Pemanfaatan Limbah Cangkang Kerang Bulu Sebagai Adsorben Untuk Menjerap Logam Kadmium (II) dan Timbal (II)

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Saat ini, ketertarikan akan sumber – sumber bahan baku yang berasal dari limbah
semakin meningkat. Sebagai contoh, cangkang hewan laut yang dapat digunakan
sebagai bahan baku yang dapat dimanfaatkan kembali. Karena cangkang hewan laut
sangat mudah untuk dikumpulkan, cangkang tersebut dapat digunakan sebagai bahan
baku. Sebagai informasi, cangkang hewan laut memiliki berat yang ringan dengan
sedikit pigmen, contohnya adalah kerang yang digunakan sebagai sumber kalsium
[1].
Produksi kerang-kerangan di Indonesia dari tahun 2002 ke tahun berikutnya
semakin meningkat. Hal ini terlihat dari data produksi dari tahun 2002 sampai
dengan 2006 secara berturut-turut, sebesar 7.00 ton, 12,86 ton, 12,99 ton, 16,35 ton,
dan 18,87 ton. Dari jumlah produksi kerang yang semakin meningkat maka akan
dihasilkan limbah cangkang yang semakin meningkat pula dan cangkang kerang
dengan komposisi kalsium oksida dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku
pembuatan adsorben [2].
Penelitian tentang menghilangkan senyawa toksik dari limbah air sering
dilakukan oleh para peneliti. Proses pengendapan secara kimia dengan menggunakan
alum Al(OH)3 dan feri oksida digunakan dalam level industri. Akan tetapi, senyawa
yang beracun juga dihasilkan dan sulit untuk dilakukan penanganan terhadap limbah

yang dihasilkan. Penghilangan senyawa toksik dengan adsorpsi merupakan metode
yang menarik disebabkan ramah lingkungan serta pengoperasian yang mudah. Salah
satu adsorben yang dapat digunakan adalah cangkang kerang yang banyak
mengandung CaCO3. Kalsium karbonat merupakan bahan yang sesuai dalam
penghilangan senyawa toksik seperti fosfat dan limbah logam dikarenakan CaO yang
merupakan komponen pengaktif untuk pengadsorpsi senyawa beracun tersebut yang
dihasilkan dari senyawa CaCO3 [3].
Kandungan CaCO3 pada cangkang kerang sebesar 95 – 99 % berat. Sehingga
sangat baik untuk dijadikan sebagai bahan baku adsorben. Dengan cara kalsinasi,
maka akan dihasilkan senyawa pengaktif yaitu CaO [4].
1
Universitas Sumatera Utara

2

CaCO3(s)

CaO(s) + CO2 (g)

( 1.1 )

Polusi lingkungan merupakan salah satu isu yang dihadapi kehidupan
masyarakat. Dalam beberapa tahun belakangan ini semakin meningkat dan telah
mencapai level yang membahayakan dalam kehidupan makhluk hidup. Racun yang
dihasilkan dari logam berat merupakan salah satu penyebab polusi yang menyerang
secara langsung kepada manusia dan hewan. Sebagai contoh, pembuangan limbah
industri yang mengandung timbal, tembaga, kadmium, dan kromium, dimana limbah
tersebut dapat mengkontaminasi sumber air bawah tanah dan menyebabkan polusi
yang sangat serius.
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Ratanapom [3] diperoleh
hasil bahwa cangkang kerang dapat digunakan untuk mengadsorpsi dan menurunkan
senyawa beracun dalam sistem yang kontiniu dan suhu serta jenis gas mempengaruhi
banyaknya senyawa fosfat yang dihilangkan. Hiroaki [1] menemukan bahwa
pemanfaatan cangkang kerang dapat digunakan dalam hal preparasi kalsium fosfat,
Pengaruh kondisi persiapan konsentrasi asam fosfat dan pH dipelajari sebagai hasil
kalsium fosfat dan karbonat yang tidak bereaksi. Yong [5] menemukan bahwa
cangkang kerang yang telah dikalsinasi COSP lebih baik dalam adsorpsi senyawa Pb,
Cd di dalam limbah tanah. Serta limbah tanah cangkang kerang juga dapat di daur
ulang menjadi tanah amelioran yang efektif, dan kalsinasi NOSP yang dikonversi
pada suhu 770°C menyebabkan senyawa CaCO3 kurang reaktif daripada kereaktifan

