Logan Berat TINJAUAN PUSTAKA A. Limbah Laboratorium

laboratorium. Setiap oarang yang mengembangkan, menghasilkan, mengolah , dan memproses atau me nyebarkan bahan mempunyai komitmen untuk menghindari limbah. Jika tidak mungkin untuk dihindari maka jumlah limbah harus dikurangi dengan pengumpulan terpisah dan melakukan daur ulang. Akhirnya, setelah semua usaha ini dilakukan, jumlah limbah yang masih tersisa harus dibuang sebagai ”tanp a resiko” terhadap kesehatan dan lingkungan. Penggunaan kembali limbah laborato rium dapat dilakukan, misalnya untuk bahan kimia yang telah digunakan setelah melalui prosedur daur ulang yang sesuai Anonim, 2009.

B. Logan Berat

Air sering tercemar oleh komp onen-komponen anorganik, diantaranya berbagai logam berat yang berbahaya. Logam-logam berat bisa bersumber dari alam seperti pada Tabel 1. Tabel 1. Berbagai Macam Logam Berat dan Sumbernya di Alam Elemen Sumber logam di alam Antimony Stibnite Sb 2 S 3 , geothermal springs, mine drainage. Arsenic Metal arsenides and arsenates, sulfide ores arsenopyrite, arsenite HAsO 2 , vulcanic gases, geothermal springs. Beryllium Beryl Be 3 Al 2 Si 6 O 16 , Phenacite Be 2 SiO 4 . Cadmium Zinc carbonate and sulfide ores, coppe r carbonate and sulfide ores. Chromium Chromite FeCr 2 O, chromic oxide Cr 2 O 3 . Copper Free metal Cu , copper sulfide CuS 2 , Chalcopyrite CuFeS 2 , mine drainage. Lead Galena PbS Mercury Free mercury Hg , Cinnabar HgS. Nickel Ferromagnesian minerals, ferrous sulfide ores, nickel oxide NiO 2 , Pentladite [Ni,Fe 9 S 8 ], nickel hydroxide [NiOH 3 ]. Selenium Free element Se , Ferroselite FeSe 2 , uranium deposits, black shales, Chalcopyrite-Pantladite-Pyrrhotite deposits. Silver Free metal Ag , silver chloride AgCl 2 , Argentide AgS 2 , copper, lead, zinc ores. Thallium Copper, lead, silver residues. Zinc Zinc blende ZnS, Willemite ZnSiO 4 , Calamite ZnCO 3 , mine drainage Sumber : Novotny et al., 1994. Beberapa logam berat tersebut ban yak digunakan dalam berbagai keperluan sehingga perlu adanya pengawasan yang ketat agar tidak membahayakan bagi pekerja -pekerjanya maupun lingkungan sekitarnya. Penggunaan logam-logam berat tersebut dalam berbagai keperluan sehari -hari berarti telah secara langsung maupun tidak langsung, atau sengaja maupun tidak sengaja, telah mencemari lingkungan Fardiaz, 1992. Logam berat tergolong limbah B3 yang pada kadar tertentu dapat membahayakan lingkungan sekitarnya karena bersifat toksik bagi hewan dan manusia La Grega, 2001. Logam berat dibagi dalam dua jenis yaitu logam berat essensial dan logam berat tidak essensial. Logam berat essensial keberadaannya dalam jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang berlebihan dapat men imbulkan efek racun toksik. Contoh logam ini yaitu Zn, Cu, Fe, dan Mn. Jenis kedua yaitu logam berat tidak essensial atau beracun, dimana keberadaannya dalam tubuh bisa bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, dan Cr. Logam berat ini menimbulkan efek kesehatan bagi manusia. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai penghalang kerja enzim, sehingga proses metabolisme akan terputus. Lebih jauh lagi, logam berat ini akan bertindak sebagai penyebab alergi, mutagen, dan karsinogen bagi manusia. Jalur masuknya adalah melalui kulit, pernapasan dan pencernaan Vouk, 1986. Saeni 1989 menyatakan bahwa masuknya logam ke dalam tubuh dalam jumlah yang melebihi normal akan menyebabkan keracunan bahkan sampai ke tingkat kematian. Menurut Widowati et al. 2008, logam berat bersifat toksik karena tidak bisa dihancurkan