Penentuan Removal Efisiensi Channeling Effect

42

4.3.3 Channeling Effect

Adanya channeling effect pada aliran larutan pencuci pada medium pasir yang dimampatkan pada kolom pencuci menyebabkan rendahnya area kontak antara larutan pencuci dan permukaan pasir. Akibatnya, kelompok misel hanya dapat berinteraksi dengan beberapa ion Cd II yang teradsorpsi dan menghasilkan persentasi removal atau persentasi pencucian yang kecil [25].

4.4 Penentuan Removal Efisiensi

Cd 2+ dengan Variasi Konsentrasi Surfaktan SDS Data Removal Efisiensi pada variasi konsentrasi Variasi Konsentrasi Surfaktan SDS dapat dilihat pada Tabel A.4 Lampiran A dan pada Gambar 4.6 dan 4.7 Gambar 4.6 Nilai Removal Efisiensi dengan Variasi Konsentrasi Surfaktan SDS pada Laju Alir SDS 4 mlmenit Universitas Sumatera Utara 43 Gambar 4.7 Nilai Removal Efisiensi dengan Variasi Konsentrasi Surfaktan SDS Gambar 4.6 dan 4.7 merupakan grafik hubungan removal efisiensi terhadap konsentrasi larutan SDS. Pada konsentrasi larutan Cd 2+ 50 ppm pada saat, t = 0 menit dan t s = 2 jam hingga tads = 24 jam memiliki kapasitas CdII teradsorpsi di pasir = q t = 37, 7817 mgkg. Untuk Kapasitas Cd II teradsorpsi di pasir pada setiap 13 gram sampel q 13 = 0,4911 mg. Kapasitas Cd II teradsorpsi residu pada setiap 13 gr sampel = 0,2034 mg. Maka, Kapasitas adsorpsi total pasir kontaminasi pada setiap 13 gram pasir dengan pengeringan menggunakan oven: + = 0,4911 mg + 0,2034mg = 0,6945 Dengan kapasitas total adsorpsi pada setiap 13 gram pasir yang dicuci tersebut maka diperoleh hasil pencucian untuk setiap variasi laju alir dan konsentrasi SDS tertentu. Data removal efisiensi logam Cd II pada pasir putih dengan variasi Konsentrasi SDS dapat dilihat pada Tabel A.5 Lampiran A. Dari hasil analisa di atas dapat dilihat pengaruh konsentrasi SDS dan laju alir SDS terhadap removal efisiensi. Diperoleh hasil perbandingan antara Universitas Sumatera Utara 44 pencucian dengan air dan pencucian menggunakan surfaktan. Dapat dilihat bahwa pencucian dengan air 0cmc dengan peningkatan laju air SDS juga meningkatkan removal efisiensi. Pada saat 0,5 cmc diperoleh data yang fluktuatif. Hal ini disebabkan adanya penambahan jumlah molekul SDS pada permukaan air sehingga mengakibatkan interaksi terhadap pasir semakin rendah. Karena kelompok yang mengandung sulfur dalam molekul SDS, SDS dapat mengikat dengan logam berat dan memfasilitasi dan menginisiasikan desorpsi logam berat dari tanah [28]. Konsentrasi surfaktan merupakan faktor penting yang mempengaruhi efisiensi desorpsi cadmium. Sistem kolom biasanya lebih kompleks karena transportasi kimia meliputi proses fisik dan kimia secara bersamaan [30]. Tetapi pada saat 1 cmc atau misel sudah terbentuk, maka cukup untuk menambah kemampuannya berinteraksi dengan ion logam pada permukaan pasir. Ketika molekul surfaktan meningkat, ellipsoidal atau bola misel, konsentrasi ambang batas surfaktan dimana misel mulai terbentuk disebut konsentrasi kritis misel CMC. Interaksi misel dengan permukaan hidrofilik dan lapisan inti lipofilik dapat dengan mudah mendesorpsi kontaminan dan secara bersamaan meningkatkan kelarutannya dalam fase air, sehingga lebih meningkatkan desorpsi kontaminan dari pasir [5]. Pada saat 2 cmc, jumlah misel yang berinteraksi dengan ion logam CdII bertambah. Sehingga dapat lebih meningkatkan desorpsi ion logam CdII kontaminan dalam pasir. Tetapi didapat hasil yang