PENGGUNAAN KITOSAN DAN POLYALUMINIUM CHLORIDA ( PAC ) UNTUK MENURUNKAN KADAR LOGAM BESI (Fe) DAN SENG (Zn) DALAM AIR GAMBUT TESIS

PENGGUNAAN KITOSAN DAN POLYALUMINIUM CHLORIDA ( PAC ) UNTUK MENURUNKAN KADAR LOGAM BESI (Fe) DAN SENG (Zn) DALAM AIR GAMBUT

TESIS

Oleh

NURMIDA RUMAPEA 077006029/KM

S

C

N

PA

A

S

K O LA

H

E

A S A R JA

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Nurmida Rumapea : Penggunaan Kitosan Dan Polyaluminium Chlorida ( PAC ) Untuk Menurunkan Kadar Logam Besi (Fe) Dan Seng (Zn) Dalam Air Gambut, 2009.

PENGGUNAAN KITOSAN DAN POLYALUMINIUM CHLORIDA (PAC) UNTUK MENURUNKAN KADAR LOGAM BESI (Fe) DAN SENG (Zn) DALAM AIR GAMBUT

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Magister Kimia pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

NURMIDA RUMAPEA 077006029/KM

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

Judul Tesis

: PENGGUNAAN KITOSAN DAN POLYALUMINIUM CHLORIDA ( PAC ) UNTUK MENURUNKAN KADAR LOGAM BESI (Fe) DAN SENG (Zn) DALAM AIR GAMBUT Nama Mahasiswa : Nurmida Rumapea Nomor Pokok : 077006029 Program Studi : Kimia

Mengetahui Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Harlem Marpaung ) Ketua

Ketua Program Studi

(Prof.Basuki Wirjosentono,MS,Ph.D)

(Jamahir Gultom ,Ph.D) Anggota

Direktur

(Prof.Dr.Ir.T.Chairun Nisa B.M.Sc)

Tanggal lulus : 22 Juni 2009 Nurmida Rumapea : Penggunaan Kitosan Dan Polyaluminium Chlorida ( PAC ) Untuk Menurunkan Kadar Logam Besi (Fe) Dan Seng (Zn) Dalam Air Gambut, 2009.

Telah diuji pada Tanggal

: 22 Juni 2009

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua

: Prof. Dr. Harlem Marpaung

Anggota

: 1. Jamahir Gultom , Ph.D 2. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D 3. Prof. Dr. Zul Alfian, M.Sc 4. Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc

PERNYATAAN

PENGGUNAAN KITOSAN DAN POLYALUMINIUM CHLORIDA (PAC) UNTUK MENURUNKAN KADAR LOGAM BESI (Fe) DAN SENG (Zn) DALAM AIR GAMBUT TESIS Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu perguruan tinggi dan sepanjang sepengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan sumbernya dalam daftar pustaka.

Medan,

Juni 2009

Penulis,

Nurmida Rumapea

Nurmida Rumapea : Penggunaan Kitosan Dan Polyaluminium Chlorida ( PAC ) Untuk Menurunkan Kadar Logam Besi (Fe) Dan Seng (Zn) Dalam Air Gambut, 2009.

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian penggunaan kitosan dan polyaluminium chlorida untuk menurunkan kadar logam besi dan logam seng dalam air gambut. Dengan variasi jumlah kepekatan kitosan dan polyaluminium chlorida serta waktu kontak. Kitosan cukup baik mengadsorpsi logam besi dan logam seng dibandingkan dengan polyaluminium chlorida. Hasil penyerapan kitosan dan koagulasi polyaluminium chlorida dianalisis menggunakan spektrofotometer serapan atom . Dari hasil penelitian diperoleh penyerapan kitosan terhadap logam besi sebesar 93,27% dan logam seng sebesar 88,88% dengan waktu kontak 30 menit. Dengan menaikkan waktu kontak 60 menit penyerapan logam besi sebesar 95,49% dan logam seng sebesar 94,20% . Sedangkan polyaluminium chlorida mengkoagulasi logam besi sebesar 48,27 % dan logam seng sebesar 39.86 %. Dalam penelitian ini kitosan menyerap logam besi dan seng lebih baik dari pada polyaluminium chlorida.

Kata kunci : Air gambut, adsorpsi, koagulasi, logam besi, logam seng, kitosan, polyaluminium chlorida, konsentrasi, waktu kontak.

ABSTRACT

The application of chitosan and polyaluminium chloride has been studied for decreasing the concentration of iron and zinc metals in peat water. By variation of the concentration of metals and contacted time. It was found by using atomic absorption spectroscopy method. The chitosan absorbed the metals better than polyaluminium chloride. The iron was absorbed of 93,37% and zinc was 88,88% with 30 minutes contacted time. Increasing contacted time by 60 minutes the iron was absorbed 95,49 % and zinc was 94,20 %. Where as the polyaluminium chloride coagulated iron was 48,27% and zinc was 39,86 % . Chitosan absorbed iron and zinc metals better than polyaluminium chloride.

Key words : Peat water, adsorption, coagulation, iron metal, zinc metal, chitosan, Polyaluminium chloride, concentration, contact time.


KATA PENGANTAR

Puji

syukur

penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa

atas

segala berkat dan karuniaNya sehingga tesis ini dapat terselesaikan dengan baik. Tesis ini disusun Magister

sebagai salah

Sains pada

Sumatera Utara.

satu

persyaratan untuk

memperoleh gelar

Program Studi Kimia Sekolah Pascasarjana Universitas

Dengan selesainya

naskah

tesis

ini

tak

lupa

penulis

mengucapkan banyak terima kasih atas dukungan moril atau spiritual, khususnya kepada : 1

Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. Chairuddin P.Lubis DMT&H, Sp.A(K) yang memberikan kesempatan dan fasilitas untuk menyelesaikan pendidikan Program Magister ini.

2

Direktur Sekolah Pascasarjana Prof .Dr. Ir. T. Chairun Nisa B., M.Sc memberikan kesempatan

menjadi mahasiswa

yang

pada Sekolah Pascasarjana

Universitas Sumatera Utara . 3

Bapak Prof.Dr.Harlem Marpaung selaku pembimbing utama dan Bapak Jamahir Gultom, Ph.D

selaku co-pembimbing

yang

telah banyak memberikan

masukan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan tesis ini dengan baik. 4

Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, M.S, Ph.D selaku Ketua Program Studi Magister Kimia Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

5

Bapak Prof.Dr.Zul Alfian,M.Sc, dan Bapak Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc yang telah banyak memberikan masukan dan saran untuk menyelesaikan tesis ini.

6

Bapak dan Ibu Dosen Program Studi Kimia Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmunya selama perkuliahan .

7

Bapak Kepala Dinas Pendidikan Kota Medan Drs. Hasan Basri,M.M dan Bapak Kepala SMA Nrgeri 5 Medan Drs.Salmi Effendi, M.Pd yang memberikan

rekomendasi untuk mengikuti Program Magister Ilmu Kimia pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara . 8

Rekan-rekan guru SMA Negeri 5 Medan yang telah banyak memberikan bantuan,dorongan dan semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini.

9

Keluarga yang telah banyak memberikan dorongan dan semangat kepada penulis untuk menyelesaikan tesis ini, teristimewa kepada suami Drs.Sahman Silalahi M.Pd dan ketiga anak tercinta Mastiur Verawaty Silalahi, Dian Pasca Silalahi, dan Juli Indah Silalahi.

10 Semua pihak yang banyak memberikan motivasi kepada penulis khususnya teman- teman angkatan 2007 dalam penyelesaian tesis ini . Dengan segala kerendahan hati penulis menyadari bahwa penulisan naskah tesis ini masih kurang sempuna, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak demi perbaikan untuk masa yang akan datang.

Medan, Penulis

Juni 2009

Nurmida Rumapea


RIWAYAT HIDUP

Nama Lengkap

: Nurmida Rumapea

Tempat/Tanggal Lahir

: Lintong-Samosir, 17 Desember 1962

Riwayat Pendidikan / Tamat : SD Negeri 1 Nainggolan, 1975 SMP Negeri 1 Nainggolan, 1979 SMA Bintang Timur Balige , 1983 Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IKIP Negeri Medan, 1988 Pekerjaan

: Guru SMA Negeri 5 Medan

Nama Suami

: Drs. Sahman Silalahi, M.Pd

Nama Anak

: Mastiur Verawaty Silalahi Dian Pasca Silalahi Juli Indah Silalahi

Nama Ayah

: Alm. T. Rumapea

Nama Ibu

: Alm. A. Parhusip

DAFTAR ISI

Halaman ABSTRAK............................................................................................................

i

ABSTRACT.........................................................................................................

ii

KATA PENGANTAR........................................................................................

iii

RIWAYAT HIDUP............................................................................................

v

DAFTAR ISI......................................................................................................

vi

DAFTAR TABEL..............................................................................................

ix

DAFTAR GAMBAR.........................................................................................

xi

DAFTAR LAMPIRAN .....................................................................................

xii

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................

1

1.1 Latar Belakang..........................................................................................

1

1.2 Permasalahan............................................................................................

6

1.2.1 Identifikasi Masalah......................................................................

6

1.2.2 Rumusan Masalah...........................................................................

7

1.2.3 Pembatasan Masalah......................................................................

8

1.3 Tujuan Penelitian......................................................................................

8

1.4 Manfaat Penelitian..................................................................................

9

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................

10

2.1 Tanah Gambut………………………………………………………….

10

2.2 Air Gambut……………………………………………………………...

11

2.3 Kitosan………………………………………………………………….

13


2.3.1 Sifat –sifat dan Kegunaan Kitosan…………………………….

13

2.3.2 Sumber-Sumber Kitosan…………………………………………

14

2.3.3 Bentuk- bentuk Kitosan…………………………………………. . 15 2.3.4 Pembentukan Kompleks Kitosan dengan Logam……………….

16

2.4 Polyaluminium Chlorida ( PAC )................................................................

17

2.5 Logam............................................................................................................. 19 2.5.1 Besi ( Fe )............................................................................................... 20 21

2.5.2 Seng ( Zn ).............................................................................................

2.6 Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi............................................... 22 2.7 Spektroskopi Serapan Atom ( SSA ).............................................................. 23 BAB III METODOLOGI PENELITIAN ........................................................... 26 3.1 Lokasi Penelitian.............................................................................................. 26 3.2 Alat dan Bahan yang digunakan....................................................................... 26 3.2.1 Alat.......................................................................................................... 26 3.2.2 Bahan....................................................................................................... 26 3.3

Prosedur Penelitian...........................................................................................

27 3.3.1 Preparasi Sampel.................................................................................... 27 3.3.2 Pembuatan Larutan Asam Asetat 1 %................................................... 27 3.3.3 Preparasi Absorben Kitosan Dan Polyaluminium Chlorida (PAC)........ 27 3.3.4 Pembuatan Larutan Standar Dan Kurva Kalibrasi Logam Besi (Fe)..... 28 3.3.5 Pengukuran Konsentrasi Logam Besi (Fe) dengan SSA.......................

28

3.3.6 Pembuatan Larutan Standar dan kurva kalibrasi logam Seng (Zn)...... 29 3.3.7 Pengukuran Konsentrasi Logam Seng (Zn) dengan SSA...................... 30 3.4

Bagan Penelitian...............................................................................................

