Farmaka Volume 4 Nomor 4
1
Review Artikel: PENYISIHAN LOGAM BERAT DARI LIMBAH CAIR LABORATORIUM KIMIA Marisa Dwi Ariani*, Driyanti Rahayu Fakultas Farmasi, Universitas Padjadjaran *E-mail:
[email protected]
Abstrak Limbah cair laboratorium dihasilkan dari berbagai kegiatan yang dilakukan di laboratorium dan mengandung banyak senyawa berbahaya, salah satunya ialah logam berat. Logam Fe, Cr, Hg, dan Ag merupakan beberapa logam berat yang sering ditemukan dalam limbah cair laboratorium. Dalam prakteknya, pembuangan limbah cair laboratorium belum diolah dengan baik, sehingga masih mengandung logam berat terlarut di dalamnya. Artikel ini membandingkan beberapa metode dalam penyisihan logam berat pada limbah cair laboratorium kimia di beberapa wilayah Indonesia. Data-data pada artikel ini didapatkan dari beberapa studi yang telah dilakukan, kemudian dibandingkan satu sama lainnya. Metode yang dibandingkan adalah adsorpsi, presipitasi, koagulasi, dan kombinasi kedua metode. Dari studi yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa metode kombinasi presipitas dan adsorpsi memberikan persentasi penurunan tertinggi dalam penyisihan logam pada limbah cair laboratorium dengan presentasi penurunan konsentrasi logam berat sebesar 98,09-99,99%. Kata kunci : adsorpsi, presipitasi, dan koagulasi. Abstract Liqud waste laboratory is the result of various laboratory activities that involve dangerous chemicals such as heavy metals. Fe, Cr, Hg, and Ag are some of the heavy metals found in the liquid waste laboratory. Liquid waste laboratory elimination, in fact, has not been managed well thus heavy metals were still found in it. This article gives comparation between some methods of heavy metals elimination from liquid waste laboratory in Indonesia. The data in this article was obtained from several studies that have been done, and than compared with Printed : 1693–1424 Online : 2089-9157
Farmaka Volume 4 Nomor 4
2
each other. The methods are adsoprtion, precipitation, coagulation, and the combination of them. The study concludes that the combination between precipitation and precipitation most likely becomes the best option in order to eliminate heavy metals from the laboratory waste liquid with percentage of heavy metals concentration reduction of 98,09-99,99%. Keywords : adsorpstion, precipitation, and coagulation. ditemukan dalam limbah laboratorium
Pendahuluan Laboratorium adalah tempat yang
antara lain Krom (Cr), Besi (Fe), Cadmium
dirancang untuk melaksanakan berbagai
(Cd), Tembaga (Cu), Cobalt (Co), Mangan
aktivitas yang terkait dengan pendidikan,
(Mn), Seng (Zn), Timbal (Pb), dan Nikel
penelitian,
(Ini) (Wilyanda & Chairul, 2015).
serta
pengabdian
kepada
masyarakat. Kegiatan yang dilakukan di laboratorium
dengan
limbah cair laboratorium hingga saat ini
penggunaan bahan kimia yang bersifat
belum dikelola sesuai dengan persyaratan
asam, korosif, dan bahan toksik. Kegiatan
yang berlaku. Pembuangan langsung ke
di laboratorium juga menghasilkan limbah
saluran drainase tanpa pengolahan yang
cair
memadai
dengan
sangat
erat
Dalam prakteknya di Indonesia
kandungan
bahan-bahan
sangat
berpotensi
untuk
berbahaya yang cukup tinggi (Indrawati,
mencemari lingkungan, mengingat kegiatan
dkk., 2014). Menurut Peraturan Pemerintah
yang
Republik Indonesia Nomor 85 Tahun 1999
berlangsung secara rutin dan dalam kurun
tentang
Bahan
waktu yang sangat lama (Suprihatin &
Berbahaya dan Beracun (B3), air limbah
Indrasti, 2010). Oleh karena itu, diperlukan
laboratorium termasuk golongan limbah
cara pengolahan limbah laboratorium yang
B3. Limbah laboratorium mengandung
tepat sebelum limbah tersebut dibuang ke
senyawa berbahaya, salah satunya yaitu
lingkungan agar konsentrasi zat berbahaya
logam berat. Logam berat yang sering
yang ada di limbah seperti logam berat
pengolahan
limbah
dilakukan
pada
laboratorium
Printed : 1693–1424 Online : 2089-9157
Farmaka Volume 4 Nomor 4
3
dapat diturunkan hingga mencapai batas
setiap
penelitian
adalah
persentase
mutu yang diperbolehkan.
