commit to user
1
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Aktivitas kehidupan manusia yang sangat tinggi ternyata telah menimbulkan bermacam-macam efek yang buruk bagi kehidupan manusia dan tatanan lingkungan
hidupnya. Akibatnya akan terjadi pergeseran keseimbangan dalam tatanan lingkungan ke bentuk baru yang cenderung lebih buruk. Seiring dengan
perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan penggunaan logam-logam berat terutama dalam industri semakin meningkat. Salah satu contohnya adalah
pencemaran yang berasal dari limbah industri. Keberadaan logam berat dalam lingkungan bisa membahayakan berbagai macam spesies hidup dan perlu
dihilangkan Palar, 2008.
Zat pencemar berupa logam-logam berat merupakan masalah yang lebih serius dibandingkan dengan polutan organik karena ion-ion logam berat merupakan racun bagi
organisme serta sangat sulit diuraikan secara biologi maupun kimia.
Menurut harian Joglo Semar 24 Nopember 2007, limbah batik mencemari sungai dan air sumur
warga sekitarnya, hal ini terlihat warna merah pada air sumur milik warga, yang disebabkan karena buangan pabrik batik yang tidak dilengkapi dengan Instalasi
Pengolahan Air Limbah IPAL. Hal ini sesuai dengan asas lingkungan ke-2 bahwa tidak ada sistem pengubahan energi yang betul-betul efisien.
Limbah cair industri batik cetak tersebut di atas adalah karakteristik berwarna keruh, berbusa, pH tinggi, konsentrasi BOD tinggi, kandungan lemak alkali dan zat
commit to user
2
warna di dalamnya terdapat kandungan logam berat. Senyawa logam berat yang bersifat toksis yang terdapat pada buangan industri batik cetak, diduga kromCr,
Timbal Pb, Nikel Ni, tembaga Cu, dan mangan Mn. Sumber logam berat Krom Cr dan Timbal Pb yang bersifat toksis, dapat berasal dari zat pewarna
CrCl
3
, K
2
Cr
2
O
7
maupun sebagai mordan yaitu merupakan pengikat zat warna meliputi CrNO
3 2
dan PbCrO
4
Muljadi, 2009. Kromium adalah salah satu logam yang sering merusak lingkungan.
Pemanfaatan logam krom dan senyawaannya dapat dijumpai dalam industri elektroplating, penyamakan kulit, dan lain-lain. CrVI merupakan bahan
pengoksidasi kuat, mempunyai potensi karsinogenik, bersifat lebih toksik terhadap makhluk hidup termasuk manusia dibandingkan dengan CrIII Anderson, 1997.
Berbagai dampak negatif yang ditimbulkan oleh logam kromium khususnya CrVI bagi makhluk hidup dan lingkungan, maka keberadaan logam tersebut
sebagai pencemar di lingkungan perlu diminimalkan bahkan dihilangkan. Berkaitan dengan hal tersebut, berbagai metode telah dikembangkan untuk menurunkan
kandungan logam kromium di lingkungan. Salah satunya adalah metode adsorpsi. Pada proses adsorpsi terjadi penjerapan molekul-molekul gas atau cairan pada
permukaan sorben.
Peningkatan daya guna atau optimalisasi zeolit sebagai adsorben dapat dilakukan melalui aktivasi secara fisis maupun kimia. Proses aktivasi secara fisis dilakukan dengan
pemanasan kalsinasi. Pemanasan ini bertujuan untuk menguapkan air yang terparangkap dalam pori-pori kristal zeolit sehingga jumlah pori dan luas permukaan
spesifiknya bertambah Suyartono dan Husaini, 1991. Aktivasi secara kimia dapat
commit to user
3
dilakukan dengan menggunakan larutan asam klorida atau asam sulfat yang bertujuan untuk membersihkan permukaan pori, membuang senyawa pengganggu dan menata
kembali letak atom yang dapat dipertukarkan Suyartono dan Husaini, 1991. Kemampuan zeolit alam dapat menurunkan kadar logam ion Zn, Cd Bujnova
dan Lesny, 2006, Mn, Cr, Pb dan As Campos, 2009. Kemampuan zeolit Jordania yang telah diaktivasi dengan pemanasan dapat 105
o
C menghilangkan logam Hg dalam air Salem, 2010. Kemampuan zeolit alam dan vermuculite yang telah
diaktivasi dengan HNO
3
sebagai adsorben dalam menghilangkan logam Cu Stylianou, 2007. Kemampuan zeolit alam yang telah diaktivasi dengan pemanasan
150
o
C selama 60 menit dapat mereduksi kadar logam Cr dalam limbah cair Susetyaningsih et al., 2009, menghilangkan Zn
2+
, Cd
2+
, Pb
2+
dalam air Minceva et al., 2007, meremediasi logam beracun Cu, Cr dan Cd Minato et al., 1999 dan
dapat menurunkan kadar Zn, Cd, Pb, Fe pada air tambang buatan Wingenfelder et al., 2005
,
dan Mn pada penyaringan air tanah Rahman dan Hartono, 2004. Pemanfaatan zeolit alam digunakan untuk adsorpsi fenol yang diaktivasi dengan HCl
1 N Swantomo et al., 2009 dan teraktivasi dengan HCl dan NH
4
NO
3
Mutngimaturrohmah et al., 2009. Pemnfaatan zeolit alam dapat menjerap logam- logam air kesadahan Ca dan Mg yang telah diaktifkan dengan larutan HCl
Srihapsari, 2006. Selain zeolit yang merupakan senyawa kimia anorganik sebagai adsorpsi ion
logam, senyawa organik juga dapat sebagai biosorpsi. Limbah cair kayu aren dari
pohon aren Arenga pinnata mengandung bahan organik berupa pati atau serat
selulosa baik terlarut maupun partikel tersuspensi. Tingginya kandungan bahan
commit to user
4
organik bergantung pada efisiensi proses pemisahan pati dari air. Pembuatan tepung aren dilakukan melalui terlebih dahulu menebang batang pohon aren kemudian
dipotong-potong sepanjang 1,25 - 2 meter. Pada industri tradisional, serat tadi dimasukkan ke bak yang dialiri air serta diaduk-aduk dengan cara menginjak-injak
untuk memisahkan antara ampas aren dan tepungnya. Firdayati dan Handajani, 2005.
