Kemampuan Zeolit Untuk Menurunkan Konsentrasi Ion Besi Dan Mangan Dalam Limbah Cair Tambang
KEMAMPUAN ZEOLIT UNTUK MENURUNKAN
KONSENTRASI ION BESI DAN MANGAN
DALAM LIMBAH CAIR TAMBANG
EDVAN ISTICHORI
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kemampuan Zeolit
untuk Menurunkan Konsentrasi Ion Besi dan Mangan dalam Limbah Cair
Tambang adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Nopember 2015
Edvan Istichori
NIM A14080098
ABSTRAK
EDVAN ISTICHORI. Kemampuan Zeolit untuk Menurunkan Konsentrasi Ion
Besi dan Mangan dalam Limbah Cair Tambang. Dibimbing oleh SUWARDI dan
DYAH TJAHYANDARI SURYANINGTYAS.
Permasalahan limbah cair tambang merupakan isu utama yang sering
muncul dari kegiatan pertambangan. Pemerintah melalui Keputusan Menteri
Lingkungan Hidup No. 113/2003 menetapkan konsentrasi yang diperbolehkan
untuk kandungan Fe terlarut adalah sebesar 7 ppm sedangkan kandungan Mn
terlarut sebesar 4 ppm dalam limbah cair tambang sebelum dilepas ke perairan
umum. Di Kalimantan Tengah ditemukan kandungan Mn dalam limbah cair
tambang di settling pond masih melebihi ambang batas walaupun telah diberi
perlakuan kapur dan arang aktif, sehingga diperlukan cara lain untuk
menanggulanginya. Penelitian ini bertujuan untuk mengukur kemampuan zeolit
dalam menjerap ion besi dan mangan baik dosis maupun ukuran zeolit yang tepat
serta metode aplikasi penggunaannya di lapang. Contoh limbah cair tambang yang
digunakan terdiri dari dua jenis yaitu limbah cair tambang yang berasal dari
tambang batubara di Kalimantan Tengah dan limbah cair simulasi, dengan
kandungan besi dan mangan masing-masing terdiri dari 2 konsentrasi yaitu 10
ppm dan 20 ppm untuk Fe serta 8 ppm dan 16 ppm untuk Mn. Sedangkan zeolit
yang digunakan terdiri dari dua ukuran yaitu zeolit halus (< 0.2 mm) dan kasar (816 mm) dengan 2 kali ulangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian 1
g zeolit ke dalam 100 ml larutan yang mengandung 10.0 ppm Fe dapat
menurunkan konsentrasi Fe menjadi 1.3 ppm atau turun 87%. Sedangkan
pemberian 3 g zeolit ke dalam 100 ml larutan mengandung 8.0 ppm Mn dapat
menurunkan konsentrasi Mn menjadi 3.6 ppm atau turun 55%. Kemampuan zeolit
menjerap Fe adalah 0.87 mg/g zeolit, sedangkan untuk Mn sebesar 0.29 mg/g
zeolit pada ukuran Zn > Cu > Fe > Mn (Poerwadi et al. 1998).
Selektivitas zeolit dalam menjerap Fe dan Mn menunjukkan bahwa zeolit lebih
selektif dalam menjerap Fe dibandingkan Mn.
8
Pengaruh Waktu Kontak Zeolit terhadap Penurunan Konsentrasi Fe dan Mn
Terlarut dalam Limbah Cair Tambang
Penurunan konsentrasi baik Fe maupun Mn terlarut menunjukkan waktu
kontak optimum terjadi setelah 30 menit (Gambar 3a).
(a)
(b)
Gambar 3 Grafik hubungan waktu dengan penurunan konsentrasi (a) Fe dan (b) Mn
Penurunan konsentrasi Fe signifikan pada 10 menit pertama (Gambar 3a).
Konsentrasi Fe terlarut terendah terjadi pada 10 menit waktu kontak yaitu mampu
menurunkan konsentrasi Fe terlarut dari 0.19 ppm ke 0.03 ppm, sedangkan untuk
menit-menit selanjutnya penurunan konsentrasi Fe terlarut tidak signifikan.
Peristiwa ini kemungkinan besar disebabkan oleh keadaan zeolit yang sudah
mengalami kejenuhan sehingga tidak mampu lagi menjerap logam yang berada
dalam limbah cair tambang. Bahkan pada kondisi ini logam Fe yang tadinya telah
terjerap dapat terlepas kembali.
Pengaruh waktu kontak zeolit terhadap penurunan konsentrasi Mn dalam
limbah cair tambang dapat dilihat pada Gambar 3b. Penurunan konsentrasi Mn
signifikan hingga menit ke 30 waktu kontak. Hal ini juga ditunjukkan oleh hasil
penelitian Qur’ani (2011), yang menunjukkan kondisi optimum penurunan
konsentrasi logam Fe dan Mn dalam limbah cair tambang menggunakan zeolit
pada waktu kontak 30 menit.
