APLIKASI SELULOSA BAKTERIAL-DIETILENTRIAMINA SEBAGAI LAPISAN PENGIKAT LOGAM Pb DAN Cd PADA METODE DIFFUSIVE GRADIENT IN THIN FILMS (DGT) | Khairuddin | KOVALEN 8235 27041 1 PB
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
ISSN: 2477-5398
APLIKASI SELULOSA BAKTERIAL-DIETILENTRIAMINA SEBAGAI LAPISAN
PENGIKAT LOGAM Pb DAN Cd PADA METODE
DIFFUSIVE GRADIENT IN THIN FILMS (DGT)
[Application of Bacterial Cellulose-Diethylenetriamine as Binding Layer of Metal Pb
and Cd in Diffusive Gradient in Thin Films (DGT) Method]
Khairuddin1*, Prismawiryanti1, Indriani1
1)
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Tadulako
Jl. Soekarno Hatta, Kampus Bumi Tadulako Tondo Palu, Telp. 0451- 422611
Diterima 2 Februari 2017, Disetujui 6 Maret 2017
ABSTRACT
This research aimed to synthesis and apply of bacterial cellulose-diethylenetriamine as a binding
layer on the diffusive gradients in thin films method for preconcentration of labile metal Pb and Cd in
aquatic systems and sediment of Palu Bay. The results are expected to be used for the analysis of
environmental contaminants aquatic pollutant/sediment replace conventional methods. DGT method
easily carried into the field and sensitive to identify certain metal ions. The results showed
concentration of heavy metals dissolved in seawater for Pb between 0.024 to 0.048 mg / L, while for
Cd between 0.006 to 0.015 mg / L. The concentration of Pb in sediments from 7.426 to 16.043 mg / L
and Cd 0.387 to 0.950 mg / L. Partial regression analysis between Pb and Cd concentrations in water
with a concentration of cadmium metals Pb and Cd in the sediments showed that the concentration of
heavy metals in water has a positive correlation with the concentration of Pb and Cd in the sediment.
Keyword: Pb, Cd, DGT, bacterial cellulose-diethylenetriamine, Palu Bay
ABSTRAK
Tujuan penelitian adalah membuat dan mengaplikasikan selulosa bakterial yang dimodifikasi dengan
senyawa dietilentriamina sebagai lapisan pengikat logam dalam sistem perairan pada perangkat
prototipe Diffusive Gradient in Thin Film (DGT) untuk kajian logam labil timbal (Pb) dan kadmium (Cd)
pada air laut dan sedimen Teluk Palu. Metode DGT ini dapat digunakan untuk memonitor kualitas
lingkungan perairan/sedimen secara in situ. Hasil penelitian diharapkan dapat digunakan untuk analisis
polutan pencemar lingkungan perairan/sedimen menggantikan metode konvensional. Suatu kelebihan
dari metoda DGT ini karena mudah dibawa ke lapangan dan sensitif untuk mengidentifikasi ion logam
tertentu. Pengamatan saat penelitian terhadap kualitas perairan pada lokasi sampling di Perairan Teluk
Palu dari parameter temperatur, salinitas, dan pH, masih dapat dikatakan berada pada kondisi normal
pada saat pengukuran. Konsentrasi logam berat terlarut dalam air laut untuk Pb antara 0,024–0,048
mg/L, sedangkan untuk Cd antara 0,006-0,015 mg/L. Konsentrasi Pb dalam sedimen 7,426 – 16,043
mg/L dan Cd 0,387-0,950 mg/L. Hasil analisis regresi parsial antara konsentrasi logam Pb dan Cd
dalam air dengan konsentrasi logam kadmium Pb dan Cd dalam sedimen menunjukkan bahwa antara
konsentrasi logam berat tersebut dalam air memiliki korelasi yang positif dengan konsentrasi logam Pb
dan Cd dalam sedimen.
Kata kunci: Logam Pb, Logam Cd, DGT, selulosa bakterial-dietilentriamina, Teluk Palu.
*) Coresponding author: heru_jns@yahoo.co.id
Khairuddin dkk.
69
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
ISSN: 2477-5398
LATAR BELAKANG
Logam berat juga dapat terakumulasi baik
penduduk
dalam sedimen laut maupun biota laut
semakin
melalui proses bioakumulasi, gravitasi,
berkembangnya kawasan industri di kota
biomagnifikasi, dan biokonsentrasi oleh
besar tidak lain diakibatkan oleh jumlah
biota laut (Chethan et al., 2015).
Kawasan
yang
semakin
pemukiman
meluas
dan
penduduk yang terus meningkat. Peristiwa
tersebut
menjadi
pemicu
terjadinya
Kadar logam berat dalam air yang
terus
meningkat
akan
diikuti
oleh
peningkatan pencemaran logam berat
peningkatan kadar logam berat tersebut
pada
laut,
dalam tubuh biota, yang tentunya diakhiri
dikarenakan semua limbah dari daratan,
dengan timbulnya pencemaran. Variasi
baik
pemukiman
spesi logam telah diidentifikasi pada
perkotaan maupun dari kawasan industry
perairan alami termasuk bentuk spesi
dan pada akhirnya bermuara ke sungai
organik
dan laut.
tergantung
perairan
yang
sungai
berasal
dan
dari
Unsur-unsur runut (trace elements)
dan
kekuatan
anorganik
pada
ion
dan
sangat
konsentrasi
logam,
maupun
pH.
Timbal
di dalam air sungai maupun air laut
merupakan
terdapat dalam berbagai bentuk kimia
dijumpai pada sistem perairan dan dapat
atau spesi, berbagai bentuk ini dapat
dalam bentuk ion bebas dan juga dalam
berupa
anorganik,
bentuk kompleks dengan bahan organik
kompleks dengan bahan organik terlarut
terlarut. Logam ini akan menjadi beracun
(dissolved organic matter), dan ion-ion
pada tingkatan 10 – 50 dari konsentrasi
bebas.
normal yang dibutuhkan pada proses
koloid,
kompleks
Masing-masing
berbeda
dalam
bioavailability.
hal
spesi
tersebut
toksisitas
Toksisitas
2+
air
jauh
kerap
dan
sehingga
2+
lebih
yang
pertumbuhan organisme dan biota air,
kadmium (Zn , Cu , Cd ) terhadap
organisme
logam
dan
bioavailability spesi ion Pb dan Cd , seng,
2+
jenis
tinggi
perlu
dilakukan
monitoring
(Shaaban et al., 2014, dan Ahmad et al.,
2012).
Pencemaran
di
perairan
akibat
dibandingkan jika unsur-unsur tersebut
logam berat tidak dapat dibiarkan terus
membentuk
bahan
berlangsung, karena dapat memberikan
organik terlarut, koloid ataupun partikel
dampak yang sangat buruk terhadap
lainnya. Tetapi hal tersebut di atas tidak
kelangsungan
seluruhnya berlaku terhadap unsur runut
makhluk hidup sekitarnya. Oleh karena itu,
logam lainnya. Sebagai contoh pada
diperlukan pemantuan khusus dan sering
logam merkuri dan timbal, jika terjadi
dilakukan pengukuran kadar logam berat
proses metilasi maka toksisitas kedua
di lingkungan, khususnya pada lingkungan
kompleks ini akan jauh lebih tinggi bila
perairan walaupun pengukuran logam
kompleks
dengan
hidup
biota
laut
dan
dibandingkan dalam keadaan ion bebas.
