UJI EFEKTIFITAS DAN EFISIENSI FILTER BIO
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
UJI EFEKTIFITAS DAN EFISIENSI FILTER BIOMASSA
MENGGUNAKAN SABUT KELAPA (Cocos nucifera) SEBAGAI
BIOREMOVAL UNTUK MENURUNKAN KADAR LOGAM (Cd, Fe, Cu),
TOTAL PADATAN TERSUSPENSI (TSS) DAN MENINGKATKAN pH
PADA LIMBAH AIR ASAM TAMBANG BATUBARA
Anggriyani Wahyu Pinandari, Dwi Noor Fitriana, Ary Nugraha, dan
Eko Suhartono
Program Studi Kesehatan Masyarakat, Fakultas Kedokteran, Unlam
Jl. A. Yani Km. 36 Banjarbaru 70714 Kalimantan Selatan
ABSTRAK
Sabut kelapa adalah jenis tanaman yang dapat digunakan sebagai biomassa penjerap
logam pada alat filter penjernih air. Kalimantan Selatan selain kaya akan potensi sabut
kelapanya juga memiliki banyak tambang batubara. Umumnya proses penambangan
batubara akan melepaskan mineral lain seperti natrium, kalium dan sulfida yang dapat
mengalami oksidasi pirit sehingga membentuk garam-garam yang bersifat asam dengan pH
2,8-3,4. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan biomassa sabut kelapa
dalam menurunkan kadar Cd, Fe, Cu dan TSS serta peningkatan pH pada air asam tambang
batubara dengan alat pengolah air filter biomassa. Penelitian ini merupakan penelitian
eksperimental semu dengan one group pre test-post test design. Pengambilan sampel
dilakukan pada 3 titik sampling dengan pola setengah diagonal. Pengukuran kadar pH, Cd,
Fe, Cu dan TSS dilakukan pada sampel sebelum dan sesudah perlakuan. Analisis data
menggunakan uji dependent t test dengan α=5%. Hasil penelitian menunjukkan terjadinya
penurunan signifikan (p< 0,05) pada kandungan TSS air asam tambang batubara setelah
penyaringan dengan nilai t (0,018), untuk pH nilai t (0,000), untuk Cu nilai t (0,012) dan
untuk Fe nilai t (0,000). Rata-rata penurunan kandungan TSS sesudah penyaringan sebesar
31,24% dan rata-rata penurunan pada uji efisiensi alat setelah dilakukan pengulangan
sebanyak 5 kali yaitu sebesar 22,29%. Rata-rata penurunan kadar Cu sesudah penyaringan
sebesar 37,78% dan rata-rata penurunan pada uji efesiensi alat setelah dilakukan
pengulangan sebanyak lima kali yaitu sebesar 85,16%. Rata-rata penurunan kadar Fe
sesudah penyaringan sebesar 61,82% dan rata-rata penurunan pada uji efisiensi alat
setelah dilakukan pengulangan sebanyak 5 kali yaitu sebesar 58,60%. Namun, tidak
terdapat penurunan kadar Cd (p> 0,05) pada air asam tambang batubara setelah
penyaringan. Kadar logam Cd sebelum dan sesudah perlakuan berturut-turut adalah
0,0237 mg/L dan 0,116 mg/L atau dengan kata lain terjadi peningkatan kadar Cd pada
sampel setelah perlakuan sebesar 0,0923 mg/L. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan
dapat ditarik kesimpulan bahwa penggunaan alat filter biomassa dapat meningkatkan pH
dan menurunkan kadar Fe, Cu dan TSS, namun tidak dapat menurunkan kadar Cd air asam
tambang batubara.
Kata-kata kunci: Sabut kelapa, filter, air asam tambang batubara, Cd, Cu, Fe, TSS, pH
1
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air asam tambang (AAT) merupakan residu yang berasal dari sisa
pengolahan bijih setelah target mineral utama dipisahkan. Secara mineralogi air asam
tambang terdiri atas mineral seperti silika, silikat besi, magnesium, natrium, kalium,
dan sulfida. Selanjutnya mineral-mineral tersebut dapat mengalami oksidasi
(terutama oksidasi pirit) sehingga membentuk garam-garam yang bersifat asam
dengan pH 2,8-3,4 (Munawar, 2007; Herma dan Zulkifli, 2006; Wulan et al, 2008).
Air asam tambang akan menghasilkan endapan batubara yang masih memiliki
sifat-sifat fisika yang tidak jauh berbeda dengan batubara asalnya, antara lain
kandungan kalorinya. Endapan ini dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi
alternatif melalui pembuatan briket batubara. Namun polutan yang terdapat dalam air
asam tambang, yakni logam kadmium (Cd) dapat meracuni perairan dan berdampak
buruk bagi kesehatan makhluk hidup di sekitarnya. Selain itu juga dapat
mengakibatkan penurunan kualitas lingkungan (Herma dan Zulkifli, 2006; Wulan et
al, 2008; Kresnawaty, 2007; Amin, 2002; Westra, 2001).
Pengolahan air asam tambang yang memenuhi standar baku mutu diperlukan
agar aman dibuang ke lingkungan. Berdasarkan Peraturan Gubernur Kalimantan
Selatan Nomor 036 Tahun 2008 yang mengatur bahwa standar baku mutu air limbah
kegiatan penambangan, pengolahan atau pencucian batubara untuk kandungan
logam besi (Fe) total, Mangan (Mn) total, Kadmium (Cd) total, pH dan residu
tersuspensi (TSS) berturut-turut tidak boleh melebihi kadar maksimum 7 mg/L; 4
mg/L; 0,05 mg/L; 6-9 mg/L; 200 mg/L sehingga aman untuk di buang ke lingkungan
(Wulan et al, 2008; Rahman, 2006; Anonim, 2008).
Berbagai macam perlakuan secara fisika dan kimia atau gabungan keduanya
telah lama digunakan untuk menghilangkan Cd dari limbah industri pertambangan.
Misalnya dengan proses pemisahan ion logam berat atau dengan resin penukar ion
(exchange resins), penyerapan dengan menggunakan karbon aktif, electrodialysis,
reverse osmosis, penambahan koagulan dan kapur. Namun metode ini sangat sulit,
mahal, tidak efisien, membutuhkan banyak energi dan menghasilkan endapan yang
beracun (Munawar, 2007; Wulan et al, 2008; Kresnawaty, 2007; Wulandari et al,
2005; Suhendrayatna, 2007; Gopalakrishnan et al, 2009; Carolina, 2009).
Mengatasi hal tersebut, perlu dicari penyelesaian alternatif dengan
karakteristik mudah dan murah. Salah satu alternatif tersebut adalah pemanfaatan
filter biomassa dengan menggunakan tanaman seperti sabut kelapa. Hal ini
didasarkan atas sabut kelapa merupakan bahan yang murah dan mudah didapat
(Gopalakrishnan et al, 2009; Hidayati et al, 2006).
Kalimantan Selatan menghasilkan jumlah sabut kelapa yang diperkirakan
sebesar 130 ribu ton per tahun. Jumlah ini didapat dari luas area perkebunan kelapa
yang mencapai 0,277 juta ha atau 7,50% dari luas area perkebunan kelapa di
Indonesia. Sampai saat ini pengolahan hasil perkebunan masih terfokus pada hasil
utama yaitu daging buah, sedangkan industri yang mengolah hasil sampingan masih
tradisional dan terbatas. Sabut kelapa hanya dimanfaatkan sebagai keset, sapu, dan
peralatan rumah tangga lainnya (Hidayati et al, 2010; Ulman, 2003; Surya, 2008).
2
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
Sabut kelapa (Cocos nucifera ) pernah diteliti berkaitan dengan potensinya
sebagai biosorben dan bioakumulator logam berat, di antaranya karena memiliki
persentase material dinding sel sebagai sumber pengikatan logam yang tinggi dan
juga biomassa. Mawar D. Silalahi (2007) telah meneliti pemanfaatan sabut kelapa
untuk menurunkan kadar Mn (II) dalam air sumur di wilayah Jakarta. Hasil
penelitian sebelumnya dengan metode pengguncangan mekanik (shaker ) didapatkan
bahwa penyisihan Mn (II) dari air sumur untuk sabut kelapa tanpa perlakuan jauh
lebih besar daripada sabut kelapa perlakuan yaitu 99.56% terhadap 30%. K.