penyisihan dari kandungan logam berat
Penyisihan logam berat dari limbah
pada limbah cair laboratorium. Data-data
cair laboratoirum dapat dilakukan dengan
yang didapatkan akan dibandingkan satu
proses fisika, kimia, ataupun kombinasi
sama lainnya untuk mengetahui metode
keduanya. Salah satu metode penyisihan
manakah
yang sering digunakan adalah presipitasi
persentase penrunan logam berat tertinggi.
yang
dapat
memberikan
(Asri, 2010). Selain presipitasi, penyisihan dapat juga dilakukan dengan metode adsorpsi,
koagulasi,
serta
kombinasi.
Penelitian
ini
bertujuan
Hasil Dari beberapa studi literatur yang
untuk
dikumpulkan, terdapat beberapa metode
membandingkan beberapa metode dalam
yang digunakan untuk penyisihan logam
penyisahan logam berat pada limbah cair
berat dari limbah cair laboratorium, seperti
laboratorium.
metode adsorpsi, presipitasi, dan koagulasi.
Metode
Penyisihan logam berat dapat menggunakan
Artikel
ini
membahas
tentang
berbagai macam zat tambahan seperti
beberapa metode untuk penyisihan logam
adsorben,
berat
laboratorium
Efektifitas penyisihan logam berat dari
terutama logam Krom (Cr), Merkuri (Hg),
limbah cair laboratorium dengan berbagai
Perak (Ag), dan Besi (Fe). Data-data yang
metode dan penggunaan zat tambahan
digunakan
(presipitan,
dari
limbah
pada
cair
review
artikel
ini
didapatkan dari studi yang telah dilakukan
presipitan,
dan
adsorben,
dan
koagulan.
koagulan)
ditunjukkan oleh Tabel 1.
di beberapa wilayah di Indonesia dari tahun
Berdasarkan tabel tersebut diketahui
2010 hingga 2015. Dari data-data yang
bahwa penurnan konsentrasi logam Cr lebih
didapatkan, parameter yang diamati pada
besar dibandingkan logam Fe. Hal tersebut Printed : 1693–1424 Online : 2089-9157
Farmaka Volume 4 Nomor 4
dapat
dilihat
4
dari
penyisihan
logam
menggunakan metode kombinasi presipitasi
limbah
cair
laboratorium
lebih
baik
daripada dengan metode tunggal.