32 3.4.1 Pembuatan Kurva Kalibrasi Logam Fe (SNI 06-6989.4-2004)............ 32 3.4.2 Pembuatan Kurva Kalibrasi Logam Zn (SNI 06-6989.7-2004 .............. 33 3.4.3 Pembuatan Larutan Asam asetat 1%...................................................... 34 3.4.4 Pembuatan Larutan Kitosan untuk Menyerap Logam Fe dan Zn............ 35 3.4.5 Penggunaan Kitosan untuk Menyerap Logam Besi (Fe) dan Seng (Zn)..36 3.4.6 Pembuatan Larutan Polyaluminium Chlorida (PAC) untuk Mengkoagulasi Logam Fe dan Zn .......................................................... 37 3.4.7 Penggunaan Polyaluminium Clorida (PAC) untuk Mengkoagulasi Logam Besi (Fe) dan Seng(Zn) .............................................................. 38 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 39 4.1 Hasil Penelitian........................................................................................... 39 4.1.1 Data Hasil Pengukuran Kadar Logam Besi (Fe)............................ 39 4.1.2 Penurunan Persamaan Garis Regresi, Koefisien Kolerasi dan Kadar Analit dengan Metode Kurva Kalibrasi serta Penentuan kadar Fe ...........................................................................

40

4.1.3 Data Hasil Pengukuran Kadar Logam Zn........................................

42

4.1.4 Penurunan Persamaan Garis Regresi, Koefisien Korelasi dan Kadar Analit dengan Metode Kurva Kalibrasi serta Penentuan Kadar Zn dalam Sampel ..................................................

43

4.1.5 Daya Serap Kitosan terhadap Logam Besi (Fe) dan Seng (Zn) pada Sampel Air Gambut............................................................................. 48 4.1.5.1 Daya Serap Kitosan terhadap Besi (Fe) pada Air Gambur...... 48


4.1.5.2 Daya Serap Kitosan terhadap Logam Seng (Zn) pada Air Gambut.................................................................................... 50 4.1.6 Daya Koagulasi Polyaluminium Chlorida (PAC) terhadap Logam Besi (Fe) dan Seng (Zn) dalam Air Gambut......................................

51

4.1.6.1 Daya Koagulasi Polyaluminium Chlorida (PAC) dalam Air Gambut................................................................................... 51 4.1.6.2 Hasil Koagulasi Penggunaan Larutan PAC terhadap Logam Besi dalam Air Gambut ditunjukan pada tabel 4.17 dengan Variasi Waktu Kontak 40,50 dan 60 menit.......................................................................... 54 4.1.6.3 Hasil Koagulasi Penggunaan Larutan PAC terhadap Logam Seng (Zn) dalam Air Gambut ditunjukan pada tabel 4.18 dengan Variasi Waktu Kontak 30 ,40, 50 dan 60 menit..................................................... 4.2 Pembahasan

54

..............................................................................................

55

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................

58

5.1 Kesimpulan......................................................................................................

58

5.2 Saran................................................................................................................

58

DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................

59

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

Judul

2.1

Bentuk,Sifat dan Kegunaan Kitosan................................................................. 15

3.1

Kondisi Parameter Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) untuk Unsur Fe dengan Buck Scientific 205......................................................................... 29

3.2

Kondisi Parameter SSA untuk logam Zn..................................................... 31

4.1

Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Fe.................................. 39

4.2

Data Hasil Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Unsur Fe …………………..

40 4.3

Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Zn …………………………………

42 4.4

Data Hasil Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Unsur Zn …………. 44

4.5

Pengukuran Kadar Logam Besi (Fe) dalam Sampel dengan Variasi Volume Kitosan Secara Spektrofotometri Serapan Atom Kepekatan Kitosan 1 mg/100ml selama 30 menit............................................................ 46

4.6

Pengukuran Kadar Besi (Fe) dalam Sampel dengan Variasi Waktu Kontak Kitosan Secara Spektrofotometri Serapan Atom Kitosan 50 ml kepekatan 1 mg/100ml ......................................................................... 47

4.7

Pengukuran Kadar Logam Seng (Zn) dalam Sampel dengan Variasi volume Kitosan Secara Spektrofotometri Serapan Atom Kepekatan Kitosan 1 mg/100ml selama 30 menit............................................................. 47

4.8

Pengukuran Kadar Seng (Zn) dalam Sampel dengan Variasi Waktu Kontak Kitosan Secara Spektrofotometri Serapan Atom Kitosan 50 ml kepekatan 1 mg/100ml.......................................................................... 48

4.9

Hasil Serapan Kitosan Terhadap Besi (Fe) 0.8165 mg/L pada Sampel


Air Gambut dengan Variasi Volume Kitosan Kepekatan mg/100ml.......... 49 4.10 Hasil Serapan 50 ml Kitosan Kepekatan 1 mg/ 100ml terhadap Logam Besi (Fe) 0.8165 mg/L pada sampel Air Gambut dengan Variasi Waktu Kontak ……………………………………............................ 49 4.11 Hasil Penyerapan Kitosan terhadap Logam Seng (Zn) 0,1638 mg/ L pada sampel Air Gambut dengan Variasi Volume Kitosan Konsentrasi 1 mg/100ml....................................................................................................... 50

4.12 Hasil penyerapan 50 ml Kitosan Kepekatan 1 mg/100 ml terhadap Logam Seng (Zn) 0,1638 mg/L pada Semprel Air Gambut dengan Variasi Waktu Kontak ...............................................................................

51

4.13 Pengukuran Besi (Fe) dalam Sampel dengan Variasi Volume PAC Konsentrasi 1mg/100ml selam 30 menit...................................................

52

4.14 Pengukuran logam Besi (Fe) dalam Air Gambut dengan Variasi Waktu Kontak, 50 ml PAC Konsentrasi 1mg/100ml................................ 52 4.15 Pengukuran Logam Seng (Zn) dalam Air Gambut dengan Variasi Volume PAC Konsentrasi 1mg / 100ml selama 30 menit............... 53 4.16 Pengukuran Logam Seng (Zn) dalam Air Gambut dengan Variasi Waktu Kontak PAC Konsentrasi 1mg/100ml ..................................

53

4.17 Hasil Koagulasi 50 ml Larutan PAC Konsentrasi 1mg/100ml terhadap Logam Besi (Fe) 0,8165 mg/L dalam Air Gambut dengan Variasi Waktu Kontak.............................................................................

54

4.18 Hasil Koagulasi 50 ml Larutan PAC Konsentrasi 1mg /100ml terhadap Logam Seng (Zn) 0,1638 mg/L dalam Air Gambut dengan Variasi Waktu Kontak ………………………………………………… 54

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul

Halaman

2.1 Klasifikasi dan sifat kimia asam humus (Tan, 1982).......................................... 12 2.2 Rumus Struktur Kitosan ................................................................................... 15 2.3 Gambar Mekanisme Pengikatan Logam Berat oleh Kitosan.............................

16

2.4 Sistematika ringkas dari alat SSA...................................................................... 25 3.1 Pembuatan Kurva Kalibrasi Logam Fe (SNI 06-6989.4-2004).................... 32 3.2 Pembuatan Kurva Kalibrasi Logam Zn (SNI 06 – 6989.7-2004)...................... 33 3.3 Pembuatan Larutan Asam asetat 1.................................................................... 34 3.4 Pembuatan larutan Kitosan untuk menyerap logam Besi (Fe) dan Seng (Zn).. 35 3.5 Penggunaan Kitosan untuk Menyerap Logam Besi (Fe) dan Seng (Zn) ........... 36 3.6 Pembuatan Larutan Polyaluminium Chlorida (PAC) untuk Mengkoagulasi Logam Fe dan Zn ........................................................................................... 37 3.7 Penggunaan Polyaluminium Chlorida (PAC) untuk Mengkoagulasi Logam Besi (Fe) dan seng (Zn).......................................................................

38

4.1 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Fe.................................................................

39

4.2 Kurva Larutan Standar Zn................................................................................

43

4.3 Kurva Penyerapan Logam Fe dan Zn oleh Kitosan..........................................

56

4.4 Kurva Koagulasi Logam Fe dan Zn oleh PAC................................................

57


DAFTAR LAMPIRAN

Nomor 1.

Judul

Halaman

Keputusan Menteri Kesehatan RI ………………………………………. 62

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Air beserta sumber-sumbernya merupakan salah satu kekayaan alam yang mutlak dibutuhkan oleh mahluk hidup guna menopang kelangsungan hidup dan memelihara kesehatannya. Air yang mengisi lebih dari dua pertiga bagian permukaan bumi memberi tempat hidup 300 kali lebih luas dari pada daratan, akan tetapi sebahagian besar dari air tersebut tidak langsung dapat digunakan untuk kepentingan mahluk hidup terutama manusia. Hanya 1 % di antaranya tergolong air bersih selainnya harus melalui pengolahan terlebih dahulu ( Sutanmuda, 2008 ). Air bersih sangat didambakan oleh manusia untuk keperluan sehari-hari misalnya untuk air minum, memasak, mencuci dan dalam jumlah yang besar digunakan untuk keperluan industri, pertanian, kebersihan sanitasi kota dan lain sebagainya ( Kusnaedi, 2000 ). Air yang dikatakan bersih harus memenuhi syarat dari segi kualitas dan kuantitas. Dari segi kualitas, air yang tersedia harus memenuhi kesehatan yang dapat ditinjau dari segi fisika, kimia dan biologi. Kualitas air bersih harus memenuhi standar yang sudah ditetapkan misalnya suhu, warna, bau, rasa, kekeruhan, pH, logam berat yang terlarut di dalamnya ( MENKES/PER/VII, 2002 ).


1

Air yang pada hakekatnya tidak memenuhi standar air bersih perlu dilakukan proses pengolahan sehingga komponen yang tidak diinginkan di dalamnya dapat dihilangkan atau dikurangi. Pengolahan air sangat tergantung pada sumber air baku dengan kualitas yang bervariasi misalnya air gambut, air sumur, air sungai dan lain sebagainya. Pada Penelitian ini difokuskan terhadap pengolahan air gambut karena daerah Sumatera Utara memiliki lahan gambut yang luas. Air gambut adalah air yang banyak mengandung unsur-unsur organik paling kompleks sehingga sulit untuk dijernihkan ( Penjernihan Air Gambut . CV Mulia Indah , 2007 ). Kajian Pusat Sumber Daya Geologi dari Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral melaporkan bahwa sampai tahun 2006 sumber daya lahan gambut di Indonesia mencakup luas 26 juta hektar yang tersebar di Pulau Kalimantan ±50 %, Sumatera ± 40 % sedangkan sisanya tersebar di Papua dan pulau-pulau lainnya. Lahan gambut di Indonesia menempati posisi ke-4 terluas di dunia setelah Kanada, Rusia dan Amerika Serikat ( Tjahjono,2007 ). Secara kuantitatif air gambut merupakan salah satu sumber air yang memadai, tetapi dari segi kualitas masih banyak mengalami kendala . Hal ini disebabkan tingginya konsentrasi zat-zat organik yang terkandung di dalamnya terutama asam humus antara lain asam humat, asam fulvat dan humin ( Tan, 1982 ). Pada dasarnya air gambut adalah air permukaan yang banyak terdapat di daerah rawa atau dataran rendah yang mempunyai ciri-ciri umum yaitu intensitas warna