Gopalakrishnan (2009) meneliti kemampuan sabut kelapa yang diaktifkan dalam
menurunkan Zn (II), Cu (II) dan Cr (VI) pada limbah industry tekstil. Penelitian lain
juga menyebutkan serbuk sabut kelapa (coco peat) dapat menyerap air, oli, Fe (II)
dan Mn (II) (Gopalakrishnan et al, 2009; Silalahi et al, 2007; Subiyanto et al, 2003;
Awang et al, 2009).
Penelitian terdahulu membuktikan bahwa pemanfaatan biomassa tumbuhan
yang digunakan dalam filter biomassa berhasil menurunkan kadar logam air gambut
dengan debit rendah yaitu 100ml/24 jam. Penelitian pengolah air asam tambang
menggunakan kombinasi biomassa sabut kelapa (Cocos nucifera ) untuk menurunkan
kadar logam (Cd, Fe, Cu), Total Padatan Tersuspensi (TSS) dan meningkatkan pH.
Oleh karena itu penelitian ini perlu dilakukan agar ditemukan alternatif pengolahan
air asam tambang yang efektif, murah dan mudah dilakukan (Priyanto, 2009).
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut di atas, maka rumusan masalah dalam
penelitian ini adalah apakah ada perubahan kadar logam (Cd, Fe, Cu), Total Padatan
Tersuspensi (TSS) dan pH dalam air asam tambang batubara setelah penyaringan
dengan alat filter biomassa sabut kelapa (Cocos nucifera )?
Tujuan Program
Tujuan umum penelitian ini untuk membandingkan kadar Cd, Fe, Cu, dan
TSS dan pH dalam air asam tambang batubara sebelum dan setelah penyaringan
dengan alat filter biomassa sabut kelapa (Cocos nucifera ).
Tujuan khusus penelitian ini untuk mengukur kadar Cd, Fe, Cu, TSS, dan pH
dalam air asam tambang batubara sebelum dan setelah penyaringan dengan alat filter
biomassa sabut kelapa (Cocos nucifera ) serta mengetahui efisiensi alat.
Kegunaan Program
Jika penelitian ini terbukti maka hasil penelitian dapat digunakan sebagai
upaya alternatif pengolahan air asam tambang batubara secara biologis untuk
mengurangi ion logam berat dari air tercemar. Selain itu juga dapat sebagai bahan
acuan bagi penelitian selanjutnya dan menjadi pengetahuan tambahan bagi peneliti.
METODE PENELITIAN
Rancangan Penelitian
Rancangan penelitian ini adalah bersifat eksperimental semu dengan one
group pre test–post test design terhadap penurunan kadar Cd dalam limbah air asam
3
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
tambang batubara setelah penyaringan dengan alat filter biomassa sabut kelapa
(Cocos nucifera ). Penelitian menggunakan metode eksperimental semu dengan one
group pre test–post test design karena didalam penelitian ini salah satu syarat
penelitian eksperimental tidak terpenuhi yaitu tidak adanya randomisasi
(pengelompokan anggota sampel pada kelompok eksperimen dan kelompok kontrol
tidak dilakukan dengan random) dan ada perlakuan sebelum dan sesudah
penyaringan.
Subjek Penelitian
Subjek penelitian ini adalah air limbah batubara yang diambil dari pit (lubang
galian) industri pertambangan batubara PT Pamapersada Nusantara di Desa Rantau
Nangka Kecamatan Sungai Pinang Kalimantan Selatan. Pengambilan sampel
dilakukan dengan teknik junction pada lima titik pengambilan, kemudian sampel
dihomogenkan sebelum diberi perlakuan di laboratorium.
Bahan dan Alat Penelitian
1. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah air limbah batubara yang
diambil dari pit industri pertambangan batubara PT Pamapersada Nusantara di Desa
Rantau Nangka Kecamatan Sungai Pinang Kalimantan Selatan, HCl, karbon aktif (2
kg), sabut kelapa (15 kg), genteng yang dihaluskan (10 kg), pasir sungai (10 kg), dan
HNO3.
2. Alat Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi bak penampung awal dan
bak penampung hasil, pipa PVC, sock drat dalam, tutup atau CO (cap out), sock drat
luar, noksel, dop drat atas, dop bawah dan dudukan, elbow, lem PVC, tester (letter
T), stop keran, wadah plastik, pompa air dan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA).
Prosedur Penelitian
a. Filter biomassa
Desain alat filter biomassa seperti tertera pada Gambar 1.
Gambar 1 Rancangan alat.
4
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
b. Pengisian media filter
Sebelum bahan-bahan media filter (karbon aktif, sabut kelapa, pasir sungai,
genteng yang dihaluskan) dimasukkan ke dalam tabung filter, bahan tersebut dicuci
terlebih dahulu, baru dikeringkan. Bahan-bahan tersebut kemudian ditumbuk atau
dihaluskan (80-100 mesh) dan dicuci lagi sampai bersih.
Sabut kelapa dikumpulkan, dikeringkan dan dihaluskan dengan cara
ditumbuk. Sampel kemudian disaring dengan ukuran 80-100 mesh. Setelah
dihaluskan kemudian dicuci dengan HCl encer (untuk menghilangkan kotoran dan
logam) sebanyak 2 kali, dikeringkan, ditumbuk dan dihaluskan dan disaring kembali
dengan ukuran 80-100 mesh.
c. Pengambilan sampel
Sampel penelitian diambil dari pit pertambangan batubara PT. Pamapersada
Nusantara di Desa Rantau Nangka Kecamatan Sungai Pinang Kabupaten Banjar
Provinsi Kalimantan Selatan. Sampel diambil menggunakan wadah yang terbuat dari
plastik yang dilakukan sebanyak 3 kali dengan selang waktu 7 hari pada tiap
pengambilan. Pengambilan sampel menggunakan metode junction yang dilakukan
pada 3 titik. Setiap titik diambil sampel sebanyak 5 liter, kemudian sampel dari tiap
titik dihomogenkan. Sampel yang telah dihomogenkan ini kemudian dibagi menjadi
3 untuk diberikan perlakuan di laboratorium.
Uji efisiensi setelah alat digunakan berulang dilakukan pada 3 sampel
pengambilan pertama dengan penyaringan sebanyak 5 kali untuk memperkaya data.
Jumlah sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah 30 sampel. Pengawetan
sampel ditambahkan HNO3 0,01 M untuk mempertahankan kondisi sampel selama
dalam perjalanan dari lapangan menuju laboratorium.
d.
Mekanisme kerja
Air limbah dimasukkan ke bak penampung awal kemudian dialirkan dengan
pompa menuju alat pengolah air filter biomassa agar menghasilkan tekanan.
Kemudian air dialirkan ke dalam filter biomassa dengan membuka keran nomor 2,
sementara keran nomor 1 dan 3 ditutup, sehingga air mengalir dari saluran masuk
menuju bagian atas tabung, difilter oleh media filter, dan selanjutnya menuju saluran
keluar.
Kandungan Cd pada bak penampung awal diukur sebagai air limbah sebelum
pengolahan. Kemudian saluran CO bagian atas dibuka agar air limbah mengalir dari
bak penampung awal masuk ke dalam tabung filter. Air limbah yang keluar dari
saluran keluar filter ditampung di bak penampung hasil. Kandungan Cd diukur
sebagai air limbah setelah pengolahan.
e. Pemeriksaan kadar Cd, Fe, Cu, TSS serta pH
Uji kadar Cd, Fe, Cu dilakukan dengan cara, pertama mengukur 100 ml
benda uji dan masukkan kedalam corong pemisah kemudian menambahkan 1 ml
larutan APDK dan mengocoknya. Langkah selanjutnya adalah menambahkan lagi 10
ml MIBK dan mengocoknya kira-kira 30 detik, membiarkan beberapa saat sampai
terjadi pemisahan fase antara lapisan organik dan lapisan air. Tahapan selanjutnya
yaitu membuang lapisan airnya melalui cerat dan memindahkan lapisan organiknya
5
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
kedalam tabung gelas yang tertutup asah. Apabila busanya telah banyak, menyaring
pelarut organik tersebut melalui kertas saring yang diberi serbuk Na2SO4 bebas air
dan terakhir mengisapkan larutan organik satu persatu kedalam alat SSA melalui
pipa kapiler dan mencatat serapan masuknya.