non-degradable oleh organisme hidup yang ada di lingkungan. Logam-logam berat tersebut terakumulasi ke lingkungan, terutama mengendap di dasar perairan dan membentuk senyawa kompleks bersama bahan organik dan anorganik. Lebih lanjut dijelaskan urutan toksisitas logam berat terhadap hewan air secara berurutan yaitu merkuri Hg, kadmium Cd, seng Zn, timbal Pb, krom Cr , nikel Ni, dan kobalt Co , sedangkan urutan toksisitas logam dari yang paling toksik terhadap manusia yaitu Hg, Cd, Ag, Ni, Pb, As, Cr, Sn, dan Zn. Logam-logam tertentu sangat berbahaya bila ditemukan dalam konsentrasi tinggi pada produk pangan dan lingkungan, karena logam mempunyai sifat merusak jaringan tubuh ma hluk hidup Connel dan Miller, 1995 dalam Suhartatik, 2004. Berikut adalah logam - logam berat yang berbahaya bagi lingkungan dan kesehatan antara lain : 1. Arsen As Arsen diakui sebagai komponen essensial bagi sebagian hewan dan tumbuhan, namun demikian arsen labih popule r dikenal sebagai raja racun dibandingkan dengan kapasitasnya sebagai komponen essensial. Arsen dapat berikatan kuat dengan gugus thiol dan protein, menyebabkan penurunan kemampuan koordinasi gerak, gangguan pada urat syaraf, pernapasan serta ginjal. Namun demikian, arsen tidak menghambat sistem enzim Widowati, 2008. Bila melebihi batas, arsen merupakan racun, bersifat karsinogenik pada kulit, hati, dan saluran empedu melalui kontak dengan makanan Totok et al., 2002. Proses alam seperti berbagai flukt uasi cuaca mengakibatkan batu - batuan dari gunung berapi memberikan kontribusi yang besar ke lingkungan Darmono, 1995. Arsen dan senyawa-senyawa arsen terdapat dalam air limbah yang berasal dari industri meta lurgi, produksi keramik dan glassware, penyamakan, bahan-bahan warna, pabrik pestisida, pabrik bahan-bahan kimia organik dan inorganik, refinery minyak, dan industri mineral Suryadiputra, 1994. 2. Kadmium Cd Kadmium adalah logam yang memiliki warna putih keperakan menyerupai logam alumunium. Logam ini digunakan untuk melapisi logam dan juga biasa digunakan pada industri cat enamel dan plastik Darmono, 1995. Kadmium merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya karena elemen ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium berpengaruh t erhadap manusia dalam jangka waktu panjang dan dapat terakumulasi pada tubuh khususnya hati dan ginjal. Selain itu juga bisa menimbulkan gangguan lambung, kerapuhan tulang, berkurangnya haemoglobin, dan pigmentasi gigi bagi manusia melalui makanan Totok et al., 2002. 3. Merkuri Hg Logam ini merupakan salah satu trace element yang mempunyai sifat cair pada temperatur ruang dengan spesific gravity dan daya hantar listrik yang tinggi. Oleh karena itu, jenis logam ini banyak digunakan baik dalam kegiatan perindustrian maupun laboratorium. Merkuri yang terdapat dalam limbah di perairan umum diubah oleh akti vitas mikroorganisme menjadi komponen methyl merkuri CH 3 -Hg yang memiliki sifat racun dan daya ikat kuat disamping kelarutannya yang tinggi terutama dala m tubuh hewan air. Hal tersebut mengakibatkan merkuri terakumulasi melalui proses bioakumulasi dan biomagnifikasi dalam jaringan tubuh hewan-hewan air, sehingga kadar merkuri dapat mencapai level yang berbahaya baik bagi kehidupan hewan air maupun kesehata n manusia yang memakan hasil tangkap hewan -hewan air tersebut Budiono, 2003. Merkuri merupakan salah satu logam berat yang mempunyai efek toksisitas yang paling tinggi. Logam merkuri dalam lingkungan perairan biasanya dalam bentuk senyawa CH 3 -HgCl, C 2 H 5 HgCl dan HgCl 2 . Senyawa-senyawa