dan koagulasi. Selain itu penggunaan metode
kombinasi
dapat
menurunkan
konsentrasi kedua logam (Fe dan Cr) dalam Tabel 1. Persentase Penurunan Konsentrasi Logam Berat pada Limbah Cair Laboratorium dengan Berbagai Metode Jenis
Konsentrasi
Zat
Jenis
Penurunan
Sampel
Awal
Tambahan
Logam
Konsentrasi
Cr
97%
Hg
97-99%
Ag
97-99%
No
Metode
1
Kombinasi
Limbah Cair
77,6-391,6
Presipitasi
Sisa Analisis
mg/L
dan
Parameter
Adsorpsi
NaOH 50% 2,6-9,1 mg/L
w/v
COD mg/L 0,73-2,62 mg/L
Suprihatin &
11,3-21,9
2
Referensi
Karbon Aktif Teknis 160 mg
Presipitasi
Limbah Cair
dengan
Laboratorium
dan
Sisa Analisa
koagulasi
COD dan
(hingga
BOD
sampel
Indrasti, 2010
Cr, Hg,
98,09 -
Ag
99,99%
Cr
99,93%
- NaOH 26,36 40,5376 mg/L
w/w - Na–sulfida
Wilyanda & Chairul,
berwarna 22,4544 mg/L
kehijauan)
2015 Fe
62,02%
Fe
14,2 %
- CaCO3 hingga pH 9 - PAC 1 gr 3
Koagulasi
Limbah Cair Laboratorium Kesehatan
20,91 mg/L
PAC 225 mg/L
Hartini & Yuantari, 2011
UDINUS (Biokimia, Teknik Printed : 1693–1424 Online : 2089-9157
Farmaka Volume 4 Nomor 4
5 Pengolahan Limbah, dan Kimia Industri)
4
Presipitasi
Limbah Cair
0,4130 mg/L
Laboratorium
Serbuk Besi
Cr (VI)
Indrawati,
89,00 %
2 gr
dkk., 2014
TekKim
juga
memberikan
pegaruh
terhadap
kelarutan logam Cr, Hg, dan Ag pada limbah cair. Dari penelitian
Pembahasan
tersebut
Pada penelitian Suprihatin dan
diketahui bahwa kelarutan logam Cr
Indrasti (2010) dilakukan penyisihan tiga
menurun seiring dengan adanya kenaikan
logam berat, yaitu logam Cr, Hg, dan Ag
pH, dan kembali mengalami peningkatan
dengan menggunakan metode presipitasi
ketika pH larutan lebih dari 10. Hal yang
dan adsorpsi. Limbah cair laboratorium
sama terjadi pada logam Hg dan Ag, namun
yang digunakan yaitu limbah cair sisa
batas
analisis parameter COD yang bersifat asam
menurunkan kelarutan adalah pH 12. Pada
dan mengandung logam Cr, Hg, dan Ag
penelitian Asri (2010) dapat dilihat pula
dengan konsentrasi
Digunakan
pengaruh kenaikan pH terhadap penurunan
larutan natrium hidroksida (NaOH) dengan
konsentrasi logam berat dalam limbah cair
variasi pH sebagai presipitan yang dapat
industri emas. Pengaruh kenaikan pH juga
mengikat logam berat pada limbah dan
dapat diamati pada penelitian Putra, dkk
membentuk suatu sedimen/endapan. Ion
(2014) yang melakukan penyisihan logam
hidroksida akan berikatan dengan logam
berat
berat dan membentuk suatu massa yang
menggunakan
mengendap. Selain ion hidroksida, nilai pH
magnetik dengan variasi pH (10,11,12),
tinggi.
maksimum
dari
pH
limbah
larutan
batik
adsorben
yang
dengan
nanoprtikel
Printed : 1693–1424 Online : 2089-9157
Farmaka Volume 4 Nomor 4
6
didapatkan hasil penurunan logam tertinggi
kemampuan adosrpsi yang sama, karena
pada pH 12. Proses presipitasi ini dapat
luas permukaan kedua bentuk karbon aktif
menurunkan kadar logam berat pada limbah
juga tidak jauh berbeda. Pada proses
cair laboratorium >90%. Namun, kadar
adsorpsi banyaknya jumlah adsorben yang
tersebut masih belum masuk ke dalam
digunakan akan berbanding lurus dengan
kisaran baku mutu yang diperbolehkan
persentase penurunan konsentrasi logam
sesuai
Pemerintah
berat sehingga semakin banyak karbon aktif
Republik Indonesia nomor 82 Tahun 2001.