Khairuddin dkk.
70
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
ISSN: 2477-5398
runut dalam sistem perairan relatif sulit
untuk dilakukan.
Metode
Logam berat dalam air laut terdapat
dalam
sampling
menggunakan
bentuk
tersuspensi.
logam
Kedua
terlarut
bentuk
dan
ini
dapat
metode gradien difusi dalam film tipis
dipisahkan melalui penyaringan dengan
(Diffusive Gradient in Thin Films) adalah
menggunakan
pendekatan
berukuran pori 0,45 µm. Ion berdifusi
baru
pencemaran logam
untuk
pendugaan
berat
dan status
melalui
membran
filter
membran
filter
yang
dengan
cara
ekotoksikologi lingkungan perairan (Scally
pembentukan gradien konsentrasi yang
et al., 2006, Dahlqvist et al., 2002). Bill
konstan sehingga terkumpul pada lapisan
Davison dan Hao Zhang pertama kali
pengkelat (binding layer) yang menjadi
mengembangkan metode ini dari tahun
dasar
1993 di Lancaster, Inggris dan kemudian
larutan secara kuantitatif. Massa logam
dipatenkan
University.
pada lapisan pengkelat diukur setelah
Teknik ini adalah teknik prekonsentrasi in-
dielusi dengan larutan asam (Dunn et al.,
situ
passive
2007). Konsentrasi spesi analit yang diikat
sampling yang sesuai untuk mengukur
lapisan pengkelat logam DGT dianggap
spesi
di
sama dengan konsentrasi yang berdifusi
lingkungan akuatik. DGT terdiri dari alat
ke biota akuatik sehingga metode ini juga
sederhana
plastik
dapat memprediksi bioavailabilitas spesi-
berbentuk bulat dengan diameter 2,5 cm.
spesi anorganik labil seperti logam, fosfat,
Alat ini diisi dengan lapisan pengkelat
dan sulfida.
oleh
dan
Lancaster
merupakan
labil
yang
yang
teknik
terakumulasi
terbuat
dari
logam dan membran filter 0,45 µm serta
untuk
DGT
mengukur
terdiri
logam
dari
tiga
dalam
lapisan,
hidrogel sebagai lapisan difusi. Hidrogel
diantaranya gel lapisan pengkelat logam,
poliakrilamida adalah jaringan polimer tiga
gel lapisan difusi, dan filter membran.
dimensi yang bersifat hidrofilik, tetapi tidak
Filter
larut dalam air. Saat hidrogel terhidrasi,
memisahkan partikel tersuspensi pada
maka sekitar 95% air dapat berdisfusi
peristiwa difusi. Ion logam labil dalam
masuk
larutan
memiliki
ke
dalam
sifat
hidrogel.
menarik
Hidrogel
lainnya,
yaitu
membran
akan
digunakan
berdifusi
melalui
dan
kemampuannya untuk berinteraksi dengan
akhirnya
diprekonsentrasi
spesies kimia (misalnya Cd, Pb, Cr, Hg)
pengkelat logam (Mojsilovic et al., 2011,
melalui
Czaja et al., 2004).
polar
yang
bertanggung jawab untuk sifat hidrofilik,
difusi
filter
membran
gugus-gugus
lapisan
untuk
hingga
pada
gel
Analit berdifusi dari larutan sampel
kapasitasnya untuk memungkinkan difusi
melalui
yang terkendali, respon pembengkakan
diprekonsentrasi pada lapisan pengikat.
(swelling) terhadap perubahan konsentrasi
Dengan demikian gradien konsentrasi
ion, pH, dan suhu (Shaaban et al., 2014).
pada lapisan difusi hingga konsentrasinya
Khairuddin dkk.
lapisan
difusi
kemudian
71
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
ISSN: 2477-5398
(NH4S2O8),
N,N,N’N’-
sama dengan konsentrasi pada larutan
persulfat
sampel. Massa logam dikumpulkan oleh
Tetrametiletilendiamina
gel selulosa bakterial-dietilentriamina dari
membran selulosa nitrat 0,45 µm, NaNO3,
larutan logam menurut Persamaan ( 1 ).
NaOH, HNO3.
Peralatan penelitian meliputi probe
(1)
C=
di mana C adalah konsentrasi logam
dalam bulk solusi , M massa logam dalam
gel selulosa bakterial-dietilentriamina, ∆g
ketebalan lapisan difusi, D koefisien difusi
(TEMED),
DGT
(DGT
–
Research
University,
Inggris),
Spektrofotometer
Serapan
Lancaster
FTIR,
Atom,
pH
meter, timbangan analitik.
ion logam dalam lapisan difusi, t waktu
Prosedur Penelitian
kontak dan A luas permukaan kontak.
oleh
Sintesis lapisan Pengkelat Logam
Dietilentriamina-Selulosa Bakterial
selulosa bakterial-dietilentriamina dihitung
Serbuk selulosa direndam dalam
Massa
setelah
logam
elusi
gel
dikumpulkan
selulosa
bakterial-
larutan NaOH 15% selama satu jam pada
dietilentriamina dalam HNO3 1 M menurut
temperatur
persamaan ( 2 ).
dengan pencucian dengan air mengalir.
M=
(2)
kamar
yang
dilanjutkan
Selulosa sebanyak 1 gram lalu diletakkan
dalam gelas kimia dengan magnetik stirrer
dimana Ce adalah konsentrasi logam
dalam eluen, Vg dan Ve masing-masing
volume
gel
selulosa
bakterial-
dietilentriamina dan eluen, dan fe adalah
faktor elusi (Shaaban et al., 2014).
Dalam
penelitian
modifikasi
selulosa
ini
dan
ditambahkan
epiklororohidrin
sebanyak 3 mL dan 100 mL larutan NaOH
8%. Reaksi dilakukan selama 10 jam
sambil diaduk dengan magnetik stirrer.
Produk hasil reaksi dicuci dengan air
dibuat
bakterial-
dietilentriamina sebagai bahan lapisan
pengikat logam untuk diaplikasikan pada
metode gradien difusi dalam film tipis
dalam pengukuran Pb baik dalam larutan
maupun pada sampel air dan sedimen
dari perairan laut Teluk Palu.
bebas mineral dan etanol anhidrat hingga
pH 7,0 lalu dikeringkan pada temperatur
60C. Produk hasil reaksi sebanyak 1
gram
dicampurkan
dengan
1
gram
dietilentriamina dan 100 mL air bebas
mineral dan NaHCO3 sebagai katalis
sambil terus diaduk pada temperatur 50C
selama 2 jam. Produk yang dihasilkan
METODE PENELITIAN
dicuci dengan air dan etanol anhidrat
Bahan dan Peralatan
hingga pH 7,0 dan selanjutnya dikeringkan
Bahan
yang
digunakan,
yaitu
selulosa bakterial, Akrilamida, Air bebas
mineral,
Bis-akrilamida,
Khairuddin dkk.
Amonium
pada temperatur 60C.