tersebut merupakan senyawa toksik yang terbanyak mencemari lingkungan, seperti yang terjadi pada T eluk Minamata di Jepang pada tahun 1950-an dan di Teluk Jakarta tahun 1970 Pal ar, 1994. Merkuri dapat menjadi racun bagi s el-sel tubuh, merusak ginjal, hati, dan syaraf. Selain itu, pada bayi dapat menyebabkan keterbelakangan mental Totok et al., 2002. Merkuri digunakan dalam industri kelistrikan dan elektronik, pabrik bahan peledak, industri fotografi, industri bahan pen gawet dan pestisida. Industri kimia dan petrokimia menggunakannya sebagai bahan katalis, kegiatan laboratorium juga biasanya menggunakan logam cair ini Suryadiputra, 1994. Menurut Kristanto 2002, suatu laporan yang dibua t oleh Environmental Protectio n Agency EPA memuat beberapa untuk mencegah terjadinya pencemaran merkuri di lingkungan. Salah satunya yaitu semua industri yang menggunakan merkuri harus membuang limbah industrinya dengan terlebih dahulu mengurangi jumlah merkurinya sampai batas normal. 4. Tembaga Cu Tembaga bersifat racun terhadap semua tumbuhan pada konsentrasi larutan di atas 0,1 ppm. Konsentrasi yang aman bagi air minum manusia tidak lebih dari 1 ppm. Konsentrasi normal komponen ini di tanah berkisar 20 ppm dengan tingkat mobilitas sangat lambat karena ikatan yang sangat kuat dengan material organik dan mineral tanah liat Suhendrayatna, 2001. Sumber utama tembaga dalam air limbah berasal dari proses - proses pengawetan logam methal pickling baths dan penyepuhan plating baths. Tembaga juga dapat ditemukan pada berbagai pabrik -pabrik bahan kimia yang menggunakan garam -garam tembaga dan katalis -katalis tembaga Suryadiputra, 1994. 5. Timbal Pb Timbal merupakan jenis logam yang lunak yang berwarna coklat kehitaman serta mudah di murnikan dari proses pertambangan. Dalam pertambangan, logam ini berbentuk sulfida logam PbS yang sering disebut galena. Penggunaan paling banyak adalah bahan pada produksi baterai pada kendaraan bermotor Darmono, 1995. Kendaraan bermotor merupakan sumber penghasil timbal yang dikeluarkan melalui asapnya. Masa tinggal partikel Pb oleh asap kendaraan bermotor adalah selama 4 – 40 hari, sehingga menyebabkan partikel Pb dapat disebabkan oleh angin hingga mencapai jarak 100 – 1000 km. Sebagian partikel timbal yang terkandung dalam udara diendapkan pada jarak sejauh 33 km dari tepi jalan raya Widiriani, 1996 dalam Ayu, 2002. 6. Seng Zn Seng merupakan salah satu unsur logam yang keberadaanya di dalam air bisa bersifat logam ringan atau logam berat. Biasa nya jarang sekali berbentuk atom tersendiri, tetapi biasanya terikat oleh senyawa lain sehingga berbentuk molekul. Seng di alam ditemukan dalam bentuk sulfida Darmono, 1995. Penggunaan elemen ini pada proses galvinasi besi sangat luas. Seng biasanya dijumpai pada tanah dengan level 10 – 300 ppm dengan perkiraan kasar rata-rata 30 – 50 ppm. Lumpur pembuangan biasanya mengandung seng dengan kadar tinggi. Elemen ini lebih bersifat aktif di tanah Suhendrayatna, 2001. Keberadaan seng pada air limbah berasa l dari pabrik baja, benang rayon dan serat, produksi bubur kertas pulp, dan juga ditemukan pada industri pengolahan logam dan penyepuhan. Toksisitas seng menurun dengan meningkatnya kesadahan dan akan meningkat dengan meningkatnya suhu dan penurunan oksi gen terlarut Suryadiputra, 1994. 