yang digunakan, maka semakin besar
Kadar logam Cr yang diperbolehkan ialah
presentase penurunnnya. Pengaruh jumlah
sebesar 0,05 mg/L. Untuk mengatasi hal itu,
zat
dilakukan kombinasi metode presipitasi dan
koagulan terhadap penurnan kadar logam
adsorbsi. Selain dengan mengkombinasi
berat pada limbah cair dapat dilihat pula
metode presipitasi dan adsorpsi dapat pula
dari penelitian Hartini & Yuantari (2011)
dilakukan kombinasi metode presipitasi dan
yang dalam penelitiannya digunakan variasi
koagulasi seperti yang telah dilakukan
massa
Wilyanda & Chairul (2015). Metode
tertinggi terjadi pada penambahan PAC
adsorpsi didasarkan dengan interaksi antara
dengan massa tertinggi (225 mg). Dalam
logam dengan gugus fungsional yang
penelitian ini, variasi dosis karbon aktif
terdapat
adsorben
dengan dosis tertinggi 160 mg untuk 100
(Lasindrang, dkk., 2014). Adsorben yang
mL limbah cair dan dapat menurunkan
digunakan dalam penelitian Suprihatin &
kadar logam berat hingga 98,09-99,99%.
dengan
pada
Peraturan
permukaan
Indrasti (2010) ialah karbon aktif teknis
tambahan
PAC.
seperti
adsorben
Penurunan
atau
konsentrasi
Selain kombinasi metode presipitasi
dalam 2 bentuk yaitu granular dan serbuk.
dan
adsorpsi,
dapat
Dari hasil penelitian diketahui bahwa pada
kombinasi
dosis 40,80, 120, dan 160 mg memiliki
koagulasi. Pada penelitian Wilyanda &
metode
juga
dilakukan
presipitasi
dan
Printed : 1693–1424 Online : 2089-9157
Farmaka Volume 4 Nomor 4
7
Chairul (2015), digunakan karbonat dan
dari limbah cair laboratorium dengan
sulfida sebagai agen presipitan dan PAC
menggunakan metode tunggal koagulasi.
sebagai
cair
Koagulan yang digunakan sama dengan
laboratorium yang digunakan yaitu limbah
penelitian Wilyanda & Chairul (2015).
cair sisa analisa COD dan BOD. Limbah
Namun, penurunan konsentrasi logam Fe
cair ini mengandung berbagai logam berat
lebih kecil yaitu 14,2%. Hal ini disebabkan
dengan konsentrasi logam berat tertinggi
karena tidak dilakukannya pengaturan dan
adalah logam Cr (40,57 mg/L) dan logam
penjagaan pH larutan, sehingga penurunan
Fe (22,454 mg/L). Proses presipitasi terjadi
konsentrasi logam Fe tidak besar. Nilai pH
dengan terbentuknya kompleks dari ikatan
memiliki pengaruh yang cukup penting
logam-sulfida dan logam-karbonat. Adanya
dalam penyisihan logam berat karena
penambahan koagulan akan membantu
mempengaruhi
menarik logam berat pada limbah cair dan
limbah dan mempengaruhi kerja PAC, nilai
membentuk
terselubungi
pH efektif PAC sebagai koagulan berkisar
koagulan dan membentuk molekul yang
diantara 5-10 (Linsley, 1995). Adanya
lebih besar (flok) (Wardani, dkk., 2009).
perubahan
Pada penelitian ini, penurunan konsentrasi
kelarutan logam berat pada limbah cair,
logam Fe lebih kecil dibandingkan dengan
sehingga pada proses penyisihan perlu
logam Cr. Hal ini disebabkan karena ion
digunakan pH yang optimum untuk masing-
sulfida lebih selektif terhadap logam Cr
masing logam berat (Wardani, dkk, 2009).
agen
koagulan.
koloid
yang
Limbah
sehingga sulfida akan cenderung mengikat
kelarutan
pH
akan
Penelitian
logam
pada
mempengaruhi
yang
dilakukan
lebih kuat logam Cr dibandingkan logam
Indrawati, dkk. (2014) juga menggunakan
lainnya.
metode tunggal untuk penyisihan logam Cr
Pada peneltian Hartini dan Yuantari (2011) juga dilakukan penyisihan logam Fe
dari
limbah
penelitian
cair
tersebut
laboratorium. digunakan
Pada metode
Printed : 1693–1424 Online : 2089-9157
Farmaka Volume 4 Nomor 4
8
presipitasi dengan presipitan serbuk besi
Tetapi, penurunan konsentrasi Cr dengan
dari
elektroplating.