Pengaruh Tingkat Kehalusan Zeolit terhadap Penurunan Konsentrasi Fe
dan Mn Terlarut dalam Limbah Cair Simulasi
Terdapat perbedaan kemampuan antara zeolit halus dan kasar dalam
menurunkan konsentrasi Fe dan Mn. Pada sampel air limbah simulasi dengan
9
konsentrasi Fe terlarut 10 ppm, pemberian zeolit baik kasar maupun halus
sebanyak 1 gram/100 ml mampu menurunkan Fe terlarut hingga memenuhi baku
mutu lingkungan, dengan kapasitas penurunan lebih besar terjadi pada pemberian
zeolit halus (Gambar 4a).
Kemudian, pada saat konsentrasi Fe terlarut dalam air limbah simulasi
ditingkatkan menjadi 20 ppm, maka pemberian zeolit halus sebanyak 1 gram/100
ml masih mampu menurunkan Fe terlarut hingga di bawah baku mutu lingkungan
yaitu 4.58 ppm (77.10%), sedangkan untuk zeolit kasar diperlukan pemberian
sebesar 10 gram/100 ml (Gambar 4b).
Gambar 4 Penurunan konsentrasi Fe dan Mn dalam berbagai konsentrasi limbah cair
simulasi dengan variasi bobot dan ukuran zeolit (a) Fe 10 ppm (b) Fe 20
ppm (c) Mn 8 ppm (d) Mn 16 ppm
Pada sampel air limbah simulasi dengan konsentrasi awal Mn 8 ppm
penurunan konsentrasi Mn terlarut hingga di bawah baku mutu lingkungan dicapai
pada dosis zeolit halus sebesar 5 gram/100 ml dan dosis zeolit kasar sebesar 10
gram/100 ml (Gambar 4c). Selanjutnya, bila konsentrasi awal Mn terlarut dalam
sampel air limbah simulasi ditingkatkan menjadi 16 ppm, maka untuk
mendapatkan konsentrasi Mn terlarut di bawah baku mutu lingkungan dibutuhkan
10 gram zeolit halus/100 ml sampel (Gambar 4d).
Hal tersebut terjadi karena ukuran butir zeolit berbanding lurus terhadap
seberapa besar luasan permukaan sentuh zeolit dengan ion logam. Semakin halus
zeolit artinya semakin besar pula luas permukaan zeolit maka akan semakin
banyak terjadi kontak antara permukaan zeolit dan ion logam, sehingga zeolit
halus akan menjadi lebih efisien dalam menjerap ion Fe dan Mn dibanding zeolit
kasar.
10
Rancangan Metode Aplikasi Zeolit dalam Mengurangi Fe dan Mn Terlarut
dalam Limbah Cair Tambang
Pengelolaan limbah cair tambang memang sudah banyak diterapkan di
pertambangan di Indonesia, namun dengan menggunakan zeolit ini belum banyak
referensi yang tersedia. Metode aplikasi yang baik seringkali berbanding lurus
dengan biaya yang harus dikeluarkan oleh pelaku usaha pertambangan yang
artinya ada penambahan biaya yang harus dialami perusahaan.
Gambar 5 Rancangan metode aplikasi zeolit dalam mengurangi Fe dan Mn terlarut
dalam limbah cair tambang modifikasi dari PT. Marunda Grahamineral
Sebagai alternatif untuk mengelola limbah cair tambang dengan bahan yang
murah efektif dan melimpah di Indonesia, dapat memanfaatkan zeolit.
Berdasarkan hasil penelitian ini dapat digunakan kombinasi dari kedua ukuran
zeolit halus dan kasar dikombinasikan dan pemberian kapur CaCO3. Adapun
desain penempatannya seperti yang telihat pada Gambar 5.
Disain rancangan aplikasi zeolit dalam mengurangi konsentrasi Fe dan Mn
pada limbah cair tambang ini merupakan hasil modifikasi dari disain yang
digunakan oleh perusahaan tambang PT. Marunda Grahamineral. Perbedaan
utama pada disain rancangan aplikasi zeolit ini terletak pada penggunaan bahan
penjerap, bahan penjerap yang digunakan PT. Marunda Grahamineral adalah
karbon aktif sedangkan bahan penjerap yang digunakan pada rancangan ini diganti
menggunakan zeolit. Kemudian perbedaan lainnya terletak pada modifikasi
saluran limbah cair tambang ini menuju kolam endap dan pada jeram keduanya
dibuat dengan kontruksi zeolit berbentuk bongkah. Modifikasi lainnya yaitu
berupa penambahan pemberian zeolit halus yang ditebarkan pada kolam endap 2.
Limbah cair tambang dialirkan menuju saluran yang dibuat dengan
konstruksi dari zeolit berbentuk bongkahan, lalu limbah cair tambang diarahkan
melalu jeram buatan yang dibuat berundak dan menurun sehingga akan terjadi
proses oksidasi dengan udara. Kemudian aliran diarahkan menuju kolam endap 1.
