Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Bekas Pengujian Kebutuhan Oksigen Kimiawi (KOK) dengan Metode Presipitasi
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR LABORATORIUM BEKAS
PENGUJIAN KEBUTUHAN OKSIGEN KIMIAWI (KOK)
DENGAN METODE PRESIPITASI
ASIH FITRIA LESTARI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
ABSTRAK
ASIH FITRIA LESTARI. Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Bekas
Pengujian Kebutuhan Oksigen Kimiawi (KOK) dengan Metode Presipitasi.
Dibimbing oleh MUHAMMAD FARID dan KOMAR SUTRIAH.
Penentuan parameter kebutuhan oksigen kimiawi (KOK) dalam sampel air
menghasilkan limbah laboratorium yang masih berbahaya jika langsung dibuang
ke lingkungan. Hal ini dikarenakan pada pengujiannya masih digunakan pereaksi
yang mengandung beberapa logam berat di antaranya logam Ag, Cr, dan Hg.
Penelitian ini difokuskan pada penyisihan logam Hg, karena toksisitas Hg lebih
tinggi dibandingkan dengan kedua logam lainnya. Limbah KOK awal
mengandung 5241.4 mg/L logam Hg, sedangkan baku mutu untuk logam Hg
menurut PP No. 82/2001 adalah 0.002 mg/L. Metode presipitasi diujikan dalam
penelitian ini untuk penanganan limbah KOK tersebut, khususnya untuk
mengurangi kadar logam Hg. Presipitasi dilakukan menggunakan hidroksida dan
karbonat. Dari berbagai metode yang diujikan, 5 metode cukup baik penurunan
kadar Hg-nya, yaitu presipitasi hidroksida dengan penambahan asam (HA),
presipitasi hidroksida bertingkat (HB), presipitasi karbonat dengan penambahan
hidroksida dan asam (KHA), presipitasi hidroksida bertingkat dengan
penambahan asam (HBA), dan presipitasi hidroksida bertingkat dengan
penambahan garam dan asam (HBGA). Kelima metode tersebut menurunkan
kadar logam Hg hingga 99.96%, berturut-turut menjadi 2.1939, 2.7513, 2.0185,
2.5858, dan 2.1683 mg/L. Hasil yang didapat ini belum memenuhi baku mutu
yang ditetapkan.
ABSTRACT
ASIH FITRIA LESTARI. Treatment of Laboratory Liquid Waste from Chemical
Oxygen Demand (COD) Test with Precipitation Method. Supervised by
MUHAMMAD FARID and KOMAR SUTRIAH.
Determination of chemical oxygen demand (COD) parameter in water samples
produce laboratory waste which are still harmful to be dumped to the
environment. It is because COD testing still use several reagents containing heavy
metals such as Ag, Cr, and Hg. This research was focused on Hg removal,
because of its higher toxicity compared with the two others. The initial COD
waste contained 5241.4 mg/L of Hg, whereas the quality standard of Hg according
to PP No. 82/2001 is 0.002 mg/L. Precipitation method was studied in this
research to treat this COD waste, especially to reduce the Hg content. The
precipitation was carried out with hydroxide and carbonate. From several methods
tested, 5 of which decreased significant amount of Hg, which were hydroxide
precipitation with acid addition (HA), multilevel hydroxide precipitation (HB),
carbonate precipitation with addition of hydroxide and acid (KHA), multilevel
hydroxide precipitation with acid addition (HBA), and multilevel hydroxide
precipitation with addition of salt and acid (HBGA). Those five methods could
decrease the Hg content up to 99.96%, into 2.1939, 2.7513, 2.0185, 2.5858, and
2.1683 mg/L, respectively. However these results had not yet fulfilled the quality
standard.
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR LABORATORIUM BEKAS
PENGUJIAN KEBUTUHAN OKSIGEN KIMIAWI (KOK)
DENGAN METODE PRESIPITASI
ASIH FITRIA LESTARI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Judul Skripsi
Nama
NIM
: Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Bekas Pengujian
Kebutuhan Oksigen Kimiawi (KOK) dengan Metode
Presipitasi
: Asih Fitria Lestari
: G44086021
Disetujui
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Drs Muhammad Farid, MSi
NIP 19640525 199203 1 003
Dr Komar Sutriah, MS___
NIP 19630705 199103 1 004
Diketahui
Ketua Departemen,
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002
Tanggal lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya,
sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah dengan judul “Pengolahan
Limbah Cair Laboratorium Bekas Pengujian Kebutuhan Oksigen Kimiawi (KOK)
dengan Metode Presipitasi” yang merupakan hasil penelitian yang dilaksanakan
sejak bulan November 2010 di Laboratorium Terpadu IPB.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Laboratorium Terpadu atas
bantuan baik materi dan non materi selama penelitian, serta kepada Bapak
Muhammad Farid dan Bapak Komar Sutriah selaku dosen pembimbing atas
segala saran, kritik, masukan, pengarahan, dan bimbingannya selama penelitian
dan penyusunan karya ilmiah ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih yang
tak hingga kepada Ibu dan Ayah atas nasihat, semangat, bantuan materi, dan doadoanya.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada seluruh staf Lab Terpadu, dan
rekan-rekan yang telah membantu penulis selama penelitian dan penulisan di
antaranya Pak Khotib, Mas Samsul, Mba Ratna, Bunda, Mba Ema, Mba Vicky,
Rita, Ka Mario, Muti, Anna, Zulia, Nanda, dan Mas Ifan, juga atas saran, kritik,
semangat, motivasi, dan bantuannya selama penelitian. Tak lupa penulis
ungkapkan terima kasih kepada rekan-rekan mahasiswa Ekstensi Kimia 2008 dan
semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah membantu
dalam penyelesaian karya ilmiah ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Februari 2012
Asih Fitria Lestari
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 1 September 1987 sebagai anak
pertama dari tiga bersaudara, putri dari Bapak Agus Hasri Saptomo dan Ibu Ika
Martika. Tahun 2005 penulis menyelesaikan studi dari SMU Plus Yayasan
Persaudaraan Haji Bogor (YPHB). Pada tahun yang sama penulis memperoleh
kesempatan melanjutkan studi di Direktorat Program Diploma Institut Pertanian
Bogor (IPB) pada program keahlian Analisis Kimia melalui jalur Undangan
Seleksi Masuk IPB (USMI). Tahun 2008, penulis melakukan kegiatan praktik
lapangan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Bogor bagian
Laboratorium Produk Majemuk dan menyelesaikan laporan akhir dengan judul
“Pengaruh Kadar Ekstender dalam Ramuan Perekat dan Waktu Penirisannya
Terhadap Emisi Formaldehida Bambu Lapis”. Pada tahun yang sama penulis
memperoleh kesempatan untuk melanjutkan studi di Program Penyelenggaraan
Khusus Sarjana Kimia IPB.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... vii
PENDAHULUAN ...................................................................................................1
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan .................................................................................................... 2
Metode Penelitian ............................................................................................... 2
Analisis KOK ...................................................................................................... 2
Presipitasi ............................................................................................................ 3
HASIL DAN PEMBAHASAN
Presipitasi Basa ................................................................................................... 4
Presipitasi dengan Penambahan Asam ................................................................ 5
Presipitasi Bertingkat .......................................................................................... 6
Presipitasi dengan Penambahan Garam .............................................................. 7
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ............................................................................................................. 8
Saran.................................................................................................................... 8
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................................8
LAMPIRAN ...........................................................................................................10
vi
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan perlakuan K dan H .................................. 5
2 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan perlakuan HK dan KH............................. 5
3 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan perlakuan KHA 1 dan KHA 2 ................. 6
4 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan perlakuan H dan HA................................ 6
5 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan perlakuan H dan HB ................................ 7
6 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan perlakuan HB dan HBA .......................... 7
7 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan KBHA dan HBA. .................................... 7
8 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan HKGA dan HBGA .................................. 7
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Kurva pengendapan logam sulfida dan hidroksida. ............................................ 2
2 Kristal yang terbentuk dalam presipitasi karbonat. ............................................. 5
3 Hasil endapan Ag dan Hg yang diperoleh dengan penambahan asam. .............. 6
4 Hasil penambahan asam setelah penambahan garam. ........................................ 8
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Diagram alir penelitian ..................................................................................... 11
2 Baku mutu perairan berdasarkan kelas menurut PP No. 82/2001 tentang
pengolahan kualitas air dan pengendalian pencemaran .................................... 12
3 Kadar logam berat setelah proses presipitasi pada masing-masing metode ..... 13
4 Persentase penyisihan logam berat Ag, Cr, dan Hg .......................................... 15
5 Volume NaOH 30% yang ditambahkan pada proses netralisasi 50 mL sampel
limbah pengujian KOK..................................................................................... 17
6 Hasil penurunan logam dari 5 metode terbaik .................................................. 18
vii
PENDAHULUAN
Pencemaran terhadap air meliputi air
tanah, sungai, danau, dan laut dapat
disebabkan oleh limbah industri, rumah
tangga,
dan
laboratorium.
