DEGRADASI SENYAWA KARBARIL DALAM INSEKTISIDA SEVIN® 85SP SECARA OZONOLISIS DENGAN PENAMBAHAN TiO2/ZEOLIT.
DEGRADASI SENYAWA KARBARIL
DALAM INSEKTISIDA SEVIN® 85SP SECARA OZONOLISIS
DENGAN PENAMBAHAN TiO2/ZEOLIT
Skripsi Sarjana Kimia
Oleh
PRIMA NUANSA
BP : 0810411003
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2013
i
ABSTRACT
THE DEGRADATION OF A COMPOUND CARBARYL IN AN INSECTICIDE SEVIN®
85SP IN OZONOLYSIS BY THE ADDITION OF TiO2/ZEOLIT
by:
PRIMA NUANSA (BP : 0810411003)
Dr. Zilfa, MS dan Prof. Dr. Hamzar Suyani, M.Sc
An investigation of carbaryl degradation in insecticide Sevin® 85SP by
ozonolysis has been performed. Ozonolysis is one of many degradation
methods for organic compound by using ozone (O3) that breaks the bond
between C=C to produce the C=O bond. The result of degradation were
detected by UV-Vis spectrophotometer at a wavelength of 280 nm.
Spectrophotometric analysis showed the reduction of carbaryl absorbance after
degradation occurred. Degradation of 10 mL carbaryl 15 mg/L without addition
of catalyst by ozonolysis was reached 42.14% after 60 minutes. Degradation
percentages of 10 mL carbaryl (15 mg/L) with additions of 15 mg TiO 2/Zeolit
was 56.67% after 60 minutes. Whereas with addition of 0.6 mg TiO2-anatase
percentage degradation reach 50.10% during ozonolysis 60 minutes and with
addition of 14.4 mg zeolite, percentage degradation reach 23.72% during
ozonolysis 60 minutes. The result proved that TiO2/Zeolit was an effective
catalyst in carbaryl degradation by ozonolysis method.
Keywords : degradation, carbaryl, ozonolysis, TiO2/Zeolit
UCAPAN TERIMA KASIH
Alhamdulillahirabbil’alamin, puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan Rahmat, Nikmat, Hidayah serta kekuatan-Nya kepada penulis
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul “Degradasi
Senyawa Karbaril Dalam Insektisida Sevin® 85SP Secara Ozonolisis Dengan
Penambahan TiO2/Zeolit”. Shalawat beserta salam kepada Nabi Besar
Muhammad SAW, yang telah bersusah payah membawa petunjuk kepada
manusia keluar dari zaman kebodohan ke zaman yang berilmu pengetahuan
seperti yang kita rasakan sampai saat ini.
Terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya khusus
penulis sampaikan kepada Ibu Dr. Zilfa, MS selaku pembimbing I dan Bapak
Prof. Dr. Hamzar Suyani, M.Sc selaku pembimbing II yang secara tulus dan
bijaksana telah meluangkan waktu membantu dan mengarahkan penulis agar
dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Selanjutnya ucapan terima kasih dan
penghargaan yang setinggi-tingginya juga penulis sampaikan kepada:
1. Bapak Dr. Adlis Santoni, selaku Ketua Jurusan Kimia Universitas Andalas,
Bapak Dr. Afrizal, selaku Sekretaris Jurusan, dan Bapak Dr. Mai Efdi, selaku
Koordinator Pendidikan Jurusan Kimia, beserta semua staf
yang telah
membantu kelancaran administrasi dan memberikan fasilitas yang penulis
butuhkan selama penulis mengikuti pendidikan.
2. Seluruh guru dan dosen penulis, sejak penulis mulai belajar mengenal angka
dan huruf sampai saat ini, yang telah banyak memberikan bantuan,
bimbingan dan arahan bagi perkembangan pengetahuan dan wawasan
penulis yang tidak dapat penulis sebutkan namanya satu persatu.
Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini masih banyak kekurangan
dan kemampuan penulis yang terbatas. Kritik dan saran yang membangun
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu pestisida yang cukup banyak digunakan oleh para petani adalah
merck
Sevin®
dengan
bahan
aktif
karbaril.