Pada kolam endap 1 ini diberikan perlakuan kapur halus (CaCO3). Sehingga
limbah cair tambang yang berada pada kolam endap 1 akan mengalami kenaikan
pH sampai mendekati pH normal. Kapur disini digunakan untuk menaikkan pH air
agar terjadi reaksi alami pada limbah cair tambang sehingga sebagian ion logam
yang ada akan mengendap. Setelah itu aliran menuju filter zeolit, berupa filter
berisi zeolit kasar yang ditaruh pada aliran ini. Filter zeolit ini berfungsi sebagai
penjerap Fe dan Mn yang masih terlarut. Selain itu penggunaan zeolit berukuran
kasar yang diletakkan ke dalam wadah filter disini juga berfungsi agar zeolit tidak
11
hanyut dan hilang terbawa aliran limbah cair tambang. Kemudian aliran menuju
kolam endap 2 dimana di kolam endap ini diberikan zeolit halus. Setelah itu
dibiarkan, Fe dan Mn yang terlarut akan mengendap bersama zeolit didasar
kolam.
SIMPULAN
1. Pemberian 1 g zeolit ke dalam 100 ml larutan yang mengandung 10.0 ppm
Fe dapat menurunkan konsentrasi Fe menjadi 1.3 ppm atau turun 87%.
Sedangkan pemberian 3 g zeolit ke dalam 100 ml larutan mengandung 8.0
ppm Mn dapat menurunkan konsentrasi Mn menjadi 3.6 ppm atau turun
55%.
2. Kemampuan zeolit menjerap Fe adalah 0.87 mg/g zeolit, sedangkan untuk
Mn sebesar 0.29 mg/g zeolit pada ukuran < 0.2 mm. Semakin halus ukuran
zeolit kemampuan menjerap Fe dan Mn semakin besar.
3. Metode aplikasi zeolit dalam menurunkan kandungan Fe dan Mn pada
limbah cair tambang dapat dilakukan dengan beberapa ukuran dan cara
penempatan. Zeolit kasar sebaiknya digunakan sebagai filter pada saluran
limbah cair sedangkan zeolit halus ditebarkan pada kolam pengendapan.
DAFTAR PUSTAKA
Anggara PA, Wahyuni S, Prasetya AT. 2013. Optimalisasi zeolit alam Wonosari
dengan proses aktivasi secara fisis dan kimia. Indonesian Journal of Chemical
Science 2 (1) (2013) [Internet]. Waktu pembaharuan : Mei 2013 [diunduh 2015
Agustus 21]. Tersedia pada: http://journal.unnes.ac.id/sju/index.php/ijcs/
article/download/1217/1169.
Anonim. Keputusan Menteri Lingkungan Hidup RepublikIndonesia Nomor. 113,
Tahun 2003. Tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha dan atau Kegiatan
Pertambangan.
Anonim. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor. 82, Tahun 2001,
Tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air.
Barrer, R.M. 1978. Cation-exchange equilibria in zeolites and feldspathoid. Page
385-401. In L.B. Sand and F.A. Mumpton (ed.) Natural Zeolites: Occurrence,
properties, use. Pergamon Press Inc., Elmsford, NY.
Julianti. 2005. Diktat Pusat Pendidikan dan Pelatihan PTBA. PT. Bukit Asam
(Persero) Tbk: Tanjung Enim.
Kusdarto. 2009. Potensi Zeolit di Indonesia. Prosiding Seminar Nasional Zeolit
VI. Ikatan Zeolit Indonesia.
Mulyanto, B dan Suwardi. 2006. Prospek Zeolit Sebagai Bahan Penjerap dalam
Remediasi Lahan Bekas Tambang. Jurnal Zeolit Indonesia Vol. 5 No 2. Bogor.
12
Mumpton, E,A 1984, “The Role of Natural Zeoiltes in Agriculture and
Aquaculture”, In W,G Pond and E,A, Mumpton (ed) Zeo-Agriculture Boulder:
West View Press.
Poerwadi B, Pariadi, Kamulyan B, Ariseno A. 1998. Jurnal Ilmu-Ilmu Teknik
(Engineering) vol. 10 no. 1 (Apr. 1998), page 13-26. Pemanfaatan Zeolit Alam
Indonesia sebagai Adsorben Limbah Cair dan Media Fluidisasi dalam Kolom
Fluidisasi. ISSN: 1410-4121. Penerbit: Lembaga Penelitian Universitas
Brawijaya.
Qur’ani CP. 2011. Penyerapan Logam Besi (Fe) dan Mangan (Mn) Dalam Air
Asam Tambang Pt. Bukit Asam (Persero) Tbk. Menggunakan Zeolit Disalut
Kitosan. Palembang (ID): Politeknik Negeri Sriwijaya.
Saryati, Supardi, S. Supandi, S. Rohmad. 2009. Penghilangan logam berat dalam
larutan dengan zeolit alam. Prosiding Seminar Nasional Zeolit VI.463-471.