Karakterisasi Gugus Fungsi
Selulosa dan selulosa teraminasi
72
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
dietilentriamina
ISSN: 2477-5398
pada
bakterial. Gel kemudian dicetak dengan
bilangan gelombang 450 cm-1 sampai
diameter 2,5 cm kemudian disimpan
dengan
dikarakterisasi
4000
spektrofotometer
cm
-1
FTIR.
dengan
Penyiapan
cuplikan dilakukan dengan metode pellet
dalam
M
NaNO3
hingga
akan
digunakan.
Pemasangan Perangkat DGT
Untuk mengaplikasikan DGT, hal
KBr.
pertama
Pembuatan Gel Difusi
Pembuatan
gel
poliakrilamida
sebagai gel difusi ion mengikuti prosedur
yang digunakan oleh Jennifer Morford et
al.
0,01
(2003).
Campuran
gel
monomer
akrilamida (6%) dan cross linker bisakrilamida (0,8%)
direaksikan dengan
tetrametiletilenadiamina
(TEMED),
yang
dilakukan
adalah
menyiapkan unit DGT yaitu dengan cara
meletakkan
gel
pengkelat
dietilentriamina-selulosa
difusi
poliakrilamida,
logam
bakterial,
serta
gel
membran
selulosa nitrat secara berurutan seperti
terlihat pada Gambar 1.
dan
katalis amonium persulfat (10% larutan)
untuk membuat gel poliakrilamida. Larutan
gel
disiapkan
melalui
pencampuran
akrilamida dan cross-linker bis akrilamida.
menambahkan 6 µL amonium persulfat
Gambar 1 Susunan filter membran 0,45 µm,
gel lapisan difusi, dan lapisan
pengkelat logam dalam probe DGT
dan
Pengambilan Sampel Sedimen
Polimerisasi
dimulai
2,5
µL
dengan
tetrametiletilendiamina
(TEMED) per mililiter larutan gel. Larutan
Sampel sedimen diperoleh dengan
gel yang dihasilkan lalu diletakkan pada
menggunakan potongan pipa paralon atau
cetakan
Setelah
corer sampel yang ditancapkan ke dalam
dikeluarkan, gel dihidrasi untuk membuat
sedimen pada beberapa titik sampel
gel menjadi stabil. Gel kemudian dicetak
dikawasan perairan estuaria Teluk Palu.
dengan diameter 2,5 cm.
Sampel yang diperoleh dimasukkan dalam
kaca
0,78
Pembuatan
Gel
Selulosa Bakterial.
mm.
Dietilentriamina-
Sebanyak 0,2 g dietilentriaminaselulosa
bakterial
(100
mesh)
botol plastik dan ditutup rapat.
Aplikasi DGT pada Sampel Sedimen
Laut
Sejumlah
sampel
sedimen
ditambahkan permililiter larutan gel difusi.
dimasukkan
Polimerisasi gel melalui penambahan 6 µL
sampler DGT untuk sedimen dimasukkan
amonium
TEMED
ke dalam sedimen selama 3 x 24 jam.
untuk
Lapisan pengikat logam dari sampler
pembentukan gel dietilentriamina-selulosa
kemudian dipisahkan dan dielusi dengan
permililiter
persulfat
dan
2µL
larutan
gel
difusi
Khairuddin dkk.
dalam
pot.
Rancangan
73
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
ISSN: 2477-5398
10 mL HNO3 1 M selama 24 jam. Kadar
FTIR dari selulosa bakterial, selulosa
logam dalam larutan hasil elusi dianalisis
dalam kondisi basa, epoksi selulosa dan
dengan AAS.
dietilentriamina
Aplikasi DGT pada Sampel Air Laut
gelombang puncak utama terletak di
-
selulosa.
Bilangan
Membran filter selulosa 0,45 µm
sekitar 3446 cm-1 yang berasal dari - OH
dibasahi dengan air bebas ion, kemudian
stretching selulosa. Tapi pada selulosa
diatur membran gel dan penyaring pada
bakterial –dietilentriamina, puncak menjadi
dasar perangkat DGT. Lapisan pengikat
luas karena keberadaan gugus amina -
logam kemudian ditempatkan gel difusi
NH2. Bilangan gelombang 1029 cm-1
diikuti oleh membran filter. Tutup ditekan
sesuai
erat dalam posisi horizontal.
diamati pada semua sampel. Peningkatan
Air laut disampling dari empat titik di
untuk
puncak luas
C-O-C
stretching
juga
sekitar 1.795 cm-1 diamati
perairan Teluk Palu. Sampel air lalu
yang menegaskan keberadaan - NH pada
ditempatkan pada beaker glass 1000 mL.
senyawa dietilentriamina - selulosa.
Perangkat DGT yang telah disusun sesuai
130
urutannya, dimasukkan pada air laut yang
(binding layer) dielusi dalam 2 mL larutan
HNO3 1 M selama 24 jam. Larutan hasil
elusi diukur dengan menggunakan AAS
sehingga dapat diketahui konsentrasi Pb2+
110
(b)
Transmittans (%)
akan diuji. Setelah itu lapisan pengikat
(a)
90
(d)
50 (e)
2+
(f)
dan Cd .
30
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada
sintesis
dietilentriamina
-
bakterial bereaksi dengan epiklorohidrin
pada kondisi basa untuk memberikan
derivat epoksi selulosa yang memudahkan
reaksi dengan dietilentriamina.
Pola
spektrum
natrium
epiklorohidrin,
FTIR
selulosa
selulosa,
selulosa
selulosa-dietilentriamina,
dan logam Pb dan Cd teradsorpsi pada
selulosa-dietilentriamina dapat dilihat pada
Gambar 2.
Gambar 2 menunjukkan spektrum
Khairuddin dkk.
0
3700
1000
3200
27002000
2200
3000
1700
12004000
700
5000
Bilangan Gelombang (1/cm)
selulosa bakterial, gugus hidroksil selulosa
bakterial,
(c)
70
Gambar 2 Spektrum
FTIR (a) selulosa
bakterial (b). natrium selulosa (c).
selulosa epiklorohidrin. (d) selulosa
bakterial
–dietilentriamina
(e)
Pb(II)-selulosa
bakterial
–
dietilentriamina. (f) Cd(II)-selulosa
bakterial –dietilentriamina.
Konsentrasi Logam Pb(II) dalam Air
Aplikasi metode gradien difusi pada
film tipis (DGT) dengan lapisan pengikat
selulosa
bakterial-dietilentriamina
dan
lapisan difusi poliakrilamida dilakukan
pada sampel air dari perairan laut Teluk
Palu. Sampel air laut Teluk Palu diambil
dari empat titik lokasi pada sepanjang
74
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
ISSN: 2477-5398
pesisir perairan laut Teluk Palu. Adapun
Y = konsentrasi logam Pb(II) dalam
koordinat geografis masing-masing lokasi
sedimen dan X = konsentrasi logam timbal
adalah:
(II) dalam air dengan koefisien regresi
: LS 0052’40,45” BT
Lokasi I
dinyatakan
11950’16,75”
: LS 0053’00,92” BT
Lokasi II
(R2)= 0,925 .
Dengan demikian dapat
bahwa
konsentrasi
timbal (II) dalam sedimen ditentukan oleh
keberadaan logam timbal (II) dalam air.