7. Kromium Cr Kromium Cr merupakan unsur yang melimpah yang terdapat di alam dengan berbagai bentuk oksida, yaitu Cr 0, Cr III atau Cr trivalent, Cr IV atau Cr heksavalen. K romium secara alami bisa ditemukan di batuan, tumbuhan, hewan, tanah dan gas, serta debu gunung berapi. Kromonium Cr III secara alami terjadi di alam, sedangkan Cr 0 dan Cr VI pada umumnya berasal dari proses industri Widowati et al., 2008. Logam Cr adalah bahan kimia yang bersifat persiten, biokumulatif, dan toksik Persistent, Bioaccumulative and Toxic PBT yang tinggi serta tidak mampu terurai di dalam tubuh m anusia melalui rantai makanan. Kestabilan diakumulasikan akan memengaruhi toksisitasnya terhadap manuasia secara beruruta n, mulai dari tingkat toksisita s terendah, yakni Cr 0, Cr III, dan Cr VI. Cr VI pada umumnya 1.000 kali lipat lebih toksik dibandingkan Cr III. K romium Cr III bersifat kurang toksik dibandingkan Cr VI, tidak bersifat iritatif, serta tidak korosif. Namun, senyawa Cr III lebih toksik pada ikan dan binatang air lainnya dibandingkan Cr VI. Toksisitas Cr pada ikan dipengaruhi oleh sifat fisiko-kimia peraian, yaitu pH, kadar Ca, dan Mg. Perairan dengan pH rendah, tetapi kadar Ca dan Mg cukup tinggi menyebabkan toksisitas Cr terhadap ikan menjadi rendah Svobod et al., 2003; Drew et al., 2006. Limbah logam berat Cr VI, yang merupakan salah satu jenis limbah berbahaya, dapat berasal dari industri cat, pelapisan logam electroplating, dan penyamakan kulit leather tanning. Krom terdapat di alam dalam dua bentuk oksida, yaitu Cr VI atau chromium hexavalent dan Cr III atau chromium trivalent. Cr VI mudah larut dalam air dan membentuk divalent oxyanion yaitu kromat CrO 4 2- dan dikromat Cr 2 O 7 2- . Tingkat toksisitas Cr VI sangat tinggi sehingga bersifat racun terhadap semua organisme untuk konsentrasi 0,05 ppm. Cr VI bersifat karsinogenik dan dapat menyebabkan iritasi pada kulit manusia. Sementara itu, toksisitas CrIII jauh le bih rendah bila dibandingkan dengan Cr VI, yaitu sekitar 1100 kalinya, sehingga untuk mengolah limbah krom, Cr VI harus direduksi terlebih dahulu menjadi Cr III. Di samping itu, Cr III mudah diendapkan atau diabsorpsi oleh senyawa- senyawa organik dan anorganik pada pH netral atau alkalin Darmono, 1995 dan Widowati et al., 2008. 8. Perak Ag Perak terlarut biasanya terdapat dalam bentuk perak nitrat. Keberadaannya dalam air limbah biasanya berasal dari industri porselen, fotografi, penyepuh listr ik, dan pabrik tinta. Nilai ekonomis logam perak tinggi sehingga pengolahan limbah perak biasanya disertai dengan pertimbangan kemungkinan untuk daur ulangnya Suryadiputra, 1994. Menurut Totok et al. 2002, perak merupakan logam berat yang terlarut dalam air dan dapat mengganggu kese hatan. Perak dapat menyebabkan penyakit agria, warna kulit kelabu kebiruan dan penyakit pada mata. Metode-metode pengolahan yang mendasar yaitu meliputi : pengendapan, pertukaran io n, pertukaran reduktif dan recovery elektronik. Perak dihilangkan dari air limbah dengan die ndapkan sebagai perak klorida. Perak dapat diendapkan secara selektif sebagai perak klorida dari suatu air limbah yang mengandung campuran logam tanpa terlebih dahulu dipisahkan atau dengan pengendapan serentak dengan logam lainnya. J ika kondisi pengolahan bersifat alkalin b asa, dihasilkan pengendapan hidroksida-hidroksida dari logam -logam lain bersama perak klorida Suryadiputra, 1994. Penggunaan arang aktif mampu menghilangkan perak yang berada dalam konsentrasi yang rendah dalam larutan. M ekanisme yang dilaporkan dari metode ini adalah dengan terbentuknya unsur perak pada permukaan karbon dan dari laporan ini diperlihatkan bahwa perak akan tertahan sebesar 9 dari berat karbon pada pH 2.1 dan sebesar 12 pada pH 5.4 Suryadiputra, 1994.

C. Teknologi Pengolahan Limbah Cair 1. Presipitasi