Banyak
laboratorium komersial maupun bukan
komersial menghasilkan berbagai macam
limbah cair. Tidak sedikit air buangan dari
kegiatan analisis laboratorium mengandung
cemaran berbahaya. Cemaran berbahaya ini
dapat terbawa dari sisa bahan baku, pelarut,
produk yang terbuang, air pencucian dan
pembilasan peralatan, dan sisa hasil pengujian
itu sendiri. Salah satu pengujian yang
menghasilkan limbah bahan berbahaya dan
beracun (B3) adalah pengujian kadar
kebutuhan oksigen kimiawi (KOK) atau
chemical oxygen demand (COD), karena
menggunakan beberapa pereaksi yang
mengandung logam berat, di antaranya logam
Hg2+, Ag+, dan Cr3+. Bahan-bahan tersebut
sangat toksik dan apabila limbah cair sisa
analisis KOK ini dibuang ke saluran
pembuangan yang ada di laboratorium, maka
akan mencemari perairan umum (Ardeniswan
2005). Oleh sebab itu, pemerintah mengatur
masalah tersebut dengan membuat baku mutu
limbah cair melalui UU No. 23/1997 tentang
Lingkungan Hidup, PP No. 82/2001 tentang
Pencemaran Air dan Kep.Men.LH No.
111/2003 tentang Limbah B3, Kep.Men.LH
No. 3/1998 tentang Baku Mutu Limbah Cair,
Perda Jabar No. 3/2004, SK.Gub.Jabar No.
6/1999 tentang Pencemaran Air, serta
peraturan-peraturan
pendukung
lainnya
(Waharatmo
2009).
Peraturan-peraturan
tersebut mewajibkan pihak laboratorium
untuk mengolah kembali limbah yang
dihasilkan pada tiap analisis agar memenuhi
baku mutu yang telah ditetapkan.
Pengolahan
limbah
industri
dapat
dilakukan dengan berbagai cara dan tahapan.
Proses pengolahan limbah cair pada dasarnya
dikelompokkan menjadi beberapa tahap, yaitu
pengolahan pendahuluan, primer, sekunder,
dan tersier (Sunu 2001). Pada proses
pengolahan
pendahuluan,
dilakukan
pengambilan zat padat berupa benda-benda
yang terapung atau yang terendapkan. Proses
pengolahan
primer
dilakukan
untuk
menghilangkan
padatan
tersuspensi.
Prosesnya
terdiri
atas
penyaringan,
penyeragaman
aliran,
penggumpalan,
pengendapan
(sedimentation),
dan
pengapungan. Pengolahan sekunder dilakukan
untuk menghilangkan zat-zat organik dengan
cara kolam oksidasi, lumpur aktif, dan
trickling filter. Menurut Sugiharto (1987),
pengolahan sekunder menggunakan reaktor
pengolahan lumpur aktif dan saringan
penjernihan. Pengolahan tersier dilakukan
untuk menghilangkan zat-zat yang tidak
hilang pada pengolahan sebelumnya, yaitu
dengan ozonisasi atau adsorpsi zat aktif.
Sementara itu, berdasarkan cara pengolahan
limbah, dikenal cara fisika, kimia, dan biologi.
Cara kimia dilakukan dengan pembubuhan
bahan kimia ke dalam limbah. Contohnya
ialah ozonisasi, pertukaran ion, netralisasi,
presipitasi, koagulasi, flokulasi, oksidasireduksi kimia, dan adsorpsi.
Ada beberapa metode yang digunakan
untuk pengolahan limbah laboratorium bekas
pengolahan KOK, yaitu pengendapan atau
presipitasi, adsorpsi, dan pertukaran ion.
Metode adsorpsi dan pertukaran ion
memerlukan biaya yang cukup mahal dan
memerlukan persiapan khusus dibandingkan
dengan metode presipitasi. Metode presipitasi
merupakan metode konvensional yang
digunakan untuk mengatasi masalah limbah
yang berasal dari pencemar anorganik,
terutama logam berat. Dalam metode
presipitasi kimia, dilakukan penambahan
sejumlah zat kimia tertentu untuk mengubah
senyawa yang mudah larut ke bentuk padatan
yang taklarut (Andaka 2008). Menurut
Metcalf & Eddy (1991), metode presipitasi
merupakan salah satu metode pengolahan
yang banyak digunakan untuk memisahkan
logam berat. Ada 3 metode presipitasi logam
yang umum digunakan, yaitu presipitasi
dengan hidroksida, sulfida, dan karbonat
(Ayres et al. 1994 dalam Waharatmo 2009).
Penelitian ini menggunakan presipitasi
karbonat dan hidroksida untuk mengendapkan
logam berat dalam limbah sisa KOK
khususnya merkuri.
Kunci dari presipitasi logam adalah
pembentukan padatan logam yang memiliki
kelarutan lebih kecil dibandingkan dengan
bentuk logamnya (Amer 1998). Tiap-tiap
logam memiliki pH optimum presipitasi
tersendiri, yaitu pH pada saat logam tersebut
memiliki kelarutan minimum (Keenan et al.
1991). Setiap logam memerlukan kondisi pH
tertentu agar dapat mengendap sempurna
(Gambar 1). Dengan metode presipitasi
hidroksida, logam Ag mulai mengendap pada
pH 10 dan mengendap sempurna antara pH 11
dan 12. Logam Cr mulai mengendap pada pH
8 dan mengendap sempurna pada pH 9,
namun mulai melarut lagi antara pH 9 dan 10.