tinggi (kuning atau merah kecokelatan), pH rendah antara 2-5, rasanya masam, kandungan zat organik tinggi, serta rendahnya konsentrasi partikel dan kation (Kusnaedi, 2006 ). Ciri khas air gambut adalah warnanya merah kecokelatan, warna tersebut berasal dari bahan organik seperti daun, pohon dan kayu yang sangat tahan terhadap mikroorganisme dalam waktu yang cukup lama ( Syarfi, 2007 ). Dalam proses pengolahan air, kekeruhan merupakan salah satu parameter yang diuji untuk menentukan kualitas air tersebut. Pada prinsipnya air gambut dapat dijernihkan dengan menambahkan zat koagulan kedalamnya. Beberapa penelitian telah membuktikan bahwa air gambut dapat dijernihkan dengan menggunakan zat koagulan seperti biji kelor, arang tempurung kelapa, arang sekam padi, tanah liat, kapur, tawas, pasir, dan lain-lain ( Buku Panduan Air dan Sanitasi PD II LIPI Jakarta, 1991 ). Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi, Jakarta telah sukses mengubah air gambut menjadi air siap minum yang dilakukan di desa Sumber Alaska Kecamatan Kapuas Murung Kalimantan Tengah ( Arie Herlambang , 2008 ). Disamping zat-zat organik, air gambut juga mengandung zat-zat anorganik seperti unsur-unsur logam yang terlarut didalamnya misalnya logam besi (Fe), tembaga(Cu), seng (Zn), mangan ( Mn ) dengan jumlah yang berbeda. Pada dasarnya unsur logam sangat dibutuhkan oleh tubuh, misalnya logam besi di butuhkan dalam pembentukan haemoglobin (Hb).Jika tubuh kekurangan zat besi (Fe)


akan menyebabkan penyakit anemia ( kurang darah ). Besi terdapat dalam serum protein yang disebut transferin berfungsi untuk mentransfer besi dari jaringan yang satu ke jaringan yang lain. Akan tetapi jika besi (Fe) menumpuk pada salah satu jaringan yakni tubuh tidak dapat mengekskresikan besi (Fe) akan menyebabkan warna kulit menjadi hitam ( Juli Soemirat, 1996 ). Sekalipun besi (Fe) diperlukan oleh tubuh namun dalam dosis yang tinggi dapat merusak dinding usus. Debu besi (Fe) juga dapat diakumulasi didalam alveori dan menyebabkan berkurangnya fungsi paru-paru (Juli Soemirat, 1996 ). Demikian halnya dengan logam seng (Zn), juga memegang peranan penting dalam banyak fungsi tubuh, Seng (Zn) berperan dalam berbagai aspek metabolisme, seperti reaksi-reaksi yang berkaitan dengan sintesis dan degradasi karbohidrat, protein, lipida dan sintesis nukleat, pembentukan kulit, metabolisme jaringan ikat dan penyembuhan luka. Seng (Zn) juga berperan dalam pengembangan fungsi reproduksi laki-laki dan pembentukan sperma (Humala Simanjuntak, 2007). Kelebihan seng (Zn) dapat menyebabkan muntah, diare, demam, kelelahan, anemia dan gangguan reproduksi. Bahkan suplemen disimpan dalam kaleng yang dilapisi dengan seng (Zn) akan dapat menyebabkan keracunan (Almatsier.S, 2001). Untuk mengikat atau mengurangi logam-logam berat yang ada dalam air gambut dapat dilakukan dengan menambahkan zat koagulan misalnya kitosan atau poly aluminium chlorida (PAC).Kitosan bersifat biokompatibel artinya sebagai polimer tidak mempunyai akibat samping, tidak beracun, tidak dapat dicerna, mudah

diuraikan oleh mikroba (biodegradable), dan ramah lingkungan , juga bersifat hemostatik, fungistatik, anti tumor, anti kolesterol (Eriawan Rismana, 2008). Beberapa jenis koagulan yang umum dan sudah dikenal untuk menghilangkan warna pada pengolahan air adalah aluminium sulfat, sodium aluminat,ferri sulfat, ferri klorida, ferro sulfat, polyaluminium Chlorida (SMKN 3 Madiun, 2008). Kitosan memiliki banyak kandungan nitrogen pada gugus amina. Gugus amina dan hidroksil menjadikan kitosan aktif dan bersifat polikationik. Sifat tersebut dimanfaatkan sebagai koagulan dalam pengolahan air gambut. Prinsip dasar dalam mekanisme pengikatan kitosan dan poly aluminium chlorida (PAC) dengan logam berat dalam air gambut adalah prinsip penukar ion dimana kitosan atau poly aluminium chlorida (PAC) yang tidak larut dalam air akan menggumpalkan logam menjadi flok-flok yang akan bersatu kemudian mengendap didasar bak sehingga dapat dipisahkan dari air gambut ( Agus Widodo ITS. Surabaya, 2008 ). Polyaluminium Chlorida ( PAC ) lebih cepat membentuk flok dari pada koagulan biasa hal ini diakibatkan gugus aktif aluminat yang bekerja efektif dalam mengikat koloid diperkuat dengan rantai polimer gugus polielektrolit sehingga gumpalan floknya menjadi lebih padat.Di dalam air polyaluminium chlorida ( PAC ) akan terdissosiasi melepaskan Al3+ yang menurunkan zeta potensial dari partikel.Sehingga gaya tolak menolak antar partikel menjadi berkurang akibatnya terjadi penggabungan partikel-partikel membentuk flok yang berukuran lebih besar ( Arifin, 2008 ).


Kitosan dapat digunakan sebagai koagulan karena memiliki banyak kandungan nitrogen pada gugus aminanya. Gugus amina dan hidroksil menjadikan kitosan bersifat lebih aktif dan bersifat polikationik, Sifat tersebut dimanfaatkan sebagai koagulan dalam pengolahan limbah cair .Kitosan dapat mengikat logam berat karena kitosan polielektrolit bermuatan negatip sedangkan logam bermuatan positip (Rachmad.H , 2008 ). Dari hasil penelitian MU”MINAH dalam “ Aplikasi Kitosan sebagai Koagulan untuk Penjernihan Air” bahwa kitosan dapat menurunkan kekeruhan 99,88 % dengan konsentrasi optimum kitosan 4 ppm, sedangkan tawas hanya dapat menurunkan 57,63 % dengan konsentrasi optimum tawas 10 ppm. Kitosan merupakan turunan kitin yang tidak memiliki efek samping dan mudah untuk mendapatkannya dalam jumlah yang banyak. Menurut Migo, (1993.a) Poly Aluminium Chlorida (PAC) sebagai polimer kationik 4 % (v/v) dapat digunakan sebagai koagulan untuk limbah cair molales.

1.2 Permasalahan 1.2.1 Identifikasi Masalah Ditinjau dari segi kuantitas lahan gambut di daerah Sumatera Utara sangat memadai sebagai sumber air untuk keperluan sehari-hari namun masyarakat masih mengalami kesulitan untuk mengolah air gambut tersebut menjadi air yang dikategorikan bersih dan layak digunakan dalam mengisi kehidupan serta memenuhi kesehatannya terutama masyarakat yang tinggal di daerah berawa atau di dataran

rendah. Daerah Suka Bangun Kabupaten Tapanuli Tengah salah satu daerah gambut

yang

sulit

mendapatkan air

bersih. Masyarakat

di daerah tersebut

menggunakan air gambut secara langsung untuk keperluan sehari- hari tanpa mengolahnya terlebih dahulu. Penyebab utama warna air gambut berwarna kuning atau merah kecokelatan adalah asam-asam organik dan turunannya serta logam-logam berat yang terlarut di dalamnya.Warna air gambut itu dapat berubah jika zat-zat tersebut teradsorpsi oleh suatu bahan kimia tertentu.

1.2.2 Rumusan Masalah Berdasarkan identifikasi masalah di atas, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah : 1. Bagaimana pengaruh penggunaan kitosan dan polyaluminium chlorida (PAC) dengan jumlah dan waktu kontak yang berbeda terhadap penurunan kadar logam besi (Fe) dan logam seng (Zn) dalam air gambut. 2. Seberapa besar kadar logam besi (Fe) dan logam seng (Zn) dalam air gambut sebelum dan

sesudah

penambahan kitosan dan polyaluminium chlorida

(PAC).


1.2.3 Pembatasan Masalah Mengingat waktu dan jarak pengambilan sampel maka pada penelitian ini permasalahan dibatasi pada : 1. Air gambut yang digunakan diambil dari Kecamatan Suka Bangun Kabupaten Tapanuli Tengah. 2. Parameter yang diuji adalah kadar logam besi (Fe) dan logam seng (Zn). 3. Variabel pada penelitian ini adalah jumlah kitosan dan polyaluminium chlorida (PAC) serta selang waktu.

1.3 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah : 1. Untuk mengetahui

pengaruh

penambahan

kitosan

dan

polyaluminium

chlorida (PAC) terhadap penurunan kadar logam besi (Fe) dan logam seng (Zn) dalam air gambut. 2. Untuk mengetahui kadar logam besi ( Fe ) dan logam seng ( Zn ) dalam air gambut sebelum dan sesudah diolah menggunakan kitosan dan polyaluminium chlorida ( PAC ).

1.4 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat : 1. Sebagai sumber informasi bagi dunia pendidikan pada umumnya dan kepada masyarakat khususnya yang berdomisili di daerah berawa atau tanah bergambut untuk memperoleh air bersih. 2. Untuk mengoptimalkan pemanfaatan kitosan dan Polyaluminium Chlorida


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanah Gambut Luas lahan gambut di dunia sekitar 424 juta ha ( Kalmari,1982 ). Indonesia termasuk negara nomor 4 di dunia yang mempunyai potensi lahan gambut sekitar 26 juta ha setelah Kanada, Rusia dan Amerika Serikat ( Tjahjono, 2007). Menurut Subagjo et al (2000) luas lahan gambut di Indonesia mencapai 13.203 juta ha. Orang yang pertama menemukan gambut di Indonesia adalah Koorders. Hasil penyelidikannya dilakukan di hutan raya pantai timur pulau Sumatera pada tahun 1895. Koorders memperkirakan 1/5 dari luas pulau Sumatera merupakan kawasan rawa adalah lahan gambut. Penelitian tentang gambut di Indonesia mulai secara intensif dilakukan oleh Polak antara tahun 1930 – 1950 dan masih banyak hal yang belum terungkapkan . ( Truman Wijaya, 2006 ). Lahan gambut di Indonesia khususnya di Sumatera dan Kalimantan mempunyai potensi yang sangat besar untuk penggunaan pertanian sehubungan dengan berkurangnya ketersediaan lahan subur , maka area pertanian diarahkan ke tanah gambut. Tanah gambut menempati dataran rendah di bagian basah, tanahnya kurus, dan bersifat asam ( Muljadi dan Soepratohardjo, 1975 ). Tanah gambut memiliki kadar air yang sangat tinggi, kompresibilitas tinggi ( Rahman, Abdul, 2007 ).

10

Menurut data geologi sebahagian daerah dataran rendah Sumatera Utara memiliki endapan gambut cukup banyak untuk sebagai

diversifikasi menjadi sumber daya energi,

energi alternatif setelah batubara. Hal ini disebabkan kandungan zat-zat

organik di dalamnya terutama unsur karbon dan hidrogen yang mempunyai derajat pembusukan tinggi (Mukarwoto, 1977).

