RINGKASAN JURNAL

KOMBINASI PROSES PRESIPITASI DAN ADSORPSI

KARBON AKTIF DALAM PENGOLAHAN AIR LIMBAH

INDUSTRI PENYAMAKAN KULIT

Eka Wardhani, Mila Dirgawati, dan Ima Fauzia Alvina

Jurusan Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Nasional Bandung

Jalan PHH Mustopha, Bandung

Email: ekw_wardhani@yahoo.com

ABSTRAK

Limbah cair industri penyamakan kulit termasuk ke dalam B3 karena mengandung unsur Krom (Cr) yang berasal dari penambahan senyawa Krom sulfat pada proses tanning (penyamakan).Berdasarkan hal tersebut, diperlukan pengolahan yang efektif untuk menyisihkan parameter pencemaran pada air limbah penyamakan kulit. Penelitian ini menggunakan kombinasi proses presipitasi kimia dan adsorpsi untuk menyisihkan parameter pencemar yang terdapat dalam air limbah industri penyamakan kulit. Sistem yang digunakan pada penelitian ini adalah batch, dengan presipitan yang digunakan yaitu senyawa alkali NaOH dan karbon aktif tempurung kelapa sebagai adsorben. Berdasarkanhasil penelitian kombinasi proses presipitasi kimia dan adsoprsi karbon aktif efektif menyisihkan parameter pencemar pada air limbah industri penyamakan kulit dengan efisiensi penyisihan yaitu 97,98 % untuk TSS, 97,35% untuk BOD5, 98,03% untuk COD, 99,67% untuk Krom total (Cr). Efisiensi penyisihan tersebut diperoleh setelah air limbah industri penyamakan kulit tersebut diolah dengan menggunakan proses presipitasi kimia dengan menggunakan presipitan alkali NaOH pada pH optimum 9 serta proses adsorpi karbon aktif dengan jenis adsorben yang dipergunakan adalah tempurung kelapa seberat 0,5 gram dengan waktu kontak 5,5 jam. Konsentrasi akhir pencemar utama yaitu TSS sebesar132 mg/L, BOD5 sebesar 12,6 mg/L, COD sebesar 16 mg/Ldan Krom total sebesar 0,08 mg/L telahmemenuhi Baku Mutu Limbah Cair yang disyaratkan sehingga air limbah aman untuk dibuang ke badan airpenerima.Kata kunci: Sukaregang Garut, penyamakan kulit, presipitasi, dan adsorpsi.

PENDAHULUAN

Kecamatan Sukaregang Kabupaten Garut merupakan pusat industri penyamakan kulit di Provinsi Jawa Barat yang membuang limbah cair ke Sungai Ciwalen. Sungai Ciwalen merupakan anak Sungai Cimanuk yang melintasi sentra industri penyamakan kulit di Kabupaten Garut yang airnya dimanfaatkan masyarakat untuk kegiatan domestik, perikanan dan pertanian sehingga peningkatan pencemaran terhadap sungai tersebut berpotensi membahayakan kesehatan manusia. Berdasarkan hal tersebut, diperlukan pengolahan yang efektif untuk menyisihkan parameter pencemaran pada airlimbah penyamakan kulit. Tahap penelitian ini merupakan pengukuran konsentrasi parameter air limbah penyamakan kulit berdasarkan baku mutu SKGubernur TK 1 Jawa Barat No. 6 Tahun 1999 Tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri di Jawa Barat. Analisa karakteristik air limbah penyamakan kulit dilakukan oleh Laboratorium Pengelolaan Kualitas Lingkungan PDAM Kota Bandung dengan tujuan supaya diperoleh data yang akurat. Data kadar Cr dari hasil pengukuran dianalisis dengan bantuan komputer sehingga diperoleh nilai efisiensi pengolahan optimum untuk variasi pH, berat karbon aktif, dan waktu kontak. 