2
Konsentrasi logam terlarut (mg/L)
logam yang sering mencemari perairan dan
memiliki toksisitas yang cukup tinggi (Zulkifli
2002). Ion merkuri menyebabkan pengaruh
toksik berupa terjadinya proses presipitasi
protein, penghambatan aktivitas enzim, dan
juga korosif (Barus 2007). Merkuri dapat
menjadi racun dalam sel-sel tubuh, merusak
ginjal, hati, dan syaraf. Merkuri pada manusia
merupakan racun sistemik dan terakumulasi di
hati, ginjal, limpa, dan tulang. Penelitian ini
diharapkan dapat meminimumkan kandungan
logam Hg dari limbah yang dihasilkan
laboratorium pada pengujian kadar KOK
dengan menggunakan metode presipitasi
karbonat dan hidroksida. Dengan demikian
limbah cair yang dihasilkan dapat dibuang ke
perairan dan sesuai dengan baku mutu yang
ditetapkan.
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Gambar 1 Kurva pengendapan logam sulfida
dan hidroksida (Eckenfelder 2000).
Presipitasi limbah sisa KOK sebagai
sulfida sudah dilakukan dalam percobaan
sebelumnya dengan menggunakan Na2S
sebagai presipitat. Limbah KOK hasil
pengolahan dengan metode presipitasi
menunjukkan rerata penurunan Ag, Cr, dan
Hg berturut-turut sebesar 99.96, 98.63, dan
99.99% (Waharatmo 2009). Persentase
penurunan kadar logam merkuri dengan
penambahan Na2S 13% sebanyak 10 mL
mencapai
99.99%
(Lusiani
2010).
Per.Meneg.LH No. 1/2010 menetapkan baku
mutu untuk senyawa sulfat ialah 0.3 mg/L.
Menurut PP No. 82/2001 baku mutu untuk
sulfat 400 mg/L dan belerang sebagai H2S
0.002 mg/L. Analisis KOK menggunakan
pelarut asam pekat, yaitu H2SO4 ,maka
penambahan
sulfida
pada
presipitasi
dikhawatirkan akan memperbesar cemaran
sulfur. Oleh karena itu, pada penelitian ini
digunakan presipitasi karbonat (NaHCO3) dan
hidroksida (NaOH). Keduanya digunakan
karena lebih ekonomis dan mempunyai nilai
pH yang spesifik, sehingga diperoleh hasil
yang lebih baik.
Penelitian
ini
dikhususkan
untuk
menyisihkan logam berat Hg karena kadar
logam Hg pada sampel limbah cair bekas
pengujian KOK terukur mencapai 5241.4
mg/L, sedangkan baku mutu limbah cair yang
mengandung merkuri hanya 0.002 mg/L.
Selain itu, merkuri merupakan salah satu
Alat-alat
yang
digunakan
adalah
spektrofotometer serapan atom (SSA) AA6300 Shimadzhu, tabung KOK, dan alat-alat
kaca lainnya.
Bahan-bahan yang digunakan adalah
larutan campuran K2Cr2O7-HgSO4, larutan
campuran AgSO4-H2SO4, indikator feroin,
H2SO4, larutan baku fero amonium sulfat
(FAS) 0.05 N, NaHCO3, HCl 3 M, NaOH
30%, dan NaCl 1%.
Metode Penelitian
Penelitian ini terdiri atas 2 tahap. Tahap
pertama ialah analisis parameter yang akan
diproses limbahnya, dengan melihat reaksi
yang berlangsung selama proses analisis.
Tahap kedua ialah presipitasi logam dengan
karbonat dan hidroksida dengan berbagai
metode sehingga didapat limbah cair yang
aman dibuang ke lingkungan (Lampiran 1).
Analisis KOK (Clesceri et al. 2005)
Sampel dipipet 10 mL dan dimasukkan ke
dalam tabung KOK, kemudian 5 mL larutan
campuran kalium dikromat-merkuri(II) sulfat
dipipet ke dalam sampel. Setelah itu,
ditambahkan 10 mL larutan campuran asam
sulfat-perak sulfat dan campuran diaduk
kemudian ditutup. Tahap di atas diulangi pada
10 mL air suling sebagai blangko. Setelah
masing-masing unit pengamanan pada tutup
dipasang, tabung dimasukkan ke dalam oven
3
pada suhu 150°C. Setelah 2 jam, tabung KOK
dikeluarkan dan dibiarkan hingga dingin.
Campuran dari tabung KOK dipindahkan ke
dalam labu Erlenmeyer 100 mL dan dibilas
dengan air suling. Kemudian 2 mL asam
sulfat pekat dan 3 tetes larutan indikator feroin
ditambahkan secara berturut-turut ke dalam
campuran. Campuran dititrasi dengan larutan
baku FAS 0.05 N yang telah distandardisasi
sampai terjadi perubahan warna dari hijau
menjadi merah cokelat, lalu dicatat volume
pemakaian larutan baku FAS.
Presipitasi
Karbonat (K)
Sebanyak 50 mL sampel limbah pengujian
KOK
ditambahkan
padatan
NaHCO3
kemudian dipanaskan 30 menit sampai buih
hilang. Penambahan NaHCO3 dilanjutkan
sampai timbul buih lalu dipanaskan kembali
selama 45 menit sampai timbul endapan putih
dan filtrat berwarna hijau. Jika masih berbuih,
penambahan NaHCO3 dilanjutkan dan
dipanaskan lagi sampai buihnya hilang. Jika
penambahan NaHCO3 tidak membentuk buih
lagi (larutan berwarna keruh), maka larutan
diendapkan semalam. Endapan kemudian
disaring dan ditampung, sementara filtrat diuji
SSA.
Karbonat dengan Penambahan NaOH
(KH)
Sebanyak 50 mL sampel limbah
pengujian KOK ditambahkan NaOH 30%
sampai pH 7 kemudian diendapkan semalam
dan disaring. Endapan ditampung dan filtrat
ditambahkan NaHCO3 sampai pH 9 kemudian
diendapkan semalam, dan disaring. Endapan
ditampung dan filtrat diuji SSA.
Karbonat dengan Penambahan NaOH dan
Asam (KHA)
Sebanyak 50 mL sampel limbah pengujian
KOK ditambahkan NaOH 30% sampai pH 7
kemudian diendapkan semalam dan disaring.
Endapan ditampung dan filtrat ditambahkan
NaHCO3 sampai pH 9 kemudian diendapkan
semalam, dan disaring. Endapan ditampung
dan filtrat ditambahkan HCl 3 M sampai pH
3-4 kemudian diendapkan semalam. Setelah
itu disaring, endapan ditampung, dan filtrat
diuji SSA.
Karbonat dengan Penambahan NaOH dan
Asam (KHA2)
Sebanyak 50 mL sampel limbah
pengujian KOK ditambahkan NaOH 30%
sampai pH 2−3 kemudian diendapkan
semalam dan disaring. Endapan ditampung
dan filtrat ditambahkan NaHCO3 sampai pH 7
kemudian dipanaskan dan diendapkan
semalam. Setelah itu, disaring; endapan
ditampung dan filtrat ditambahkan HCl 3 M
sampai pH 3−4 kemudian diendapkan
semalam. Endapan ditampung, dan filtrat diuji
SSA.