2.2 Air Gambut Air gambut adalah air permukaan yang banyak mengandung zat-zat organik kompleks terdapat di daerah berawa atau dataran rendah . Air gambut memiliki ciri-ciri sebagai berikut : 1. Intensitas warna yang tinggi, berwarna cokelat kemerahan 2. pH rendah antara 2 – 5 3. Kandungan zat organik tinggi ( asam humus ) 4. Kekeruhan dan kandungan partikel tersuspensi yang rendah 5. Kandungan kation yang rendah Warna cokelat kemerahan pada air gambut disebabkan oleh kandungan zat organik yang tinggi dalam bentuk asam humus (asam humat, asam fulvat dan humin) . Asam humus tersebut berasal dari dekomposisi bahan organik seperti daun, pohon atau kayu yang memiliki sifat sangat tahan terhadap mikroorganisme dalam waktu cukup lama . ( Syarfi , 2007 ). Menurut Aiken dkk ( 1985 ) bahan organik ( asam humus ) dalam tanah gambut diklasifikasikan menjadi 3 bagian antara lain : Nurmida Rumapea : Penggunaan Kitosan Dan Polyaluminium Chlorida ( PAC ) Untuk Menurunkan Kadar Logam Besi (Fe) Dan Seng (Zn) Dalam Air Gambut, 2009.

1. Asam Humat : larut dalam larutan basa tetapi tidak larut dalam larutan asam 2. Asam Fulvat : larut dalam larutan basa maupun dalam larutan asam 3. Humin : tidak larut dalam larutan basa maupun dalam larutan asam Klasifikasi dan sifat kimia asam humus Asam Humus Diekstrak dengan alkali Humin tidak larut Dilarutkan dengan asam Asam Humat mengendap Diekstrak dengan alkohol

Asam Hematomelanik

Asam Fulvat larut

dilarutkan dengan basa

Asam Humat mengendap

Gambar 2.1 Klasifikasi dan sifat kimia asam humus (Tan, 1982) Menurut Wagner ( 2001 ) bahwa karakteristik air gambut relatif tidak menguntungkan untuk penyediaan air minum yakni : 1. Derajat keasaman ( pH ) yang rendah dapat menyebabkan kerusakan gigi dan sakit Perut 2. Kandungan organik yang tinggi dapat menimbulkan bau 3. Ikatannya dengan logam sangat kuat dalam bentuk khelat menyebabkan kandungan logam dalam air gambut tinggi yang dapat mengakibatkan kematian

2.3 Kitosan Kitosan ditemukan C.Roughet pada tahun 1859 dengan cara mendeasetilasi kitin dalam basa . Kitosan merupakan produk deasetilasi kitin. Kualitas kitosan berdasarkan penggunaannya dapat dibagi kedalam 3 jenis yaitu kualitas teknis, pangan dan farmasi.

2.3.1 Sifat dan Kegunaan Kitosan Multiguna kitosan tidak terlepas dari sifat alaminya yaitu sifat kimia dan sifat biologi.Sifat kimia kitosan antara lain : 1. merupakan polimer poliamin berbentuk linear 2. mempunyai gugus amina aktif 3. mempunyai kemampuan untuk mengkhelat beberapa logam Sedangkan sifat biologi kitosan antara lain : 1. bersifat biokompatibel artinya sebagai polimer alam tidak mempunyai efek samping, tidak beracun, tidak dapat dicerna, mudah diuraikan oleh mikroba. 2. dapat berikatan dengan sel mamalia dan mikroba secara agresif 3. mampu meningkatkan pembentukan tulang 4. bersifat hemostatik, fungistatik, spermisidal, anti tumor, anti kolesterol 5. bersifat sebagai depresan pada sistim saraf pusat Sumber : Sinar Harapan , Eriawan Rismana ( 2008 ). Berdasarkan kedua sifat tersebut maka kitosan mempunyai sifat khas yaitu mudah dibentuk menjadi spons, larutan gel, pasta, membran dan serat . Nurmida Rumapea : Penggunaan Kitosan Dan Polyaluminium Chlorida ( PAC ) Untuk Menurunkan Kadar Logam Besi (Fe) Dan Seng (Zn) Dalam Air Gambut, 2009.

Menurut Harry Agusnar banyak

digunakan

oleh

( 2006 ) potensi kitosan sebagai sumber daya alam pelbagai

industri

antara

lain

industri

farmasi,

kesehatan,biokimia, bioteknologi, pangan, pengolahan limbah, kosmetik, agroindustri, industri tekstil, industri perkayuan, industri kertas, dan industri elektronika . Aplikasi khusus dari sifat yang dimiliki kitosan antara lain untuk pengolahan limbah cair terutama bahan sebagai resin penukar ion dalam meminimalisasi logam – logam berat, mengkoagulasi minyak atau lemak, serta mengurangi kekeruhan, penstabil minyak, rasa dan lemak dalam produk industri pangan.

2.3.2 Sumber- Sumber Kitosan Kitosan adalah modifikasi dari senyawa polimer karbohidrat yang berasal dari kitin .Kitin banyak terdapat dalam kulit luar hewan golongan Crustaceae terutama udang, kepiting dan sotong ( Harry Agusnar, 2008 ) . Kitosan merupakan senyawa yang tidak larut dalam air, larutan basa kuat, sedikit larut dalam HCl, HNO3, H3PO4 dan tidak larut dalam H2SO4 . Kitosan tidak beracun, mudah mengalami biodegradasi , bersifat polielektrolit dan dapat berinteraksi dengan zat-zat organik lainnya seperti protein . Metode penyediaan kitosan adalah metode Horowibitz, metode Rigby dan Wolfrom, metode Fujita serta metode Alimuniar .

NH2

CH2OH

o O

OH

OH

o NH2

CH2OH

n

Gambar 2.2 Rumus Struktur Kitosan

2.3.3 Bentuk- bentuk Kitosan Kitosan terdiri dari berbagai bentuk sesuai dengan sifat dan kegunaannya . Tabel 2.1 Tabel bentuk, sifat dan kegunaan kitosan No

Bentuk

1

Serbuk

2

Film

3

Fiber

4

Gel

5

Manik

6

Larutan

Sifat dan Kegunaan

- Dapat diubah dari kasar menjadi halus - Mudah dilarutkan - Kemurnian yang tinggi - Transparan - Mudah melekat pada permukaan - Kuat, Kenyal - Dapat diuraikan secara biologi - Kekuatan gel yang tinggi - Mudah dibentuk dengan poli anion - Mudah dibuat - Dapat menyerap logam - Dapat dilakukan ikat silang - Dapat memadatkan enzim - Sifat kejernihan yang tinggi - Menghasilkan bentuk garam - Dapat menyerap logam


Lanjutan Tabel 2.1 7

Pasta

- Mudah untuk diformulasikan - Daya pelembab yang baik

Sumber : Hirano.S, 1984

2.3.4 Pembentukan Kompleks Kitosan dengan Logam Kitosan bersifat polikationik dapat mengikat lemak dan logam berat pencemar. Kitosan memiliki gugus amina yaitu pada unsur N yang bersifat sangat reaktif dan bersifat basa. Limbah cair yang mengandung logam berat apabila direaksikan dengan kitosan maka akan berubah menjadi koloid yang disebut dengan flok . Prinsip koagulasi kitosan adalah penukar ion dimana garam amina terbentuk karena reaksi amina dengan asam akan mempertukarkan proton yang dimiliki logam dengan elektron yang dimiliki oleh nitrogen ( N ). Proses koagulasi logam berat oleh kitosan dapat dilihat dalam gambar di bawah ini:

Gambar 2.3 Gambar Mekanisme Pengikatan Logam Berat oleh Kitosan

Kitosan berikatan dengan ion logam transisi secara selektif tetapi tidak berikatan dengan ion logam alkali dan alkali tanah. Menurut Mc.Kay (1987), kemampuan kitosan mengikat logam membentuk kompleks kitosan ditunjukkan dalam reaksi sebagai berikut : 2 R – NH3 +

+ Cu 2+

+ 2 Cl -

-------- ( RNH2 ) CuCl2

Dalam larutan asam gugus amina bebas sangat cocok sebagai polikationik untuk mengkhelat logam atau membentuk dispersi. Karena dalam larutan asam kitosan akan menjadi polimer dengan struktur lurus sehingga berguna untuk flokulasi (Ornum, 1992). Dalam suasana asam gugus amina dari kitosan akan terprotonasi membentuk gugus amina kationik NH3 + (Sanford, 1989).

2.4 Polyaluminium Chlorida (PAC) Polyaluminium Chlorida (PAC) adalah suatu persenyawaan anorganik komplek, ion hidroksil serta ion aluminium bertarap klorinasi yang berlainan sebagai pembentuk polynuclear dan mempunyai rumus umum : Alm (OH)nCl (3m-n). Polyaluminium Chlorida (PAC) dapat dibuat dengan cara hidrolisa parsial dari aluminium klorida, sebagaimana ditunjukkan pada reaksi berikut: n AlCl3 + m OH- .m Na+ Beberapa

keunggulan

------- Aln (OH)m Cl3n-m + m Na+ + m Clyang

dimiliki

polyaluminium

chlorida

(PAC)

dibandingkan dengan koagulan lainnya:


1.

Dapat bekerja di tingkat pH yang lebih luas sehingga tidak diperlukan pengoreksian terhadap pH.

2.

Kandungan belerang yang cukup akan mengoksidasi senyawa karboksilat rantai siklik membentuk alifatik dan gugus rantai karbon yang lebih pendek sehingga mudah diikat membentuk flok.

3. Kadar klorida yang optimal dalam fasa cair bermuatan negatif akan cepat bereaksi dan merusak ikatan zat organik terutama ikatan karbon-nitrogen yang umumnya dalam struktur ekuatik membentuk suatu makromolekul (gugusan protein, amina, amida, penyusun minyak atau lipida). 4. Tidak menjadi keruh bila pemakaiannya berlebihan. 5. Tidak perlu bahan pembantu karena mengandung polimer khusus dengan struktur polielektrolit. 6.

Kandungan basa yang cukup akan menambah gugus hidroksil dalam air sehingga penurunan pH tidak terlalu ekstrim dan hemat dalam penggunaan bahan .

7.

Lebih cepat membentuk flok dari pada koagulan biasa, diakibatkan gugus aktif aluminat bekerja efektif mengikat koloid yang diperkuat rantai polimer dari gugus polielektrolit sehingga gumpalan floknya menjadi lebih padat .

Sumber : Pararaja, ( 2008 )

Polyaluminium Chlorida (PAC) disamping sebagai koagulan juga dapat digunakan untuk menghilangkan warna. Semakin tinggi dosis koagulan akan menghasilkan efisiensi penghilangan warna yang lebih besar dan residu koagulan semakin besar . Koagulasi dengan polyaluminium chlorida (PAC) dapat dengan mudah memproduksi flok yang kuat dalam air dengan jangkauan dosis yang lebih kecil, rentang pH yang lebih besar tanpa mempertimbangkan alkalinitas yang cukup.

2.5 Logam Logam menurut pengertian orang awam adalah barang yang padat dan berat, biasanya digunakan orang untuk alat atau perhiasan yaitu besi, baja, emas, dan perak. Padahal masih banyak logam lain yang penting dalam proses biologis mahluk hidup misalnya kobalt, mangan, dan lain-lain. Pada dasarnya logam dibagi menjadi 2 bagian yaitu logam esensial dan logam non esensial. Logam esensial adalah logam yang sangat membantu dalam proses fisiologis mahluk hidup yaitu membantu kerja enzim atau pembentukan organ dari mahluk hidup itu sendiri. Sedangkan logam non esensial adalah logam yang peranannya dalam tubuh mahluk hidup belum diketahui, kandungannya dalam jaringan sangat kecil dan apabila kandungannya tinggi dapat merusak organ-organ tubuh mahluk hidup yang bersangkutan ( Darmono, 1995 ).