Penggunaan sorben dari bahan organik biosorben akhir-akhir ini sangat banyak dikembangkan. Biosorben lain yang dapat digunakan untuk mengatasi
pencemaran logam kromium di lingkungan antara lain bahan-bahan organik mati, serbuk gergaji, hasil samping pertanian, dan mikro alga. Biosorben mempunyai
keunggulan untuk mengatasi logam berbahaya dan beracun di lingkungan karena harganya yang relatif murah, mudah didapat, dapat diperbaharui serta sifatnya yang
ramah lingkungan Shukla et al., 2002.
Selulosa, hemiselulosa dan lignin mempunyai potensi yang cukup besar untuk dijadikan sebagai penjerap karena gugus OH yang terikat dapat berinteraksi dengan
komponen adsorbat. Adanya gugus OH, pada selulosa dan hemiselulosa menyebabkan terjadinya sifat polar pada adsorben tersebut. Dengan demikian selulosa dan
hemiselulosa lebih kuat menjerap zat yang bersifat polar dari pada zat yang kurang polar Yantri, 1998.
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa biosorben dari limbah hasil pertanian yang mengandung selulosa, hemiselulosa
dan lignin
dapat dijadikan sebagai biosorpsi logam berat CrVI. Pemanfaatan daun Azadirachta indica yang
diaktivasi dengan H
2
SO
4
dan NaOH dapat menurunkan logam CrVI sebesar 94 –
commit to user
5
97 . Rao, et.al,. 2007. Pemanfaatan tongkol jagung dengan ukuran 100 mesh tanpa diaktivasi dan diaktivasi dengan HNO
3
disertai NaOH sebagai adsorben zat warna biru metilena menunjukkan bahwa dengan aktivasi lebih efektif daripada
tanpa aktivasi Fahrizal, 2008. Tongkol jagung Zea maize, ampas tebu Saccharum officinarum dan sekam padi Oryza sativa sebagai limbah pertanian dapat
menurunkan logam CrVI berturut-turut sebesar 98,7 ; 98,64 ; dan 100 yang berbentuk serbuk dengan ukuran 200 mesh diaktivasi dengan pemanasan 105
o
C selama 3 menit Abbas et al., 2010. Serabut kelapa telah diaktivasi dengan larutan
KNO
3
Nogueira et al., 2008 dapat menurunkan logam CrVI pada limbah. Limbah organik pertanian seperti kulit pisang, kulit kacang dan sekam padi yang telah
teraktivasi dapat menurunkan logam berat CrVI. Aktivasi dengan pemanasan di antaranya adalah daun-daunan Platanus orientalis Mahvi et al., 2007, serbuk
gergaji Vinodhini and Das, 2009 dan serbuk gergaji pohon cemara Biparva et al., 2011 dapat menurunkan logam CrVI. Serat sabut kelapa hijau Cocos nucifera
dapat sebagai adsorpsi ion logam CrVI dengan jenis interaksi yang terjadi antara ion CrVI dengan biosorben serat sabut kelapa hijau Cocos nucifera adalah ikatan
hidrogen, ikatan Van der Waals, pertukaran kation, dan ikatan kompleks Sudiharta dan Yulihastuti, 2010. Serbuk gergaji kayu Albizia Albizzia falcata berukuran 40
mesh diaktivasi dengan campuran pelarut etanol-toluena dapat sebagai adsorpsi ion logam CrIII Sukarta, 2008. Serbuk gergaji yang telah diaktivasi dengan NaOH
dapat digunakan untuk adsorpsi logam Cu II Subakti, 2009. Pada penelitian ini akan digunakan zeolit alam dan limbah kayu aren Arenga
pinnata yang telah teraktivasi untuk menurunkan kadar CrVI pada limbah cair
commit to user
6
batik. Zeolit alam akan diaktivasi menggunakan HCl serta dilanjutkan pemanasan pada suhu suhu tertentu. Limbah kayu aren akan diaktivasi menggunakan HNO
3
dan dilanjutkan proses impregnasi NaOH disertai dengan pemanasan pada suhu tertentu.
Perlunya aktivasi pada adsorben untuk optimalisasi adosrben secara kimia dan fisis. Penentuan baku mutu limbah cair batik menggunakan Peraturan Daerah
Provinsi Jawa Tengah no. 10 tahun 2004 tentang baku mutu air limbah. Perbandingan antara penggunaan adsorben zeolit alam sebagai adsorpsi, adsorben
limbah kayu aren Arenga pinnata dan kombinasi keduanya digunakan untuk mengetahui penggunaan pengolahan yang efektif.
B. Rumusan Permasalahan
Kategori