Bandung.
Sulistiya, Nimas dan Mahayana, Argoto. 2014. kinetika absorbsi krom dengan
zeolit alam aktif pada limbah industri pelapisan logam. Di dalam: Rekayasa
Sains dan Teknologi dalam Meningkatkan Daya Saing dan Potensi Daerah.
Prosiding Seminar Teknologi Kimia, Industri, dan Informasi [internet]. 25
Januari 2014. Surakarta, Indonesia. Surakarta (ID): Snatkii. hlm 141-151.
[diunduh 2015 Agustus 21]. Tersedia pada: http://124.40.252.4/snatkii/14.pdf
Siallagan D, Suwardi. 2003. Pengaruh Zeolit terhadap Logam Berat dan Bahan
Kimia Terlarut pada Air Tanah: Studi Kasus Areal Permukiman Darmaga
Bogor Jawa Barat. Jurnal Zeolit Indonesia Vol. 2 No.1. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
LAMPIRAN
Lampiran 1 Diagram alur penelitian
Lampiran 2 Konsentrasi Fe 10 ppm setelah dijerap zeolit halus (< 0.2 mm)
Bobot zeolit (gram)
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
5.00
10.00
15.00
konsentrasi Fe setelah dijerap (ppm)
10.00
4.99
3.37
2.24
1.89
1.33
0.89
0.79
0.55
14
Lampiran 3 Konsentrasi Fe 20 ppm setelah dijerap zeolit halus (< 0.2 mm)
Bobot zeolit (gram)
0.00
1.00
5.00
10.00
15.00
konsentrasi Fe setelah dijerap (ppm)
20
4.58
2.44
2.08
1.61
Lampiran 4 Konsentrasi Mn 8 ppm setelah dijerap zeolit halus (< 0.2 mm)
Bobot zeolit (gram)
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
10.00
15.00
konsentrasi Mn setelah dijerap (ppm)
5.13
4.57
3.63
3.17
1.92
0.79
0.25
Lampiran 5 Konsentrasi Mn 16 ppm setelah dijerap zeolit halus (< 0.2 mm)
Bobot zeolit (gram)
1.00
5.00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
konsentrasi Mn setelah dijerap (ppm)
13.17
7.46
4.18
4.02
3.85
3.59
3.45
2.82
Lampiran 6 lokasi PIT pengambilan contoh limbah cair tambang
15
Lampiran 1 Sistem pengelolaan limbah cair tambang PT Marunda Grahamineral
(a) Limbah cair tambang dipompa melalui pipa-pipa
(b) Saluran limbah cair tambang menuju kolam pengendapan
(c)
Jeram buatan sebagai proses okidasi limbah cair tambang dan pemberian
kapur
16
RIWAYAT HIDUP
Penulis ini dilahirkan pada tanggal 10 Desember 1989 di Bogor. Penulis
merupakan anak pertama dari empat bersaudara dari pasangan Bapak Drs.
Suhaemi MM. QIA. dan Ibu Muniroh. Penulis memiliki tiga orang adik bernama
Emili Rohmawati, Adam Mulyawan dan Arief Darmawan. Penulis mengawali
pendidikan formal di TK Darul Ihya Ciomas Bogor yang diselesaikan pada tahun
1996, kemudian melanjutkan ke SDN Taman Pagelaran Bogor yang diselesaikan
pada tahun 2002, pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikannya di
SMP Negeri 6 Bogor dan selesai pada tahun 2005. Penulis meneruskan
pendidikan di SMA Negeri 2 Bogor dan selesai pada tahun 2008 dan pada tahun
yang sama diterima di Institut Pertanian Bogor dengan program studi Manajemen
Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian.
Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif sebagai anggota Badan
Pengawas Himpunan Mahasiswa Ilmu Tanah (BP-HMIT) periode 2009-2010,
Sebagai Ketua BP-HMIT periode 2010-2011. Selain itu penulis aktif sebagai
anggota Badan Pengawas Organisasi Forum Komunikasi Himpunan Mahasiswa
Ilmu Tanah Indonesia (BPO-FOKUSHIMITI) selama periode 2010-2012.
Menjadi delegasi IPB dalam kegiatan kefokushimitian di Universitas Sriwijaya
palembang 2008, Universitas Brawijaya Malang 2010, Universitas Sriwijaya 2012
dan Universitas Kharun Ternate 2012. Dalam kegiatan akademik, penulis
berkesempatan menjadi asisten Praktikum Mata Kuliah Survey dan Evaluasi
Sumberdaya Lahan pada periode 2011-2012, selain itu penulis juga menjadi
asisten Praktikum Morfologi dan Klasifikasi Tanah pada periode 2012-2013, serta
asisten Praktikum Pengantar Ilmu Tanah pada periode 2012-2013. Penulis juga
aktif dalam berbagai kepanitiaan yang diselenggarakan IPB, di antaranya sebagai
panitia Pekan Ilmiah Ilmu Tanah Nasional (PILMITANAS) pada tahun 2011.