Pemeriksaan TSS dilakukan secara gravimetri di mana contoh uji yang telah
homogen disaring dengan kertas saring yang telah ditimbang. Residu yang tertahan
pada saringan dikeringkan sampai mencapai berat konstan pada suhu 1030C sampai
dengan 1050C. Kenaikan berat saringan mewakili padatan tersuspensi total (TSS).
Jika padatan tersuspensi menghambat saringan dan memperlama penyaringan,
diameter pori-pori saringan perlu diperbesar atau mengurangi volume contoh uji.
Untuk memperoleh estimasi TSS, dihitung perbedaan antara padatan terlarut total
dan padatan total.
Pemeriksaan pH dilakukan dengan menggunakan alat pH meter. Alat pHmeter dikalibrasi dengan larutan penyangga sesuai instruksi kerja alat setiap kali
akan melakukan pengukuran, kemudian dikeringkan dengan kertas tisu. Selanjutnya
elektroda dibilas dengan air suling dan setelah itu dibilas dengan contoh uji.
Elektroda dicelupkan ke dalam contoh uji sampai pH meter menunjukkan pembacaan
yang tetap.
Teknik Pengumpulan Data
Data didapatkan dari hasil pemeriksaan laboratorium dengan pengukuran
kadar Cd, Cu, Fe, TSS serta pH sebelum dan sesudah pengolahan dengan filter
biomassa, dari sampel air yang berasal dari air limbah industri pertambangan
batubara PT Pamapersada Nusantara di Desa Rantau Nangka Kecamatan Sungai
Pinang Kalimantan Selatan.
Cara Analisis Data
Data yang diperoleh dianalisis dengan uji dependet t test dan uji efisiensi.
Dependent t test adalah uji yang mampu menunjukkan perbedaan rata-rata dari dua
kelompok yang saling bergantung, dengan derajat kepercayaan 95%, sesuai rumus:
d
t=
[( SD d ) / n ]
Keterangan : d = rata-rata deviasi
SD = Standar deviasi
n = Jumlah sampel
Untuk mengetahui kemampuan alat digunakan rumus efisiensi sebagai
berikut:
Keterangan : E = Efisiensi alat
So= Kadar sebelum
S = Kadar sesudah
Pengujian dependent t test dilakukan dengan komputerisasi di mana data hasil
perhitungan disajikan secara deskriptif terhadap penurunan kadar Cd dalam sampel
air asam tambang, persentase penurunan dan kecenderungan efisiensi alat.
6
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengujian alat filter biomassa sabut kelapa untuk menurunkan kadar
logam (Cd, Fe, Cu) pada air asam tambang batu bara menunjukkan perbedaan jumlah
kandungan logam pada air sampel sebelum dan sesudah perlakuan. Hal ini dapat
dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Rata-rata perbedaan kadar logam sebelum dan sesudah penyaringan
dengan sabut kelapa.
Peningkatan kadar Cd setelah diberikan perlakuan bisa disebabkan oleh
berbagai hal. Keterbatasan penyerapan Cd oleh biomassa dapat dikarenakan proses
biosorpsi merupakan proses yang terjadi sampai dicapai kesetimbangan antara
jumlah yang terserap dalam padatan dengan jumlah logam yang masih tersisa dalam
larutan. Disamping itu adanya logam lain pada sampel juga turut mempengaruhi
kapasitas penyerapan logam oleh filter (Kresnawaty, 2007; Gopalakrishnan et al,
2009; Hidayati et al, 2006).
Kuantitas biosorben tidak begitu mempengaruhi kemampuan penyerapan
karena mekanisme pengikatan ion logam oleh adsorbents mungkin tergantung pada
kimia sifat ion logam (ukuran dan jenis muatan ionik), jenis biomassa, kondisi
lingkungan (pH, suhu, kekuatan ionik) dan keberadaan bersaing organik atau
anorganik logam chelators (Wilde dan Benemann, 1993). Ini didukung juga oleh
rumus kesetimbangan serapan isoterm Langmuir yang hanya dipengaruhi oleh
tekanan dan suhu, tapi tidak dipengaruhi oleh jumlah adsorben (Kresnawaty, 2007).
Faktor internal yang mungkin mempengaruhi kemampuan filter dalam
menyerap logam adalah kepadatan dan kerapatan partikel. Karena semakin halus
ukuran adsorben, maka daya adsorpsi akan semakin besar. Selain itu, waktu kontak
ion logam dengan biomassa adalah parameter penting dalam proses absorpsi.
Biomassa dapat mengikat logam dalam rentang waktu yang spesifik, dimana
penjerapan meningkat seiring dengan bertambah lamanya waktu kontak yaitu 5-60
menit dan laju alir 1,7 ml/menit (Kresnawaty, 2007; Gopalakrishnan et al, 2009).
Perubahan nilai rata-rata Fe dan Cu pada sebelum dan sesudah penyaringan
diduga disebabkan oleh komposisi bahan-bahan kimia yang terdapat pada sabut
kelapa seperti selulosa, lignin, pyroligeneous acid, arang, ter, tannin dan potassium
yang mengandung gugus fungsi seperti karbonil, amino, tiol, hidroksi, fosfat, dan
hidroksi karbonil yang terdapat pada dinding sel berfungsi mengikat logam berat. Ini
7
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
sesuai dengan penelitian yang dilakukan Silalahi (Silalahi et al, 2007) bahwa sabut
kelapa berfungsi sebagai biosorben logam berat terkait kemampuan material dinding
sel sebagai sumber pengikatan logam. Dengan demikian, penambahan sabut kelapa
pada berat tertentu dapat menurunkan kadar Fe dan Cu pada Air Asam Tambang
Batubara (Subiyanto et al, 2003). Rata-rata kadar TSS air asam tambang batubara
sebelum dan sesudah penyaringan dapat dilihat pada Gambar 3.
Total Padatan Terlarut (TSS) (mg/L)
250
202
191
200
171.3
150
99
sebelum
100
Setelah
41.7
50
22.3
0
I
II
III
Pengambilan Sampel
Gambar 3. Rata-rata kadar total padatan tersuspensi air asam tambang batubara
sebelum dan sesudah penyaringan pada pengambilan sampel I, II dan III.
Konsentrasi TSS mengalami penurunan setelah dilakukan penyaringan,
namun hasil pengukuran mengalami fluktuasi. Hal ini mungkin dikarenakan
distribusi molekul adsorbat yang masuk ke dalam partikel media filtrasi sebagai
adsorben tidak diserap secara maksimal dan waktu kontak yang terlalu singkat
dengan media filtrasi.
pH normal untuk kehidupan air adalah 6-8. Hasil pengukuran pH sebelum
penyaringan yang dilakukan di lapangan menunjukkan nilai yang konstan, yaitu 6.
Nilai ini telah memenuhi standar Peraturan Gubernur Nomor 36 Tahun 2008 tentang
Baku Mutu Limbah Cair. Rata-rata nilai pH air asam tambang batubara sebelum dan
sesudah penyaringan dapat dilihat pada Gambar 4.
Derajat Keasaman (pH)
8
7.38
7.11
6
6
7.16
6
6
4
pH sebelum
pH setelah (sabut kelapa)
2
0
I
II
III
Pengambilan Sampel
Gambar 4. Rata-rata nilai pH air asam tambang batubara sebelum dan sesudah
penyaringan pada pengambilan sampel I, II dan III.
8
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
Selain mengukur perbedaan kadar logam sebelum dan sesudah penyaringan,
penelitian ini juga menguji efisiensi alat filter biomassa setelah dilakukan
pengulangan sebanyak lima kali, uji ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan alat
filter biomassa mengikat logam setelah dilakukan penyaringan berulang. Hasil
pengujian terhadap efisiensi alat didapatkan data seperti yang tertera pada Tabel 1.