Karbonat Bertingkat dengan Penambahan
NaOH dan Asam (KBHA)
Sebanyak 50 mL sampel limbah
pengujian KOK ditambahkan NaOH 30%
sampai pH 7 kemudian diendapkan semalam,
dan disaring. Endapan ditampung dan filtrat
ditambahkan NaHCO3 sampai pH 9 kemudian
diendapkan semalam dan disaring. Endapan
ditampung dan filtrat ditambahkan NaHCO3
kembali sampai pH 10−11 kemudian
diendapkan semalam. Endapan ditampung dan
filtrat ditambahkan HCl 3 M sampai pH 3−4
kemudian diendapkan semalam. Setelah itu,
disaring; endapan ditampung dan filtrat diuji
SSA.
Hidroksida (H)
Sebanyak 50 mL sampel limbah pengujian
KOK ditambahkan NaOH 30% sampai pH
6−7 kemudian diendapkan semalam dan
disaring. Endapan ditampung dan filtrat diuji
SSA.
Hidroksida dengan Penambahan NaHCO3
(HK)
Sebanyak 50 mL sampel limbah pengujian
KOK ditambahkan NaHCO3 sampai pH 1,
kemudian ditambahkan NaOH 30% sampai
pH 7. Setelah diendapkan semalam, endapan
disaring dan ditampung sementara filtrat diuji
SSA.
Hidroksida Bertingkat (HB)
Sebanyak 50 mL sampel limbah
pengujian KOK ditambahkan NaOH 30%
sampai pH 6−7 kemudian diendapkan
semalam dan disaring. Endapan ditampung
kemudian filtratnya ditambahkan NaOH 30%
sampai pH 10, diendapkan lagi semalam, dan
disaring.
Endapan
hasil
penyaringan
ditampung, kemudian filtratnya ditambahkan
kembali NaOH 30% sampai pH 12,
diendapkan semalam, dan disaring. Endapan
ditampung dan filtrat diuji SSA.
4
Hidroksida dengan Penambahan Asam
(HA)
Sebanyak 50 mL sampel limbah pengujian
KOK ditambahkan NaOH 30% sampai pH
6−7 kemudian diendapkan semalam dan
disaring.
Endapan
ditampung,
filtrat
ditambahkan HCl 3 M sampai pH 3 kemudian
diendapkan semalam dan disaring. Endapan
ditampung dan filtrat diuji SSA.
Hidroksida dengan Penambahan Garam,
Karbonat, dan Asam (HKGA)
Sebanyak 50 mL sampel limbah
pengujian KOK ditambahkan NaOH 30%
sampai pH 2−3 kemudian ditambahkan 10 mL
NaCl 1%, diendapkan dan disaring. Endapan
ditampung dan filtrat ditambahkan NaHCO3
sampai pH 8−9, diendapkan dan disaring
kembali. Endapan ditampung dan filtrat
ditambahkan NaOH 30% lagi sampai pH 11,
diendapkan dan disaring. Endapan ditampung
dan filtrat ditambahkan HCl 3 M sampai pH
3−4, dibiarkan semalam. Endapan ditampung
dan filtrat diuji SSA.
Hidroksida
Bertingkat
dengan
Penambahan Asam (HBA)
Sebanyak 50 mL sampel limbah pengujian
KOK ditambahkan NaOH 30% sampai pH
6−7 kemudian diendapkan semalam dan
disaring. Endapan ditampung, filtratnya
ditambahkan NaOH 30% sampai pH 10,
diendapkan semalam, dan disaring. Endapan
ditampung, kemudian filtratnya ditambahkan
kembali NaOH 30% sampai pH 12,
diendapkan semalam, dan disaring. Endapan
ditampung dan filtrat ditambahkan HCl 3 M
sampai pH 3−4 kemudian dibiarkan semalam.
Setelah itu, disaring; endapan ditampung dan
filtrat diuji SSA.
Hidroksida dengan Penambahan Garam
dan Asam (HBGA)
Sebanyak 50 mL sampel limbah pengujian
KOK ditambahkan NaOH 30% sampai pH
2−3 kemudian ditambahkan 10 mL NaCl 1%,
diendapkan dan disaring. Endapan ditampung
dan filtrat ditambahkan NaOH 30% sampai
pH 9 kemudian diendapkan dan disaring.
Endapan ditampung dan filtrat ditambahkan
NaOH 30% sampai pH 10−11 kemudian
diendapkan semalam. Endapan ditampung dan
filtrat ditambahkan HCl 3 M sampai pH 3−4
kemudian diendapkan lagi semalam. Endapan
ditampung dan filtrat diuji SSA.
HASIL DAN PEMBAHASAN
KOK didefinisikan sebagai jumlah
oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi
semua campuran organik maupun anorganik
dalam air (Clesceri et al. 2005). Analisis KOK
pada limbah dilakukan sehubungan dengan PP
No. 82/2001 yang menyatakan bahwa baku
mutu KOK maksimum ialah 100 mg/L. KOK
merupakan
parameter
penting
dalam
memantau polusi bahan organik di suatu
industri atau limbah cair domestik dalam
perairan (Rahayuningwulan & Ardeniswan
2005). Pada pengujian parameter KOK,
digunakan beberapa pereaksi, yaitu K2Cr2O7HgSO4 dan Ag2SO4-H2SO4. Pereaksi K2Cr2O7
digunakan sebagai oksidator. Ag2SO4
digunakan sebagai katalis, dan HgSO4
berguna untuk mengurangi gangguan agar
diperoleh hasil yang teliti dan akurat. Namun,
penggunaan bahan tersebut menyebabkan
masalah bagi lingkungan (Hendrikson et al.
1984). Hasil analisis menunjukkan bahwa
KOK limbah, yaitu 84.488 mg/L, sudah di
bawah baku mutu. Hasil analisis KOK
tersebut mengakibatkan terbentuknya limbah
laboratorium yang berbahaya bagi lingkungan
sekitar. Kadar logam Ag, Cr, dan Hg dalam
limbah awal percobaan berturut-turut adalah
4273.5, 2145.3, dan 5241.4 mg/L. Baku mutu
untuk logam Cr dan Hg berturut-turut 0.05,
dan 0.002 mg/L menurut PP No.82/2001
(Lampiran 2), sementara Environment
Protection Agency (EPA) mengatur batas
maksimum kandungan Ag pada air minum
sebesar 0.1 mg/L (Waharatmo 2009).
Untuk mengurangi dampak pencemaran di
lingkungan sekitar, pada penelitian ini
digunakan 2 metode presipitasi, yaitu
presipitasi karbonat (NaHCO3) dan hidroksida
(NaOH). Metode tersebut dipilih karena lebih
ekonomis, ramah lingkungan, dan mempunyai
nilai pH yang spesifik, sehingga diharapkan
hasilnya lebih baik.
Presipitasi Basa
Presipitasi dengan penambahan basa
dilakukan dengan penambahan karbonat dan
hidroksida. Presipitasi karbonat (K) dilakukan
dengan menambahkan sejumlah NaHCO3
(natrium bikarbonat) ke dalam limbah sisa
hasil analisis KOK. Presipitasi hidroksida (H)
dilakukan dengan menambahkan sejumlah
NaOH (natrium hidroksida). Presipitasi
karbonat menunjukkan hasil penurunan logam
Cr yang baik hingga tidak terdeteksi dan
logam Hg tersisihkan hingga 0.051 mg/L,
5
sedangkan logam Ag masih besar kadarnya
(Tabel 1).