11950’56,07”
: LS 0052’33,38” BT
Lokasi III
16,043
16
Konsentrasi Pb(II) dalam air laut (mg/L)
11952’19,35”
: LS 0051’32,05” BT
Lokasi IV
logam
11952’45,84”
Hasil analisis konsentrasi logam Pb(II)
yang terlarut dalam air laut terdeteksi
pada kisaran 0,024 – 0,048 mg/L.
14
13,750
13,426
12
10
8
7,426
6
4
2
0
I
II
III
IV
Lokasi Sampling
Gambar 4 Rerata Konsentrasi Ion
Pb(II) Dalam Sedimen.
0 ,0 48
0, 03 9
0,0 4
Logam
0,0 36
0,0 3
0, 02 4
Equation y = a
Adj. R-S 0,925
0,0 2
0,0 1
0,0 0
I
II
III
IV
L oka si Sa m pling
Gambar 3 Rerata Konsentrasi
dalam Air Laut.
Akumulasi
Sedimen
Logam
Ion
Pb(II)
Pb(II)
dalam
Konsentrasi Pb(II) dalam sedimen (mg/L)
Konsentrasi Pb(II) dalam air (mg/L)
0,0 5
Value Standard
16
B
Interc -0,638 2,20382
B
Slope
361,9
58,396
14
12
10
8
6
0,020
0,025
0,030
0,035
0,040
0,045
0,050
Konsentrasi Pb(II) dalam air laut (mg/L)
Rerata konsentrasi logam timbal (II)
dalam sedimen tertinggi di peroleh pada
Gambar 5 Hubungan Konsentrasi Ion Pb(II)
dalam Air dan Sedimen.
lokasi III yaitu 16,043 mg/L dan terendah
diperoleh pada lokasi IV yaitu 7,426 mg/L
Konsentrasi Logam Cd(II) dalam Air
Konsentrasi
seperti terlihat pada Gambar 4.
rerata
logam
Cd(II)
Hasil analisis regresi parsial antara
tertinggi diperoleh pada lokasi III yaitu
konsentrasi logam timbal (II) dalam air
0,015 mg/L dan konsentrasi terendah
dengan konsentrasi logam timbal (II)
diperoleh pada lokasi I yaitu 0,006 mg/L.
dalam
sedimen
diperoleh
persamaan
regresi yaitu: Y = 361,9X - 0,638, dimana
Khairuddin dkk.
75
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
ISSN: 2477-5398
logam Cd(II) dalam sedimen.
0,016
0,014
1,0
0,012
Konsentrasi Cd dalam sedimen (mg/L)
Konsentrasi Cd dalam air laut (mg/L)
0,015
0,010
0,008
0,007
0,006
0,006
0,006
0,004
0,002
0,000
I
II
III
IV
Lokasi Sampling
Gambar 6 Rerata Konsentrasi
dalam Air Laut.
Konsentrasi
Sedimen.
Logam
Ion
Cd(II)
Cd(II)
Dalam
sedimen tertinggi di peroleh pada lokasi III
yaitu 0,950 mg/L dan terendah diperoleh
pada lokasi IV yaitu 0,387 mg/L.
Konsentrasi Cd(II) dalam sedimen (mg/L)
y=a+
Adj. R-Sq
0,9329
Sedimen
Interce 0,1252
0,07837
Sedimen
Slope
8,42592
Value
0,8
55,087
Standard E
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,006
0,008
0,010
0,012
0,014
0,016
Konsentrasi Cd dalam air (mg/L)
Rerata konsentrasi ion Cd(II) dalam
Gambar 8 Hubungan Konsentrasi Ion Cd(II)
dalam Air dan Sedimen.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat
disimpulkan bahwa konsentrasi Pb(II) dan
Cd(II) dalam larutan maupun air laut dapat
diukur
0,950
1,0
Equation
0,9
dengan
metode
DGT
menggunakan gel lapisan pengikat logam
0,8
selulosa – dietilentriamina.
0,6
0,512
0,525
Konsentrasi logam berat terlarut
0,387
0,4
dalam air laut untuk Pb berkisar antara
0,024 – 0,048 mg/l, sedangkan untuk Cd
0,2
berkisar
0,0
I
II
III
IV
antara
(0,006-0,015)
mg/L.
Lokasi Sampling
Gambar 7 Rerata Konsentrasi
dalam Sedimen.
Ion
Cd(II)
Konsentrasi Pb dalam sedimen berkisar
(7,426 – 16,043) mg/L dan Cd berkisar
Hasil analisis regresi parsial antara
(0,387 -0,950) mg/L.
konsentrasi logam kadmium (II) dalam air
DAFTAR PUSTAKA
dengan konsentrasi logam kadmium (II)
Ahmad R., Rajeev K., Haseeb S. 2012.
Adsorption of Cu2+ from aqueous
solution onto iron oxide coated
eggshell powder: Evaluation of
equilibrium, isotherms, kinetics, and
regeneration
capacity.
Arabian
Journal of Chemistry. 5 353–359.
dalam
sedimen
diperoleh
persamaan
regresi yaitu: Y = 55,087X + 0,1252,
dimana Y = konsentrasi logam kadmium
(II) dalam sedimen dan X = konsentrasi
logam kadmium (II) dalam air dengan
koefisien regresi (R2)= 0,9329. Hasil ini
menunjukkan bahwa antara konsentrasi
ion logam Cd(II) dalam air memiliki
Chethan P.D., B. Vishalakshi. 2015.
Synthesis
of
ethylenediamine
modified chitosan microspheres
forremoval
of
divalent
and
hexavalent
ions.
International
Journal
of
Biological
korelasi yang positif dengan konsentrasi
Khairuddin dkk.
76
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
ISSN: 2477-5398
Macromolecules, 75: 179–185.
Czaja W, Romanovicz D., and Brown R.
M. 2004. Structural investigations of
microbial cellulose produced in
stationary and agitated culture.
Cellulose. 11: 403–411.
Dahlqvist R., Zhang, H., Ingri, J. 2002.
Performance
of
the
diffusive
gradients in thin films technique for
measuring Ca and Mg in freshwater.
Analytica Chimica Acta. 460: 247 –
256.
Dunn R.J.K., Teasdale, P.R., Warnken, J.,
Jordan M.A. 2007. Evaluation of the
in
situ,
time-integrated
DGT
technique by monitoring changes in
heavy metal concentrations in
estuarine waters. Environmental
Pollution. 148: 213 - 220.
Mojsilovic O., McLaren R.G., Condron,
L.M. 2011. Modelling arsenic toxicity
in wheat: Simultaneous application
of diffusive gradients in thin films to
arsenic and phosphorus in soil.
Environmental Pollution. 159: 29963002.
Morford J., Kalnejaisa L., Martina W.,
Francoisa R., Karleb I.M. 2003.
Sampling marine pore waters for
Mn, Fe, U, Re and Mo: modifications
on diffusional equilibration thin film
gel probes. Journal of Experimental
Marine Biology and Ecology. 285:
85– 103.
Scally S., Davison, W., Zhang, H. 2006.
Diffusion coefficients of metals and
metal complexes in hydrogels used
in diffusive gradients in thin films,
Analytica Chimica Acta. 558: 222–
229.
Shaaban A.F., Fadel D.A., Mahmouda
A.A., Elkomy M.A., Elbahy S.M.
2014. Synthesis of a new chelating
bearing amidoxime group for
adsorption of Cu(II), Ni(II) and Pb(II)
by batch and fixed-bed column
methods. Journal of Environmental
Chemical Engineering. 2: 632–641.