senyawa CaO. Steven [6] menemukan bahwa adsoprsi senyawa Pb2+ oleh cangkang
tiram sesuai dengan model klasik adsoprsi Langmuir, Freundlich dan Isoterm Tekim.
Mustakimah [4] menemukan bahwa ukuran partikel 0,125 – 0,25 mm lebih efektif
dalam mengadsorpsi senyawa logam, Energi aktivasi proses itu ditemukan bervariasi
dari 179,38 - 232,67 kJ/mol
Penelitan ini bertujuan untuk mencari alternatif bahan baku yaitu limbah
cangkang kerang yang akan digunakan sebagai adsorbent dalam hal penghilangan
senyawa – senyawa logam yaitu Pb2+ dan Cd2+ yang dihasilkan limbah industri.

Universitas Sumatera Utara

3

1.2 PERUMUSAN MASALAH
Adapun rumusan permasalahan adalah :
1. Seberapa efektif kemampuan adsorben dari cangkang kerang bulu dalam
menghilangkan senyawa logam.
2. Mencari hubungan antara ukuran partikel adsorben 140 mesh dengan kadar
logam yang dijerap .
3. Mencari hubungan temperatur aktivasi dengan kadar logam yang dijerap.

4. Mencari Isoterm dari cangkang kerang bulu.

1.3 TUJUAN PENELITIAN
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah
1. Untuk menentukan faktor – faktor yang mempengaruhi dalam pembuatan
adsorben dari kulit cangkang kerang bulu.
2. Untuk menentukan sifat dan karakterisktik dari adsorben kulit cangkang
kerang bulu.
3. Untuk mengetahui banyaknya senyawa logam Kadmium (II) dan Timbal (II)
yang dijerap.

1.4 MANFAAT PENELITIAN
Adapun manfaat yang diberikan dari penelitian ini adalah
1. Mencari alternatif adsorben yang berasal dari bahan sisa yaitu cangkang
kerang.
2. Mengetahui kemampuan adsorben dari bahan cangkang kerang dalam
mengadsorbsi limbah logam.
3. Mengurangi limbah bahan sisa yang dapat menjadi polutan bagi lingkungan.
4. Memanfaatkan limbah bahan sisa sebagai bahan baku yang bermanfaat.

Universitas Sumatera Utara

4

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian, Laboratorium Operasi
Teknik Kimia dan Laboratorium Kimia Analisa, Departemen Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Ruang Lingkup dan batasan dalam penelitian ini sebagai berikut :
1. Bahan baku yang digunakan cangkang kerang bulu yang diperoleh dari
penjual makanan seafood.
2. Cangkang tersebut akan dihaluskan menjadi ukuran 140 mesh.
3. Proses yang digunakan dalam penelitian ini adalah perlakuan termal
(aktivasi) dan adsorpsi.
4. Variabel penelitian adalah sebagai berikut:
 Suhu aktivasi sebesar 110ᴼC, 500ᴼC dan 800ᴼC.
 Jumlah adsorben yang digunakan sebesar 1 gram.
 Konsentrasi larutan Cd(II) dan Pb(II); 60 ppm, 80 ppm, 100 ppm.
 Waktu penjerapan sampai setimbang.
5. Parameter yang digunakan yaitu

a) Proses pengujian secara fisik :
 Uji Kualitas Adsorben : Analisa BET
 Penentuan Densitas
 Penentuan Kadar Air
 Penentuan Kadar Abu
 Penentuan Jumlah Logam Cd(II) dan Pb(II) yang terjerap

Universitas Sumatera Utara