2.5.1 Besi Besi ( Fe ) adalah logam berwarna putih keperakan, liat dan dapat dibentuk.Di alam didapati sebagai hematit. Didalam air minum besi (Fe) menimbulkan rasa, warna (kuning) , pengendapan pada pipa , pertumbuhan bakteri dan kekeruhan. Besi (Fe) dibutuhkan oleh tubuh dalam pembentukan haemoglobin sehingga jika kekurangan besi (Fe) akan mempengaruhi pembentukan haemoglobin tersebut. Besi (Fe) juga terdapat dalam serum protein yang disebut dengan “ transferin “ berperan untuk mentransfer besi(Fe) dari jaringan yang satu ke jaringan lain. Besi (Fe) juga berperan dalam aktifitas beberapa enzim seperti sitokrom dan flavo protein. Apabila tubuh tidak mampu mengekskresikan besi (Fe) akan menjadi akumulasi besi (Fe) karenanya warna kulit menjadi hitam ( Juli Soemirat, 1996 ). Kekurangan besi (Fe) dalam diet akan mengakibatkan defisiensi yaitu kehilangan darah yang berat sering terjadi pada penderita tumor saluran pencernaan, ulcer lambung dan pada menstruasi. Defisiensi besi (Fe) menimbulkan gejala anemia seperti kelemahan,fatigue, sulit bernapas waktu berolahraga, kepala pusing, diare, penurunan nafsu makan, kulit pucat, kuku berkerut, kasar dan cekung serta terasa dingin pada tangan dan kaki ( Darmono, 1995 ). Sekalipun besi (Fe) diperlukan oleh tubuh namun dalam dosis yang tinggi dapat merusak dinding usus dan mengakibatkan kematian. Debu besi ( Fe ) juga dapat diakumulasi di dalam alveori menyebabkan berkurangnya fungsi paru - paru ( Juli Soemirat, 1996 ).

2.5.2. Seng ( Zn ) Seng ( Zn ) memegang peranan penting dalam banyak fungsi tubuh sebagai bagian dari enzim atau kopaktor pada kegiatan lebih dari 200 enzim. Seng (Zn) berperan dalam berbagai aspek metabolisme, seperti reaksi-reaksi yang berhubungan dengan sintesis dan degradasi karbohidrat, protein,lipida dan sintesis nukleat, pembentukan kulit, metabolisme jaringan ikat dan penyembuhan luka. Seng (Zn) juga berperan dalam pengembangan fungsi reproduksi laki-laki dan pembentukan sperma, sebagai pengangkut sintesis vitamin A, protein pengikat retinol di dalam hati .Oleh karena itu jika kekurangan seng (Zn) akan berpengaruh banyak terhadap jaringan tubuh terutama saat pertumbuhan. Widya Karya Pangan dan Gizi tahun 1998 menetapkan angka kecukupan seng (Zn) per hari untuk Indonesia sebagai berikut : Bayi

: 3- 5 mg

1- 9 tahun

: 8-10 mg

10 – 60 tahun

: 15 mg ( laki-laki / perempuan )

Ibu hamil

: + 5 mg

Ibu menyusui

: + 10 mg

Sama halnya dengan besi, kelebihan seng (Zn) juga akan mempengaruhi kesehatan .Kelebihan seng (Zn) 2 sampai 3 kali A kg menurunkan adsorpsi tembaga. Kelebihan sampai 10 kali A kg mempengaruhi metabolisme kolesterol, mengubah nilai lipoprotein,dan dapat mempercepat timbulnya aterosklerosi. Dosis konsumsi seng


(Zn) sebanyak 2 g atau lebih dapat menyebabkan muntah, diare, demam, kelelahan, anemia, dan gangguan reproduksi. Suplemen atau makanan disimpan dalam kaleng yang dilapisi seng (Zn) akan menyebabkan keracunan ( Almatsier.S, 2001 ).

2.6 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Adsorpsi 1. Pengadukan Kecepatan adsorpsi dipengaruhi oleh difusi pori tergantung pada jumlah atau lama pengadukan dalam sistem . 2. Ukuran Partikel Ukuran partikel dan luas permukaan adalah sifat penting dari kitosan yang berhubungan dengan kegunaannya sebagai adsorben. Kecepatan adsorpsi meningkat dengan ukuran partikel kitosan yang menurun. 3. Jumlah Adsorben Waktu yang dibutuhkan untuk proses adsorpsi berbanding terbalik terhadap jumlah adsorben yang dibutuhkan. Artinya semakin besar jumlah adsorben maka waktu yang dibutuhkan semakin sedikit. 4. pH Asam organik lebih cepat diadsorpsi pada pH rendah, sedangkan basa organik lebih cepat pada pH tinggi .PH optimum untuk proses adsorpsi ditentukan oleh uji laboratorium ( Khopkar, 1990 ).

2.7 Spektroskopi Serapan Atom ( SSA ) Spektroskopi adalah suatu cara analisa yang mencakup pengukuran adsorpsi oleh senyawa kimia dengan panjang gelombang

tertentu

menghasilkan radiasi

monokromatik ( radiasi dari suatu panjang gelombang ) . Prinsip dasar penentuan metode analisis Spektroskopi Serapan Atom ini berdasarkan penyerapan energi radiasi oleh atom-atom netral pada keadaan dasar dengan panjang gelombang tertentu.Analisis menggunakan Spektroskopi Serapan Atom mempunyai keuntungan berupa analisisnya sangat peka dan cepat, pengerjaannya sederhana serta tidak perlu dilakukan pemisahan unsur logam dalam pelaksanaannya. Sejak diperkenalkan oleh A.Walsh ( 1995 ) metode Spektroskopi Serapan Atom (SSA) telah mengalami perkembangan yang pesat .Sampai saat ini telah digunakan untuk menganalisa hampir keseluruhan unsur logam yang terdapat di dalam tabel periodik unsur-unsur. Cara pengukuran Spektroskopi Serapan Atom (SSA) yang sederhana untuk penentuan konsentrasi larutan sampel adalah dengan membandingkan absorbansi larutan sampel dengan larutan standar, kemudian dibuat kurva kalibrasi yang melukiskan antara absorbansi vs konsentrasi larutan standar berupa garis lurus. Absorbansi larutan sampel diukur berdasarkan kurva kalibrasinya. Alat-alat yang utama digunakan untuk analisa dengan metode Spektroskopi Serapan Atom ( SSA ) terdiri dari :


1.

Sumber Cahaya Sebagai sumber cahaya digunakan lampu katoda berongga. Sumber ini menghasilkan garis resonansi yang spesifik untuk setiap unsur logam.

2. Nyala Nyala yang digunakan dalam Spektroskopi Serapan Atom (SSA) harus memberikan suhu > 2000 0K . Untuk mencapai suhu setinggi ini biasanya digunakan gas pembakar. Gas pembakar yang umum digunakan adalah asetilena ( C2H2 ), hidrogen ( H2 ) dan propana ( C3H8 ) . 3. Monokromator Monokromator berfungsi untuk memisahkan, mengisolasi serta mengontrol intensitas radiasi yang mencapai detektor. Cara kerja monokromator pada Spektroskopi Serapan Atom (SSA) dapat dianggap sebagai filter yang dapat menseleksi suatu bagian yang sempit dari beberapa spektrum dan ditransmisikan oleh atom logam yang dianalisis menuju detektor serta memisahkannya dari semua panjang gelombang yang berada diluar bagian spekrum 4. Detektor Frekwensi resonansi yang telah dipisahkan oleh monokromator selanjutnya memasuki detektor sehingga dihasilkan suatu sinyal dan sinyal ini selanjutnya ditransmisikan ke amplifier.

5. Amplifier Fungsi amplifier adalah untuk memperkuat sinyal yang diterima detektor yang selanjutnya diubah ke nilai bacaan absorbansi serapan atom. Bagan Instrumentasi Spektroskopi Serapan Atom (SSA)

A

B

C

D

E

F

Gambar 2.4 Sistematika ringkas dari alat SSA Keterangan : A

: lampu katoda berongga

B

: Chopper

C

: Tungku

D

: Monokromator

E

: Detektor

F

: Meter bacaan nilai absorbansi Pada tahun terakhir ini alat Spektroskopi Serapan Atom (SSA) semakin sensitif

dan

canggih,

dapat

digabungkan

dengan

komputer

dalam

pengolahan

datanya.Pemanfaatan dan penggunaan alat Spektroskopi Serapan Atom (SSA) bergantung pada kemampuan sumber daya manusia seperti pemahaman, teori dasar, aplikasi, ketelusuran metode analisis yang diisyaratkan pada SNI 19- 17025- 2000 .


BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik FMIPA USU Medan dengan mengambil sampel dari Kecamatan Suka Bangun Kabupaten Tapanuli Tengah.

3.2 Alat dan Bahan yang digunakan 3.2.1 Alat Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah : a. Spektrofotometer Serapan Atom (SSA), nyala – type Buck Scientific seri 205 b. Timbangan Analitik dengan ketelitian sampai dengan 0,0001 g c. Lampu hollow Fe d. Lampu hollow Zn e. Alat-alat gelas yang biasa dipakai di laboratorium kimia f. Jartest g. Stop Watch

3.2.2 Bahan Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah : a. Aquades b. CH3COOH 1%

26

c.Larutan standar logam besi (Fe) d.Larutan standar logam seng (Zn) e.Gas asetilen (C2H2) f.Air gambut diperoleh dari Kecamatan Suka Bangun Tapanuli Tengah g.Kitosan h.Polyaluminium Chlorida (PAC) i.HNO3 pekat j.ZnSO4.7H2O (s) k.FeSO4.7H2O (s)

3.3 Prosedur Penelitian 3.3.1 Preparasi Sampel Sampel air gambut terlebih dahulu diawetkan dengan penambahan HNO3 pekat.

3.3.2 Pembuatan Larutan Asam Asetat 1% Dipipet sebanyak 10 ml asam asetat glasial dan dimasukkan kedalam labu takar 1000 ml, kemudian ditambahkan aquades sampai garis tanda lalu dihomogenkan.

3.3.3 Preparasi Adsorben Kitosan Dan Polyaluminium Chlorida (PAC) Kitosan dilarutkan kedalam larutan asam asetat 1% sebelum digunakan sebagai adsorben. Sedangkan Polyaluminium Chlorida ( PAC ) dilarutkan dalam aquades. Nurmida Rumapea : Penggunaan Kitosan Dan Polyaluminium Chlorida ( PAC ) Untuk Menurunkan Kadar Logam Besi (Fe) Dan Seng (Zn) Dalam Air Gambut, 2009.

3.3.4 Pembuatan Larutan Standar Dan Kurva Kalibrasi Logam Besi (Fe) 1.

Dari larutan standar Fe 1000 mg/l dipipet sebanyak 10 ml lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml kemudian ditambahkan aquades sampai tanda batas sehingga diperoleh larutan standar Fe 100 mg/l.

2.

Dari larutan standar Fe 100 mg/l dipipet sebanyak 50 ml lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 500 ml kemudian ditambahkan aquades sampai tanda batas.

3. Selanjutnya dipipet masing-masing 5, 10, 15, 20, 25 dan 30 ml lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml kemudian ditambahkan aquades sampai tanda batas sehingga diperoleh larutan standar Fe 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 dan 3,0 mg/l l . 4.

Nilai absorbansinya diukur dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) dengan panjang gelombang 248,3 nm – 252,3 nm.

5. Buat kurva kalibrasi logam Fe atau persamaan regresi liniernya dengan memplot absorbansi vs konsentrasi larutan standar logam Fe.