METODA

Proses Presipitasi : Penelitian ini dilakukan dengan variasi Ph larutan mulai dari pH 7, 8, dan 9 dengan menggunakan senyawa alkali NaOH 10% sebagai presipitan.

Adapun langkah-langkah yang dilakukan pada tahap penelitian ini yaitu memasukan 500 mL limbah cair ke dalam gelas kimia 1000 mL, lalu menambahkan NaOH 10% sampaipH air limbah menjadi 7. Selanjutnya dilakukan pengadukan dengan menggunakan stirrer lengkap dengan pengaduk magnetik hingga kecepatan 50 rpm selama 20 menit. Langkah selanjutnya yaitu mendiamkan air limbah tersebut selama 24 jam sehingga diperoleh supernatan (cairan) dan natan (endapan). Supernatan yang terbentuk diambil menggunakan pipet ukur dan pisahkan untuk pengukuran konsentrasi parameter pencemar, dengan cara yang sama lakukanuntuk variasi Ph 8 dan 9.

Proses Adsorpsi : Penelitian adsorpsi ini menggunakan karbon aktif tempurung kelapa dengan variasi penelitian yang dilakukan adalahberat karbon aktif dan waktu kontak.

Adapun langkah-langkah yang dilakukan pada tahap penelitian ini yaitu150 mL sampel air limbah di masukan ke dalam dalam3 buah erlenmeyer 250 mL dan di tambahkan karbon aktif tempurung kelapa dengan berat 0,5 gram pada masing-masing erlenmeyer. Tempatkan erlenmeyer tersebut pada shaker untuk dilakukan sentrifugasi dengan kecepatan konstan sebesar 100 rpm dalam waktu 0,5 jam; 2,5 jam; dan 5,5 jam. Setelah selesai, pisahkan sampel dari karbon aktif lalu lakukan pengukuran konsentrasi parameter pencemar. Dengan langkah yang sama, lakukan variasi berat karbon aktif 1,5 gram dan 2,5 gram.

HASIL DAN PEMBAHASAN

COD adalah jumlah oksigen yang diperlukan agar bahan organik yang terdapat pada limbah cair dapat teroksidasi secara kimia baik yang dapat didegramadasi secara biologis maupun yang sukar terdegradasi.

KESIMPULAN

Berdasarkanhasil penelitian kombinasiproses presipitasi kimia dan adsoprsi karbon aktifefektif menyisihkan parameter pencemar pada airlimbah industri penyamakan kulit, hal ini telihatdari efisiensi yang dihasilkan dari kombinasiproses tersebut telah melebihi efesiensipengolahan yang dibutuhkan.Konsentrasi akhirpencemar utama yaitu TSS sebesar132 mg/L, menggunakan presipitan alkali NaOH pada pH optimum 9 serta proses adsorpi karbon aktif dengan jenis adsorben yang dipergunakan adalah  BOD5 sebesar 12,6 mg/L, COD sebesar 16 mg/Ldan Krom total sebesar 0,08 mg/Ltelahmemenuhi Baku Mutu Limbah Cair yang disyaratkan sehingga air limbah aman untukdibuang ke badan air penerima. Penurunanefisiensi tersebut diperoleh setelah air limbahindustri penyamakan kulit tersebut diolah dengan menggunakan proses presipitasi kimia dengan Berdasarkanhasil penelitian kombinasi proses presipitasi kimia dan adsoprsi karbon aktif efektif menyisihkan parameter pencemar pada airlimbah industri penyamakan kulit, hal ini telihat dari efisiensi yang dihasilkan dari kombinasi proses tersebut telah melebihi efesiensi pengolahan yang dibutuhkan.Konsentrasi akhir pencemar utama yaitu TSS sebesar132 mg/L, BOD5 sebesar 12,6 mg/L, COD sebesar 16 mg/Ldan Krom total sebesar 0,08 mg/Ltelah memenuhi Baku Mutu Limbah Cair yang disyaratkan sehingga air limbah aman untuk dibuang ke badan air penerima. Penurunan efisiensi tersebut diperoleh setelah air limbah industri penyamakan kulit tersebut diolah dengan menggunakan proses presipitasi kimia dengan tempurung kelapa seberat 0,5 gram dengan waktu kontak 5,5 jam. 

