PENURUNAN KADAR Fe PADA LIMBAH CAIR DENGAN MENGGUNAKAN BIOMASSA RHIZOPUS ARRHIZUS SECARA BIOSORPI.
27
Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan Vol.1 No. 1
PENURUNAN KADAR Fe PADA LIMBAH CAIR DENGAN
MENGGUNAKAN BIOMASSA RHIZOPUS ARRHIZUS
SECARA BIOSORPI
Retno Dewati
Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Jatim
Jl. Raya Rungkut Madya, Gunung Anyar Surabaya 60294
e-mail : dewati.r@gmail.com
Abstrak
Pencemaran lingkungan oleh logam berat dapat melalui limbah industri, pertambangan, buangan dari
proses electroplating, pembakaran bahan baker minyak dan sebagainya. Kontak yang terus menerus
dengan logam berat tidak hanya berakibat negatif bagi kesehatan manusia tetapi juga mempunyai efek
merusak terhadap hewan dan tumbuhan. Penggunaan teknologi yang efektif dan ekonomis untuk
pengambilan ion logam berat akhir-akhir ini banyak difokuskan pada beberapa biomassa sehubungan
dengan kemampuan biomassa tersebut dalam menyerap ion logam berat. Pada penelitian ini digunakan
mikroorganisme jamur Rhizopus Arrhizus dengan tujuan untuk menurunkan kadar Fe pada limbah cair.
Prinsip dari penelitian ini adalah untuk mengukur konsentrasi Fe sisa setelah waktu proses dengan alat
spektrofotometer. Peubah yang ditetapkan adalah : volume limbah 300 ml. Variabel yang dipelajari
adalah : waktu pengadukan : 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 menit, pH : 8; 7,5; 6,5; 6, berat jamur : 1,2
gram, kecepatan pengadukan : 40, 60 rpm. Pada rpm 60, berat jamur 2 gram, pH 7,5 dan waktu
pengadukan 80 menit diperoleh hasil bahwa jamur dapat menyerap Fe paling banyak yaitu sebesar 6,932
ppm atau 39,95%.
Kata kunci : limbah cair, biosorpsi, Rhizopus Arrhizus
Abstract
The environment pollution by heavy metal can be through industry waste, mining waste, waste from
electroplating process, oil fuel burning and others. The continuous contact with the heavy metal not only
effects negative consequence for human health, but also has destructive impact toward animals and
plants. The use of effective and economical technology for taking the heavy metal ion recently is mostly
focused on several biomassa relating to the biomassa ability in absorbing the heavy metal ion. In this
research, it uses Rhizopus Arrhizus mushroom microorganism as to lower the Fe content within liquid
waste. The principle of this research is to measure concentration of Fe rest after the process time with
spectrophotometer. The defined changer is the waste volume = 300 ml. The studied variables are the
mixing time = 10,20,30,40,50,60,70,80 minutes, pH = 8; 7.5; 7; 6.5; 6; mushroom massa = 1.2 grams,
and stirring speed = 40; 60 rpm. At 60 rpm, mushroom heavy = 2 grams, pH = 7.5 and mixing time = 80
minutes, it gains the result that mushroom can absorb the most Fe content, namely 6.923 ppm or 39.95%.
Key Words: Liquid Waste, Biosorpsi, Rhizopus Arrhizus
PENDAHULUAN
Pencemaran lingkungan oleh logam berat
dapat melalui limbah industri, pertambangan,
buangan dari proses elektroplating, pembakaran
bahan bakar minyak dan sebagainya. Kontak
yang terus menerus dengan logam berat tidak
hanya berakibat negatif bagi kesehatan manusia
tetapi juga mempunyai efek merusak terhadap
hewan atau tumbuhan. Penggunaan teknologi
yang efektif dan ekonomis untuk pengambilan
ion logam berat akhir-akhir ini banyak
difokuskan pada beberapa biomassa sehubungan
dengan kemampuan biomassa tersebut dalam
menyerap ion logam berat. Tujuan dari
penelitian ini adalah menurunkan kadar Fe
dalam limbah cair dengan menggunakan jamur
Penurunan Kadar Fe Pada Limbah Cair…..(Retno Dewati)
Rhizopus Arrhizus. Manfaat yang dapat diambil
dari penelitian ini adalah merupakan nilai
tambah dari penggunaan jamur Rhizopus
Arrhizus dan dapat mengurangi kadar Fe pada
limbah cair sebelum dibuang ke lingkungan.
TINJAUAN PUSTAKA
Proses biosorpsi ini bersifat bolak-balik
dan cepat. Proses bolak-balik ikatan ion logam
berat di permukaan sel ini dapat terjadi pada sel
mati dan sel hidup dari suatu biomassa. Proses
biosorpsi dapat lebih efektif dengan kehadiran
tertentu pH dan kehadiran ion-ion lainnya di
media dimana logam berat dapat terendapkan
sebagai garam yang tidak terlarut.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan
oleh pusat penelitian dan pengembangan
teknologi mineral dan batubara bahwa biomassa
Rhizopus Arrhizus dan Aspergilus Niger
mampu menyerap ion logam besi, mangan,
tembaga, timbal dan seng yang berada dalam
limbah proses pengolahan bijih emas dan
pencucian batubara. Dalam waktu 15 menit
kemampuan biomassa R. Arrhizus menyerap
besi (Fe) sebesar 95,1% ; mangan (Mn) 92%;
tembaga (Cu) 100%; timbal (pb) 100% dan seng
(Zn) 100%.