KONSENTRASI ION BESI DAN MANGAN
DALAM LIMBAH CAIR TAMBANG
EDVAN ISTICHORI
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kemampuan Zeolit
untuk Menurunkan Konsentrasi Ion Besi dan Mangan dalam Limbah Cair
Tambang adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Nopember 2015
Edvan Istichori
NIM A14080098
ABSTRAK
EDVAN ISTICHORI. Kemampuan Zeolit untuk Menurunkan Konsentrasi Ion
Besi dan Mangan dalam Limbah Cair Tambang. Dibimbing oleh SUWARDI dan
DYAH TJAHYANDARI SURYANINGTYAS.
Permasalahan limbah cair tambang merupakan isu utama yang sering
muncul dari kegiatan pertambangan. Pemerintah melalui Keputusan Menteri
Lingkungan Hidup No. 113/2003 menetapkan konsentrasi yang diperbolehkan
untuk kandungan Fe terlarut adalah sebesar 7 ppm sedangkan kandungan Mn
terlarut sebesar 4 ppm dalam limbah cair tambang sebelum dilepas ke perairan
umum. Di Kalimantan Tengah ditemukan kandungan Mn dalam limbah cair
tambang di settling pond masih melebihi ambang batas walaupun telah diberi
perlakuan kapur dan arang aktif, sehingga diperlukan cara lain untuk
menanggulanginya. Penelitian ini bertujuan untuk mengukur kemampuan zeolit
dalam menjerap ion besi dan mangan baik dosis maupun ukuran zeolit yang tepat
serta metode aplikasi penggunaannya di lapang. Contoh limbah cair tambang yang
digunakan terdiri dari dua jenis yaitu limbah cair tambang yang berasal dari
tambang batubara di Kalimantan Tengah dan limbah cair simulasi, dengan
kandungan besi dan mangan masing-masing terdiri dari 2 konsentrasi yaitu 10
ppm dan 20 ppm untuk Fe serta 8 ppm dan 16 ppm untuk Mn. Sedangkan zeolit
yang digunakan terdiri dari dua ukuran yaitu zeolit halus (< 0.2 mm) dan kasar (816 mm) dengan 2 kali ulangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian 1
g zeolit ke dalam 100 ml larutan yang mengandung 10.0 ppm Fe dapat
menurunkan konsentrasi Fe menjadi 1.3 ppm atau turun 87%. Sedangkan
pemberian 3 g zeolit ke dalam 100 ml larutan mengandung 8.0 ppm Mn dapat
menurunkan konsentrasi Mn menjadi 3.6 ppm atau turun 55%. Kemampuan zeolit
menjerap Fe adalah 0.87 mg/g zeolit, sedangkan untuk Mn sebesar 0.29 mg/g
zeolit pada ukuran Zn > Cu > Fe > Mn (Poerwadi et al. 1998).
Selektivitas zeolit dalam menjerap Fe dan Mn menunjukkan bahwa zeolit lebih
selektif dalam menjerap Fe dibandingkan Mn.
8
Pengaruh Waktu Kontak Zeolit terhadap Penurunan Konsentrasi Fe dan Mn
Terlarut dalam Limbah Cair Tambang
Penurunan konsentrasi baik Fe maupun Mn terlarut menunjukkan waktu
kontak optimum terjadi setelah 30 menit (Gambar 3a).
(a)
(b)
Gambar 3 Grafik hubungan waktu dengan penurunan konsentrasi (a) Fe dan (b) Mn
Penurunan konsentrasi Fe signifikan pada 10 menit pertama (Gambar 3a).
Konsentrasi Fe terlarut terendah terjadi pada 10 menit waktu kontak yaitu mampu
menurunkan konsentrasi Fe terlarut dari 0.19 ppm ke 0.03 ppm, sedangkan untuk
menit-menit selanjutnya penurunan konsentrasi Fe terlarut tidak signifikan.
Peristiwa ini kemungkinan besar disebabkan oleh keadaan zeolit yang sudah
mengalami kejenuhan sehingga tidak mampu lagi menjerap logam yang berada
dalam limbah cair tambang. Bahkan pada kondisi ini logam Fe yang tadinya telah
terjerap dapat terlepas kembali.
Pengaruh waktu kontak zeolit terhadap penurunan konsentrasi Mn dalam
limbah cair tambang dapat dilihat pada Gambar 3b. Penurunan konsentrasi Mn
signifikan hingga menit ke 30 waktu kontak. Hal ini juga ditunjukkan oleh hasil
penelitian Qur’ani (2011), yang menunjukkan kondisi optimum penurunan
konsentrasi logam Fe dan Mn dalam limbah cair tambang menggunakan zeolit
pada waktu kontak 30 menit.