DAFTAR PUSTAKA

Asmadi, Endro, dan Oktiawan. Pengurangan Chrom(Cr) dalam Limbah Cair Industri Kulit pada Proses Tannery menggunakan Senyawa Alkali Ca(OH)2, NaOH, dan NaHCO3.” Bogor dan Semarang: Institut Pertanian Bogor dan Universitas Dipenogoro, 2009.

Benefield, Larry D., and Judkins, J. R., Joseph, and Weand, Barron, L. Process Chemistry for Water and Wastewater Treatment. PrenticeHall, Inc. Englewood Cliffs, N.J. (1982).

Puspita, Diana. “Penurunan Konsentrasi Total Suspended Solid (TSS) Pada Limbah Laundry dengan Menggunakan Reaktor Biosand Filter Disertai dengan Reaktor Activated Carbon.” Tugas Akhir,Yogyakarta: Program Studi Sarjana Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Jurusan Teknik Lingkungan, Universitas Islam Indonesia, (2008).

RINGKASAN JURNAL

PENGARUH MASSA ORGANOFOSFAT HIDROLASE DAN LUAS ELEKTRODA TERHADAP KINERJA BIOSENSOR KONDUKTOMETRI UNTUK MENDETEKSI RESIDU PEPTISIDA KLORPIRIFOS DAN PROFENOFOS BERBASIS SPCE-KITOSAN

ABSTRAK

          Batas maksimum residu (BMR) dari profenofos dan klorpirifos pada buah-buahan dan sayuran yaitu berturut-turut 0.05-0.5 mg/kg. Dan 0.05-0.1 mg/kg. Tujuan dari penelitian adalah pembuatan biosensor untuk mendeteksi profenosos dan klorpirifos. Luas elektroda dioptimalisasi pada luas 3,5 dan 7. Biosensor dievaluasi mengunakan larutan profenofos dan klopirifos pada konsentrasi 0-0.1 ppm dalam buffer tris-asetat pada pH 8.5. hasil penelitian menunjukan biosensor dengan OPH 177µg. Menunjukkan kinerja yang lebih baik. Kepekaan biosensor lebih tinggi ditunjukkan oleh biosensor dengan luas elektroda 5mm2 dengan kepekaan 93µS/ppm dan 174µS/ppm berturut-turut untuk klorpirifos dan profenosos. Limit deteksi yang didapatkan adalah 0.05ppm untuk klorpirifos dan 0.04 ppm untuk profenofos.

PENDAHULUAN

          Penggunaan pestisida contohnya klorpirifos dan profenofos sebagai  senyawa kimia utnuk mengendalikan serangga atau hama pada hasil pertanian khususnya sayuran dan buah-buahan dapat meninggalkan residu yang dapat membahayakan kesehatan. Standard nasional Indonesia (SNI) menetapkan batas maksimum residu (BMR) pestisida pada hasil pertanian, yaitu 0.05mg/kg-0.5mg/kg untyk residu profenofos dan 0.05mg/kg-0.1mg/kg untuk residu klopirifos. Utnuk mengontrol kadar pestisida dalam sayuran dan buah-buahan dibutuhkan metode standard yang digunakan untuk menentukan kadar pestisida yaitu metode kromatografi gas (GC) dan kromatografi cair tekanan tinggi (KCKT). Kinerja biosensor secara umum dipengaruhi oleh pH, massa enzim, metode amobilisasi, dan luas elektroda kerja. 