3.3.5. Pengukuran Konsentrasi Logam Besi (Fe) dengan SSA 1. Lampu katoda dari logam yang akan dianalisa dipasang pada alat SSA pada posisi 1 2. Alat SSA dihidupkan beserta komputer dan printer 3. Beberapa parameter pengukuran untuk logam Fe ditetapkan sebagai berikut:

Tabel 3.1 Kondisi Parameter Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) Untuk Unsur Fe dengan Buck Scientific 205 No.

Parameter

1

Panjang gelombang

248,3 nm – 252,3 nm

2

Tipe nyala

Asetilen

3

Lebar celah

0,2 nm

4

Lampu katoda

12 mA

Sumber : Bappedal Medan,2004 4. Setelah kondisi diatas telah terprogram pada komputer, selanjutnya kompresor dihidupkan. 5. Kran udara pada kompresor yang menuju SSA dibuka 6. Kemudian kran asetilen yang menuju SSA dibuka 7. Tombol ignisi ditekan selama 2 sampai 3 detik sehinga dihasilkan nyala yang kebiru-biruan 8. Pipa kapiler pada nebulizer dicelupkan pada larutan blanko 9. Uji blanko hingga aborbansi 0 10. Larutan standar diaspirasi terhadap nyala dan nilai aborbansinya akan terlihat di komputer.

3.3.6 Pembuatan larutan standar dan kurva kalibrasi logam seng (Zn) 1. Dari larutan standar Zn 1000 mg/l dipipet sebanyak 10 ml lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml kemudian ditambahkan aquades sampai tanda batas Nurmida Rumapea : Penggunaan Kitosan Dan Polyaluminium Chlorida ( PAC ) Untuk Menurunkan Kadar Logam Besi (Fe) Dan Seng (Zn) Dalam Air Gambut, 2009.

sehingga diperoleh larutan standar 100 mg/l . 2. Dari larutan standar Zn 100 mg/l dipipet sebanyak 50 ml lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 500 ml kemudian ditambahkan aquades sampai tanda batas. 3. Selanjutnya dipipet masing-masing 1,2,4,6,8,dan 10 ml dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml kemudian tambahkan aquades sampai tanda batas sehingga diperoleh larutan standar logam seng (Zn) dengan konsentrasi 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 dan 1,0 mg/l. 4. Nilai absorbansinya diukur dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) dengan panjang gelombang 213 nm. 5. Buat kurva kalibrasi logam Zn atau persamaan liniernya dengan memplot absorbansi vs konsentrasi larutan standar logam Zn.

3.3.7 Pengukuran Konsentrasi Logam Seng (Zn) dengan SSA 1. Lampu katoda dari logam yang akan dianalisa dipasang pada alat SSA pada posisi 1 2. Alat SSA dihidupkan beserta komputer dan printer 3. Beberapa parameter pengukuran untuk logam Zn ditetapkan sebagai berikut:

Tabel 3.2 Kondisi Parameter SSA untuk logam Zn No.

Parameter

1

Panjang gelombang

307,6 nm

2

Tipe nyala

Asetilen

3

Lebar celah

0,50 nm

4

Lampu katoda

5,0 mA

Sumber : Bappedal Medan, 2004 4. Setelah kondisi diatas telah terprogram pada komputer, selanjutnya kompresor dihidupkan. 5. Kran udara pada kompresor yang menuju SSA dibuka 6. Kemudian kran asetilen yang menuju SSA dibuka 7. Tombol ignisi ditekan selama 2 sampai 3 detik sehinga dihasilkan nyala yang kebiru-biruan 8. Pipa kapiler pada nebulizer dicelupkan pada larutan blanko 9. Uji blanko hingga aborbansi 0 10. Larutan standar diaspirasi terhadap nyala dan nilai aborbansinya akan terlihat di komputer.


3.4 Bagan penelitian 3.4.1 Pembuatan Kurva Kalibrasi Logam Fe (SNI 06- 6989.4- 2004) Larutan Standar Logam Fe 1000 mg/l Larutan Standar dipipet 10 ml Diencerkan menjadi 100 ml Larutan Standar Logam Fe 100 mg/l Larutan standar dipipet 10 ml diencerkan menjadi 100 ml Larutan Standar Logam Fe 10 mg/l dipipet 5,10,15,20,25, dan 30 ml Masing-masing diencerkan menjadi 100 ml Larutan Standar Logam Fe 0,5;1,0;1,5,2,0; 2,5 dan 3,0 mg/l Diukur dengan SSA HASIL

Gambar 3.1 Pembuatan Kurva Kalibrasi Logam Fe (SNI 06-6989.4-2004)

3.4.2 Pembuatan Kurva Kalibrasi Logam Zn (SNI 06 – 6989.7-2004) Larutan Standar Logam Zn 1000 mg/l Dipipet sebanyak 10 ml Diencerkan menjadi 100 ml Larutan Standar Logam Zn 100 mg/l Dipipet sebanyak 10 ml Diencerkan menjadi 100 ml Larutan Standar Logam Zn 10 mg/l Dipipet 1,2,4,6,8 dan 10ml Masing-masing diencerkan menjadi 100 ml Larutan Standar Logam Zn 0,1; 0,2 ; 0,4; 0,6;0,8 dan 1,0 mg/l Diukur dengan SSA

HASIL

Gambar 3.2 Pembuatan Kurva Kalibrasi Logam Zn (SNI 06 – 6989.7-2004)


3.4.3 Pembuatan Larutan Asam asetat 1% Pembuatan larutan asam asetat 1%

Dipipet sebanyak 10 ml asam Asetat glasial Dimasukkan ke dalam labu takar 1L Ditambahkan aquades sampai garis tanda Dihomogenkan

hasil

Gambar 3.3 Pembuatan Larutan Asam asetat 1%

3.4.4 PembuatanLarutan Kitosan untuk Menyerap Logam Fe dan Zn

1 g kitosan

Diambil 100 ml larutan asam asetat 1% Diaduk/dihomogenkan selama 20 menit Hasil 10.000 ppm larutan kitosan

Gambar 3.4 Pembuatan larutan Kitosan untuk menyerap logam Besi (Fe) dan Seng (Zn)


3.4.5 Penggunaan Kitosan untuk Menyerap Logam Besi (Fe) dan Seng (Zn)

100 ml sampel Ditambahkan 10,20,30,40, dan 50 ml larutan kitosan Diaduk selama 25 menit Didiamkan selama 5 menit Diambil larutan bagian atas Larutan bagian atas

Analisa logam Fe dan Zn dengan SSA

Gambar 3.5 Penggunaan Kitosan untuk Menyerap Logam Besi (Fe) dan Seng (Zn)

3.4.6 Pembuatan Larutan Polyaluminium Chlorida (PAC) untuk Mengkoagulasi Logam Fe dan Zn

1 g PAC Dilarutkan dalam 100 ml aquades Diaduk/ dihomogenkan selama 20 menit Hasil 10.000 ppm larutan PAC

Gambar 3.6 Pembuatan Larutan Polyaluminium Chlorida (PAC) untuk Mengkoagulasi Logam Fe dan Zn


3.4.7

Penggunaan Polyaluminium Chlorida (PAC) untuk Mengkoagualsi Logam Besi (Fe) dan seng (Zn)

100 ml sampel Ditambahkan 10,20,30,40,dan 50 ml larutan PAC Diaduk selama 25 menit Didiamkan selama 5 menit Diambil larutan bagian atas Larutan bagian atas

Analisa logam Fe dan Zn dengan SSA Gambar 3.7 Penggunaan Polyaluminium Chlorida (PAC) untuk Mengkoagulasi Logam Besi (Fe) dan seng (Zn)

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.

Hasil Penelitian

4.1.1. Data Hasil Pengukuran Kadar Logam Besi (Fe) Data hasil pengukuran kadar logam besi (Fe) yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel sebagai berikut : Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Fe No 1 2 3 4 5 6 7

Kadar (ppm) 0,0000 0,5000 1,0000 1,5000 2,0000 2,5000 3,0000

Absorbansi (A) 0,0000 0,0095 0,0182 0,0271 0,0377 0,0472 0,0580

Gambar 4.1 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Fe


39

4.1.2. Penurunan Persamaan Garis Regresi, Koefisien Korelasi dan Kadar Analit dengan Metode Kurva Kalibrasi serta Penentuan Kadar Fe dalam Sampel Hasil pengukuran absorbansi suatu larutan seri standar Fe diplotkan terhadap konsentrasi larutan standar sehingga diperoleh suatu kurva kalibrasi berupa garis linear. Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi ini dapat diturunkan dengan metode Least Square dan dapat ditunjukkan pada Tabel 4.2 sebagai berikut : Tabel 4.2 Data Hasil Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Unsur Fe No 1 2 3 4 5 6 7 Σ

Xi (ppm) 0,0000 0,5000 1,0000 1,5000 2,0000 2,5000 3,0000 10,5000

Yi (A)

(Xi - X)

(Yi – Y)

(Xi – X)2

(Yi – Y)2

(Xi – X) (Yi – Y)

0,0000 0,0095 0,0182 0,0271 0,0377 0,0472 0,0580 0,1977

-1,5000 -1,0000 -0,5000 0,0000 0,5000 1,0000 1,5000 0,0000

-0,0282 -0,0187 -0,0100 -0,0011 0,0095 0,0190 0,0298 0,0004

2,2500 1,0000 0,2500 0,0000 0,2500 1,0000 2,2500 7,0000

0,00079524 0,00034969 0,0001000 0,00000121 0,00009025 0,00036100 0,00088804 0,00258543

0,04230 0,01870 0,00500 0,00000 0,00475 0,01900 0,04470 0,13445

X= Y=

= =

= 1,5 = 0,0282

4.1.2.1 Penurunan Persamaan Garis Regresi Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi dapat diturunkan dari persamaan garis : Y = ax + b Dimana a = slope

b = intersep

selanjutnya harga slope dapat ditentukan dengan menggunakan metode Least Square sebagai berikut :

a= b = y – ax dengan mensubstitusikan harga-harga yang tercantum pada Tabel 4.2 diatas maka diperoleh persamaan:

a = 0,13445 = 0,0192 7

b = y – ax b = 0,0282 – 0,0192 (1,5) = - 0,0006 maka didapat persamaan regresi sebagai berikut : y = 0,0192X + (- 0,0006) dengan mensubstitusikan harga-harga X yang ada kedalam persamaan garis regresi diatas, maka diperoleh harga Y yang baru : Untuk :

X = 0,0000

maka harga Y = - 0,0006

X = 0,5000

maka harga Y = 0,0090

X = 1,0000


X = 1,5000


X = 2,0000

maka harga Y=

X = 2,5000


X = 3,0000


0,0378


4.1.2.2 Koefisien korelasi Koefisien Korelasi (r) dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

r=

= = 0,9994

Jadi koefisien korelasi pada penetapan kadar logam besi (Fe) dengan spektrofotometri serapan atom adalah (r) = 0,9994

4.1.3 Data Hasil Pengukuran Kadar Logam Zn Data hasil pengukuran seng yang diperoleh dapat dilihat pada tabel sebagai berikut : Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Zn

No 1 2 3 4 5 6 7

Kadar (ppm) 0,0000 0,1000 0,2000 0,4000 0,6000 0,8000 1,0000

Absorbansi (A) 0,0000 0,0083 0,0168 0,0330 0,0495 0,0653 0,0814

Gambar 4.2 Kurva Larutan Standar Zn Gambar 4.2 Kurva Larutan Standar Zn

4.1.4 Penurunan Persamaan Garis Regresi, Koefisien Korelasi dan Kadar Analit dengan Metode Kurva Kalibrasi serta Penentuan Kadar Zn dalam Sampel Hasil pengukuran absorbansi suatu seri larutan standar Zn diplotkan terhadap konsentrasi larutan standar sehingga diperoleh suatu kurva kalibrasi berupa garis linier. Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi ini dapat diturunkan dengan metode Least Square dan dapat ditunjukkan pada Tabel 4.4 sebagai berikut :