Tabel 1.Data Hasil Pengulangan Penelitian Pemanfaatan Filter Biomassa
Sebelum
Sesudah penyaringan (mg/L)
Rata-rata sesudah
Variabel penyaringan
penyaringan(mg/L)
P1
P2
P3
P4
P5
(mg/L)
Cd
0,019 0,069 0,035 0,048 0,043 0,035
0,046
Cu
0,250 0,094 0,028 0,031 0,015 0,017
0,061
Fe
2,00 1,38 1,11 0,72 0,65 0,30
1,23
TSS
202
191
195
181
149
68
156,8
pH
6 7,11 7,14 7,10 7,18 7,14
7,13
Data pada grafik diatas dapat diformulasikan dengan rumus efisiensi untuk
mengetahui persentase penurunan masing-masing variabel setelah penyaringan. Di
mana rumus yang diterapkan adalah:
Ket : E = Efisiensi alat
So= Kadar sebelum
S = Kadar sesudah
Hasil perhitungan persentase efisiensi menggunakan rumus diatas dapat
dilihat pada Gambar 5.
9492.4
Persentase kadar logam
100
87.6
85
80
64 67.5
62.5
60
40
2
44.5
43.2
1
3
31
4
20
0
0
5
0 0 0
0
Cd
Cu
Fe
Gambar 5. Persentase efisiensi pengulangan Cd, Cu, Fe.
Filter biomassa sabut kelapa memiliki komponen penjerat yang aktif
menyerap logam yaitu lignin dan tannin sehingga mampu menurunkan kadar logam
berat dan TSS. Hasil ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Silalahi yang
menyatakan bahwa kandungan lignin dan selulosa pada tanaman mampu menjerat
logam berat.
9
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
sabut kelapa
Total Padatan Tersuspensi (mg/L)
70%
ISSN 2089-9122
66.33%
60%
50%
40%
26.24%
30%
sabut kelapa
20%
10%
10.40%
5%
3.47%
0%
I
II
III
IV
V
Gambar 6. Grafik presentase efektivitas kadar TSS air asam tambang batubara
setelah pengulangan penyaringan lima kali.
Konsentrasi TSS mengalami penurunan setelah dilakukan penyaringan,
namun hasil pengukuran mengalami fluktuasi. Hal ini mungkin dikarenakan
distribusi molekul adsorbat yang masuk ke dalam partikel media filtrasi sebagai
adsorben tidak diserap secara maksimal dan waktu kontak yang terlalu singkat
dengan media filtrasi.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa pada
penyaringan air asam tambang menggunakan biomassa sabut kelapa terjadi
penurunan kadar logam Cu dan Fe, sedangkan untuk Cd mengalami peningkatan.
Untuk penyaringan air asam tambang menggunakan biomassa kulit singkong terjadi
penurunan kadar logam Cu, Cd dan Fe.
Efisiensi pengulangan penyaringan dengan menggunakan filter biomassa
antara kulit singkong dengan sabut kelapa mengalami perbedaan. Filter biomassa
sabut kelapa memiliki efisiensi lebih tinggi dibandingkan kulit singkong dalam
menyerap logam. Namun kecenderungan diatas tidak terjadi pada penyaringan TSS.
Efisiensi penyerapan TSS lebih besar oleh kulit singkong dibandingkan dengan sabut
kelapa.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan parameter berbeda seperti warna
air, jumlah dan jenis bakteri dan bau sehingga fungsi alat dan media filter sebagai
penyaring air dapat diketahui sudah sesuai atau belum dengan standar baku mutu air
bersih.
10
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
DAFTAR PUSTAKA
Amin B., 2002. Distribusi logam berat Pb, Cu dan Zn pada sedimen di perairan
telaga tujuh karimun kepulauan riau. Jurnal natur Indonesia 2002;5(1):9-16.
Anonim., 2008. Peraturan gubernur Kalimantan Selatan nomor 036 tahun 2008.
Tentang perubahan atas peraturan gubernur Kalimantan Selatan nomor 04
tahun 2007 tentang baku mutu limbah cair (BMCL) bagi kegiatan industri,
hotel, restoran, rumah sakit, domestik dan pertambangan. Provinsi
Kalimantan Selatan: Badan Pengendalian Dampak Lingkungan Daerah.
Awang Y, Shaharom AS, Rosli B., 2009. Chemical and physical characteristics of
cocopeat-based media mixtures and their effects on the growth and
development of Celosia cristata. American journal of agricultural and
biological sciences 2009;4(1):63-71.
Carolina V., 2009. Penurunan keasaman air asam tambang pertambangan banko
menggunakan CaCo3. Tesis. Malang: Perpustakaan Politeknik Negeri
Sriwijaya. 2009.
Gopalakrishnan K, Jeyadoss T, et al., 2009. Biosorption of Zn(II), Cu(II) and Cr(VI)
from textile dye effluent using activated coconut fiber. Indian journal of
science and technology 2009;2(8).
Herma dan D. Zulkifli., 2006. Tinjauan terhadap tailing mengandung unsur
pencemar arsen (As), merkuri (Hg), timbal (Pb), dan kadmium (Cd) dari sisa
pengolahan bijih logam. Jurnal geologi Indonesia 2006;1(1):31-36.
Hidayati N, Syarif F dan Juhaeti T., 2006. Potensi Centrocema pubescence,
Calopogonium mucunoides dan Micania cordata dalam membersihkan logam
kontaminan pada limbah penambangan emas. Biodiversitas 2006;7(1):4-6.
…………., 2010. Prospek pengolahan hasil samping buah kelapa. 2008. Online
(http://www.blogster.com) diakses tanggal 17 Februari 2010.
Kresnawaty I., 2007. Biosorpsi logam Zn oleh biomassa Saccharomyces cerevisiae.
balai penelitian bioteknologi perkebunan Indonesia. Menara perkebunan
2007;75(2):80-92.
Munawar A., 2007. Pemanfaatan sumberdaya biologis lokal untuk pengendalian
pasif air asam tambang: lahan basah buatan. Jurnal ilmu tanah dan lingkungan
2007;7(1):31-42.
Priyanto RH., 2009. Modifikasi filter biomassa menggunakan eceng gondok untuk
penurunan jumlah zat padat terlarut dan peningkatan nilai pH air gambut.
Skripsi. Banjarbaru: Universitas Lambung Mangkurat, 2009.
Rahman A., 2006. Kandungan logam berat timbal (Pb) dan kadmium (Cd) pada
beberapa jenis krustasea di pantai Batakan dan Takisung Kabupaten Tanah
Laut Kalimantan Selatan. Jurnal bioscientiae 2006;3(2):93-101.
Silalahi, Siallagan C dan Monica E., 2007. Penyisihan Mn2+ dalam air sumur
dengan memanfaatkan sabut kelapa. Skripsi. Jakarta: Fakultas Arsitektur
Lansekap dan Teknologi Lingkungan, Universitas Trisakti, Jurusan Teknik
Lingkungan: 4(2). 2007.
Subiyanto B, Saragih R dan Husin E., 2003. Pemanfaatan serbuk sabut kelapa
sebagai bahan penyerap air dan oli berupa panel papan partikel. journal of
tropical wood science and technology 2003;1(1).
11
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
Suhendrayatna., 2007. Heavy metal bioremoval by microorganisms: A literature
study, institute for science and technology studies (ISTECS)-Chapter Japan.
Kagoshima: Department Of Applied Chemistry And Chemical Engineering
Faculty Of Engineering, Kagoshima University Japan, 2007.
Surya A., 2008. Limbah perkebunan kelapa (Cocos nucifera) sebagai bahan
pengawet makanan. Program Studi Pemuliaan Tanaman, 2008.
Ulman., 2003. Pabrik furfural dari tempurung kelapa dengan proses petrole chimie.
Skripsi. Surabaya: Intitut Teknologi Sepuluh November: Hal 1-17. 2003.
Westra GMP.,2001. Kemungkinan pemanfaatan limbah pencucian batubara sebagai
sumber energi alternatif dalam rumah tangga dan indutri kecil melalui
pembriketan. Jurnal penelitian UNIB 2001;7(3):191-197.
Wulan PPDK, M. Gozan dan H. Putra., 2008. Peningkatan efisiensi penggunaan
koagulan pada unit pengolahan air limbah batubara. Skripsi. Jakarta: Program
Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia, 2008.
Wulandari S, Dewi NF dan Suwondo., 2005. Identifikasi bakteri pengikat timbal (Pb)
pada sedimen di perairan sungai Siak. Jurnal biogenesis 2005;1(2):62-65.