METODA PENELITIAN

Bahan dan alat :

Bahan :

1. Enzim organofosfat hidrolase dengan konsentrasi 5666µg/mL (massa 142µg) dan 7089µg/mL (massa             177µg) hasil isolasi dari bakteri Pseudomonas putida

2. Pestisida organofosfat (curacron) dan klorpirifos (dursban)

3. Padatan tris (hidroksimetil) aminometan

4. Kitosan

5. Larutan asam asetat glacial 99,7%

6. Larutan glutaraldehid 25%

Alat :

1. Peralatan gelas umum

2. pH meter (Schoot-Gerate tipe cg 820)

3. Neraca analitik (Ohaus)

4. Magnetic stirrer

5. Diazinon meter

6. Oven (Memmert)

7. Pipet mikro (Accumax pro)

8. Microplate

9. Refrigenator

10. Elektroda Screen Printed Carbon (SPCE) dengan luas 3mm², 5mm², dan 7mm²

PROSEDUR

Amobilisasi Oraganosfosfat Hidrolase :

          Screen Printed Carbon Electrode dibaut dengan luas permukaan (1x3)mm2 ; (1x5)mm2 dan (1x7)mm2. Kemudian, sebanyak 10µL larutan kitosan dilapiskan pada masing-masing elektroda dan keringkan selama ±30menit pada temperature kira-kira 50®c. Setelah kering, elektroda dilapisi dengan enzim organofosfat hidrolase dengan konsentrasi 5666μg/mL sebanyak 25 μL(142μg) dan glutaraldehid 0,5% sebanyak 10 μL, lalu dikeringkan dalam refrigerator selama 24 jam. Dilakukan tahapan yang sama untuk enzim organofosfat hidrolase dengan konsentrasi 7089 μg/mL (177μg).

Biosensor Pengukuran dan Optimasi Konduktometri Organofosfat :

          Elektroda karbon yang tidak dilapisi dengan kitosan, enzim Organofosfat hidrolase, dan glutaraldehid 0,5% dihubungan pada kutub positif biosensor konduktometer. Selanjutnya elektroda kerja enzim OPH 142 μg dengan luas permukaan (1 x 3) mm2 dihubungkan pada kutub negative biosensor konduktometer. Jarak antar elektroda diatur kurang lebih 0,1 cm. Kemudian elektroda dicelupkan ke dalam masing-masing konsentrasi larutan uji profenofos dan klorpirifos secara bergantian. Diukur daya hantar masing-masing larutan uji organofosfat menggunakan biosensor konduktometer. Pengukuran ini dicatat setiap 10 detik (selama 1siklus). Pengukuran diulang masing-masing 5 kali dengan elektroda baru. Lalu dibuat kurva hubungan daya hantar terhadap konsentrasi organofosfat. Dilakukan prosedur yang sama untuk luas permukaan elektroda lainnya dan enzim dengan massa 177 μg.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengaruh Massa Organofosfat hidrolase terhadap Kinerja Biosensor Konduktometri :

        OPH yang digunakan dalam penelitian ini adalah hasil isolasi dari bakteri Pseudomonas putida yang difraksinasi menggunakan ammonium sulfat. Berdasarkan hasil penelitian pengaruh massa enzim, dapat disimpulkan bahwa kinerja biosensor dipengaruhi massa enzim yang teramobilkan.

Pengaruh Luas Permukaan Elektroda terhadap Kinerja Biosensor Konduktometri :

          Berdasarkan data dari penentuan pengaruh massa enzim OPH terhadap kinerja enzim, kepekaan yang dihasilkan biosensor masih relatif kecil. Pada teori hubungan antara daya hantar dan luas permukaan bahwa luas permukaan elektroda berbanding lurus dengan daya hantar.