Tabel 4.4 Data Hasil Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Unsur Zn

1

Xi (ppm) 0,0000

0,0000

2

0,1000

0,0083

3

0,2000

0,0168

4

0,4000

0,0330

5 6 7 Σ

0,6000 0,8000 1,0000 3,1000

0,0495 0,0653 0,0814 0,2543

No

X= Y=

=

Yi (A)

(Xi X) 0,4428 0,3428 0,2428 0,0428 0,1572 0,3572 0,5572 0,0004

(Yi – Y) 0,0363 0,0280 0,0195 0,0033 0,0132 0,0290 0,0451 0,0002

(Xi – X)2

(Yi – Y)2

0,19607184

0,00131769

(Xi – X) (Yi – Y) 0,01607364

0,11751184

0,00078400

0,00959840

0,05895184

0,00038025

0,00473460

0,00183184

0,00001089

0,00014124

0,02471184 0,12759184 0,31047184 0,83714288

0,00017424 0,00084100 0,00203401 0,00564009

0,00207504 0,01035880 0,02512972 0,06811144

= 0,4428

=

= 0,0363

4.1.4.1 Penurunan persamaan garis regresi Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi dapat diturunkan dari persamaan garis : Y = ax + b Dimana a = slope

b = intersep

selanjutnya harga slope dapat ditentukan dengan menggunakan metode Least Square sebagai berikut :

a=

b = y – ax dengan mensubstitusikan harga-harga yang tercantum pada Tabel 4.4 diatas maka diperoleh persamaan:

a = 0,0681 = 0,0814 0,8371 b = y – ax b = 0,0363 – 0,0814 (0,4428) = 0,0003 maka didapat persamaan regresi sebagai berikut : y = 0,0814 X + 0,0003 dengan mensubstitusikan harga-harga X yang ada kedalam persamaan garis regresi diatas, maka diperoleh harga Y yang baru : Untuk :

X = 0,0000


X = 0,1000


X= 0,2000


X= 0,4000


X = 0,6000


X = 0,8000


X = 1,0000



4.1.4.2

Koefisien kolerasi Koefisien Korelasi (r) dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan

sebagai berikut:

=

r=

= 0,9942

Tabel 4.5 Pengukuran Kadar Logam Besi (Fe) dalam Sampel dengan Variasi Volume Kitosan Secara Spektrofotometri Serapan Atom Kepekatan Kitosan 1 mg/100ml selama 30 menit No

Kitosa

Absorbansi

Kadar

n/ml

1

2

3

Rata-rata

(ppm)

1

10

0.0040

0.0038

0.0036

0.0038

0.2087

2

20

0.0033

0.0034

0.0032

0.0033

0.1813

3

30

0.0021

0.0016

0.0017

0.0018

0.0989

4

40

0.0011

0.0013

0.0015

0.0013

0.0714

5

50

0.0012

0.0010

0.0008

0.0010

0.0549

Tabel 4.6 Pengukuran Kadar Besi (Fe) dalam Sampel dengan Variasi Waktu Kontak Kitosan Secara Spektrofotometri Serapan Atom Kitosan 50 ml kepekatan 1 mg/100ml No Waktu/

Kadar (ppm)

Absorbansi

menit

1

2

3

Rata-rata

1

10

0.0013

0.0011

0.0012

0.0012

0.0631

2

20

0.0012

0.0013

0.0008

0.0011

0.0576

3

30

0.0009

0.0011

0.0010

0.0010

0.0526

4

40

0.0010

0.0008

0.0008

0.0009

0.0473

5

50

0.0010

0.0007

0.0007

0.0008

0.0421

6

60

0.0006

0.0008

0.0007

0.0007

0.0368

Tabel 4.7 Pengukuran Kadar Logam Seng (Zn) dalam Sampel dengan Variasi volume Kitosan Secara Spektrofotometri Serapan Atom Kepekatan Kitosan 1 mg/100ml selama 30 menit No

Kitosan/ ml

Absorbansi 1

2

3

Kadar Rata-

(ppm)

rata 1

10

0.0106

0.0098

0.0099

0.0101

0.1204

2

20

0.0083

0.0082

0.0078

0.0081

0.0968

3

30

0.0057

0.0058

0.0062

0.0059

0.0713

4

40

0.0042

0.0045

0.0042

0.0043

0.0520

5

50

0.0017

0.0016

0.0012

0.0015

0.0182


Tabel 4.8 Pengukuran Kadar Seng (Zn) dalam Sampel dengan Variasi Waktu Kontak Kitosan Secara Spektrofotometri Serapan Atom Kitosan 50 ml kepekatan 1 mg/100ml No Waktu/

Absorbansi

Kadar

menit

1

2

3

Rata-rata

(ppm)

1

10

0.0039

0.0037

0.0032

0.0036

0.0428

2

20

0.0032

0.0027

0.0028

0.0029

0.0345

3

30

0.0019

0.0020

0.0015

0.0018

0.0214

4

40

0.0011

0.0013

0.0018

0.0014

0.0166

5

50

0.0010

0.0013

0.0013

0.0012

0.0142

6

60

0.0008

0.0009

0.0007

0.0008

0.0095

4.1.5. Daya Serap Kitosan Terhadap Logam Besi (Fe) dan Seng (Zn) pada Sampel Air Gambut 4.1.5.1 Daya serap kitosan terhadap besi (Fe) pada air gambut Dari Tabel 4.5 dan 4.6 dapat ditentukan % daya serap Kitosan terhadap unsur besi dengan menggunakan rumus : (Kadar logam awal – Kadar logam akhir) X 100% Kadar logam awal

Hasil penyerapan 50 ml larutan Kitosan dengan kepekatan 1 g/100 ml (10,000 ppm) dapat menyerap logam besi didalam air gambut sebesar 93,27%. Dengan memvariasikan waktu hingga 60 menit diperoleh persen penyerapan Kitosan sebesar 95,49%, ini ditunjukkan dalam Tabel 4.9 dan Tabel 4.10 Tabel 4.9 Hasil Serapan Kitosan Terhadap Besi (Fe) 0.8165 mg/L pada Sampel Air Gambut dengan Variasi Volume Kitosan Kepekatan mg/100ml No

Kitosan/ml

Besi(Fe)

Penyerapan (%)

diserap/ppm 1

10

0.6078

74,43

2

20

0.6352

77,79

3

30

0.7174

87,88

4

40

0.7451

91,25

5

50

0.7616

93,27

Tabel 4.10 Hasil Serapan 50 ml Kitosan Kepekatan 1 mg/ 100ml terhadap Logam Besi (Fe) 0.8165 mg/L pada sampel Air Gambut dengan Variasi Waktu Kontak No

Waktu/menit

Besi(Fe) diserap/ppm

Penyerapan (%)

1

10

0.7534

92,27

2

20

0.7589

92,94

3

30

0.7639

93,55

4

40

0.7692

94,21

5

50

0.7744

94,84

6

60

0.7797

95,49


4.1.5.2 Daya serap kitosan terhadap logam seng (Zn) pada air gambut Dari Tabel 4.7 dan 4.8 dapat ditentukan persentase daya serap kitosan terhadap logam seng dengan menggunakan rumus : (Kadar logam awal – Kadar logam akhir) X 100% Kadar logam awal

Hasil penyerapan 50 ml larutan kitosan dengan kepekatan 1 g/100 ml ( 10.000 ppm ) terhadap logam seng (Zn) didalam air gambut sebesar 88,88%. Dengan memvariasikan waktu hingga 60 menit diperoleh penyerapan kitosan sebesar 94,20% yang ditunjukan dalam Tabel 4.11 dan Tabel 4.12.

Tabel 4.11 Hasil Penyerapan Kitosan terhadap Logam Seng (Zn) 0,1638 mg/ L pada sampel Air Gambut dengan Variasi Volume Kitosan Konsentrasi 1 mg/100ml

No.

Kitosan/ml

Seng (Zn) Diserap/ppm

Penyerapan (%)

1

10

0,0434

26,49

2

20

0,0670

40,90

3

30

0,0925

56,47

4

40

0,1118

68,25

5

50

0,1456

88,88

Tabel 4.12 Hasil penyerapan 50 ml Kitosan Kepekatan 1 mg/100 ml terhadap Logam Seng (Zn) 0,1638 mg/L pada Semprel Air Gambut dengan Variasi Waktu Kontak No.

Waktu/ menit

1

10

Seng (Zn) diserap /ppm 0,1210

2

20

0,1293

78,94

3

30

0,1424

86,93

4

40

0,1472

89,86

5

50

0,1496

91,33

6

60

0,1543

94,20

Penyerapan (%) 73,87

4.1.6 Daya Koagulasi Polyaluminium Chlorida (PAC) terhadap Logam Besi (Fe) dan Seng (Zn) dalam Air Gambut Hasil pengukuran absorbansi pada spektrofotometer serapan atom dalam air gambut setelah dilakukan pengadukan selama 30 menit ditunjukkan pada Tabel 4.13 dan Tabel 4.15. 4.1.6.1 Daya koagulasi polyaluminium chlorida (PAC) dalam air gambut Dari

Tabel 4.13 dan Tabel 4.14

dapat

ditentukan

persentase

daya

koagulasi larutan Polyaluminium Chlorida (PAC) terhadap logam besi (Fe) dengan menggunakan rumus :

( Kadar logam awal - Kadar logam akhir ) _________________________________ X 100% Kadar logam awal


Tabel 4.13 Pengukuran Besi (Fe) dalam Sampel dengan Variasi Volume PAC Konsentrasi 1mg/100ml selam 30 menit Absorbansi No.

PAC/ml 1

2

3

Ratarata

Kadar / ppm

1

10

0,0201

0,0203

0,0208

0,0204

1,1245

2

20

0,0214

0,0223

0,0220

0,0219

1,2038

3

30

0,0218

0,0216

0,0211

0,0215

1,1824

4

40

0,0200

0,0199

0,0195

0,0198

1,0915

5

50

0,0174

0,09169

0,0170

0,0171

0,9442

Tabel 4.14 Pengukuran logam Besi (Fe) dalam Air Gambut dengan Variasi Waktu Kontak, 50 ml PAC Konsentrasi 1mg/100ml Absorbansi

Waktu/ menit

2

3

Ratarata

Kadar/ppm

1

1

40

0,0128

0,0129

0,0133

0,0130

0,7142

2

50

0,0120

0,0126

0,0118

0,0118

0,6535

3

60

0,0080

0,0075

0,0075

0,0077

0,4223

No

Tabel 4.15 Pengukuran Logam Seng (Zn) dalam Air Gambut dengan Variasi Volume PAC Konsentrasi 1mg / 100ml selama 30 menit Absorbansi No.