Tabel 1 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan
perlakuan K dan H
Kadar (mg/L)
Logam
Baku
Awal
K
H
Mutu
Cr
2145.3
PENGUJIAN KEBUTUHAN OKSIGEN KIMIAWI (KOK)
DENGAN METODE PRESIPITASI
ASIH FITRIA LESTARI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
ABSTRAK
ASIH FITRIA LESTARI. Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Bekas
Pengujian Kebutuhan Oksigen Kimiawi (KOK) dengan Metode Presipitasi.
Dibimbing oleh MUHAMMAD FARID dan KOMAR SUTRIAH.
Penentuan parameter kebutuhan oksigen kimiawi (KOK) dalam sampel air
menghasilkan limbah laboratorium yang masih berbahaya jika langsung dibuang
ke lingkungan. Hal ini dikarenakan pada pengujiannya masih digunakan pereaksi
yang mengandung beberapa logam berat di antaranya logam Ag, Cr, dan Hg.
Penelitian ini difokuskan pada penyisihan logam Hg, karena toksisitas Hg lebih
tinggi dibandingkan dengan kedua logam lainnya. Limbah KOK awal
mengandung 5241.4 mg/L logam Hg, sedangkan baku mutu untuk logam Hg
menurut PP No. 82/2001 adalah 0.002 mg/L. Metode presipitasi diujikan dalam
penelitian ini untuk penanganan limbah KOK tersebut, khususnya untuk
mengurangi kadar logam Hg. Presipitasi dilakukan menggunakan hidroksida dan
karbonat. Dari berbagai metode yang diujikan, 5 metode cukup baik penurunan
kadar Hg-nya, yaitu presipitasi hidroksida dengan penambahan asam (HA),
presipitasi hidroksida bertingkat (HB), presipitasi karbonat dengan penambahan
hidroksida dan asam (KHA), presipitasi hidroksida bertingkat dengan
penambahan asam (HBA), dan presipitasi hidroksida bertingkat dengan
penambahan garam dan asam (HBGA). Kelima metode tersebut menurunkan
kadar logam Hg hingga 99.96%, berturut-turut menjadi 2.1939, 2.7513, 2.0185,
2.5858, dan 2.1683 mg/L. Hasil yang didapat ini belum memenuhi baku mutu
yang ditetapkan.
ABSTRACT
ASIH FITRIA LESTARI. Treatment of Laboratory Liquid Waste from Chemical
Oxygen Demand (COD) Test with Precipitation Method. Supervised by
MUHAMMAD FARID and KOMAR SUTRIAH.
Determination of chemical oxygen demand (COD) parameter in water samples
produce laboratory waste which are still harmful to be dumped to the
environment. It is because COD testing still use several reagents containing heavy
metals such as Ag, Cr, and Hg. This research was focused on Hg removal,
because of its higher toxicity compared with the two others. The initial COD
waste contained 5241.4 mg/L of Hg, whereas the quality standard of Hg according
to PP No. 82/2001 is 0.002 mg/L. Precipitation method was studied in this
research to treat this COD waste, especially to reduce the Hg content. The
precipitation was carried out with hydroxide and carbonate. From several methods
tested, 5 of which decreased significant amount of Hg, which were hydroxide
precipitation with acid addition (HA), multilevel hydroxide precipitation (HB),
carbonate precipitation with addition of hydroxide and acid (KHA), multilevel
hydroxide precipitation with acid addition (HBA), and multilevel hydroxide
precipitation with addition of salt and acid (HBGA). Those five methods could
decrease the Hg content up to 99.96%, into 2.1939, 2.7513, 2.0185, 2.5858, and
2.1683 mg/L, respectively. However these results had not yet fulfilled the quality
standard.
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR LABORATORIUM BEKAS
PENGUJIAN KEBUTUHAN OKSIGEN KIMIAWI (KOK)
DENGAN METODE PRESIPITASI
ASIH FITRIA LESTARI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Judul Skripsi
Nama
NIM
: Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Bekas Pengujian
Kebutuhan Oksigen Kimiawi (KOK) dengan Metode
Presipitasi
: Asih Fitria Lestari
: G44086021
Disetujui
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Drs Muhammad Farid, MSi
NIP 19640525 199203 1 003
Dr Komar Sutriah, MS___
NIP 19630705 199103 1 004
Diketahui
Ketua Departemen,
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002
Tanggal lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya,
sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah dengan judul “Pengolahan
Limbah Cair Laboratorium Bekas Pengujian Kebutuhan Oksigen Kimiawi (KOK)
dengan Metode Presipitasi” yang merupakan hasil penelitian yang dilaksanakan
sejak bulan November 2010 di Laboratorium Terpadu IPB.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Laboratorium Terpadu atas
bantuan baik materi dan non materi selama penelitian, serta kepada Bapak
Muhammad Farid dan Bapak Komar Sutriah selaku dosen pembimbing atas
segala saran, kritik, masukan, pengarahan, dan bimbingannya selama penelitian
dan penyusunan karya ilmiah ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih yang
tak hingga kepada Ibu dan Ayah atas nasihat, semangat, bantuan materi, dan doadoanya.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada seluruh staf Lab Terpadu, dan
rekan-rekan yang telah membantu penulis selama penelitian dan penulisan di
antaranya Pak Khotib, Mas Samsul, Mba Ratna, Bunda, Mba Ema, Mba Vicky,
Rita, Ka Mario, Muti, Anna, Zulia, Nanda, dan Mas Ifan, juga atas saran, kritik,
semangat, motivasi, dan bantuannya selama penelitian. Tak lupa penulis
ungkapkan terima kasih kepada rekan-rekan mahasiswa Ekstensi Kimia 2008 dan
semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah membantu
dalam penyelesaian karya ilmiah ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Februari 2012
Asih Fitria Lestari
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 1 September 1987 sebagai anak
pertama dari tiga bersaudara, putri dari Bapak Agus Hasri Saptomo dan Ibu Ika
Martika. Tahun 2005 penulis menyelesaikan studi dari SMU Plus Yayasan
Persaudaraan Haji Bogor (YPHB). Pada tahun yang sama penulis memperoleh
kesempatan melanjutkan studi di Direktorat Program Diploma Institut Pertanian
Bogor (IPB) pada program keahlian Analisis Kimia melalui jalur Undangan
Seleksi Masuk IPB (USMI). Tahun 2008, penulis melakukan kegiatan praktik
lapangan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Bogor bagian
Laboratorium Produk Majemuk dan menyelesaikan laporan akhir dengan judul
“Pengaruh Kadar Ekstender dalam Ramuan Perekat dan Waktu Penirisannya
Terhadap Emisi Formaldehida Bambu Lapis”. Pada tahun yang sama penulis
memperoleh kesempatan untuk melanjutkan studi di Program Penyelenggaraan
Khusus Sarjana Kimia IPB.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... vii
PENDAHULUAN ...................................................................................................1
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan .................................................................................................... 2
Metode Penelitian ............................................................................................... 2
Analisis KOK ...................................................................................................... 2
Presipitasi ............................................................................................................ 3
HASIL DAN PEMBAHASAN
Presipitasi Basa ................................................................................................... 4
Presipitasi dengan Penambahan Asam ................................................................ 5
Presipitasi Bertingkat .......................................................................................... 6
Presipitasi dengan Penambahan Garam .............................................................. 7
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ............................................................................................................. 8
Saran.................................................................................................................... 8
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................................8
LAMPIRAN ...........................................................................................................10
vi
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan perlakuan K dan H .................................. 5
2 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan perlakuan HK dan KH............................. 5
3 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan perlakuan KHA 1 dan KHA 2 ................. 6
4 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan perlakuan H dan HA................................ 6
5 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan perlakuan H dan HB ................................ 7
6 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan perlakuan HB dan HBA .......................... 7
7 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan KBHA dan HBA. .................................... 7
8 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan HKGA dan HBGA .................................. 7
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Kurva pengendapan logam sulfida dan hidroksida. ............................................ 2
2 Kristal yang terbentuk dalam presipitasi karbonat. ............................................. 5
3 Hasil endapan Ag dan Hg yang diperoleh dengan penambahan asam. .............. 6
4 Hasil penambahan asam setelah penambahan garam. ........................................ 8
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Diagram alir penelitian ..................................................................................... 11
2 Baku mutu perairan berdasarkan kelas menurut PP No. 82/2001 tentang
pengolahan kualitas air dan pengendalian pencemaran .................................... 12
3 Kadar logam berat setelah proses presipitasi pada masing-masing metode ..... 13
4 Persentase penyisihan logam berat Ag, Cr, dan Hg .......................................... 15
5 Volume NaOH 30% yang ditambahkan pada proses netralisasi 50 mL sampel
limbah pengujian KOK..................................................................................... 17
6 Hasil penurunan logam dari 5 metode terbaik .................................................. 18
vii
PENDAHULUAN
Pencemaran terhadap air meliputi air
tanah, sungai, danau, dan laut dapat
disebabkan oleh limbah industri, rumah
tangga,
dan
laboratorium.
