakan sebagai pembersih perairan Kadar, 1997. Alat pencernaan kijing berturut-turut terdiri dari mulut yang tidak berahang atau bergigi, sepasang labial palps yang bercilia, oesofagus, lambung, usus, rektum, dan anus. Selain alat pencernaan, di dalam tubuh kerang terdapat pula hati yang menyelubungi dinding lambung, ginjal, pembuluh darah, dan pembuluh urat saraf. Kijing atau kerang air tawar tergolong filter feeder, yaitu hewan yang memperoleh makanan dengan cara meyedot air. Volume air yang dapat disaring oleh kerang adalah 2,5 liter per individu dewasa per jam. Air masuk ke dalam mantel melalui bagian bawah inhalant siphon alat penyedot terus mengalir menuju insang dan keluar lagi melalui bagian atas inhalant siphon. Partikel makanan akan ikut bersama air berlindung dalam lendir, sebelum dikirim ke mulut. Pada bagian itu, partikel makanan akan di pilih. Partikel kecil akan lolos masuk ke dalam oesophagus, lalu ke dalam usus. Sedangkan partikel besar akan