Tabel

PAC/ml 1

2

3

Ratarata

Kadar / ppm

1

10

0,0148

0,0150

0,0146

0,0148

0,1788

2

20

0,0160

0,0160

0,0163

0,0161

0,1943

3

30

0,0165

0,0167

0,0167

0,0166

0,2003

4

40

0,0147

0,0149

0,0154

0,0150

0,1815

5

50

0,0125

0,0129

0,0130

0,0128

0,1547

4.16

No

Pengukuran Logam Seng (Zn) dalam Air Gambut dengan Variasi Waktu Kontak PAC Konsentrasi 1mg/100ml

Waktu/ menit

Absorbansi 1

2

3

Ratarata

Kadar/ppm

1

40

0,0120

0,0119

0,0115

0,0118

0,1423

2

50

0,0084

0,0085

0,0086

0,0085

0,1035

3

60

0,0077

0,0076

0,0072

0,0075

0,0985


4.1.6.2

Hasil koagulasi penggunaan larutan pac terhadap logam besi dalam air gambut ditunjukan pada tabel 4.17 dengan variasi waktu kontak 40,50 dan 60 menit

Tabel 4.17 Hasil Koagulasi 50 ml Larutan PAC Konsentrasi 1mg/100ml terhadap Logam Besi (Fe) 0,8165 mg/L dalam Air Gambut dengan Variasi Waktu Kontak

No

Waktu/menit

Besi(Fe)/ ppm

Koagulasi(%)

1

40

0,1023

12,52

2

50

0,1630

19,96

3

60

0,3942

48,27

4.1.6.3

Hasil koagulasi penggunaan larutan pac terhadap logam seng (zn) dalam air gambut ditunjukan pada tabel 4.18 dengan variasi waktu kontak 30 ,40, 50 dan 60 menit

Tabel 4.18 Hasil Koagulasi 50 ml Larutan PAC Konsentrasi 1mg /100ml terhadap Logam Seng (Zn) 0,1638 mg/L dalam Air Gambut dengan Variasi Waktu Kontak No

Waktu/menit

Seng (Zn)/ppm

Koagulasi(%)

1

30

0,0091

5,55

2

40

0,0215

13,12

3

50

0,0603

36,81

4

60

0,0653

39,86

4.2 Pembahasan Penurunan konsentrasi logam besi dan seng dalam air gambut hanya dengan memvariasikan volume

dan waktu kontak. Kitosan memiliki gugus amina aktif

sehingga dapat berinteraksi dengan ion logam membentuk khelat atau kompleks. Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi larutan standar logam besi (Fe) dan seng (Zn) dibuat dengan metode Least Square, diperoleh berupa garis liniear. Y = 0,0192 X + ( - 0,0006) untuk logam besi (Fe). Y = 0,0814 X + 0,0003

untuk logam seng (Zn).

Waktu kontak dan volume kitosan mempengaruhi kesetimbangan adsorpsi. Waktu kontak optimum pada penurunan konsentrasi logam besi (Fe) dan seng (Zn) adalah 60 menit. Daya penyerapan logam besi (Fe) dan seng ( Zn ) oleh kitosan dengan waktu kontak 60 menit berturut – turut adalah 95,49% dan 94,20% Pengaruh waktu kontak terhadap penyerapan logam besi (Fe) dan seng (Zn) dapat dilihat pada kurva di bawah ini :


Gambar 4.3 Kurva Penyerapan Logam Fe dan Zn oleh Kitosan

Polyaluminium chlorida mengkoagulasi logam besi (Fe) dan seng (Zn) dalam air gambut kurang efektif disebabkan oleh air gambut banyak mengandung za-zat organik terutama asam humus (asam humat, asam fulvat dan humin) dan logam aluminium dalam polyaluminium chlorida kurang aktif. Daya koagulasi logam besi ( Fe) dan seng (Zn) oleh polyaluminium chlorida (PAC) dengan waktu kontak 60 menit berturut – turut adalah 48,27% dan 39,86%.

Daya koagulasi polyaluminium chlorida terhadap logam besi (Fe) dan seng (Zn) dapat digambarkan pada kurva berikut ini :

Gambar 4.4 Kurva Koagulasi Logam Fe dan Zn oleh PAC

Dari kurva penurunan kadar logam besi (Fe) dan seng (Zn) dapat dilihat perbedaan penyerapan kitosan dan polyaluminium chloride.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Volume larutan kitosan dan waktu kontak

sangat mempengaruhi

daya

adsorpsi kitosan terhadap logam besi (Fe) dan seng (Zn), dimana penyerapan 50 ml larutan kitosan terhadap logam besi (Fe) sebesar 93,27% dan logam seng (Zn) sebesar 88,88% dengan waktu kontak 30menit. Dengan menaikkan waktu kontak menjadi 60 menit penyerapan kitosan lebih baik lagi dimana penyerapan 50 ml larutan

kitosan terhadap logam besi (Fe) sebesar 95,49% dan logam

seng (Zn) sebesar 94,20%. Polyaluminium chlorida mengkoagulasi logam besi (Fe) dan seng (Zn) dalam air gambut kurang efektif terbukti dari hasil yang diperoleh koagulasi logam besi (Fe) hanya 48,27% dan logam seng (Zn) 39,86% dengan waktu kontak 60 menit.

5.2 Saran Penggunaan polyaluminium chlorida dalam pengolahan penelitian lebih

lanjut

agar

air gambut perlu

lebih efektif, disebabkan air

gambut

banyak

mengandung zat-zat organik terutama asam humus ( asam humat, asam fulvat dan humin). Pada

penelitian

yang lain

selanjutnya

perlu

diteliti

logam aluminium dan parameter

agar standar penggunaan air dapat terpenuhi.

58

DAFTAR PUSTAKA

Agusnar.H. 2006 . Penggunaan Glutaraldehid Kitosan untuk Penurunan Konsentrasi Ion Cr 3+ Menggunakan Ekstraksi Fasa Padat. Disertasi USU . Agusnar,H.2008. Kitosan Mampu Serap Logam Berat pada Limbah Cair Penyebab Kanker. Disertasi USU . Aiken dkk,1985. Fraksinasi Asam Humat dan Pengaruhnya pada Kelarutan Ion Logam (http://www.uncj.ac.ad/fakultas/mipa/jid/vo 16 no 1/alimin) Diakses tanggal 23 Desember 2008.Almatsier S, 2001. Prinsip Dasar Ilmu Gizi, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta Arifin,2008. Pengendalian Proses Koagulan pada suatu Instlasi Pengolahan Air dengan Metode Streaming Current Meter ( SCM) (http.//www.chemtrac.com/ products/cca 3100/ documents/ laboratory SCM.pdf). Darmono,1995. Logam dalam Sistem Biologi Hidup UI- Press, Jakarta Herlambang, A. 2008. Oasis di Lahan Gambut. Diakses Tanggal 20 Oktober 2008 Hirano, S.1984. Several Novel Attemps for the use of Potensial Function Chitin and Chitosan, J. Carbohydrate Polimer 3

of

Kalmari.1982. Studi Pemanfaatan Gambut (http://www.peat-portal/view-ile.ctm? file id=378) Diakses Tanggal 10 Desember 2008. Khopkar, 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik, UI Press, Jakarta. Kusnaedi, 2000. Mengolah Air Gambut dan Air Kotor untuk Air Minum. Cetakan ke-6. Penebar Swadaya , Jakarta . Kusnaedi, 2006. Mengolah Air Gambut dan Air Kotor untuk Air Minum, Penebar Swadaya, Jakarta . Mc.Kay, 1987. Equilibrium Studies of the Sorption of Cu(II) Ions on to Chitosan. In Journal of Colloid and nterface Sciences 255, pp 64-74 . Migo Et al……(1993.a). Polyaluminium Chlorida sebagai Polimer. Diakses tanggal 15 Desember 2008 . Nurmida Rumapea : Penggunaan Kitosan Dan Polyaluminium Chlorida ( PAC ) Untuk Menurunkan Kadar Logam Besi (Fe) Dan Seng (Zn) Dalam Air Gambut, 2009.

59

Muljadi, Soepratohardjo, 1975. Masalah Data Luas dan Penyebaran Tanah Kritis, Kertas Kerja untuk Simposium Tanah Kritis. Lembaga Penelitian Tanah, Bogor . Mukarwoto, 1977. Pengkajian Endapan Gambut Bersistem di Daerah PakkibanBeyuku. (http:// www.dim.esdm.go.id/index.php?option= com)Diakses tanggal 20 Desember 2008 . Mu’minah, 2008. Aplikasi Kitosan sebagai Koagulan untuk Penjernihan Air Keruh. Tesis S-2 Kimia . Diakses tanggal 15 Desember 2008 . Ornum,1992. Karakterisasi Kitin dan Kitosan Asal Limbah Rajunan Cirebon, Jawa. (resources.unpad.ac.id/unpad-content/up loads/ publikasi dosen/makalah- 5) Pararaja, 2006. Penyebab Kekeruhan (Turbidity ) dalam Air . Diakses Tanggal 10 Desember 2008 . Rachmad, H, 2008. Bahan Koagulan dan Absorbant untuk Penjernian Air (http.//www.google.com?search?ie = UTF-8) Diakses tanggal 14 Desember 2008 . Rahmat, Abdul,2007. Pengaruh Rasio Beban Tahapan terhadap Perilaku Pemanfaatan Tanah Gambut . Diakses Tanggal 14 Desember 2008 . Rismana Eriawan ,2008.Langsing dan Sehat Lewat Limbah Perikanan. Sinar Harapan (http.// www.sinar Harapan .com) . Diakses Tanggal 10 Desember 2008 . Sanford,1989. Karakterisasi Kitin dan Kitosan Asal Llimbah Rajunan Cirebon, Jawa. ( resources.unpad.ac.id/unpad-content/up loads/ publikasi dosen/makalah- 5) Simanjuntak ,Humala, 2007. Analisa Logam Berat Timbal, Besi, Kadmium dan Zinkum Dalam Lindi Hitam pada Industri Proses Kraft dengan Menggunakan Metode Spektroskopi Serapan Atom( SSA ) . Tesis S-2 USU. Soemirat,J, 1996. Kesehatan Lingkungan ,Edisi Ketiga,Universitas Gajah Mada, Yokyakarta. Subagjo, et al, 2000. Sumber Daya Lahan Indonesia. Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat , Bogor.

Sutanmuda, 2008. Penjernih Air untuk Rumah Tangga (http.//www.google. kharistya word Press.com) Diakses tanggal 15 September 2008 Syarfi, 2007. Rejeksi zat organik Air Gambut dengan Membran Ultrafiltrasi; Jurnal Sains dan Teknologi 6 (!). Diakses 15 September 2008. Tan, 1982. Kim Howard Principles of Soil Chemestry, New York. Tjahjono, 2007. Kajian Potensial Endapan Gambut Indonesia Berdasarkan Aspek Lingkungan , Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral. Wargner, 2001 . Upgracling Water Treatment Plants, Spm Press, New York. Walsh,A ,1 995. Application of Atomic Absorption Spectra to Chemical Analysis. ACTA Volume 7. Widodo, A., 2008. Pontensi Kitosan dari Sisa Udang sebagai Koagulan Logam Berat Limbah Cair Industri Kecil, ITS. Surabaya. . Wijaya, T, 2006. Inventarisasi Gambut Daerah Sungai Bilah Kabupaten Labuhan Batu Sumatera Utara. Kelompok Program Penelitian Energi Fosil, Sumatera Utara . Diakses tanggal 10 Desember 2008. -------------------- , 2008. Metode Pengolahan Warna Air, SMKN 3 Madiun. Diakses Tanggal 9 Desember 2008. ----------------------, 2008 . Buku Panduan Air dan Sanitasi PD II LIPI , Jakarta. ----------------------, 1990 . Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 907 Tanggal 29 Juli 2002.


PENGGUNAAN KITOSAN DAN POLYALUMINIUM CHLORIDA ( PAC ) UNTUK MENURUNKAN KADAR LOGAM BESI (Fe) DAN SENG (Zn) DALAM AIR GAMBUT TESIS

Recommend Documents