PEMANFAATAN ZEOLIT ALAM SARULLA UNTUK MENYERAP SULFIDA DARI LIMBAH PADAT PETERNAKAN DI SIMALINGKAR B MEDAN TESIS
PEMANFAATAN ZEOLIT ALAM SARULLA UNTUK
MENYERAP SULFIDA DARI LIMBAH PADAT
PETERNAKAN DI SIMALINGKAR B MEDAN
TESIS
Oleh
BASTON PASARIBU
117006014/KIM
PEMANFAATAN ZEOLIT ALAM SARULLA UNTUK
MENYERAP SULFIDA DARI LIMBAH PADAT
PETERNAKAN DI SIMALINGKAR B MEDAN
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains
Dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Oleh
BASTON PASARIBU
117006014/KIM
UNTUK MENYERAP SULFIDA DARI LIMBAH PADAT PETERNAKAN DI SIMALINGKAR B MEDAN Nama Mahasiswa : BASTON PASARIBU Nomor Pokok : 117006014 Program Studi : Magister Ilmu Kimia
Menyetujui,
Komisi Pembimbing
(Jamahir Gultom, Ph.D) (Prof. Dr. Harlem Marpaung)
Ketua Anggota Ketua Program Studi DekanTelah diuji pada Tanggal : 27 April 2013 PANITIA PENGUJI TESIS : Ketua : Jamahir Gultom, Ph.D Anggota :
1. Prof. Dr. Harlem Marpaung
2. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D
3. Prof. Dr. Zul Alfian, MSc
PEMANFAATAN ZEOLIT ALAM SARULLA UNTUK MENYERAP SULFIDA DARI LIMBAH PADAT PETERNAKAN DI SIMALINGKAR B MEDAN TESIS
Saya menyatakan bahwa Tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri,
kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing
disebutkan sumbernya.
Medan, 27 April 2013 Penulis, BASTON PASARIBU NIM : 117006014 Penulis dilahirkan di Desa Parinsoran, Kecamatan Garoga, Kabupaten Tapanuli Utara pada tanggal 05 September 1970, sebagai anak ke tiga dari S. Pasaribu / T. Br Siregar.
Penulis menjalani masa pendidikan di SD Negeri Parinsoran tamat tahun 1984, SMP Negeri Garoga tamat tahun 1987, SMA Negeri 1 Sibolga tamat tahun 1990. Kemudian melanjutkan pendidikan pada program D3 pendidikan Kimia FMIPA Universitas Sumatera Utara tamat tahun 1993.
Pada tanggal 1 januari 1994, penulis diangkat sebagai guru Pegawai Negeri Sipil golongan II/C di SMA Negeri Parongil ,Dairi ,Sumatera Utara. Pada tahun 1998 penulis pindah tugas ke SMA Negeri 7 Medan sampai sekarang. Selanjutnya penulis mengikuti perkuliahan program S1 di Perguruan Tinggi Teladan Medan tamat pada tahun 2006. Pada bulan Juli tahun 2011, penulis melanjutkan pendidikan program magister di sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara yang dibiayai oleh Pemerintah Provinsi Sumatera Utara melalui BAPEDA Sumatera Utara.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis panjatkan Kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan kasih karuniaNya sehingga Penulis dapat menyelesaikan tesis ini dengan judul “PEMANFAATAN ZEOLIT ALAM SARULLA UNTUK MENYERAP
SULFIDA DARI LIMBAH PADAT PETERNAKAN DI SIMALINGKAR B
MEDAN” .Penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Pemerintah Provinsi Sumatera Utara c.q. BAPEDA Sumatera Utara, Pemerintah Kota Medan dan Dinas Pendidikan Kota Medan yang telah memberikan bantuan finansial dan surat izin belajar sehingga meringankan beban bagi penulis selama mengikuti perkuliahan dan menyelesaikan tesis ini.
Dengan selesainya tesis ini, penulis juga mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : Rektor Universitas Sumatera Utara, Bapak Prof. Dr. Dr. Syahril Pasaribu, DTMH, Sp.A(K) MSc. Atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk menyelesaikan Program Magister, Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam , Bapak DR. Sutarman, MSc dan Ketua Program Studi Kimia, Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS,Ph.D. Atas kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program Magister pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.
Terimakasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada:
Prof. Harlem Marpaung Selaku Anggota Komisi Pembimbing yang dengan tulus dan penuh perhatian membimbing penulis sehingga penelitian dan penulisan tesis ini dapat terselesaikan.
3. Seluruh Dosen dan Staf Pengajar di Sekolah Pascasarjana Program Studi Kimia Universitas Sumatera Utara Medan yang telah membekali Penulis dengan berbagai disiplin ilmu.
4. Istri tercinta ( MASNAULI br.ARITONANG) dan anak ( MARIE CURY, FERONICA NAOMI dan TIMOTHY CARLOS SIERA PASARIBU BONDAR ) yang merupakan semangat dan motivator bagi penulis selama mengikuti program pendidikan di Sekolah Pascasarjana.