Hasil penelitian terdahulu menunjukkan
dengan jumlah biomassa sebesar 5 gr, kondisi
pH limbah cair berkisar antara 7,1 – 7,8 dengan
lamanya waktu kontak 15 menit terlihat
kemampuan
Rhizopus
Arrhizus
dalam
mengadsorpsi logam besi, mangan, tembaga,
timbal dan seng lebih tinggi dari pada
Aspergillus niger (Puslitbang tekmira, 2003).
Kajian Analisis Proses Biosorpsi
Cara mengevaluasi kemampuan biomassa
dalam logam, dapat dilakukan dari data
kesetimbangan adsorpsi yang diperoleh dari
percobaan. Data yang diperoleh dari percobaan
disajikan dalam bentuk isotherm kurve yaitu
kurva kesetimbangan yang berupa hubungan
antara logam terserap dan konsentrasi logam
pada kesetimbangan. Kualitas bahan penyerap
dapat dianalisa dari kurva kesetimbangan ini.
Bahan penyerap yang baik akan menghasilkan
kurva kesetimbangan yang curam pada
konsentrasi rendah atau dengan kata lain bahan
penyerap harus mempunyai affinitas yang
tinggi. Variabel yang memegang peranan
penting dalam proses adsorpsi yaitu pH larutan
dan konsentrasi logam terlarut (Prasetyo, 1992).
Dalam proses biosorpsi yang menjadi
kajian adalah berapa jumlah bahan penyerap
yang diperlukan per jumlah air limbah yang
akan diolah, untuk menentukan jumlah bahan
28
penyerap tersebut digunakan model persamaan
(Metcalf and Eddy, 1991).
1. Freundlich Isothermal
X / M = kf . Ce1/n ………….. (1)
2. Langmuir Isothermal
Ce
1
1
Ce ……….. (2)
X
a xb a
M
METODE PENELITIAN
Bahan-bahan yang dipergunakan meliputi
jamur rhizopus arrhizus, air limbah yang
mengandung Fe, NaOH 5%, reagen Fe,
aquadest. Alat proses yang digunakan adalah
spektrofotometer merk Hitachi U 1100,
centrifuge, pH meter, tangki berpengaduk,
beaker glass, pipet volume, neraca balance dan
tabung reaksi. Variabel yang berpengaruh
adalah waktu pengadukan, pH larutan,
kecepatan pengadukan, berat jamur.
Prosedur Proses
Siapkan beaker glass berisi masing-masing
300 ml air limbah yang telah diketahui kadar Fe
dan pH nya, tambahkan masing-masing 1 gram
jamur rhizopus arrhizus. Lakukan pengadukan
di tangki berpengaduk selama waktu yang
ditentukan. Pipet masing-masing 1 ml dalam
tabung reaksi + 4 ml aquadest + 3 tetes reagen
Fe. Masukkan dalam centrifuge selama 5 menit.
Hitung
penurunan
kadar
Fe
pada
spektrofotometer. Percobaan diulangi untuk
prosedur lainnya.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 1. Hubungan Fe terserap dengan
waktu pada rpm 40 jamur 1 gram
Dari gambar terlihat bahwa semakin
lama waktu pengadukan maka semakin banyak
Fe yang terserap oleh jamur. Waktu optimum
jamur dapat menyerap Fe paling banyak pada
rpm 40 dan jamur 1 gram adalah pada
pengadukan 70 menit. Pada pengadukan diatas
70 menit Fe yang terserap semakin sedikit dan
29
Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan Vol.1 No. 1
tidak sebanding dengan waktu pengadukan.
Pada percobaan ini proses penyerapan Fe oleh
jamur adalah yang paling rendah.
Gambar 4. Hubungan Fe terserap dengan
waktu pada 60 rpm jamur 2 gram
Gambar 2. Hubungan Fe terserap dengan
waktu pada 60 rpm jamur 1 gram
Dari gambar terlihat bahwa semakin
lama waktu pengadukan dan rpm yang
digunakan semakin besar maka semakin banyak
Fe yang terserap oleh jamur. Waktu optimum
jamur dapat menyerap Fe paling banyak pada
rpm 60 dan jamur 1 gram adalah pada
pengadukan 70 menit. Pada pengadukan diatas
70 menit Fe yang terserap semakin sedikit dan
tidak sebanding dengan waktu pengadukan. Bila
dibandingkan dengan rpm 40 dan jamur 1 gram
Fe yang terserap oleh jamur lebih besar.