Banyak
laboratorium komersial maupun bukan
komersial menghasilkan berbagai macam
limbah cair. Tidak sedikit air buangan dari
kegiatan analisis laboratorium mengandung
cemaran berbahaya. Cemaran berbahaya ini
dapat terbawa dari sisa bahan baku, pelarut,
produk yang terbuang, air pencucian dan
pembilasan peralatan, dan sisa hasil pengujian
itu sendiri. Salah satu pengujian yang
menghasilkan limbah bahan berbahaya dan
beracun (B3) adalah pengujian kadar
kebutuhan oksigen kimiawi (KOK) atau
chemical oxygen demand (COD), karena
menggunakan beberapa pereaksi yang
mengandung logam berat, di antaranya logam
Hg2+, Ag+, dan Cr3+. Bahan-bahan tersebut
sangat toksik dan apabila limbah cair sisa
analisis KOK ini dibuang ke saluran
pembuangan yang ada di laboratorium, maka
akan mencemari perairan umum (Ardeniswan
2005). Oleh sebab itu, pemerintah mengatur
masalah tersebut dengan membuat baku mutu
limbah cair melalui UU No. 23/1997 tentang
Lingkungan Hidup, PP No. 82/2001 tentang
Pencemaran Air dan Kep.Men.LH No.
111/2003 tentang Limbah B3, Kep.Men.LH
No. 3/1998 tentang Baku Mutu Limbah Cair,
Perda Jabar No. 3/2004, SK.Gub.Jabar No.
6/1999 tentang Pencemaran Air, serta
peraturan-peraturan
pendukung
lainnya
(Waharatmo
2009).
Peraturan-peraturan
tersebut mewajibkan pihak laboratorium
untuk mengolah kembali limbah yang
dihasilkan pada tiap analisis agar memenuhi
baku mutu yang telah ditetapkan.
Pengolahan
limbah
industri
dapat
dilakukan dengan berbagai cara dan tahapan.
Proses pengolahan limbah cair pada dasarnya
dikelompokkan menjadi beberapa tahap, yaitu
pengolahan pendahuluan, primer, sekunder,
dan tersier (Sunu 2001). Pada proses
pengolahan
pendahuluan,
dilakukan
pengambilan zat padat berupa benda-benda
yang terapung atau yang terendapkan. Proses
pengolahan
primer
dilakukan
untuk
menghilangkan
padatan
tersuspensi.
Prosesnya
terdiri
atas
penyaringan,
penyeragaman
aliran,
penggumpalan,
pengendapan
(sedimentation),
dan
pengapungan. Pengolahan sekunder dilakukan
untuk menghilangkan zat-zat organik dengan
cara kolam oksidasi, lumpur aktif, dan
trickling filter. Menurut Sugiharto (1987),
pengolahan sekunder menggunakan reaktor
pengolahan lumpur aktif dan saringan
penjernihan. Pengolahan tersier dilakukan
untuk menghilangkan zat-zat yang tidak
hilang pada pengolahan sebelumnya, yaitu
dengan ozonisasi atau adsorpsi zat aktif.
Sementara itu, berdasarkan cara pengolahan
limbah, dikenal cara fisika, kimia, dan biologi.
Cara kimia dilakukan dengan pembubuhan
bahan kimia ke dalam limbah. Contohnya
ialah ozonisasi, pertukaran ion, netralisasi,
presipitasi, koagulasi, flokulasi, oksidasireduksi kimia, dan adsorpsi.
Ada beberapa metode yang digunakan
untuk pengolahan limbah laboratorium bekas
pengolahan KOK, yaitu pengendapan atau
presipitasi, adsorpsi, dan pertukaran ion.
Metode adsorpsi dan pertukaran ion
memerlukan biaya yang cukup mahal dan
memerlukan persiapan khusus dibandingkan
dengan metode presipitasi. Metode presipitasi
merupakan metode konvensional yang
digunakan untuk mengatasi masalah limbah
yang berasal dari pencemar anorganik,
terutama logam berat. Dalam metode
presipitasi kimia, dilakukan penambahan
sejumlah zat kimia tertentu untuk mengubah
senyawa yang mudah larut ke bentuk padatan
yang taklarut (Andaka 2008). Menurut
Metcalf & Eddy (1991), metode presipitasi
merupakan salah satu metode pengolahan
yang banyak digunakan untuk memisahkan
logam berat. Ada 3 metode presipitasi logam
yang umum digunakan, yaitu presipitasi
dengan hidroksida, sulfida, dan karbonat
(Ayres et al. 1994 dalam Waharatmo 2009).
Penelitian ini menggunakan presipitasi
karbonat dan hidroksida untuk mengendapkan
logam berat dalam limbah sisa KOK
khususnya merkuri.
Kunci dari presipitasi logam adalah
pembentukan padatan logam yang memiliki
kelarutan lebih kecil dibandingkan dengan
bentuk logamnya (Amer 1998). Tiap-tiap
logam memiliki pH optimum presipitasi
tersendiri, yaitu pH pada saat logam tersebut
memiliki kelarutan minimum (Keenan et al.
1991). Setiap logam memerlukan kondisi pH
tertentu agar dapat mengendap sempurna
(Gambar 1). Dengan metode presipitasi
hidroksida, logam Ag mulai mengendap pada
pH 10 dan mengendap sempurna antara pH 11
dan 12. Logam Cr mulai mengendap pada pH
8 dan mengendap sempurna pada pH 9,
namun mulai melarut lagi antara pH 9 dan 10.