Karbaril
(1-naphthyl-N-
methylcarbamate) merupakan senyawa organik sintetis golongan karbamat
yang diperkenalkan pada tahun 1956 oleh Union Carbide Corporation1.
Penggunaan pestisida yang tidak terkontrol memberikan dampak negatif
terhadap lingkungan. Pestisida, yang dapat didegradasi oleh mikroba
(biodegradable) maupun yang tidak dapat didegradasi oleh mikroba (nonbiodegradable)
mempunyai
sifat
racun,
terlebih
lagi
pestisida
non-
biodegradable yang bersifat karsinogen. Yang termasuk ke dalam pestisida
non-biodegradable yang berasal dari limbah budidaya pertanian antara lain
adalah herbisida, insektisida, fungisida dan rodentisida2.
Pengolahan limbah pestisida termasuk insektisida dalam budidaya
pertanian dengan metode konvensional telah dilakukan, yaitu dengan cara
pembakaran lumpur, pengendapan dan penyerapan oleh karbon aktif.
Kemudian lumpur atau sludge yang terbentuk dibakar atau diproses secara
mikrobiologi. Pembakaran sludge akan mengakibatkan terbentuknya senyawa
klorosida dan karbondioksida, sedangkan penggunaan karbon aktif hanya
menyerap pencemar organik yang bersifat nonpolar dengan massa molekul
rendah, sedangkan untuk senyawa nonpolar dengan massa molekul tinggi tidak
tereliminasi3.
Proses
mikrobiologi
hanya
dapat
menguraikan
senyawa
biodegradable, sedangkan senyawa non-biodegradable tetap berada dalam
sludge yang akan kembali ke lingkungan, akibatnya terjadi akumulasi senyawa
tersebut di alam3. Hal ini menjelaskan bahwa pemurnian limbah dengan metode
konvensional hanyalah merupakan penanganan sementara karena tidak
merombak kontaminan tetapi hanya mengubahnya dari satu bentuk ke bentuk
lain. Oleh karena itu perlu dicari metode alternatif lain yang efektif untuk
menguraikan limbah tersebut.
Beberapa teknologi telah dikembangkan untuk mendegradasi berbagai
limbah pestisida antara lain adalah metode sonolisis, fotolisis dan ozonolisis 3-5.
Sonolisis
merupakan
suatu
metode
ultrasonik
yang
digunakan
untuk
mendegradasi zat organik dalam media air dengan menggunakan getaran
dimana dalam prosesnya menghasilkan radikal hidroksil dan efek kavitasi
gugus OH dan CO2. Sonolisis telah digunakan untuk degradasi senyawa
Permetrin3. Fotolisis merupakan suatu proses degradasi yang dibantu oleh
cahaya (UV) dengan panjang gelombang 200-400 nm dan ditambah dengan
adanya material katalis. Penelitian tentang degradasi Sipermetrin, Karbaril dan
Profenofos dengan penambahan TiO2/zeolit telah dilakukan, dengan hasil
persentase degradasi masing-masingnya sebesar 64,4 %, 65,36 % dan 19,28
%4,6,7 . Ozonolisis
merupakan metode degradasi senyawa organik dengan
menggunakan ozon (O3), dimana terjadi pemutusan ikatan antara C=C
sehingga menghasilkan ikatan rangkap C=O8. Hasil dari degradasi ini
tergantung pada jenis ikatan rangkap yang teroksidasi dan kondisi perlakuan.
Dalam fasa air, ozon dapat diuraikan oleh ion hidroksida (OH-) atau basa
konjugasi dari H2O2 (HO2-) menjadi radikal .OH yang dapat membantu proses
degradasi senyawa organik dalam pestisida9. Penelitian tentang degradasi
secara ozonolisis untuk
Sipermetrin dan Profenofos telah dilakukan5,10.
Sipermetrin terdegradasi 73,43 % setelah 60 menit ozonolisis5, Profenofos
terdegradasi 86,06 % setelah 75 menit ozonolisis10.