Pengaruh Tingkat Kehalusan Zeolit terhadap Penurunan Konsentrasi Fe
dan Mn Terlarut dalam Limbah Cair Simulasi
Terdapat perbedaan kemampuan antara zeolit halus dan kasar dalam
menurunkan konsentrasi Fe dan Mn. Pada sampel air limbah simulasi dengan
9
konsentrasi Fe terlarut 10 ppm, pemberian zeolit baik kasar maupun halus
sebanyak 1 gram/100 ml mampu menurunkan Fe terlarut hingga memenuhi baku
mutu lingkungan, dengan kapasitas penurunan lebih besar terjadi pada pemberian
zeolit halus (Gambar 4a).
Kemudian, pada saat konsentrasi Fe terlarut dalam air limbah simulasi
ditingkatkan menjadi 20 ppm, maka pemberian zeolit halus sebanyak 1 gram/100
ml masih mampu menurunkan Fe terlarut hingga di bawah baku mutu lingkungan
yaitu 4.58 ppm (77.10%), sedangkan untuk zeolit kasar diperlukan pemberian
sebesar 10 gram/100 ml (Gambar 4b).
Gambar 4 Penurunan konsentrasi Fe dan Mn dalam berbagai konsentrasi limbah cair
simulasi dengan variasi bobot dan ukuran zeolit (a) Fe 10 ppm (b) Fe 20
ppm (c) Mn 8 ppm (d) Mn 16 ppm
Pada sampel air limbah simulasi dengan konsentrasi awal Mn 8 ppm
penurunan konsentrasi Mn terlarut hingga di bawah baku mutu lingkungan dicapai
pada dosis zeolit halus sebesar 5 gram/100 ml dan dosis zeolit kasar sebesar 10
gram/100 ml (Gambar 4c). Selanjutnya, bila konsentrasi awal Mn terlarut dalam
sampel air limbah simulasi ditingkatkan menjadi 16 ppm, maka untuk
mendapatkan konsentrasi Mn terlarut di bawah baku mutu lingkungan dibutuhkan
10 gram zeolit halus/100 ml sampel (Gambar 4d).
Hal tersebut terjadi karena ukuran butir zeolit berbanding lurus terhadap
seberapa besar luasan permukaan sentuh zeolit dengan ion logam. Semakin halus
zeolit artinya semakin besar pula luas permukaan zeolit maka akan semakin
banyak terjadi kontak antara permukaan zeolit dan ion logam, sehingga zeolit
halus akan menjadi lebih efisien dalam menjerap ion Fe dan Mn dibanding zeolit
kasar.
10
Rancangan Metode Aplikasi Zeolit dalam Mengurangi Fe dan Mn Terlarut
dalam Limbah Cair Tambang
Pengelolaan limbah cair tambang memang sudah banyak diterapkan di
pertambangan di Indonesia, namun dengan menggunakan zeolit ini belum banyak
referensi yang tersedia. Metode aplikasi yang baik seringkali berbanding lurus
dengan biaya yang harus dikeluarkan oleh pelaku usaha pertambangan yang
artinya ada penambahan biaya yang harus dialami perusahaan.
Gambar 5 Rancangan metode aplikasi zeolit dalam mengurangi Fe dan Mn terlarut
dalam limbah cair tambang modifikasi dari PT. Marunda Grahamineral
Sebagai alternatif untuk mengelola limbah cair tambang dengan bahan yang
murah efektif dan melimpah di Indonesia, dapat memanfaatkan zeolit.
Berdasarkan hasil penelitian ini dapat digunakan kombinasi dari kedua ukuran
zeolit halus dan kasar dikombinasikan dan pemberian kapur CaCO3. Adapun
desain penempatannya seperti yang telihat pada Gambar 5.
Disain rancangan aplikasi zeolit dalam mengurangi konsentrasi Fe dan Mn
pada limbah cair tambang ini merupakan hasil modifikasi dari disain yang
digunakan oleh perusahaan tambang PT. Marunda Grahamineral. Perbedaan
utama pada disain rancangan aplikasi zeolit ini terletak pada penggunaan bahan
penjerap, bahan penjerap yang digunakan PT. Marunda Grahamineral adalah
karbon aktif sedangkan bahan penjerap yang digunakan pada rancangan ini diganti
menggunakan zeolit. Kemudian perbedaan lainnya terletak pada modifikasi
saluran limbah cair tambang ini menuju kolam endap dan pada jeram keduanya
dibuat dengan kontruksi zeolit berbentuk bongkah. Modifikasi lainnya yaitu
berupa penambahan pemberian zeolit halus yang ditebarkan pada kolam endap 2.
Limbah cair tambang dialirkan menuju saluran yang dibuat dengan
konstruksi dari zeolit berbentuk bongkahan, lalu limbah cair tambang diarahkan
melalu jeram buatan yang dibuat berundak dan menurun sehingga akan terjadi
proses oksidasi dengan udara. Kemudian aliran diarahkan menuju kolam endap 1.