2
Konsentrasi logam terlarut (mg/L)
logam yang sering mencemari perairan dan
memiliki toksisitas yang cukup tinggi (Zulkifli
2002). Ion merkuri menyebabkan pengaruh
toksik berupa terjadinya proses presipitasi
protein, penghambatan aktivitas enzim, dan
juga korosif (Barus 2007). Merkuri dapat
menjadi racun dalam sel-sel tubuh, merusak
ginjal, hati, dan syaraf. Merkuri pada manusia
merupakan racun sistemik dan terakumulasi di
hati, ginjal, limpa, dan tulang. Penelitian ini
diharapkan dapat meminimumkan kandungan
logam Hg dari limbah yang dihasilkan
laboratorium pada pengujian kadar KOK
dengan menggunakan metode presipitasi
karbonat dan hidroksida. Dengan demikian
limbah cair yang dihasilkan dapat dibuang ke
perairan dan sesuai dengan baku mutu yang
ditetapkan.
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Gambar 1 Kurva pengendapan logam sulfida
dan hidroksida (Eckenfelder 2000).
Presipitasi limbah sisa KOK sebagai
sulfida sudah dilakukan dalam percobaan
sebelumnya dengan menggunakan Na2S
sebagai presipitat. Limbah KOK hasil
pengolahan dengan metode presipitasi
menunjukkan rerata penurunan Ag, Cr, dan
Hg berturut-turut sebesar 99.96, 98.63, dan
99.99% (Waharatmo 2009). Persentase
penurunan kadar logam merkuri dengan
penambahan Na2S 13% sebanyak 10 mL
mencapai
99.99%
(Lusiani
2010).
Per.Meneg.LH No. 1/2010 menetapkan baku
mutu untuk senyawa sulfat ialah 0.3 mg/L.
Menurut PP No. 82/2001 baku mutu untuk
sulfat 400 mg/L dan belerang sebagai H2S
0.002 mg/L. Analisis KOK menggunakan
pelarut asam pekat, yaitu H2SO4 ,maka
penambahan
sulfida
pada
presipitasi
dikhawatirkan akan memperbesar cemaran
sulfur. Oleh karena itu, pada penelitian ini
digunakan presipitasi karbonat (NaHCO3) dan
hidroksida (NaOH). Keduanya digunakan
karena lebih ekonomis dan mempunyai nilai
pH yang spesifik, sehingga diperoleh hasil
yang lebih baik.
Penelitian
ini
dikhususkan
untuk
menyisihkan logam berat Hg karena kadar
logam Hg pada sampel limbah cair bekas
pengujian KOK terukur mencapai 5241.4
mg/L, sedangkan baku mutu limbah cair yang
mengandung merkuri hanya 0.002 mg/L.
Selain itu, merkuri merupakan salah satu
Alat-alat
yang
digunakan
adalah
spektrofotometer serapan atom (SSA) AA6300 Shimadzhu, tabung KOK, dan alat-alat
kaca lainnya.
Bahan-bahan yang digunakan adalah
larutan campuran K2Cr2O7-HgSO4, larutan
campuran AgSO4-H2SO4, indikator feroin,
H2SO4, larutan baku fero amonium sulfat
(FAS) 0.05 N, NaHCO3, HCl 3 M, NaOH
30%, dan NaCl 1%.
Metode Penelitian
Penelitian ini terdiri atas 2 tahap. Tahap
pertama ialah analisis parameter yang akan
diproses limbahnya, dengan melihat reaksi
yang berlangsung selama proses analisis.
Tahap kedua ialah presipitasi logam dengan
karbonat dan hidroksida dengan berbagai
metode sehingga didapat limbah cair yang
aman dibuang ke lingkungan (Lampiran 1).
Analisis KOK (Clesceri et al. 2005)
Sampel dipipet 10 mL dan dimasukkan ke
dalam tabung KOK, kemudian 5 mL larutan
campuran kalium dikromat-merkuri(II) sulfat
dipipet ke dalam sampel. Setelah itu,
ditambahkan 10 mL larutan campuran asam
sulfat-perak sulfat dan campuran diaduk
kemudian ditutup. Tahap di atas diulangi pada
10 mL air suling sebagai blangko. Setelah
masing-masing unit pengamanan pada tutup
dipasang, tabung dimasukkan ke dalam oven
3
pada suhu 150°C. Setelah 2 jam, tabung KOK
dikeluarkan dan dibiarkan hingga dingin.
Campuran dari tabung KOK dipindahkan ke
dalam labu Erlenmeyer 100 mL dan dibilas
dengan air suling. Kemudian 2 mL asam
sulfat pekat dan 3 tetes larutan indikator feroin
ditambahkan secara berturut-turut ke dalam
campuran. Campuran dititrasi dengan larutan
baku FAS 0.05 N yang telah distandardisasi
sampai terjadi perubahan warna dari hijau
menjadi merah cokelat, lalu dicatat volume
pemakaian larutan baku FAS.
Presipitasi
Karbonat (K)
Sebanyak 50 mL sampel limbah pengujian
KOK
ditambahkan
padatan
NaHCO3
kemudian dipanaskan 30 menit sampai buih
hilang. Penambahan NaHCO3 dilanjutkan
sampai timbul buih lalu dipanaskan kembali
selama 45 menit sampai timbul endapan putih
dan filtrat berwarna hijau. Jika masih berbuih,
penambahan NaHCO3 dilanjutkan dan
dipanaskan lagi sampai buihnya hilang. Jika
penambahan NaHCO3 tidak membentuk buih
lagi (larutan berwarna keruh), maka larutan
diendapkan semalam. Endapan kemudian
disaring dan ditampung, sementara filtrat diuji
SSA.
Karbonat dengan Penambahan NaOH
(KH)
Sebanyak 50 mL sampel limbah
pengujian KOK ditambahkan NaOH 30%
sampai pH 7 kemudian diendapkan semalam
dan disaring. Endapan ditampung dan filtrat
ditambahkan NaHCO3 sampai pH 9 kemudian
diendapkan semalam, dan disaring. Endapan
ditampung dan filtrat diuji SSA.
Karbonat dengan Penambahan NaOH dan
Asam (KHA)
Sebanyak 50 mL sampel limbah pengujian
KOK ditambahkan NaOH 30% sampai pH 7
kemudian diendapkan semalam dan disaring.
Endapan ditampung dan filtrat ditambahkan
NaHCO3 sampai pH 9 kemudian diendapkan
semalam, dan disaring. Endapan ditampung
dan filtrat ditambahkan HCl 3 M sampai pH
3-4 kemudian diendapkan semalam. Setelah
itu disaring, endapan ditampung, dan filtrat
diuji SSA.
Karbonat dengan Penambahan NaOH dan
Asam (KHA2)
Sebanyak 50 mL sampel limbah
pengujian KOK ditambahkan NaOH 30%
sampai pH 2−3 kemudian diendapkan
semalam dan disaring. Endapan ditampung
dan filtrat ditambahkan NaHCO3 sampai pH 7
kemudian dipanaskan dan diendapkan
semalam. Setelah itu, disaring; endapan
ditampung dan filtrat ditambahkan HCl 3 M
sampai pH 3−4 kemudian diendapkan
semalam. Endapan ditampung, dan filtrat diuji
SSA.