12
ISSN 2089-9122
UJI EFEKTIFITAS DAN EFISIENSI FILTER BIOMASSA
MENGGUNAKAN SABUT KELAPA (Cocos nucifera) SEBAGAI
BIOREMOVAL UNTUK MENURUNKAN KADAR LOGAM (Cd, Fe, Cu),
TOTAL PADATAN TERSUSPENSI (TSS) DAN MENINGKATKAN pH
PADA LIMBAH AIR ASAM TAMBANG BATUBARA
Anggriyani Wahyu Pinandari, Dwi Noor Fitriana, Ary Nugraha, dan
Eko Suhartono
Program Studi Kesehatan Masyarakat, Fakultas Kedokteran, Unlam
Jl. A. Yani Km. 36 Banjarbaru 70714 Kalimantan Selatan
ABSTRAK
Sabut kelapa adalah jenis tanaman yang dapat digunakan sebagai biomassa penjerap
logam pada alat filter penjernih air. Kalimantan Selatan selain kaya akan potensi sabut
kelapanya juga memiliki banyak tambang batubara. Umumnya proses penambangan
batubara akan melepaskan mineral lain seperti natrium, kalium dan sulfida yang dapat
mengalami oksidasi pirit sehingga membentuk garam-garam yang bersifat asam dengan pH
2,8-3,4. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan biomassa sabut kelapa
dalam menurunkan kadar Cd, Fe, Cu dan TSS serta peningkatan pH pada air asam tambang
batubara dengan alat pengolah air filter biomassa. Penelitian ini merupakan penelitian
eksperimental semu dengan one group pre test-post test design. Pengambilan sampel
dilakukan pada 3 titik sampling dengan pola setengah diagonal. Pengukuran kadar pH, Cd,
Fe, Cu dan TSS dilakukan pada sampel sebelum dan sesudah perlakuan. Analisis data
menggunakan uji dependent t test dengan α=5%. Hasil penelitian menunjukkan terjadinya
penurunan signifikan (p< 0,05) pada kandungan TSS air asam tambang batubara setelah
penyaringan dengan nilai t (0,018), untuk pH nilai t (0,000), untuk Cu nilai t (0,012) dan
untuk Fe nilai t (0,000). Rata-rata penurunan kandungan TSS sesudah penyaringan sebesar
31,24% dan rata-rata penurunan pada uji efisiensi alat setelah dilakukan pengulangan
sebanyak 5 kali yaitu sebesar 22,29%. Rata-rata penurunan kadar Cu sesudah penyaringan
sebesar 37,78% dan rata-rata penurunan pada uji efesiensi alat setelah dilakukan
pengulangan sebanyak lima kali yaitu sebesar 85,16%. Rata-rata penurunan kadar Fe
sesudah penyaringan sebesar 61,82% dan rata-rata penurunan pada uji efisiensi alat
setelah dilakukan pengulangan sebanyak 5 kali yaitu sebesar 58,60%. Namun, tidak
terdapat penurunan kadar Cd (p> 0,05) pada air asam tambang batubara setelah
penyaringan. Kadar logam Cd sebelum dan sesudah perlakuan berturut-turut adalah
0,0237 mg/L dan 0,116 mg/L atau dengan kata lain terjadi peningkatan kadar Cd pada
sampel setelah perlakuan sebesar 0,0923 mg/L. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan
dapat ditarik kesimpulan bahwa penggunaan alat filter biomassa dapat meningkatkan pH
dan menurunkan kadar Fe, Cu dan TSS, namun tidak dapat menurunkan kadar Cd air asam
tambang batubara.
Kata-kata kunci: Sabut kelapa, filter, air asam tambang batubara, Cd, Cu, Fe, TSS, pH
1
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air asam tambang (AAT) merupakan residu yang berasal dari sisa
pengolahan bijih setelah target mineral utama dipisahkan. Secara mineralogi air asam
tambang terdiri atas mineral seperti silika, silikat besi, magnesium, natrium, kalium,
dan sulfida. Selanjutnya mineral-mineral tersebut dapat mengalami oksidasi
(terutama oksidasi pirit) sehingga membentuk garam-garam yang bersifat asam
dengan pH 2,8-3,4 (Munawar, 2007; Herma dan Zulkifli, 2006; Wulan et al, 2008).
Air asam tambang akan menghasilkan endapan batubara yang masih memiliki
sifat-sifat fisika yang tidak jauh berbeda dengan batubara asalnya, antara lain
kandungan kalorinya. Endapan ini dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi
alternatif melalui pembuatan briket batubara. Namun polutan yang terdapat dalam air
asam tambang, yakni logam kadmium (Cd) dapat meracuni perairan dan berdampak
buruk bagi kesehatan makhluk hidup di sekitarnya. Selain itu juga dapat
mengakibatkan penurunan kualitas lingkungan (Herma dan Zulkifli, 2006; Wulan et
al, 2008; Kresnawaty, 2007; Amin, 2002; Westra, 2001).
Pengolahan air asam tambang yang memenuhi standar baku mutu diperlukan
agar aman dibuang ke lingkungan. Berdasarkan Peraturan Gubernur Kalimantan
Selatan Nomor 036 Tahun 2008 yang mengatur bahwa standar baku mutu air limbah
kegiatan penambangan, pengolahan atau pencucian batubara untuk kandungan
logam besi (Fe) total, Mangan (Mn) total, Kadmium (Cd) total, pH dan residu
tersuspensi (TSS) berturut-turut tidak boleh melebihi kadar maksimum 7 mg/L; 4
mg/L; 0,05 mg/L; 6-9 mg/L; 200 mg/L sehingga aman untuk di buang ke lingkungan
(Wulan et al, 2008; Rahman, 2006; Anonim, 2008).
Berbagai macam perlakuan secara fisika dan kimia atau gabungan keduanya
telah lama digunakan untuk menghilangkan Cd dari limbah industri pertambangan.
Misalnya dengan proses pemisahan ion logam berat atau dengan resin penukar ion
(exchange resins), penyerapan dengan menggunakan karbon aktif, electrodialysis,
reverse osmosis, penambahan koagulan dan kapur. Namun metode ini sangat sulit,
mahal, tidak efisien, membutuhkan banyak energi dan menghasilkan endapan yang
beracun (Munawar, 2007; Wulan et al, 2008; Kresnawaty, 2007; Wulandari et al,
2005; Suhendrayatna, 2007; Gopalakrishnan et al, 2009; Carolina, 2009).
Mengatasi hal tersebut, perlu dicari penyelesaian alternatif dengan
karakteristik mudah dan murah. Salah satu alternatif tersebut adalah pemanfaatan
filter biomassa dengan menggunakan tanaman seperti sabut kelapa. Hal ini
didasarkan atas sabut kelapa merupakan bahan yang murah dan mudah didapat
(Gopalakrishnan et al, 2009; Hidayati et al, 2006).
Kalimantan Selatan menghasilkan jumlah sabut kelapa yang diperkirakan
sebesar 130 ribu ton per tahun. Jumlah ini didapat dari luas area perkebunan kelapa
yang mencapai 0,277 juta ha atau 7,50% dari luas area perkebunan kelapa di
Indonesia. Sampai saat ini pengolahan hasil perkebunan masih terfokus pada hasil
utama yaitu daging buah, sedangkan industri yang mengolah hasil sampingan masih
tradisional dan terbatas. Sabut kelapa hanya dimanfaatkan sebagai keset, sapu, dan
peralatan rumah tangga lainnya (Hidayati et al, 2010; Ulman, 2003; Surya, 2008).
2
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
Sabut kelapa (Cocos nucifera ) pernah diteliti berkaitan dengan potensinya
sebagai biosorben dan bioakumulator logam berat, di antaranya karena memiliki
persentase material dinding sel sebagai sumber pengikatan logam yang tinggi dan
juga biomassa. Mawar D. Silalahi (2007) telah meneliti pemanfaatan sabut kelapa
untuk menurunkan kadar Mn (II) dalam air sumur di wilayah Jakarta. Hasil
penelitian sebelumnya dengan metode pengguncangan mekanik (shaker ) didapatkan
bahwa penyisihan Mn (II) dari air sumur untuk sabut kelapa tanpa perlakuan jauh
lebih besar daripada sabut kelapa perlakuan yaitu 99.56% terhadap 30%. K.