Untuk meningkatkan hasil degradasi dan mempercepat degradasi perlu
ditambahkan katalis. Katalis yang sering digunakan adalah TiO 2, karena TiO2
merupakan katalis yang bersifat inert dan semikonduktor. Namun karena TiO2
yang ditemukan di alam, baru didapatkan secara sintetis, maka harganya
mahal. Untuk menanggulangi ini, TiO2 dapat didukung atau disupport oleh
Zeolit. Zeolit adalah senyawa aluminosilikat terhidrasi, berbentuk halus dan
berrongga. Beberapa keuntungan diharapkan dari pengembanan TiO 2 pada
zeolit alam, material TiO2 yang teremban pada zeolit alam memiliki fungsi
ganda yaitu sebagai adsorben (dari sifat zeolit yang berpori dan memiliki kation
yang dapat dipertukarkan) serta sebagai katalis11.
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka akan dilakukan penelitian
untuk mendegradasi senyawa karbaril yang merupakan senyawa aktif yang
terkandung dalam insektisida Sevin® 85SP secara ozonolisis dengan
penambahan TiO2/zeolit. Residu degradasi senyawa Karbaril diukur dengan
menggunakan spektrofotometer UV/Vis.
1.2 Perumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah berapa besar persentase
karbaril yang terdegradasi dengan penambahan TiO2/zeolit, TiO2-anatase,
dan zeolit secara ozonolisis? Dan berapa lama waktu ozonolisis dan jumlah
katalis TiO2/zeolit, TiO2-anatase, dan zeolit yang ditambahkan untuk
menghasilkan persentase degradasi maksimum?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui berapa besar
persentase senyawa karbaril yang terdegradasi dengan penambahan katalis
TiO2/zeolit, TiO2-anatase, dan zeolit secara ozonolisis dan seberapa besar
pengaruh pilarisasi zeolit terhadap TiO2-anatase dalam meningkatkan
aktivitas katalitik TiO2-anatase.
1.4 Manfaat
Penelitian ini hendaknya dapat dijadikan sebagai salah satu dasar rujukan
dalam mengatasi limbah pestisida yang terdapat di lingkungan.
DALAM INSEKTISIDA SEVIN® 85SP SECARA OZONOLISIS
DENGAN PENAMBAHAN TiO2/ZEOLIT
Skripsi Sarjana Kimia
Oleh
PRIMA NUANSA
BP : 0810411003
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2013
i
ABSTRACT
THE DEGRADATION OF A COMPOUND CARBARYL IN AN INSECTICIDE SEVIN®
85SP IN OZONOLYSIS BY THE ADDITION OF TiO2/ZEOLIT
by:
PRIMA NUANSA (BP : 0810411003)
Dr. Zilfa, MS dan Prof. Dr. Hamzar Suyani, M.Sc
An investigation of carbaryl degradation in insecticide Sevin® 85SP by
ozonolysis has been performed. Ozonolysis is one of many degradation
methods for organic compound by using ozone (O3) that breaks the bond
between C=C to produce the C=O bond. The result of degradation were
detected by UV-Vis spectrophotometer at a wavelength of 280 nm.
Spectrophotometric analysis showed the reduction of carbaryl absorbance after
degradation occurred. Degradation of 10 mL carbaryl 15 mg/L without addition
of catalyst by ozonolysis was reached 42.14% after 60 minutes. Degradation
percentages of 10 mL carbaryl (15 mg/L) with additions of 15 mg TiO 2/Zeolit
was 56.67% after 60 minutes. Whereas with addition of 0.6 mg TiO2-anatase
percentage degradation reach 50.10% during ozonolysis 60 minutes and with
addition of 14.4 mg zeolite, percentage degradation reach 23.72% during
ozonolysis 60 minutes. The result proved that TiO2/Zeolit was an effective
catalyst in carbaryl degradation by ozonolysis method.