Pada kolam endap 1 ini diberikan perlakuan kapur halus (CaCO3). Sehingga
limbah cair tambang yang berada pada kolam endap 1 akan mengalami kenaikan
pH sampai mendekati pH normal. Kapur disini digunakan untuk menaikkan pH air
agar terjadi reaksi alami pada limbah cair tambang sehingga sebagian ion logam
yang ada akan mengendap. Setelah itu aliran menuju filter zeolit, berupa filter
berisi zeolit kasar yang ditaruh pada aliran ini. Filter zeolit ini berfungsi sebagai
penjerap Fe dan Mn yang masih terlarut. Selain itu penggunaan zeolit berukuran
kasar yang diletakkan ke dalam wadah filter disini juga berfungsi agar zeolit tidak
11
hanyut dan hilang terbawa aliran limbah cair tambang. Kemudian aliran menuju
kolam endap 2 dimana di kolam endap ini diberikan zeolit halus. Setelah itu
dibiarkan, Fe dan Mn yang terlarut akan mengendap bersama zeolit didasar
kolam.
SIMPULAN
1. Pemberian 1 g zeolit ke dalam 100 ml larutan yang mengandung 10.0 ppm
Fe dapat menurunkan konsentrasi Fe menjadi 1.3 ppm atau turun 87%.
Sedangkan pemberian 3 g zeolit ke dalam 100 ml larutan mengandung 8.0
ppm Mn dapat menurunkan konsentrasi Mn menjadi 3.6 ppm atau turun
55%.
2. Kemampuan zeolit menjerap Fe adalah 0.87 mg/g zeolit, sedangkan untuk
Mn sebesar 0.29 mg/g zeolit pada ukuran < 0.2 mm. Semakin halus ukuran
zeolit kemampuan menjerap Fe dan Mn semakin besar.
3. Metode aplikasi zeolit dalam menurunkan kandungan Fe dan Mn pada
limbah cair tambang dapat dilakukan dengan beberapa ukuran dan cara
penempatan. Zeolit kasar sebaiknya digunakan sebagai filter pada saluran
limbah cair sedangkan zeolit halus ditebarkan pada kolam pengendapan.
DAFTAR PUSTAKA
Anggara PA, Wahyuni S, Prasetya AT. 2013. Optimalisasi zeolit alam Wonosari
dengan proses aktivasi secara fisis dan kimia. Indonesian Journal of Chemical
Science 2 (1) (2013) [Internet]. Waktu pembaharuan : Mei 2013 [diunduh 2015
Agustus 21]. Tersedia pada: http://journal.unnes.ac.id/sju/index.php/ijcs/
article/download/1217/1169.
Anonim. Keputusan Menteri Lingkungan Hidup RepublikIndonesia Nomor. 113,
Tahun 2003. Tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha dan atau Kegiatan
Pertambangan.
Anonim. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor. 82, Tahun 2001,
Tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air.
Barrer, R.M. 1978. Cation-exchange equilibria in zeolites and feldspathoid. Page
385-401. In L.B. Sand and F.A. Mumpton (ed.) Natural Zeolites: Occurrence,
properties, use. Pergamon Press Inc., Elmsford, NY.
Julianti. 2005. Diktat Pusat Pendidikan dan Pelatihan PTBA. PT. Bukit Asam
(Persero) Tbk: Tanjung Enim.
Kusdarto. 2009. Potensi Zeolit di Indonesia. Prosiding Seminar Nasional Zeolit
VI. Ikatan Zeolit Indonesia.
Mulyanto, B dan Suwardi. 2006. Prospek Zeolit Sebagai Bahan Penjerap dalam
Remediasi Lahan Bekas Tambang. Jurnal Zeolit Indonesia Vol. 5 No 2. Bogor.
12
Mumpton, E,A 1984, “The Role of Natural Zeoiltes in Agriculture and
Aquaculture”, In W,G Pond and E,A, Mumpton (ed) Zeo-Agriculture Boulder:
West View Press.
Poerwadi B, Pariadi, Kamulyan B, Ariseno A. 1998. Jurnal Ilmu-Ilmu Teknik
(Engineering) vol. 10 no. 1 (Apr. 1998), page 13-26. Pemanfaatan Zeolit Alam
Indonesia sebagai Adsorben Limbah Cair dan Media Fluidisasi dalam Kolom
Fluidisasi. ISSN: 1410-4121. Penerbit: Lembaga Penelitian Universitas
Brawijaya.
Qur’ani CP. 2011. Penyerapan Logam Besi (Fe) dan Mangan (Mn) Dalam Air
Asam Tambang Pt. Bukit Asam (Persero) Tbk. Menggunakan Zeolit Disalut
Kitosan. Palembang (ID): Politeknik Negeri Sriwijaya.
Saryati, Supardi, S. Supandi, S. Rohmad. 2009. Penghilangan logam berat dalam
larutan dengan zeolit alam. Prosiding Seminar Nasional Zeolit VI.463-471.
Bandung.