Gopalakrishnan (2009) meneliti kemampuan sabut kelapa yang diaktifkan dalam
menurunkan Zn (II), Cu (II) dan Cr (VI) pada limbah industry tekstil. Penelitian lain
juga menyebutkan serbuk sabut kelapa (coco peat) dapat menyerap air, oli, Fe (II)
dan Mn (II) (Gopalakrishnan et al, 2009; Silalahi et al, 2007; Subiyanto et al, 2003;
Awang et al, 2009).
Penelitian terdahulu membuktikan bahwa pemanfaatan biomassa tumbuhan
yang digunakan dalam filter biomassa berhasil menurunkan kadar logam air gambut
dengan debit rendah yaitu 100ml/24 jam. Penelitian pengolah air asam tambang
menggunakan kombinasi biomassa sabut kelapa (Cocos nucifera ) untuk menurunkan
kadar logam (Cd, Fe, Cu), Total Padatan Tersuspensi (TSS) dan meningkatkan pH.
Oleh karena itu penelitian ini perlu dilakukan agar ditemukan alternatif pengolahan
air asam tambang yang efektif, murah dan mudah dilakukan (Priyanto, 2009).
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut di atas, maka rumusan masalah dalam
penelitian ini adalah apakah ada perubahan kadar logam (Cd, Fe, Cu), Total Padatan
Tersuspensi (TSS) dan pH dalam air asam tambang batubara setelah penyaringan
dengan alat filter biomassa sabut kelapa (Cocos nucifera )?
Tujuan Program
Tujuan umum penelitian ini untuk membandingkan kadar Cd, Fe, Cu, dan
TSS dan pH dalam air asam tambang batubara sebelum dan setelah penyaringan
dengan alat filter biomassa sabut kelapa (Cocos nucifera ).
Tujuan khusus penelitian ini untuk mengukur kadar Cd, Fe, Cu, TSS, dan pH
dalam air asam tambang batubara sebelum dan setelah penyaringan dengan alat filter
biomassa sabut kelapa (Cocos nucifera ) serta mengetahui efisiensi alat.
Kegunaan Program
Jika penelitian ini terbukti maka hasil penelitian dapat digunakan sebagai
upaya alternatif pengolahan air asam tambang batubara secara biologis untuk
mengurangi ion logam berat dari air tercemar. Selain itu juga dapat sebagai bahan
acuan bagi penelitian selanjutnya dan menjadi pengetahuan tambahan bagi peneliti.
METODE PENELITIAN
Rancangan Penelitian
Rancangan penelitian ini adalah bersifat eksperimental semu dengan one
group pre test–post test design terhadap penurunan kadar Cd dalam limbah air asam
3
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
tambang batubara setelah penyaringan dengan alat filter biomassa sabut kelapa
(Cocos nucifera ). Penelitian menggunakan metode eksperimental semu dengan one
group pre test–post test design karena didalam penelitian ini salah satu syarat
penelitian eksperimental tidak terpenuhi yaitu tidak adanya randomisasi
(pengelompokan anggota sampel pada kelompok eksperimen dan kelompok kontrol
tidak dilakukan dengan random) dan ada perlakuan sebelum dan sesudah
penyaringan.
Subjek Penelitian
Subjek penelitian ini adalah air limbah batubara yang diambil dari pit (lubang
galian) industri pertambangan batubara PT Pamapersada Nusantara di Desa Rantau
Nangka Kecamatan Sungai Pinang Kalimantan Selatan. Pengambilan sampel
dilakukan dengan teknik junction pada lima titik pengambilan, kemudian sampel
dihomogenkan sebelum diberi perlakuan di laboratorium.
Bahan dan Alat Penelitian
1. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah air limbah batubara yang
diambil dari pit industri pertambangan batubara PT Pamapersada Nusantara di Desa
Rantau Nangka Kecamatan Sungai Pinang Kalimantan Selatan, HCl, karbon aktif (2
kg), sabut kelapa (15 kg), genteng yang dihaluskan (10 kg), pasir sungai (10 kg), dan
HNO3.
2. Alat Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi bak penampung awal dan
bak penampung hasil, pipa PVC, sock drat dalam, tutup atau CO (cap out), sock drat
luar, noksel, dop drat atas, dop bawah dan dudukan, elbow, lem PVC, tester (letter
T), stop keran, wadah plastik, pompa air dan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA).
Prosedur Penelitian
a. Filter biomassa
Desain alat filter biomassa seperti tertera pada Gambar 1.
Gambar 1 Rancangan alat.
4
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
b. Pengisian media filter
Sebelum bahan-bahan media filter (karbon aktif, sabut kelapa, pasir sungai,
genteng yang dihaluskan) dimasukkan ke dalam tabung filter, bahan tersebut dicuci
terlebih dahulu, baru dikeringkan. Bahan-bahan tersebut kemudian ditumbuk atau
dihaluskan (80-100 mesh) dan dicuci lagi sampai bersih.
Sabut kelapa dikumpulkan, dikeringkan dan dihaluskan dengan cara
ditumbuk. Sampel kemudian disaring dengan ukuran 80-100 mesh. Setelah
dihaluskan kemudian dicuci dengan HCl encer (untuk menghilangkan kotoran dan
logam) sebanyak 2 kali, dikeringkan, ditumbuk dan dihaluskan dan disaring kembali
dengan ukuran 80-100 mesh.
c. Pengambilan sampel
Sampel penelitian diambil dari pit pertambangan batubara PT. Pamapersada
Nusantara di Desa Rantau Nangka Kecamatan Sungai Pinang Kabupaten Banjar
Provinsi Kalimantan Selatan. Sampel diambil menggunakan wadah yang terbuat dari
plastik yang dilakukan sebanyak 3 kali dengan selang waktu 7 hari pada tiap
pengambilan. Pengambilan sampel menggunakan metode junction yang dilakukan
pada 3 titik. Setiap titik diambil sampel sebanyak 5 liter, kemudian sampel dari tiap
titik dihomogenkan. Sampel yang telah dihomogenkan ini kemudian dibagi menjadi
3 untuk diberikan perlakuan di laboratorium.
Uji efisiensi setelah alat digunakan berulang dilakukan pada 3 sampel
pengambilan pertama dengan penyaringan sebanyak 5 kali untuk memperkaya data.
Jumlah sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah 30 sampel. Pengawetan
sampel ditambahkan HNO3 0,01 M untuk mempertahankan kondisi sampel selama
dalam perjalanan dari lapangan menuju laboratorium.
d.
Mekanisme kerja
Air limbah dimasukkan ke bak penampung awal kemudian dialirkan dengan
pompa menuju alat pengolah air filter biomassa agar menghasilkan tekanan.
Kemudian air dialirkan ke dalam filter biomassa dengan membuka keran nomor 2,
sementara keran nomor 1 dan 3 ditutup, sehingga air mengalir dari saluran masuk
menuju bagian atas tabung, difilter oleh media filter, dan selanjutnya menuju saluran
keluar.
Kandungan Cd pada bak penampung awal diukur sebagai air limbah sebelum
pengolahan. Kemudian saluran CO bagian atas dibuka agar air limbah mengalir dari
bak penampung awal masuk ke dalam tabung filter. Air limbah yang keluar dari
saluran keluar filter ditampung di bak penampung hasil. Kandungan Cd diukur
sebagai air limbah setelah pengolahan.
e. Pemeriksaan kadar Cd, Fe, Cu, TSS serta pH
Uji kadar Cd, Fe, Cu dilakukan dengan cara, pertama mengukur 100 ml
benda uji dan masukkan kedalam corong pemisah kemudian menambahkan 1 ml
larutan APDK dan mengocoknya. Langkah selanjutnya adalah menambahkan lagi 10
ml MIBK dan mengocoknya kira-kira 30 detik, membiarkan beberapa saat sampai
terjadi pemisahan fase antara lapisan organik dan lapisan air. Tahapan selanjutnya
yaitu membuang lapisan airnya melalui cerat dan memindahkan lapisan organiknya
5
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
kedalam tabung gelas yang tertutup asah. Apabila busanya telah banyak, menyaring
pelarut organik tersebut melalui kertas saring yang diberi serbuk Na2SO4 bebas air
dan terakhir mengisapkan larutan organik satu persatu kedalam alat SSA melalui
pipa kapiler dan mencatat serapan masuknya.