Karakterisasi Biosensor Konduktometri Organofosfat :

          Data daya hantar yang ditunjukkan, digunakan untuk menetukan batas deteksi dari biosensor konduktometer. Berdasarkan hasil optimalisasi tersebut, didapatkan biosensor konduktometri organofosfat dengan batas deteksi yaitu 0,04 ppm untuk profenofos dan 0,05 ppm untuk klorpirifos, dengan kepekaan dari masing-masing yaitu 93 μS/ppm dan 174μS/ppm.

KESIMPULAN

          Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, massa enzim OPH dan luas elektroda berpengaruh terhadap kinerja biosensor konduktometri. Hasil penelitian menunjukkan kinerja biosensor optimum dihasilkan oleh massa enzim sebanyak 177 μg dengan luas biosensor sebesar 5 mm2 . Biosensor konduktometri dapat digunakan untuk mendeteksi organofosfat klorpirifos dan profenofos pada kisaran konsentrasi 0-0,1 ppm dengan kepekaan untuk masing-masing organofosfat berturut-turut 93 μS/ppm dan 174 μS/ppm. Batas deteksi yang didapatkan untuk klorpirifos yaitu 0,05 ppm dan untuk profenofos yaitu 0,04 ppm.

DAFTAR PUSTAKA

1.   Atmawidjaja, Sudana., Daryono H. Tjahjono Dan Rudiyanto, 2004, Pengaruh Perlakuan Terhadap               Kadar Residu Pestisida Metidation Pada Tomat, Acta Pharmaceutica Indonesia, Vol. Xxix, No. 2

2.   Badan Standarisasi Nasional, 2008, Batas Maksimum Residu Pestisida Pada Hasil Pertanian, Badan             Standarisasi Nasional Indonesia, Jakarta.312

3.   Azis, Thamrin., 2012, Desain Dan Karakterisasi Biosensor Berbasis ImmobilisasiEnzim Untuk Analisis         Residu Pestisida Diazinon Dalam Tanaman Kubis (Brassica Oleracea), Paradigma, Vol 16 No.1

4.  Zein, Rahmiana., Nurhamidah, Edison Munaf, Dan Hamzar Suyani, 2011, Penentuan Imidakloprid,              Profenofos Dan Deltametrin Sebagai Residu Pestisida Pada Buah Cabe Secara Kromatografi Cair                Kinerja    Tinggi, Universitas Andalas, Padang.

5.  Muflihah, 2004 Analisis Residu Diazinon Dan Klorpirifos Menggunakan Kromatografi Gas Tesis.                  Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

6.  Paliwal, S, 2008. Development of Enzyme Based Biosensor for the Detection of Organophosphate               Neurotoxins. Disertasi Materials engineering, Auburn University, Auburn.

7.  Eggins, B., 2002, Chemical Sensors and Biosensors, John Wiley & Sons, Chichester.

8.  Prayoga, Indrajid, 2013, Pembuatan Dan Karakterisasi Biosensor Diazinon Menggunakan Organofosfat        Hidrolase Yang Diamobilkan Pada Spce Yang Dimodifikasi Dengan Bsa-Glutaraldehida, Tesis, Jurusan        Kimia Universitas Brawijaya, Malang.

9.  Prayoga, I., 2012, Pengaruh Konsentrasi Glutaraldehida yang Ditambahkan pada Membran Kitosan             Terhadap Kinerja Biosensor Konduktometri Diazinon, Skripsi, Universitas Brawijaya, Malang.

10. Palmer, T., 1991, Understanding Enzymes 3rd Edition, Ellis Horwood Ltd., English.

11. Monica, Athitya D.N., 2007, Studi Aktivitas Spesifik Selulase dari Lactobacillus Collinoides yang                dimurnikan dengan Pengendapan Bertingkat Amonium Sulfat, Skripsi, Universitas Brawijaya, Malang.

12. Isvani, N.K., 2013, Pembuatan Biosensor Diazinon Menggunakn Alkaline Fosfatas di Permukaan               Screen Printed Carbon Electrode (SPCE)-Kitosan, Skripsi, Jurusan Kimia Universitas Brawijaya, Malang