Keywords : degradation, carbaryl, ozonolysis, TiO2/Zeolit
UCAPAN TERIMA KASIH
Alhamdulillahirabbil’alamin, puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan Rahmat, Nikmat, Hidayah serta kekuatan-Nya kepada penulis
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul “Degradasi
Senyawa Karbaril Dalam Insektisida Sevin® 85SP Secara Ozonolisis Dengan
Penambahan TiO2/Zeolit”. Shalawat beserta salam kepada Nabi Besar
Muhammad SAW, yang telah bersusah payah membawa petunjuk kepada
manusia keluar dari zaman kebodohan ke zaman yang berilmu pengetahuan
seperti yang kita rasakan sampai saat ini.
Terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya khusus
penulis sampaikan kepada Ibu Dr. Zilfa, MS selaku pembimbing I dan Bapak
Prof. Dr. Hamzar Suyani, M.Sc selaku pembimbing II yang secara tulus dan
bijaksana telah meluangkan waktu membantu dan mengarahkan penulis agar
dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Selanjutnya ucapan terima kasih dan
penghargaan yang setinggi-tingginya juga penulis sampaikan kepada:
1. Bapak Dr. Adlis Santoni, selaku Ketua Jurusan Kimia Universitas Andalas,
Bapak Dr. Afrizal, selaku Sekretaris Jurusan, dan Bapak Dr. Mai Efdi, selaku
Koordinator Pendidikan Jurusan Kimia, beserta semua staf
yang telah
membantu kelancaran administrasi dan memberikan fasilitas yang penulis
butuhkan selama penulis mengikuti pendidikan.
2. Seluruh guru dan dosen penulis, sejak penulis mulai belajar mengenal angka
dan huruf sampai saat ini, yang telah banyak memberikan bantuan,
bimbingan dan arahan bagi perkembangan pengetahuan dan wawasan
penulis yang tidak dapat penulis sebutkan namanya satu persatu.
Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini masih banyak kekurangan
dan kemampuan penulis yang terbatas. Kritik dan saran yang membangun
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu pestisida yang cukup banyak digunakan oleh para petani adalah
merck
Sevin®
dengan
bahan
aktif
karbaril.
Karbaril
(1-naphthyl-N-
methylcarbamate) merupakan senyawa organik sintetis golongan karbamat
yang diperkenalkan pada tahun 1956 oleh Union Carbide Corporation1.
Penggunaan pestisida yang tidak terkontrol memberikan dampak negatif
terhadap lingkungan. Pestisida, yang dapat didegradasi oleh mikroba
(biodegradable) maupun yang tidak dapat didegradasi oleh mikroba (nonbiodegradable)
mempunyai
sifat
racun,
terlebih
lagi
pestisida
non-
biodegradable yang bersifat karsinogen. Yang termasuk ke dalam pestisida
non-biodegradable yang berasal dari limbah budidaya pertanian antara lain
adalah herbisida, insektisida, fungisida dan rodentisida2.
Pengolahan limbah pestisida termasuk insektisida dalam budidaya
pertanian dengan metode konvensional telah dilakukan, yaitu dengan cara
pembakaran lumpur, pengendapan dan penyerapan oleh karbon aktif.
Kemudian lumpur atau sludge yang terbentuk dibakar atau diproses secara
mikrobiologi. Pembakaran sludge akan mengakibatkan terbentuknya senyawa
klorosida dan karbondioksida, sedangkan penggunaan karbon aktif hanya
menyerap pencemar organik yang bersifat nonpolar dengan massa molekul
rendah, sedangkan untuk senyawa nonpolar dengan massa molekul tinggi tidak
tereliminasi3.
Proses
mikrobiologi
hanya
dapat
menguraikan
senyawa
biodegradable, sedangkan senyawa non-biodegradable tetap berada dalam
sludge yang akan kembali ke lingkungan, akibatnya terjadi akumulasi senyawa
tersebut di alam3. Hal ini menjelaskan bahwa pemurnian limbah dengan metode
konvensional hanyalah merupakan penanganan sementara karena tidak
merombak kontaminan tetapi hanya mengubahnya dari satu bentuk ke bentuk
lain. Oleh karena itu perlu dicari metode alternatif lain yang efektif untuk
menguraikan limbah tersebut.