Pemeriksaan TSS dilakukan secara gravimetri di mana contoh uji yang telah
homogen disaring dengan kertas saring yang telah ditimbang. Residu yang tertahan
pada saringan dikeringkan sampai mencapai berat konstan pada suhu 1030C sampai
dengan 1050C. Kenaikan berat saringan mewakili padatan tersuspensi total (TSS).
Jika padatan tersuspensi menghambat saringan dan memperlama penyaringan,
diameter pori-pori saringan perlu diperbesar atau mengurangi volume contoh uji.
Untuk memperoleh estimasi TSS, dihitung perbedaan antara padatan terlarut total
dan padatan total.
Pemeriksaan pH dilakukan dengan menggunakan alat pH meter. Alat pHmeter dikalibrasi dengan larutan penyangga sesuai instruksi kerja alat setiap kali
akan melakukan pengukuran, kemudian dikeringkan dengan kertas tisu. Selanjutnya
elektroda dibilas dengan air suling dan setelah itu dibilas dengan contoh uji.
Elektroda dicelupkan ke dalam contoh uji sampai pH meter menunjukkan pembacaan
yang tetap.
Teknik Pengumpulan Data
Data didapatkan dari hasil pemeriksaan laboratorium dengan pengukuran
kadar Cd, Cu, Fe, TSS serta pH sebelum dan sesudah pengolahan dengan filter
biomassa, dari sampel air yang berasal dari air limbah industri pertambangan
batubara PT Pamapersada Nusantara di Desa Rantau Nangka Kecamatan Sungai
Pinang Kalimantan Selatan.
Cara Analisis Data
Data yang diperoleh dianalisis dengan uji dependet t test dan uji efisiensi.
Dependent t test adalah uji yang mampu menunjukkan perbedaan rata-rata dari dua
kelompok yang saling bergantung, dengan derajat kepercayaan 95%, sesuai rumus:
d
t=
[( SD d ) / n ]
Keterangan : d = rata-rata deviasi
SD = Standar deviasi
n = Jumlah sampel
Untuk mengetahui kemampuan alat digunakan rumus efisiensi sebagai
berikut:
Keterangan : E = Efisiensi alat
So= Kadar sebelum
S = Kadar sesudah
Pengujian dependent t test dilakukan dengan komputerisasi di mana data hasil
perhitungan disajikan secara deskriptif terhadap penurunan kadar Cd dalam sampel
air asam tambang, persentase penurunan dan kecenderungan efisiensi alat.
6
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengujian alat filter biomassa sabut kelapa untuk menurunkan kadar
logam (Cd, Fe, Cu) pada air asam tambang batu bara menunjukkan perbedaan jumlah
kandungan logam pada air sampel sebelum dan sesudah perlakuan. Hal ini dapat
dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Rata-rata perbedaan kadar logam sebelum dan sesudah penyaringan
dengan sabut kelapa.
Peningkatan kadar Cd setelah diberikan perlakuan bisa disebabkan oleh
berbagai hal. Keterbatasan penyerapan Cd oleh biomassa dapat dikarenakan proses
biosorpsi merupakan proses yang terjadi sampai dicapai kesetimbangan antara
jumlah yang terserap dalam padatan dengan jumlah logam yang masih tersisa dalam
larutan. Disamping itu adanya logam lain pada sampel juga turut mempengaruhi
kapasitas penyerapan logam oleh filter (Kresnawaty, 2007; Gopalakrishnan et al,
2009; Hidayati et al, 2006).
Kuantitas biosorben tidak begitu mempengaruhi kemampuan penyerapan
karena mekanisme pengikatan ion logam oleh adsorbents mungkin tergantung pada
kimia sifat ion logam (ukuran dan jenis muatan ionik), jenis biomassa, kondisi
lingkungan (pH, suhu, kekuatan ionik) dan keberadaan bersaing organik atau
anorganik logam chelators (Wilde dan Benemann, 1993). Ini didukung juga oleh
rumus kesetimbangan serapan isoterm Langmuir yang hanya dipengaruhi oleh
tekanan dan suhu, tapi tidak dipengaruhi oleh jumlah adsorben (Kresnawaty, 2007).
Faktor internal yang mungkin mempengaruhi kemampuan filter dalam
menyerap logam adalah kepadatan dan kerapatan partikel. Karena semakin halus
ukuran adsorben, maka daya adsorpsi akan semakin besar. Selain itu, waktu kontak
ion logam dengan biomassa adalah parameter penting dalam proses absorpsi.
Biomassa dapat mengikat logam dalam rentang waktu yang spesifik, dimana
penjerapan meningkat seiring dengan bertambah lamanya waktu kontak yaitu 5-60
menit dan laju alir 1,7 ml/menit (Kresnawaty, 2007; Gopalakrishnan et al, 2009).
Perubahan nilai rata-rata Fe dan Cu pada sebelum dan sesudah penyaringan
diduga disebabkan oleh komposisi bahan-bahan kimia yang terdapat pada sabut
kelapa seperti selulosa, lignin, pyroligeneous acid, arang, ter, tannin dan potassium
yang mengandung gugus fungsi seperti karbonil, amino, tiol, hidroksi, fosfat, dan
hidroksi karbonil yang terdapat pada dinding sel berfungsi mengikat logam berat. Ini
7
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
sesuai dengan penelitian yang dilakukan Silalahi (Silalahi et al, 2007) bahwa sabut
kelapa berfungsi sebagai biosorben logam berat terkait kemampuan material dinding
sel sebagai sumber pengikatan logam. Dengan demikian, penambahan sabut kelapa
pada berat tertentu dapat menurunkan kadar Fe dan Cu pada Air Asam Tambang
Batubara (Subiyanto et al, 2003). Rata-rata kadar TSS air asam tambang batubara
sebelum dan sesudah penyaringan dapat dilihat pada Gambar 3.
Total Padatan Terlarut (TSS) (mg/L)
250
202
191
200
171.3
150
99
sebelum
100
Setelah
41.7
50
22.3
0
I
II
III
Pengambilan Sampel
Gambar 3. Rata-rata kadar total padatan tersuspensi air asam tambang batubara
sebelum dan sesudah penyaringan pada pengambilan sampel I, II dan III.
Konsentrasi TSS mengalami penurunan setelah dilakukan penyaringan,
namun hasil pengukuran mengalami fluktuasi. Hal ini mungkin dikarenakan
distribusi molekul adsorbat yang masuk ke dalam partikel media filtrasi sebagai
adsorben tidak diserap secara maksimal dan waktu kontak yang terlalu singkat
dengan media filtrasi.
pH normal untuk kehidupan air adalah 6-8. Hasil pengukuran pH sebelum
penyaringan yang dilakukan di lapangan menunjukkan nilai yang konstan, yaitu 6.
Nilai ini telah memenuhi standar Peraturan Gubernur Nomor 36 Tahun 2008 tentang
Baku Mutu Limbah Cair. Rata-rata nilai pH air asam tambang batubara sebelum dan
sesudah penyaringan dapat dilihat pada Gambar 4.
Derajat Keasaman (pH)
8
7.38
7.11
6
6
7.16
6
6
4
pH sebelum
pH setelah (sabut kelapa)
2
0
I
II
III
Pengambilan Sampel
Gambar 4. Rata-rata nilai pH air asam tambang batubara sebelum dan sesudah
penyaringan pada pengambilan sampel I, II dan III.
8
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
Selain mengukur perbedaan kadar logam sebelum dan sesudah penyaringan,
penelitian ini juga menguji efisiensi alat filter biomassa setelah dilakukan
pengulangan sebanyak lima kali, uji ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan alat
filter biomassa mengikat logam setelah dilakukan penyaringan berulang. Hasil
pengujian terhadap efisiensi alat didapatkan data seperti yang tertera pada Tabel 1.