Dari gambar terlihat bahwa semakin
lama waktu pengadukan maka semakin banyak
Fe yang terserap oleh jamur. Waktu optimum
jamur dapat menyerap Fe paling banyak pada
rpm 60 dan jamur 2 gram adalah pada
pengadukan 70 menit. Pada pengadukan diatas
70 menit Fe yang terserap semakin sedikit dan
tidak sebanding dengan waktu pengadukan. Bila
dibandingkan dengan rpm 40 dan 60, jamur 1 gr
dan rpm 40 jamur 2 gram Fe yang terserap oleh
jamur lebih besar. Pada percobaan ini proses
penyerapan Fe oleh jamur adalah yang paling
besar.
pH Optimum
Gambar 3. Hubungan Fe terserap dengan
waktu pada 40 rpm jamur 2 gram
Dari gambar terlihat semakin lama
waktu pengadukan maka semakin banyak Fe
yang terserap oleh jamur. Waktu optimum
jamur dapat menyerap Fe paling banyak pada
rpm 40 dan jamur 2 gram adalah pada
pengadukan 70 menit. Pada pengadukan diatas
70 menit Fe yang terserap semakin sedikit dan
tidak sebanding dengan waktu pengadukan. Bila
dibandingkan dengan rpm 40 dan jamur 1 gram
dan rpm 60 jamur 1 gram Fe yang terserap oleh
jamur lebih besar.
Gambar 5. Hubungan pH dengan Fe yang
terserap.
Berdasarkan gambar hubungan antara
pH dengan Fe yang terserap terlihat bahwa
optimum jamur dapat menyerap Fe terbesar
pada pH 7,5. Pada pH 8 terjadi penurunan daya
adsorpsi jamur terhadap Fe. Pada pH 7,5 dan
waktu pengadukan 80 menit Fe yang terserap
mencapai 6,419 ppm.
Penurunan Kadar Fe Pada Limbah Cair…..(Retno Dewati)
Model pers. Freundlich Isothermal
Jamur 2 gr rpm 60
Gambar 6. Hubungan antara konsentrasi Fe
sisa dengan jumlah polutan yang terserap
per berat media penyerap.
Model persamaan Langmuir Isothermal
Jamur 2 gr rpm 60
Gambar 7.
Hubungan
antara
konsentrasi kesetimbangan polutan dalam
larutan
setelah
penyerapan
dengan
konsentrasi kesetimbangan polutan per
jumlah polutan yang terserap per berat
media penyerap.
KESIMPULAN
1. Pada rpm 60, jumlah jamur 2 gr, pH 7,5
dan waktu pengadukan 80 menit diperoleh
hasil bahwa jamur dapat menyerap Fe
paling banyak yaitu sebesar 6,923 ppm atau
39,95%.
2. Bila pH air limbah semakin asam logam
semakin larut sempurna sehingga daya
serap jamur terhadap logam Fe semakin
rendah. pH optimum pada penelitian ini
adalah 7,5 karena pada pH 8 daya serap
jamur Rhizopus Arrhizus terhadap Fe
mengalami penurunan.
3. Berdasarkan model persamaan Freundlich
Isothermal diperoleh :
(X/M) = 359,005 Ce-1.9721
4. Berdasarkan model persamaan Langmuir
isothermal diperoleh.
30
Ce
9.3784 1.1601 Ce
X
M
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, C.K, Johnson, E.M, Philpot, C.M dan
Warnock, D.W, 1996, “Identification
of pathogenic Fungi”, Rhizopus
oryzae-arrhizus, html.
Dixon
dan
Bernard,
1996,”Wastewater
Treatment Engineering”, New York.
Eckenfelder, W, 2000,”Industrial Water
Pollution Control” edisi III, Boston,
New York.
Freeman, W.H, 1996, “Rhizopus Arrhizus, Bio
221 Microbe of the week, html.
Mahida, U.N, 1993, “Pencemaran Air dan
Pemanfaatan Limbah Industri” edisi
IV, PT. Raja Grafindo Persada, Jakarta.
Metcalf dan Eddy, 1991, “Wastewater
Treatment, Disposal rause” edisi III,
California.
Pelezar, M.J dan Chan, E.C.S, 1986, “Dasardasar
Mikrobiologi”,
Universitas
Indonesia, Jakarta.
Prasetyo, I, 1992, “Pengambilan Ion Logam
Berat dari Larutan Secara Biosorpsi”,
Media Teknik No. 2 dan 3 Th. XIV,
hal 98-101.
Pusat Penelitian dan Pengembangan teknologi
Mineral
dan
batubara,
2003,
“Penelitian Penurunan Kadar Logam
dari Limbah Pertambangan Bijih Emas
dan Batubara Secara Biosorpsi”
Puslitbang tekMIRA, html.
Suhendrayatna,
2001,
“Heavy
Metal
Bioremoval by Microorganisms”.
Vogel, 1990, “Analisis Anorganik Kwalitatif
Makro dan Semimikro”, edisi V, PT.
Kalman Media Pusaka, Jakarta.