Karbonat Bertingkat dengan Penambahan
NaOH dan Asam (KBHA)
Sebanyak 50 mL sampel limbah
pengujian KOK ditambahkan NaOH 30%
sampai pH 7 kemudian diendapkan semalam,
dan disaring. Endapan ditampung dan filtrat
ditambahkan NaHCO3 sampai pH 9 kemudian
diendapkan semalam dan disaring. Endapan
ditampung dan filtrat ditambahkan NaHCO3
kembali sampai pH 10−11 kemudian
diendapkan semalam. Endapan ditampung dan
filtrat ditambahkan HCl 3 M sampai pH 3−4
kemudian diendapkan semalam. Setelah itu,
disaring; endapan ditampung dan filtrat diuji
SSA.
Hidroksida (H)
Sebanyak 50 mL sampel limbah pengujian
KOK ditambahkan NaOH 30% sampai pH
6−7 kemudian diendapkan semalam dan
disaring. Endapan ditampung dan filtrat diuji
SSA.
Hidroksida dengan Penambahan NaHCO3
(HK)
Sebanyak 50 mL sampel limbah pengujian
KOK ditambahkan NaHCO3 sampai pH 1,
kemudian ditambahkan NaOH 30% sampai
pH 7. Setelah diendapkan semalam, endapan
disaring dan ditampung sementara filtrat diuji
SSA.
Hidroksida Bertingkat (HB)
Sebanyak 50 mL sampel limbah
pengujian KOK ditambahkan NaOH 30%
sampai pH 6−7 kemudian diendapkan
semalam dan disaring. Endapan ditampung
kemudian filtratnya ditambahkan NaOH 30%
sampai pH 10, diendapkan lagi semalam, dan
disaring.
Endapan
hasil
penyaringan
ditampung, kemudian filtratnya ditambahkan
kembali NaOH 30% sampai pH 12,
diendapkan semalam, dan disaring. Endapan
ditampung dan filtrat diuji SSA.
4
Hidroksida dengan Penambahan Asam
(HA)
Sebanyak 50 mL sampel limbah pengujian
KOK ditambahkan NaOH 30% sampai pH
6−7 kemudian diendapkan semalam dan
disaring.
Endapan
ditampung,
filtrat
ditambahkan HCl 3 M sampai pH 3 kemudian
diendapkan semalam dan disaring. Endapan
ditampung dan filtrat diuji SSA.
Hidroksida dengan Penambahan Garam,
Karbonat, dan Asam (HKGA)
Sebanyak 50 mL sampel limbah
pengujian KOK ditambahkan NaOH 30%
sampai pH 2−3 kemudian ditambahkan 10 mL
NaCl 1%, diendapkan dan disaring. Endapan
ditampung dan filtrat ditambahkan NaHCO3
sampai pH 8−9, diendapkan dan disaring
kembali. Endapan ditampung dan filtrat
ditambahkan NaOH 30% lagi sampai pH 11,
diendapkan dan disaring. Endapan ditampung
dan filtrat ditambahkan HCl 3 M sampai pH
3−4, dibiarkan semalam. Endapan ditampung
dan filtrat diuji SSA.
Hidroksida
Bertingkat
dengan
Penambahan Asam (HBA)
Sebanyak 50 mL sampel limbah pengujian
KOK ditambahkan NaOH 30% sampai pH
6−7 kemudian diendapkan semalam dan
disaring. Endapan ditampung, filtratnya
ditambahkan NaOH 30% sampai pH 10,
diendapkan semalam, dan disaring. Endapan
ditampung, kemudian filtratnya ditambahkan
kembali NaOH 30% sampai pH 12,
diendapkan semalam, dan disaring. Endapan
ditampung dan filtrat ditambahkan HCl 3 M
sampai pH 3−4 kemudian dibiarkan semalam.
Setelah itu, disaring; endapan ditampung dan
filtrat diuji SSA.
Hidroksida dengan Penambahan Garam
dan Asam (HBGA)
Sebanyak 50 mL sampel limbah pengujian
KOK ditambahkan NaOH 30% sampai pH
2−3 kemudian ditambahkan 10 mL NaCl 1%,
diendapkan dan disaring. Endapan ditampung
dan filtrat ditambahkan NaOH 30% sampai
pH 9 kemudian diendapkan dan disaring.
Endapan ditampung dan filtrat ditambahkan
NaOH 30% sampai pH 10−11 kemudian
diendapkan semalam. Endapan ditampung dan
filtrat ditambahkan HCl 3 M sampai pH 3−4
kemudian diendapkan lagi semalam. Endapan
ditampung dan filtrat diuji SSA.
HASIL DAN PEMBAHASAN
KOK didefinisikan sebagai jumlah
oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi
semua campuran organik maupun anorganik
dalam air (Clesceri et al. 2005). Analisis KOK
pada limbah dilakukan sehubungan dengan PP
No. 82/2001 yang menyatakan bahwa baku
mutu KOK maksimum ialah 100 mg/L. KOK
merupakan
parameter
penting
dalam
memantau polusi bahan organik di suatu
industri atau limbah cair domestik dalam
perairan (Rahayuningwulan & Ardeniswan
2005). Pada pengujian parameter KOK,
digunakan beberapa pereaksi, yaitu K2Cr2O7HgSO4 dan Ag2SO4-H2SO4. Pereaksi K2Cr2O7
digunakan sebagai oksidator. Ag2SO4
digunakan sebagai katalis, dan HgSO4
berguna untuk mengurangi gangguan agar
diperoleh hasil yang teliti dan akurat. Namun,
penggunaan bahan tersebut menyebabkan
masalah bagi lingkungan (Hendrikson et al.
1984). Hasil analisis menunjukkan bahwa
KOK limbah, yaitu 84.488 mg/L, sudah di
bawah baku mutu. Hasil analisis KOK
tersebut mengakibatkan terbentuknya limbah
laboratorium yang berbahaya bagi lingkungan
sekitar. Kadar logam Ag, Cr, dan Hg dalam
limbah awal percobaan berturut-turut adalah
4273.5, 2145.3, dan 5241.4 mg/L. Baku mutu
untuk logam Cr dan Hg berturut-turut 0.05,
dan 0.002 mg/L menurut PP No.82/2001
(Lampiran 2), sementara Environment
Protection Agency (EPA) mengatur batas
maksimum kandungan Ag pada air minum
sebesar 0.1 mg/L (Waharatmo 2009).
Untuk mengurangi dampak pencemaran di
lingkungan sekitar, pada penelitian ini
digunakan 2 metode presipitasi, yaitu
presipitasi karbonat (NaHCO3) dan hidroksida
(NaOH). Metode tersebut dipilih karena lebih
ekonomis, ramah lingkungan, dan mempunyai
nilai pH yang spesifik, sehingga diharapkan
hasilnya lebih baik.
Presipitasi Basa
Presipitasi dengan penambahan basa
dilakukan dengan penambahan karbonat dan
hidroksida. Presipitasi karbonat (K) dilakukan
dengan menambahkan sejumlah NaHCO3
(natrium bikarbonat) ke dalam limbah sisa
hasil analisis KOK. Presipitasi hidroksida (H)
dilakukan dengan menambahkan sejumlah
NaOH (natrium hidroksida). Presipitasi
karbonat menunjukkan hasil penurunan logam
Cr yang baik hingga tidak terdeteksi dan
logam Hg tersisihkan hingga 0.051 mg/L,
5
sedangkan logam Ag masih besar kadarnya
(Tabel 1).
Tabel 1 Kadar logam Cr, Ag, dan Hg dengan
perlakuan K dan H
Kadar (mg/L)
Logam
Baku
Awal
K
H
Mutu
Cr
2145.3