Khairuddin dkk.
77
ISSN: 2477-5398
APLIKASI SELULOSA BAKTERIAL-DIETILENTRIAMINA SEBAGAI LAPISAN
PENGIKAT LOGAM Pb DAN Cd PADA METODE
DIFFUSIVE GRADIENT IN THIN FILMS (DGT)
[Application of Bacterial Cellulose-Diethylenetriamine as Binding Layer of Metal Pb
and Cd in Diffusive Gradient in Thin Films (DGT) Method]
Khairuddin1*, Prismawiryanti1, Indriani1
1)
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Tadulako
Jl. Soekarno Hatta, Kampus Bumi Tadulako Tondo Palu, Telp. 0451- 422611
Diterima 2 Februari 2017, Disetujui 6 Maret 2017
ABSTRACT
This research aimed to synthesis and apply of bacterial cellulose-diethylenetriamine as a binding
layer on the diffusive gradients in thin films method for preconcentration of labile metal Pb and Cd in
aquatic systems and sediment of Palu Bay. The results are expected to be used for the analysis of
environmental contaminants aquatic pollutant/sediment replace conventional methods. DGT method
easily carried into the field and sensitive to identify certain metal ions. The results showed
concentration of heavy metals dissolved in seawater for Pb between 0.024 to 0.048 mg / L, while for
Cd between 0.006 to 0.015 mg / L. The concentration of Pb in sediments from 7.426 to 16.043 mg / L
and Cd 0.387 to 0.950 mg / L. Partial regression analysis between Pb and Cd concentrations in water
with a concentration of cadmium metals Pb and Cd in the sediments showed that the concentration of
heavy metals in water has a positive correlation with the concentration of Pb and Cd in the sediment.
Keyword: Pb, Cd, DGT, bacterial cellulose-diethylenetriamine, Palu Bay
ABSTRAK
Tujuan penelitian adalah membuat dan mengaplikasikan selulosa bakterial yang dimodifikasi dengan
senyawa dietilentriamina sebagai lapisan pengikat logam dalam sistem perairan pada perangkat
prototipe Diffusive Gradient in Thin Film (DGT) untuk kajian logam labil timbal (Pb) dan kadmium (Cd)
pada air laut dan sedimen Teluk Palu. Metode DGT ini dapat digunakan untuk memonitor kualitas
lingkungan perairan/sedimen secara in situ. Hasil penelitian diharapkan dapat digunakan untuk analisis
polutan pencemar lingkungan perairan/sedimen menggantikan metode konvensional. Suatu kelebihan
dari metoda DGT ini karena mudah dibawa ke lapangan dan sensitif untuk mengidentifikasi ion logam
tertentu. Pengamatan saat penelitian terhadap kualitas perairan pada lokasi sampling di Perairan Teluk
Palu dari parameter temperatur, salinitas, dan pH, masih dapat dikatakan berada pada kondisi normal
pada saat pengukuran. Konsentrasi logam berat terlarut dalam air laut untuk Pb antara 0,024–0,048
mg/L, sedangkan untuk Cd antara 0,006-0,015 mg/L. Konsentrasi Pb dalam sedimen 7,426 – 16,043
mg/L dan Cd 0,387-0,950 mg/L. Hasil analisis regresi parsial antara konsentrasi logam Pb dan Cd
dalam air dengan konsentrasi logam kadmium Pb dan Cd dalam sedimen menunjukkan bahwa antara
konsentrasi logam berat tersebut dalam air memiliki korelasi yang positif dengan konsentrasi logam Pb
dan Cd dalam sedimen.
Kata kunci: Logam Pb, Logam Cd, DGT, selulosa bakterial-dietilentriamina, Teluk Palu.
*) Coresponding author: heru_jns@yahoo.co.id
Khairuddin dkk.
69
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
ISSN: 2477-5398
LATAR BELAKANG
Logam berat juga dapat terakumulasi baik
penduduk
dalam sedimen laut maupun biota laut
semakin
melalui proses bioakumulasi, gravitasi,
berkembangnya kawasan industri di kota
biomagnifikasi, dan biokonsentrasi oleh
besar tidak lain diakibatkan oleh jumlah
biota laut (Chethan et al., 2015).
Kawasan
yang
semakin
pemukiman
meluas
dan
penduduk yang terus meningkat. Peristiwa
tersebut
menjadi
pemicu
terjadinya
Kadar logam berat dalam air yang
terus
meningkat
akan
diikuti
oleh
peningkatan pencemaran logam berat
peningkatan kadar logam berat tersebut
pada
laut,
dalam tubuh biota, yang tentunya diakhiri
dikarenakan semua limbah dari daratan,
dengan timbulnya pencemaran. Variasi
baik
pemukiman
spesi logam telah diidentifikasi pada
perkotaan maupun dari kawasan industry
perairan alami termasuk bentuk spesi
dan pada akhirnya bermuara ke sungai
organik
dan laut.
tergantung
perairan
yang
sungai
berasal
dan
dari
Unsur-unsur runut (trace elements)
dan
kekuatan
anorganik
pada
ion
dan
sangat
konsentrasi
logam,
maupun
pH.
Timbal
di dalam air sungai maupun air laut
merupakan
terdapat dalam berbagai bentuk kimia
dijumpai pada sistem perairan dan dapat
atau spesi, berbagai bentuk ini dapat
dalam bentuk ion bebas dan juga dalam
berupa
anorganik,
bentuk kompleks dengan bahan organik
kompleks dengan bahan organik terlarut
terlarut. Logam ini akan menjadi beracun
(dissolved organic matter), dan ion-ion
pada tingkatan 10 – 50 dari konsentrasi
bebas.
normal yang dibutuhkan pada proses
koloid,
kompleks
Masing-masing
berbeda
dalam
bioavailability.
hal
spesi
tersebut
toksisitas
Toksisitas
2+
air
jauh
kerap
dan
sehingga
2+
lebih
yang
pertumbuhan organisme dan biota air,
kadmium (Zn , Cu , Cd ) terhadap
organisme
logam
dan
bioavailability spesi ion Pb dan Cd , seng,
2+
jenis
tinggi
perlu
dilakukan
monitoring
(Shaaban et al., 2014, dan Ahmad et al.,
2012).
Pencemaran
di
perairan
akibat
dibandingkan jika unsur-unsur tersebut
logam berat tidak dapat dibiarkan terus
membentuk
bahan
berlangsung, karena dapat memberikan
organik terlarut, koloid ataupun partikel
dampak yang sangat buruk terhadap
lainnya. Tetapi hal tersebut di atas tidak
kelangsungan
seluruhnya berlaku terhadap unsur runut
makhluk hidup sekitarnya. Oleh karena itu,
logam lainnya. Sebagai contoh pada
diperlukan pemantuan khusus dan sering
logam merkuri dan timbal, jika terjadi
dilakukan pengukuran kadar logam berat
proses metilasi maka toksisitas kedua
di lingkungan, khususnya pada lingkungan
kompleks ini akan jauh lebih tinggi bila
perairan walaupun pengukuran logam
kompleks
dengan
hidup
biota
laut
dan
dibandingkan dalam keadaan ion bebas.
Khairuddin dkk.