Beberapa teknologi telah dikembangkan untuk mendegradasi berbagai
limbah pestisida antara lain adalah metode sonolisis, fotolisis dan ozonolisis 3-5.
Sonolisis
merupakan
suatu
metode
ultrasonik
yang
digunakan
untuk
mendegradasi zat organik dalam media air dengan menggunakan getaran
dimana dalam prosesnya menghasilkan radikal hidroksil dan efek kavitasi
gugus OH dan CO2. Sonolisis telah digunakan untuk degradasi senyawa
Permetrin3. Fotolisis merupakan suatu proses degradasi yang dibantu oleh
cahaya (UV) dengan panjang gelombang 200-400 nm dan ditambah dengan
adanya material katalis. Penelitian tentang degradasi Sipermetrin, Karbaril dan
Profenofos dengan penambahan TiO2/zeolit telah dilakukan, dengan hasil
persentase degradasi masing-masingnya sebesar 64,4 %, 65,36 % dan 19,28
%4,6,7 . Ozonolisis
merupakan metode degradasi senyawa organik dengan
menggunakan ozon (O3), dimana terjadi pemutusan ikatan antara C=C
sehingga menghasilkan ikatan rangkap C=O8. Hasil dari degradasi ini
tergantung pada jenis ikatan rangkap yang teroksidasi dan kondisi perlakuan.
Dalam fasa air, ozon dapat diuraikan oleh ion hidroksida (OH-) atau basa
konjugasi dari H2O2 (HO2-) menjadi radikal .OH yang dapat membantu proses
degradasi senyawa organik dalam pestisida9. Penelitian tentang degradasi
secara ozonolisis untuk
Sipermetrin dan Profenofos telah dilakukan5,10.
Sipermetrin terdegradasi 73,43 % setelah 60 menit ozonolisis5, Profenofos
terdegradasi 86,06 % setelah 75 menit ozonolisis10.
Untuk meningkatkan hasil degradasi dan mempercepat degradasi perlu
ditambahkan katalis. Katalis yang sering digunakan adalah TiO 2, karena TiO2
merupakan katalis yang bersifat inert dan semikonduktor. Namun karena TiO2
yang ditemukan di alam, baru didapatkan secara sintetis, maka harganya
mahal. Untuk menanggulangi ini, TiO2 dapat didukung atau disupport oleh
Zeolit. Zeolit adalah senyawa aluminosilikat terhidrasi, berbentuk halus dan
berrongga. Beberapa keuntungan diharapkan dari pengembanan TiO 2 pada
zeolit alam, material TiO2 yang teremban pada zeolit alam memiliki fungsi
ganda yaitu sebagai adsorben (dari sifat zeolit yang berpori dan memiliki kation
yang dapat dipertukarkan) serta sebagai katalis11.
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka akan dilakukan penelitian
untuk mendegradasi senyawa karbaril yang merupakan senyawa aktif yang
terkandung dalam insektisida Sevin® 85SP secara ozonolisis dengan
penambahan TiO2/zeolit. Residu degradasi senyawa Karbaril diukur dengan
menggunakan spektrofotometer UV/Vis.
1.2 Perumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah berapa besar persentase
karbaril yang terdegradasi dengan penambahan TiO2/zeolit, TiO2-anatase,
dan zeolit secara ozonolisis? Dan berapa lama waktu ozonolisis dan jumlah
katalis TiO2/zeolit, TiO2-anatase, dan zeolit yang ditambahkan untuk
menghasilkan persentase degradasi maksimum?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui berapa besar
persentase senyawa karbaril yang terdegradasi dengan penambahan katalis
TiO2/zeolit, TiO2-anatase, dan zeolit secara ozonolisis dan seberapa besar
pengaruh pilarisasi zeolit terhadap TiO2-anatase dalam meningkatkan
aktivitas katalitik TiO2-anatase.
1.4 Manfaat
Penelitian ini hendaknya dapat dijadikan sebagai salah satu dasar rujukan
dalam mengatasi limbah pestisida yang terdapat di lingkungan.