5. Kepala SMA Negeri 7 Medan, Bapak Drs. Muhammad Daud, MM dan seluruh rekan Staf Pengajar dan Pegawai yang telah memberikan dukungan sepenuhnya kepada penulis selama mengikuti studi pada Program Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.
6. Teman-teman mahasiswa angkatan 2011 yang selalu memberikan dukungan kepada penulis selama mengikuti pendidikan di Pascasarjana USU Medan.
7. Kepada semua pihak yang telah membantu penulis selama penulisan tesis ini.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan dan masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari pihak pembaca untuk kesempurnaan tesis ini. Akhirnya penulis berharap bahwa tesis ini dapat bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan. Amin.
Hormat Penulis
PEMANFAATAN ZEOLIT ALAM SARULLA UNTUK MENYERAP SULFIDA DARI LIMBAH PADAT PETERNAKAN DI SIMALINGKAR B MEDAN ABSTRAK
Telah dilakukan studi pemanfaatan zeolit alam Sarulla untuk menyerap sulfida dari limbah (kotoran) ternak babi di Simalingkar B Medan. Contoh zeolit alam diambil secara acak dari desa Simangumban, Sarulla Kabupaten Tapanuli Utara. Jenis zeolit alam Sarulla ini diperiksa/diuji di Laboratorium TekMIRA PPTM Bandung. Contoh zeolit alam ini dihaluskan dan di ayak dengan ayakan 100 mesh. Serbuk yang diperoleh diaktivasi pada suhu 175
C. Contoh limbah ternak babi diambil secara acak berupa kotoran segar dari kandang ternak babi di Simalingkar B Medan , kemudian ditambahkan larutan NaOH 3 N diaduk dan dibiarkan selama 24 jam campuran ini disaring, filtratnya digunakan untuk menentukan sulfida sebelum dan sesudah penambahan zeolit. Penambahan zeolit terhadap sebanyak 100 mL larutan sulfida divariasi sebagai 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 dan 90 gram. Kandungan sulfida sebelum dan sesudah penambahan zeolit aktif, ditentukan secara spektrofotometri
max = 600 nm. Hasil yang diperoleh menunjukkan
dengan pereaksi metilen biru pada λ bahwa zeolit alam Sarulla jenis anortit-monmorilonit yang diaktifkan pada suhu 175 C dapat menyerap sulfida yang terdapat didalam limbah (faces) ternak babi dengan dosis 90 gram/50gram sampel pada saat dimana kandungan sulfida tidak lagi terdeteksi. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa zeolit alam Sarulla yang diaktifkan pada suhu 175 C dapat dimanfaatkan untuk menyerap sulfida yang terdapat dalam limbah/faces ternak babi. Kata Kunci : zeolit, aktivasi,sulfida,spektrofotometri.
VETERINARIAN SOLID WASTE IN SIMALINGKAR B
ABSTRACT
Studies have been conducted to show the utilization of natural zeolite Sarulla toabsorb sulfide from waste (feces) of pigs in Simalingkar B Medan. The example of
natural zeolite was taken randomly from Simangumban, Sarulla, North Tapanuli. This
type of natural zeolite Sarulla was checked / tested in laboratory TekMIRA PPTM
Bandung. The example of natural zeolite is crushed and sifted with a 100 mesh sieve.
Obtained powder was activated at 175C. The example of pigs waste (feces) was
taken randomly from the fresh feces of pigs in cages in Simalingkar B Medan , then it
was added by 3 N NaOH solution, it was stirred and was allowed to stand for 24
hours. The mixture was filtered, and the filtrate was used to determine sulfide before
and after the addition of zeolite. The addition of zeolite to 100 mL sulfide solution was
varied as 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 and 90 grams. Sulfide content before and
after the addition of active zeolite, was determined spectrophotometryly with
methylene blue reagent atλmax = 600 nm. The results showed that the natural zeolite
Sarulla, which is type of anortit- montmorillonite that was activated at 175 C can
absorb sulfide that was contained in the waste (faces) of pigs at a dose of 90 gram/50
gram sample at a time when sulphide content is no longer detected. Therefore it can be
concluded that the natural zeolite Sarulla which was activated at 175 C can be used
to absorb sulfide that was contained in the waste / feces of pigs.Keywords: zeolite, activation, sulfide, spectrophotometry.
DAFTAR ISI
HalamanKATA PENGANTAR ........................................................................................ i ABSTRAK ............................................................................................................. ii ABSTRACT ........................................................................................................ ..... iii RIWAYAT HIDUP ............................................................................................. ..... v DAFTAR ISI …………………………………………………………………......... vi DAFTAR TABEL .................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... ..... xi DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... xii BAB I. PENDAHULUAN ……………………………………………...............
1 1.1. Latar Belakang …………………………………………….......
1 1.2. Identifikasi dan Perumusan Masalah ……………………........
3 1.3. Pembatasan Masalah …………………………………….........
3 1.4. Tujuan Penelitian ………………………………………….......
4 1.5. Manfaat Penelitian ………………………………………........
4 1.6. Lokasi Penelitian ………………………………………….......
4 1.7. Metodologi Penelitian ……………………………………........
5 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ………………………………………......
6 2.1. Peternakan .………………………………………………........