70
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
ISSN: 2477-5398
runut dalam sistem perairan relatif sulit
untuk dilakukan.
Metode
Logam berat dalam air laut terdapat
dalam
sampling
menggunakan
bentuk
tersuspensi.
logam
Kedua
terlarut
bentuk
dan
ini
dapat
metode gradien difusi dalam film tipis
dipisahkan melalui penyaringan dengan
(Diffusive Gradient in Thin Films) adalah
menggunakan
pendekatan
berukuran pori 0,45 µm. Ion berdifusi
baru
pencemaran logam
untuk
pendugaan
berat
dan status
melalui
membran
filter
membran
filter
yang
dengan
cara
ekotoksikologi lingkungan perairan (Scally
pembentukan gradien konsentrasi yang
et al., 2006, Dahlqvist et al., 2002). Bill
konstan sehingga terkumpul pada lapisan
Davison dan Hao Zhang pertama kali
pengkelat (binding layer) yang menjadi
mengembangkan metode ini dari tahun
dasar
1993 di Lancaster, Inggris dan kemudian
larutan secara kuantitatif. Massa logam
dipatenkan
University.
pada lapisan pengkelat diukur setelah
Teknik ini adalah teknik prekonsentrasi in-
dielusi dengan larutan asam (Dunn et al.,
situ
passive
2007). Konsentrasi spesi analit yang diikat
sampling yang sesuai untuk mengukur
lapisan pengkelat logam DGT dianggap
spesi
di
sama dengan konsentrasi yang berdifusi
lingkungan akuatik. DGT terdiri dari alat
ke biota akuatik sehingga metode ini juga
sederhana
plastik
dapat memprediksi bioavailabilitas spesi-
berbentuk bulat dengan diameter 2,5 cm.
spesi anorganik labil seperti logam, fosfat,
Alat ini diisi dengan lapisan pengkelat
dan sulfida.
oleh
dan
Lancaster
merupakan
labil
yang
yang
teknik
terakumulasi
terbuat
dari
logam dan membran filter 0,45 µm serta
untuk
DGT
mengukur
terdiri
logam
dari
tiga
dalam
lapisan,
hidrogel sebagai lapisan difusi. Hidrogel
diantaranya gel lapisan pengkelat logam,
poliakrilamida adalah jaringan polimer tiga
gel lapisan difusi, dan filter membran.
dimensi yang bersifat hidrofilik, tetapi tidak
Filter
larut dalam air. Saat hidrogel terhidrasi,
memisahkan partikel tersuspensi pada
maka sekitar 95% air dapat berdisfusi
peristiwa difusi. Ion logam labil dalam
masuk
larutan
memiliki
ke
dalam
sifat
hidrogel.
menarik
Hidrogel
lainnya,
yaitu
membran
akan
digunakan
berdifusi
melalui
dan
kemampuannya untuk berinteraksi dengan
akhirnya
diprekonsentrasi
spesies kimia (misalnya Cd, Pb, Cr, Hg)
pengkelat logam (Mojsilovic et al., 2011,
melalui
Czaja et al., 2004).
polar
yang
bertanggung jawab untuk sifat hidrofilik,
difusi
filter
membran
gugus-gugus
lapisan
untuk
hingga
pada
gel
Analit berdifusi dari larutan sampel
kapasitasnya untuk memungkinkan difusi
melalui
yang terkendali, respon pembengkakan
diprekonsentrasi pada lapisan pengikat.
(swelling) terhadap perubahan konsentrasi
Dengan demikian gradien konsentrasi
ion, pH, dan suhu (Shaaban et al., 2014).
pada lapisan difusi hingga konsentrasinya
Khairuddin dkk.
lapisan
difusi
kemudian
71
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
ISSN: 2477-5398
(NH4S2O8),
N,N,N’N’-
sama dengan konsentrasi pada larutan
persulfat
sampel. Massa logam dikumpulkan oleh
Tetrametiletilendiamina
gel selulosa bakterial-dietilentriamina dari
membran selulosa nitrat 0,45 µm, NaNO3,
larutan logam menurut Persamaan ( 1 ).
NaOH, HNO3.
Peralatan penelitian meliputi probe
(1)
C=
di mana C adalah konsentrasi logam
dalam bulk solusi , M massa logam dalam
gel selulosa bakterial-dietilentriamina, ∆g
ketebalan lapisan difusi, D koefisien difusi
(TEMED),
DGT
(DGT
–
Research
University,
Inggris),
Spektrofotometer
Serapan
Lancaster
FTIR,
Atom,
pH
meter, timbangan analitik.
ion logam dalam lapisan difusi, t waktu
Prosedur Penelitian
kontak dan A luas permukaan kontak.
oleh
Sintesis lapisan Pengkelat Logam
Dietilentriamina-Selulosa Bakterial
selulosa bakterial-dietilentriamina dihitung
Serbuk selulosa direndam dalam
Massa
setelah
logam
elusi
gel
dikumpulkan
selulosa
bakterial-
larutan NaOH 15% selama satu jam pada
dietilentriamina dalam HNO3 1 M menurut
temperatur
persamaan ( 2 ).
dengan pencucian dengan air mengalir.
M=
(2)
kamar
yang
dilanjutkan
Selulosa sebanyak 1 gram lalu diletakkan
dalam gelas kimia dengan magnetik stirrer
dimana Ce adalah konsentrasi logam
dalam eluen, Vg dan Ve masing-masing
volume
gel
selulosa
bakterial-
dietilentriamina dan eluen, dan fe adalah
faktor elusi (Shaaban et al., 2014).
Dalam
penelitian
modifikasi
selulosa
ini
dan
ditambahkan
epiklororohidrin
sebanyak 3 mL dan 100 mL larutan NaOH
8%. Reaksi dilakukan selama 10 jam
sambil diaduk dengan magnetik stirrer.
Produk hasil reaksi dicuci dengan air
dibuat
bakterial-
dietilentriamina sebagai bahan lapisan
pengikat logam untuk diaplikasikan pada
metode gradien difusi dalam film tipis
dalam pengukuran Pb baik dalam larutan
maupun pada sampel air dan sedimen
dari perairan laut Teluk Palu.
bebas mineral dan etanol anhidrat hingga
pH 7,0 lalu dikeringkan pada temperatur
60C. Produk hasil reaksi sebanyak 1
gram
dicampurkan
dengan
1
gram
dietilentriamina dan 100 mL air bebas
mineral dan NaHCO3 sebagai katalis
sambil terus diaduk pada temperatur 50C
selama 2 jam. Produk yang dihasilkan
METODE PENELITIAN
dicuci dengan air dan etanol anhidrat
Bahan dan Peralatan
hingga pH 7,0 dan selanjutnya dikeringkan
Bahan
yang
digunakan,
yaitu
selulosa bakterial, Akrilamida, Air bebas
mineral,
Bis-akrilamida,
Khairuddin dkk.
Amonium
pada temperatur 60C.
Karakterisasi Gugus Fungsi
Selulosa dan selulosa teraminasi
72
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
dietilentriamina
ISSN: 2477-5398
pada
bakterial. Gel kemudian dicetak dengan
bilangan gelombang 450 cm-1 sampai
diameter 2,5 cm kemudian disimpan
dengan
dikarakterisasi
4000
spektrofotometer
cm
-1
FTIR.
dengan
Penyiapan
cuplikan dilakukan dengan metode pellet
dalam
M
NaNO3
hingga
akan
digunakan.