Sulistiya, Nimas dan Mahayana, Argoto. 2014. kinetika absorbsi krom dengan
zeolit alam aktif pada limbah industri pelapisan logam. Di dalam: Rekayasa
Sains dan Teknologi dalam Meningkatkan Daya Saing dan Potensi Daerah.
Prosiding Seminar Teknologi Kimia, Industri, dan Informasi [internet]. 25
Januari 2014. Surakarta, Indonesia. Surakarta (ID): Snatkii. hlm 141-151.
[diunduh 2015 Agustus 21]. Tersedia pada: http://124.40.252.4/snatkii/14.pdf
Siallagan D, Suwardi. 2003. Pengaruh Zeolit terhadap Logam Berat dan Bahan
Kimia Terlarut pada Air Tanah: Studi Kasus Areal Permukiman Darmaga
Bogor Jawa Barat. Jurnal Zeolit Indonesia Vol. 2 No.1. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
LAMPIRAN
Lampiran 1 Diagram alur penelitian
Lampiran 2 Konsentrasi Fe 10 ppm setelah dijerap zeolit halus (< 0.2 mm)
Bobot zeolit (gram)
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
5.00
10.00
15.00
konsentrasi Fe setelah dijerap (ppm)
10.00
4.99
3.37
2.24
1.89
1.33
0.89
0.79
0.55
14
Lampiran 3 Konsentrasi Fe 20 ppm setelah dijerap zeolit halus (< 0.2 mm)
Bobot zeolit (gram)
0.00
1.00
5.00
10.00
15.00
konsentrasi Fe setelah dijerap (ppm)
20
4.58
2.44
2.08
1.61
Lampiran 4 Konsentrasi Mn 8 ppm setelah dijerap zeolit halus (< 0.2 mm)
Bobot zeolit (gram)
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
10.00
15.00
konsentrasi Mn setelah dijerap (ppm)
5.13
4.57
3.63
3.17
1.92
0.79
0.25
Lampiran 5 Konsentrasi Mn 16 ppm setelah dijerap zeolit halus (< 0.2 mm)
Bobot zeolit (gram)
1.00
5.00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
konsentrasi Mn setelah dijerap (ppm)
13.17
7.46
4.18
4.02
3.85
3.59
3.45
2.82
Lampiran 6 lokasi PIT pengambilan contoh limbah cair tambang
15
Lampiran 1 Sistem pengelolaan limbah cair tambang PT Marunda Grahamineral
(a) Limbah cair tambang dipompa melalui pipa-pipa
(b) Saluran limbah cair tambang menuju kolam pengendapan
(c)
Jeram buatan sebagai proses okidasi limbah cair tambang dan pemberian
kapur
16
RIWAYAT HIDUP
Penulis ini dilahirkan pada tanggal 10 Desember 1989 di Bogor. Penulis
merupakan anak pertama dari empat bersaudara dari pasangan Bapak Drs.
Suhaemi MM. QIA. dan Ibu Muniroh. Penulis memiliki tiga orang adik bernama
Emili Rohmawati, Adam Mulyawan dan Arief Darmawan. Penulis mengawali
pendidikan formal di TK Darul Ihya Ciomas Bogor yang diselesaikan pada tahun
1996, kemudian melanjutkan ke SDN Taman Pagelaran Bogor yang diselesaikan
pada tahun 2002, pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikannya di
SMP Negeri 6 Bogor dan selesai pada tahun 2005. Penulis meneruskan
pendidikan di SMA Negeri 2 Bogor dan selesai pada tahun 2008 dan pada tahun
yang sama diterima di Institut Pertanian Bogor dengan program studi Manajemen
Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian.
Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif sebagai anggota Badan
Pengawas Himpunan Mahasiswa Ilmu Tanah (BP-HMIT) periode 2009-2010,
Sebagai Ketua BP-HMIT periode 2010-2011. Selain itu penulis aktif sebagai
anggota Badan Pengawas Organisasi Forum Komunikasi Himpunan Mahasiswa
Ilmu Tanah Indonesia (BPO-FOKUSHIMITI) selama periode 2010-2012.
Menjadi delegasi IPB dalam kegiatan kefokushimitian di Universitas Sriwijaya
palembang 2008, Universitas Brawijaya Malang 2010, Universitas Sriwijaya 2012
dan Universitas Kharun Ternate 2012. Dalam kegiatan akademik, penulis
berkesempatan menjadi asisten Praktikum Mata Kuliah Survey dan Evaluasi
Sumberdaya Lahan pada periode 2011-2012, selain itu penulis juga menjadi
asisten Praktikum Morfologi dan Klasifikasi Tanah pada periode 2012-2013, serta
asisten Praktikum Pengantar Ilmu Tanah pada periode 2012-2013. Penulis juga
aktif dalam berbagai kepanitiaan yang diselenggarakan IPB, di antaranya sebagai
panitia Pekan Ilmiah Ilmu Tanah Nasional (PILMITANAS) pada tahun 2011.