6 2.1. 1. Peternakan Babi ………………………………....…..
6 2.1. 2. Penyebab bau kandang ternak babi .............. ………..
7
2.2. Zeolit …………………………………………....................
19 BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ………………………………...
22 3.4.3.2. Larutan HCl 3 N ..................................……..
2 SO 4 (1:1) ….................................
3.4.3.1. Larutan H
22
22 3.4.3. Pembuatan Reagent ………………………………....
22 3.4.2. Pengambilan Sampel .................................................
22 3.4.1. Pengambilan bahan zeolit ..........................................
21 3.4. Prosedur Penelitian ………………………………………...
21 3.3. Alat – Alat ……………………………………………….....
21 3.2. Bahan-bahan ...... …………………………………………...
21 3.1. Lokasi Penelitian ..................................................................
19 2.3. Spektrofotometri Visibel ......................................................
11 2.2.1. Komposisi mineral Zeoli t…………………………...
18 2.2.4. Zeolit Alam Sarulla ………………………………....
2.2.3.1. Pengaktifan dengan Pemanasan ...……… …
17
2.2.3. Pengaktifan mineral Zeolit ..... ………………………
16
2.2.2.4. Penukar Ion ..................................…………
16
15 2.2.2.3. Daya Serap .........................…….……….....
14 2.2.2.2. Dehidrasi ......................................................
13 2.2.2.1. Struktur Zeolit ..............................................
12 2.2.2. Sifat-sifat Mineral Zeolit .....………………………...
23
3.4.3.7. Larutan Induk Sulfida 1000mg/L .......……..
24 3.4.3.8. Larutan standar sulfida 100mg/L .....…….....
24 3.4.3.9. Larutan standar sulfida 10mg/L ...................
24
3.4.3.10. Larutan Seri Standar Sulfida 0,5:1,0;1,5;2 mg/L ....................................
24 3.4.4. Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Seri Standar Sulfida .
24 3.4.5. Pengukuran Blanko ..................................................
25
3.4.6. Pengolahan Zeolit ..........................................………
25 3.4.6.1. Preparasi Zeolit .......................................….
25 3.4.6.2. Aktivasi Zeolit .............................................
25 3.4.7. Preparasi Limbah Peternakan Babi ...........................
25 3.4.7.1. Destruksi Limbah Peternakan Babi ............
25
3.4.7.2. Uji Kualifikasi Sulfida Terhadap hasil Destruksi limbah Peternakan ......................
26
3.4.7.3. Penentuan Sulfida yang diserap oleh zeolit aktif ....................................................
26 3.5. Bagan Penelitian ...............................................................
27 3.5.1. Pengolahan Zeolit ....................................................
27 3.5.1.1. Preparasi Zeolit ............................................
27 3.5.1.2. Aktivasi Zeolit .............................................
27 3.5.2. Pembuatan larutan Induk Sulfida .............................
28 3.5.3. Pembuatan larutan Standar Sulfida 100 mg/L ..........
28 3.5.4. Pembuatan larutan 10 mg/L .....................................
29
3.5.5. Pembuatan larutan Seri Standar Sulfida 0,0 ; 0,5; 1,0;
3.5.7.1. Destruksi Limbah Peternakan Babi ............
31
3.5.7.2. Penentuan Sulfida yang diserap oleh Zeolit
32 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..............................................
33 4.1. Hasil Penelitian ................................................................
33 4.2. Pengolahan Data ...............................................................
35
4.2.1. Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Kurva kalibrasi .......................................................
35 4.2.2. Koefisien Korelasi ............................................... ..
36 4.2.3. Perhitungan Konsentrasi Sulfida ............................
37 4.2.3.1. Sebelum penambahan zeolit ........... ............
37 4.2.3.2. Setelah penambahan zeolit ..........................
37 4.2.3.3. Perhitungan jumlah sulfida yang terserap ....
38 4.3. Pembahasan ......................................................................
39 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ...............................................
44 5.1. Kesimpulan .......................................................................
44 5.2. Saran .................................................................................
44 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
45 LAMPIRAN ....................................................................................................
47
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
2.1. Jumlah Manur Yang dihasilkan oleh Babi berdasarkan Bobot Badan ........................................................................
8 2.2. Kandungan Zat Makanan didalam Manur Babi ............
8 2.3. Dampak Terpapar Gas Hidrogen Sulfida pada manusia ........
10 2.4. Klasifikasi beberapa Zeolit ................................................... .
13
4.1. Data Pengukuran Absorbansi Sulfida dengan Penambahan Zeolit aktif dengan Variasi Suhu aktivasi ............................. .
33
4.2. Data Pengukuran Absorbansi Larutan Standar sulfida dengan Spektrofo maks = 600 nm ..................... .
34 tometer Visible pada λ
4.3. Data Hasil Pengukuran Absorbansi Sulfida sebelum dan sesudah penambahan zeolit aktif ............................................
34
4.4. Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Kurva Kalibrasi .......................................................................
35
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
1. Plot Absorbansi Vs Konsentrasi Larutan Standar Sulfida ..... .47 2. Plot % Sulfida terserap Vs Berat Zeolit yang ditambahkan ...
55