Pemasangan Perangkat DGT
Untuk mengaplikasikan DGT, hal
KBr.
pertama
Pembuatan Gel Difusi
Pembuatan
gel
poliakrilamida
sebagai gel difusi ion mengikuti prosedur
yang digunakan oleh Jennifer Morford et
al.
0,01
(2003).
Campuran
gel
monomer
akrilamida (6%) dan cross linker bisakrilamida (0,8%)
direaksikan dengan
tetrametiletilenadiamina
(TEMED),
yang
dilakukan
adalah
menyiapkan unit DGT yaitu dengan cara
meletakkan
gel
pengkelat
dietilentriamina-selulosa
difusi
poliakrilamida,
logam
bakterial,
serta
gel
membran
selulosa nitrat secara berurutan seperti
terlihat pada Gambar 1.
dan
katalis amonium persulfat (10% larutan)
untuk membuat gel poliakrilamida. Larutan
gel
disiapkan
melalui
pencampuran
akrilamida dan cross-linker bis akrilamida.
menambahkan 6 µL amonium persulfat
Gambar 1 Susunan filter membran 0,45 µm,
gel lapisan difusi, dan lapisan
pengkelat logam dalam probe DGT
dan
Pengambilan Sampel Sedimen
Polimerisasi
dimulai
2,5
µL
dengan
tetrametiletilendiamina
(TEMED) per mililiter larutan gel. Larutan
Sampel sedimen diperoleh dengan
gel yang dihasilkan lalu diletakkan pada
menggunakan potongan pipa paralon atau
cetakan
Setelah
corer sampel yang ditancapkan ke dalam
dikeluarkan, gel dihidrasi untuk membuat
sedimen pada beberapa titik sampel
gel menjadi stabil. Gel kemudian dicetak
dikawasan perairan estuaria Teluk Palu.
dengan diameter 2,5 cm.
Sampel yang diperoleh dimasukkan dalam
kaca
0,78
Pembuatan
Gel
Selulosa Bakterial.
mm.
Dietilentriamina-
Sebanyak 0,2 g dietilentriaminaselulosa
bakterial
(100
mesh)
botol plastik dan ditutup rapat.
Aplikasi DGT pada Sampel Sedimen
Laut
Sejumlah
sampel
sedimen
ditambahkan permililiter larutan gel difusi.
dimasukkan
Polimerisasi gel melalui penambahan 6 µL
sampler DGT untuk sedimen dimasukkan
amonium
TEMED
ke dalam sedimen selama 3 x 24 jam.
untuk
Lapisan pengikat logam dari sampler
pembentukan gel dietilentriamina-selulosa
kemudian dipisahkan dan dielusi dengan
permililiter
persulfat
dan
2µL
larutan
gel
difusi
Khairuddin dkk.
dalam
pot.
Rancangan
73
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
ISSN: 2477-5398
10 mL HNO3 1 M selama 24 jam. Kadar
FTIR dari selulosa bakterial, selulosa
logam dalam larutan hasil elusi dianalisis
dalam kondisi basa, epoksi selulosa dan
dengan AAS.
dietilentriamina
Aplikasi DGT pada Sampel Air Laut
gelombang puncak utama terletak di
-
selulosa.
Bilangan
Membran filter selulosa 0,45 µm
sekitar 3446 cm-1 yang berasal dari - OH
dibasahi dengan air bebas ion, kemudian
stretching selulosa. Tapi pada selulosa
diatur membran gel dan penyaring pada
bakterial –dietilentriamina, puncak menjadi
dasar perangkat DGT. Lapisan pengikat
luas karena keberadaan gugus amina -
logam kemudian ditempatkan gel difusi
NH2. Bilangan gelombang 1029 cm-1
diikuti oleh membran filter. Tutup ditekan
sesuai
erat dalam posisi horizontal.
diamati pada semua sampel. Peningkatan
Air laut disampling dari empat titik di
untuk
puncak luas
C-O-C
stretching
juga
sekitar 1.795 cm-1 diamati
perairan Teluk Palu. Sampel air lalu
yang menegaskan keberadaan - NH pada
ditempatkan pada beaker glass 1000 mL.
senyawa dietilentriamina - selulosa.
Perangkat DGT yang telah disusun sesuai
130
urutannya, dimasukkan pada air laut yang
(binding layer) dielusi dalam 2 mL larutan
HNO3 1 M selama 24 jam. Larutan hasil
elusi diukur dengan menggunakan AAS
sehingga dapat diketahui konsentrasi Pb2+
110
(b)
Transmittans (%)
akan diuji. Setelah itu lapisan pengikat
(a)
90
(d)
50 (e)
2+
(f)
dan Cd .
30
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada
sintesis
dietilentriamina
-
bakterial bereaksi dengan epiklorohidrin
pada kondisi basa untuk memberikan
derivat epoksi selulosa yang memudahkan
reaksi dengan dietilentriamina.
Pola
spektrum
natrium
epiklorohidrin,
FTIR
selulosa
selulosa,
selulosa
selulosa-dietilentriamina,
dan logam Pb dan Cd teradsorpsi pada
selulosa-dietilentriamina dapat dilihat pada
Gambar 2.
Gambar 2 menunjukkan spektrum
Khairuddin dkk.
0
3700
1000
3200
27002000
2200
3000
1700
12004000
700
5000
Bilangan Gelombang (1/cm)
selulosa bakterial, gugus hidroksil selulosa
bakterial,
(c)
70
Gambar 2 Spektrum
FTIR (a) selulosa
bakterial (b). natrium selulosa (c).
selulosa epiklorohidrin. (d) selulosa
bakterial
–dietilentriamina
(e)
Pb(II)-selulosa
bakterial
–
dietilentriamina. (f) Cd(II)-selulosa
bakterial –dietilentriamina.
Konsentrasi Logam Pb(II) dalam Air
Aplikasi metode gradien difusi pada
film tipis (DGT) dengan lapisan pengikat
selulosa
bakterial-dietilentriamina
dan
lapisan difusi poliakrilamida dilakukan
pada sampel air dari perairan laut Teluk
Palu. Sampel air laut Teluk Palu diambil
dari empat titik lokasi pada sepanjang
74
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
ISSN: 2477-5398
pesisir perairan laut Teluk Palu. Adapun
Y = konsentrasi logam Pb(II) dalam
koordinat geografis masing-masing lokasi
sedimen dan X = konsentrasi logam timbal
adalah:
(II) dalam air dengan koefisien regresi
: LS 0052’40,45” BT
Lokasi I
dinyatakan
11950’16,75”
: LS 0053’00,92” BT
Lokasi II
(R2)= 0,925 .
Dengan demikian dapat
bahwa
konsentrasi
timbal (II) dalam sedimen ditentukan oleh
keberadaan logam timbal (II) dalam air.
11950’56,07”
: LS 0052’33,38” BT
Lokasi III
16,043
16
Konsentrasi Pb(II) dalam air laut (mg/L)
11952’19,35”
: LS 0051’32,05” BT
Lokasi IV
logam
11952’45,84”
Hasil analisis konsentrasi logam Pb(II)
yang terlarut dalam air laut terdeteksi
pada kisaran 0,024 – 0,048 mg/L.