Tabel 1.Data Hasil Pengulangan Penelitian Pemanfaatan Filter Biomassa
Sebelum
Sesudah penyaringan (mg/L)
Rata-rata sesudah
Variabel penyaringan
penyaringan(mg/L)
P1
P2
P3
P4
P5
(mg/L)
Cd
0,019 0,069 0,035 0,048 0,043 0,035
0,046
Cu
0,250 0,094 0,028 0,031 0,015 0,017
0,061
Fe
2,00 1,38 1,11 0,72 0,65 0,30
1,23
TSS
202
191
195
181
149
68
156,8
pH
6 7,11 7,14 7,10 7,18 7,14
7,13
Data pada grafik diatas dapat diformulasikan dengan rumus efisiensi untuk
mengetahui persentase penurunan masing-masing variabel setelah penyaringan. Di
mana rumus yang diterapkan adalah:
Ket : E = Efisiensi alat
So= Kadar sebelum
S = Kadar sesudah
Hasil perhitungan persentase efisiensi menggunakan rumus diatas dapat
dilihat pada Gambar 5.
9492.4
Persentase kadar logam
100
87.6
85
80
64 67.5
62.5
60
40
2
44.5
43.2
1
3
31
4
20
0
0
5
0 0 0
0
Cd
Cu
Fe
Gambar 5. Persentase efisiensi pengulangan Cd, Cu, Fe.
Filter biomassa sabut kelapa memiliki komponen penjerat yang aktif
menyerap logam yaitu lignin dan tannin sehingga mampu menurunkan kadar logam
berat dan TSS. Hasil ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Silalahi yang
menyatakan bahwa kandungan lignin dan selulosa pada tanaman mampu menjerat
logam berat.
9
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
sabut kelapa
Total Padatan Tersuspensi (mg/L)
70%
ISSN 2089-9122
66.33%
60%
50%
40%
26.24%
30%
sabut kelapa
20%
10%
10.40%
5%
3.47%
0%
I
II
III
IV
V
Gambar 6. Grafik presentase efektivitas kadar TSS air asam tambang batubara
setelah pengulangan penyaringan lima kali.
Konsentrasi TSS mengalami penurunan setelah dilakukan penyaringan,
namun hasil pengukuran mengalami fluktuasi. Hal ini mungkin dikarenakan
distribusi molekul adsorbat yang masuk ke dalam partikel media filtrasi sebagai
adsorben tidak diserap secara maksimal dan waktu kontak yang terlalu singkat
dengan media filtrasi.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa pada
penyaringan air asam tambang menggunakan biomassa sabut kelapa terjadi
penurunan kadar logam Cu dan Fe, sedangkan untuk Cd mengalami peningkatan.
Untuk penyaringan air asam tambang menggunakan biomassa kulit singkong terjadi
penurunan kadar logam Cu, Cd dan Fe.
Efisiensi pengulangan penyaringan dengan menggunakan filter biomassa
antara kulit singkong dengan sabut kelapa mengalami perbedaan. Filter biomassa
sabut kelapa memiliki efisiensi lebih tinggi dibandingkan kulit singkong dalam
menyerap logam. Namun kecenderungan diatas tidak terjadi pada penyaringan TSS.
Efisiensi penyerapan TSS lebih besar oleh kulit singkong dibandingkan dengan sabut
kelapa.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan parameter berbeda seperti warna
air, jumlah dan jenis bakteri dan bau sehingga fungsi alat dan media filter sebagai
penyaring air dapat diketahui sudah sesuai atau belum dengan standar baku mutu air
bersih.
10
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
DAFTAR PUSTAKA
Amin B., 2002. Distribusi logam berat Pb, Cu dan Zn pada sedimen di perairan
telaga tujuh karimun kepulauan riau. Jurnal natur Indonesia 2002;5(1):9-16.
Anonim., 2008. Peraturan gubernur Kalimantan Selatan nomor 036 tahun 2008.
Tentang perubahan atas peraturan gubernur Kalimantan Selatan nomor 04
tahun 2007 tentang baku mutu limbah cair (BMCL) bagi kegiatan industri,
hotel, restoran, rumah sakit, domestik dan pertambangan. Provinsi
Kalimantan Selatan: Badan Pengendalian Dampak Lingkungan Daerah.
Awang Y, Shaharom AS, Rosli B., 2009. Chemical and physical characteristics of
cocopeat-based media mixtures and their effects on the growth and
development of Celosia cristata. American journal of agricultural and
biological sciences 2009;4(1):63-71.
Carolina V., 2009. Penurunan keasaman air asam tambang pertambangan banko
menggunakan CaCo3. Tesis. Malang: Perpustakaan Politeknik Negeri
Sriwijaya. 2009.
Gopalakrishnan K, Jeyadoss T, et al., 2009. Biosorption of Zn(II), Cu(II) and Cr(VI)
from textile dye effluent using activated coconut fiber. Indian journal of
science and technology 2009;2(8).
Herma dan D. Zulkifli., 2006. Tinjauan terhadap tailing mengandung unsur
pencemar arsen (As), merkuri (Hg), timbal (Pb), dan kadmium (Cd) dari sisa
pengolahan bijih logam. Jurnal geologi Indonesia 2006;1(1):31-36.
Hidayati N, Syarif F dan Juhaeti T., 2006. Potensi Centrocema pubescence,
Calopogonium mucunoides dan Micania cordata dalam membersihkan logam
kontaminan pada limbah penambangan emas. Biodiversitas 2006;7(1):4-6.
…………., 2010. Prospek pengolahan hasil samping buah kelapa. 2008. Online
(http://www.blogster.com) diakses tanggal 17 Februari 2010.
Kresnawaty I., 2007. Biosorpsi logam Zn oleh biomassa Saccharomyces cerevisiae.
balai penelitian bioteknologi perkebunan Indonesia. Menara perkebunan
2007;75(2):80-92.
Munawar A., 2007. Pemanfaatan sumberdaya biologis lokal untuk pengendalian
pasif air asam tambang: lahan basah buatan. Jurnal ilmu tanah dan lingkungan
2007;7(1):31-42.
Priyanto RH., 2009. Modifikasi filter biomassa menggunakan eceng gondok untuk
penurunan jumlah zat padat terlarut dan peningkatan nilai pH air gambut.
Skripsi. Banjarbaru: Universitas Lambung Mangkurat, 2009.
Rahman A., 2006. Kandungan logam berat timbal (Pb) dan kadmium (Cd) pada
beberapa jenis krustasea di pantai Batakan dan Takisung Kabupaten Tanah
Laut Kalimantan Selatan. Jurnal bioscientiae 2006;3(2):93-101.
Silalahi, Siallagan C dan Monica E., 2007. Penyisihan Mn2+ dalam air sumur
dengan memanfaatkan sabut kelapa. Skripsi. Jakarta: Fakultas Arsitektur
Lansekap dan Teknologi Lingkungan, Universitas Trisakti, Jurusan Teknik
Lingkungan: 4(2). 2007.
Subiyanto B, Saragih R dan Husin E., 2003. Pemanfaatan serbuk sabut kelapa
sebagai bahan penyerap air dan oli berupa panel papan partikel. journal of
tropical wood science and technology 2003;1(1).
11
Prestasi, Volume 1, Nomor 1, Desember 2011
ISSN 2089-9122
Suhendrayatna., 2007. Heavy metal bioremoval by microorganisms: A literature
study, institute for science and technology studies (ISTECS)-Chapter Japan.
Kagoshima: Department Of Applied Chemistry And Chemical Engineering
Faculty Of Engineering, Kagoshima University Japan, 2007.
Surya A., 2008. Limbah perkebunan kelapa (Cocos nucifera) sebagai bahan
pengawet makanan. Program Studi Pemuliaan Tanaman, 2008.
Ulman., 2003. Pabrik furfural dari tempurung kelapa dengan proses petrole chimie.
Skripsi. Surabaya: Intitut Teknologi Sepuluh November: Hal 1-17. 2003.
Westra GMP.,2001. Kemungkinan pemanfaatan limbah pencucian batubara sebagai
sumber energi alternatif dalam rumah tangga dan indutri kecil melalui
pembriketan. Jurnal penelitian UNIB 2001;7(3):191-197.
Wulan PPDK, M. Gozan dan H. Putra., 2008. Peningkatan efisiensi penggunaan
koagulan pada unit pengolahan air limbah batubara. Skripsi. Jakarta: Program
Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia, 2008.
Wulandari S, Dewi NF dan Suwondo., 2005. Identifikasi bakteri pengikat timbal (Pb)
pada sedimen di perairan sungai Siak. Jurnal biogenesis 2005;1(2):62-65.
12