fluktuatif terhadap peningkatan laju alir. Hal ini disebabkan oleh adanya channeling effect yang tidak dapat dikontrol pada laju alir SDS tertentu. Channeling effect pada aliran larutan pencuci menyebabkan rendahnya area kontak antara larutan pencuci dan permukaan pasir. Channeling effect merupakan faktor kunci yang membatasi tercapainya efisiensi removal atau pencucian dalam teknik pencucian tanpa busa [26]. Pada saat larutan surfaktan dengan konsentrasi misell 5x cmc jumlah misel yang meningkat menyebabkan peningkatan gaya tolak menolak antara sesama muatan negatif misel dari SDS sehingga cenderung tidak berinteraksi dengan permukaan pasir. Jika surfaktan ditambah melebihi CMC, maka jumlah misel Universitas Sumatera Utara 45 akan terus bertambah tetapi ukuran mereka akan hampir tetap konstan [36]. SDS cenderung langsung mengalir keluar tanpa berinteraksi dengan permukaan pasir yang kemudian menghasilkan channelling effect [25]. Menurut Ramamhurti 2013, pada saat konsentrasi SDS melewati CMC menunjukkan pelepasan ion logam yang tidak signifikan. Menurut Xue Li, dkk 2011, peningkatan surfaktan tidak menyebabkan peningkatan pengikatan yang efisien terhadap ion logam cadmium karena fenomena yang terjadi hanya perubahan bentuk misel dan penambahan jumlah agregat misel. Adanya peningkatan konsentrasi SDS, tolakan kuat terjadi antara permukaan pasir dan molekul surfaktan karena grupagregat kepala negatif dari surfaktan SDS. Oleh karena itu sebelum mencapai CMC, terjadi peningkatan adsorpsi dengan meningkatnya konsentrasi surfaktan [36]. Sistem kolom biasanya lebih kompleks karena transportasi kimia meliputi proses fisik dan kimia terjadi secara bersamaan. Molekul air yang mungkin membasahi permukaan pasir kemudian berinteraksi dengan komponen kimia pada permukaan pasir cenderung akan menghambat loading time [25]. Channeling effect merupakan faktor kunci yang membatasi tercapainya efisiensi removal atau pencucian dalam teknik pencucian tanpa busa [26]. Hasil percobaan di atas menunjukkan bahwa removal efisiensi fluktuatif terhadap konsentrasi SDS. Hal ini disebabkan adanya Channeling effect pada aliran larutan pencuci menyebabkan rendahnya area kontak antara larutan pencuci dan permukaan pasir. Akibatnya, kelompok misel hanya dapat berinteraksi dengan beberapa ion Cd II yang teradsorpsi dan menghasilkan persentasi removal atau persentasi pencucian yang kecil [25]. Fakta-fakta ini menyatakan bahwa pada pH rendah, SDS memiliki kapasitas adsorpsi pasir yang tinggi karena sifat asam dari larutan yang membuat permukaan pasir yang lebih positif dan menyebabkan interaksi permukaan pasir dengan surfaktan anionik seperti: SDS tinggi sehingga kapasitas adsorpsi tinggi. Dengan peningkatan konsentrasi surfaktan, adsorpsi pada permukaan partikel pasir meningkat sampai titik jenuh tercapai. Universitas Sumatera Utara 46 Keberhasilan penerapan remediasi pasir terkontaminasi dengan metode pencucian surfaktan dipengaruhi oleh dua faktor ilmiah, seperti: potensi molekul surfaktan berinteraksi dan mendesorpsi ion logam pada permukaan pasir dan kemampuan surfaktan terdispersi ke target kontaminan pada area pori [5]. Interaksi antara ion logam dan permukaan pasir akan mempengaruhi karakteristik desorpsi ion logam dalam proses remediasi [4]. Gambar 4.8 Interaksi Surfaktan SDS dengan Ion Logam Cd 2+ Xue li dkk, 2011 Universitas Sumatera Utara 47

4.5 Penentuan Kinetika Desorpsi