14
13,750
13,426
12
10
8
7,426
6
4
2
0
I
II
III
IV
Lokasi Sampling
Gambar 4 Rerata Konsentrasi Ion
Pb(II) Dalam Sedimen.
0 ,0 48
0, 03 9
0,0 4
Logam
0,0 36
0,0 3
0, 02 4
Equation y = a
Adj. R-S 0,925
0,0 2
0,0 1
0,0 0
I
II
III
IV
L oka si Sa m pling
Gambar 3 Rerata Konsentrasi
dalam Air Laut.
Akumulasi
Sedimen
Logam
Ion
Pb(II)
Pb(II)
dalam
Konsentrasi Pb(II) dalam sedimen (mg/L)
Konsentrasi Pb(II) dalam air (mg/L)
0,0 5
Value Standard
16
B
Interc -0,638 2,20382
B
Slope
361,9
58,396
14
12
10
8
6
0,020
0,025
0,030
0,035
0,040
0,045
0,050
Konsentrasi Pb(II) dalam air laut (mg/L)
Rerata konsentrasi logam timbal (II)
dalam sedimen tertinggi di peroleh pada
Gambar 5 Hubungan Konsentrasi Ion Pb(II)
dalam Air dan Sedimen.
lokasi III yaitu 16,043 mg/L dan terendah
diperoleh pada lokasi IV yaitu 7,426 mg/L
Konsentrasi Logam Cd(II) dalam Air
Konsentrasi
seperti terlihat pada Gambar 4.
rerata
logam
Cd(II)
Hasil analisis regresi parsial antara
tertinggi diperoleh pada lokasi III yaitu
konsentrasi logam timbal (II) dalam air
0,015 mg/L dan konsentrasi terendah
dengan konsentrasi logam timbal (II)
diperoleh pada lokasi I yaitu 0,006 mg/L.
dalam
sedimen
diperoleh
persamaan
regresi yaitu: Y = 361,9X - 0,638, dimana
Khairuddin dkk.
75
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
ISSN: 2477-5398
logam Cd(II) dalam sedimen.
0,016
0,014
1,0
0,012
Konsentrasi Cd dalam sedimen (mg/L)
Konsentrasi Cd dalam air laut (mg/L)
0,015
0,010
0,008
0,007
0,006
0,006
0,006
0,004
0,002
0,000
I
II
III
IV
Lokasi Sampling
Gambar 6 Rerata Konsentrasi
dalam Air Laut.
Konsentrasi
Sedimen.
Logam
Ion
Cd(II)
Cd(II)
Dalam
sedimen tertinggi di peroleh pada lokasi III
yaitu 0,950 mg/L dan terendah diperoleh
pada lokasi IV yaitu 0,387 mg/L.
Konsentrasi Cd(II) dalam sedimen (mg/L)
y=a+
Adj. R-Sq
0,9329
Sedimen
Interce 0,1252
0,07837
Sedimen
Slope
8,42592
Value
0,8
55,087
Standard E
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,006
0,008
0,010
0,012
0,014
0,016
Konsentrasi Cd dalam air (mg/L)
Rerata konsentrasi ion Cd(II) dalam
Gambar 8 Hubungan Konsentrasi Ion Cd(II)
dalam Air dan Sedimen.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat
disimpulkan bahwa konsentrasi Pb(II) dan
Cd(II) dalam larutan maupun air laut dapat
diukur
0,950
1,0
Equation
0,9
dengan
metode
DGT
menggunakan gel lapisan pengikat logam
0,8
selulosa – dietilentriamina.
0,6
0,512
0,525
Konsentrasi logam berat terlarut
0,387
0,4
dalam air laut untuk Pb berkisar antara
0,024 – 0,048 mg/l, sedangkan untuk Cd
0,2
berkisar
0,0
I
II
III
IV
antara
(0,006-0,015)
mg/L.
Lokasi Sampling
Gambar 7 Rerata Konsentrasi
dalam Sedimen.
Ion
Cd(II)
Konsentrasi Pb dalam sedimen berkisar
(7,426 – 16,043) mg/L dan Cd berkisar
Hasil analisis regresi parsial antara
(0,387 -0,950) mg/L.
konsentrasi logam kadmium (II) dalam air
DAFTAR PUSTAKA
dengan konsentrasi logam kadmium (II)
Ahmad R., Rajeev K., Haseeb S. 2012.
Adsorption of Cu2+ from aqueous
solution onto iron oxide coated
eggshell powder: Evaluation of
equilibrium, isotherms, kinetics, and
regeneration
capacity.
Arabian
Journal of Chemistry. 5 353–359.
dalam
sedimen
diperoleh
persamaan
regresi yaitu: Y = 55,087X + 0,1252,
dimana Y = konsentrasi logam kadmium
(II) dalam sedimen dan X = konsentrasi
logam kadmium (II) dalam air dengan
koefisien regresi (R2)= 0,9329. Hasil ini
menunjukkan bahwa antara konsentrasi
ion logam Cd(II) dalam air memiliki
Chethan P.D., B. Vishalakshi. 2015.
Synthesis
of
ethylenediamine
modified chitosan microspheres
forremoval
of
divalent
and
hexavalent
ions.
International
Journal
of
Biological
korelasi yang positif dengan konsentrasi
Khairuddin dkk.
76
KOVALEN, 3(1): 69 - 77, April 2017
ISSN: 2477-5398
Macromolecules, 75: 179–185.
Czaja W, Romanovicz D., and Brown R.
M. 2004. Structural investigations of
microbial cellulose produced in
stationary and agitated culture.
Cellulose. 11: 403–411.
Dahlqvist R., Zhang, H., Ingri, J. 2002.
Performance
of
the
diffusive
gradients in thin films technique for
measuring Ca and Mg in freshwater.
Analytica Chimica Acta. 460: 247 –
256.
Dunn R.J.K., Teasdale, P.R., Warnken, J.,
Jordan M.A. 2007. Evaluation of the
in
situ,
time-integrated
DGT
technique by monitoring changes in
heavy metal concentrations in
estuarine waters. Environmental
Pollution. 148: 213 - 220.
Mojsilovic O., McLaren R.G., Condron,
L.M. 2011. Modelling arsenic toxicity
in wheat: Simultaneous application
of diffusive gradients in thin films to
arsenic and phosphorus in soil.
Environmental Pollution. 159: 29963002.
Morford J., Kalnejaisa L., Martina W.,
Francoisa R., Karleb I.M. 2003.
Sampling marine pore waters for
Mn, Fe, U, Re and Mo: modifications
on diffusional equilibration thin film
gel probes. Journal of Experimental
Marine Biology and Ecology. 285:
85– 103.
Scally S., Davison, W., Zhang, H. 2006.
Diffusion coefficients of metals and
metal complexes in hydrogels used
in diffusive gradients in thin films,
Analytica Chimica Acta. 558: 222–
229.
Shaaban A.F., Fadel D.A., Mahmouda
A.A., Elkomy M.A., Elbahy S.M.
2014. Synthesis of a new chelating
bearing amidoxime group for
adsorption of Cu(II), Ni(II) and Pb(II)
by batch and fixed-bed column
methods. Journal of Environmental
Chemical Engineering. 2: 632–641.
Khairuddin dkk.
77