menggunakan kombinasi metode presipitasi
Kromium heksavalen pada air limbah
dan koagulasi dengan presipitan ganda
plating
diendapakan
(karbonat dan sulfida) serta PAC sebagai
menggunakan serbuk besi (Bramadita,
koagulan juga memberikan hasil yang baik,
2009). Penurunan konsentrasi logam Cr dari
yaitu 99,93%, namun penelitian ini hanya
100 mL limbah cair yang terbesar (89%)
efektif terhadap penurunan konsentrasi
didapatkan pada penambahan serbuk besi
logam Cr sedangkan persentase penurunan
yang optimum (2,5 mg) dan suhu optimum
konsentrasi
(50oC).
dapat
62,02%. Dilakukan pula penyisihan logam
yang
Fe menggunakan metode koagulasi dengan
limbah
industri
kromium
dapat
Kenaikan
mempengaruhi terjadi
pada
suhu
reaktifitas larutan,
kimia
seiring
dengan
koagulan
logam
PAC
Fe
hanya
namun
hasil
sebesar
yang
meningkatnya suhu maka aktivitas dari
didapatkan jauh lebih kecil yaitu sebesar
reaksi-reaksi
semakin
14,02%. Kelarutan logam berat pada limbah
2014).
cair dapat dipengaruhi oleh pH, semakin
yang
tinggi pH kelarutan logam akan semakin
meningkat Semakin
kimia
akan
(Lasindrang, banyak
dkk.,
serbuk
besi
ditambahkan pada limbah maka jumlah
menurun
(Rachmaningrum,
kromium yang bereaksi akan semakin
Penelitian
Indrawati
meningkat, karena adanya peningkatan sisi
mempelajari
aktif reaksi dari serbuk besi[9].
konsentrasi logam Cr pada limbah cair
Dari studi yang telah dijabarkan,
laboratorium
2015).
(2014)
mengenai
menggunaakan
juga
penurunan
metode
didapatkan hasil penyisihan logam berat
presipitasi dengan presipitan serbuk besi.
terbaik
kombinasi
Penurunan konsentrasi logam Cr dengan
presipitasi dan adsorpsi dengan presipitan
metode ini tidak lebih besar dibandingkan
dengan
metode
NaOH dan adsorben karbon aktif teknis. Printed : 1693–1424 Online : 2089-9157
Farmaka Volume 4 Nomor 4
9
dengan metode kombinasi presipitasi dan
semakin
adsorpsi.
konsentrasi
Dari penjabaran diatas dapat dilihat
(Amalina,
lama
sehingga
akan
penurunan
semakin
dkk.,
2015).
Dari
hasil
studi
yang
bahwa pH menjadi suatu faktor yang
perbandingan
penting dalam penyisihan logam berat.
digunakan
Penyisihan logam berat pada pH yang
kombinasi presipitasi dan adsorpsi menjadi
sesuai maka dapat menghasilkan penurunan
metode
konsentrasi logam berat yang baik. Selain
persentase penyisihan logam berat tertinggi.
itu, senyawa yang digunakan juga memiliki
Namun, padatan yang terbentuk dari hasil
pengaruh terhadap penarikan logam berat.
presipitasi dan adsorpsi masih bersifat
Jika dilihat dari beberapa studi yang telah
sangat toksik dan berbahaya sehingga perlu
dilakukan, larutan NaOH dapat menjadi
dilakukan treatment lanjutan terhadap hasil
agen presipitan yang baik. Selain dapat
presipitasi dan adsorpsi tersebut yaitu
berikatan dengan banyak logam, sifat basa
dengan elutriasi atau pemurnian (Lou &
larutan NaOH juga dapat digunakan untuk
Chang, 2007).
menaikkan pH larutan sehingga dapat
Simpulan
menurunkan kelarutan logam berat. Selain
beberapa
meningkat
pada
yang
Metode
artikel
ini,
memiliki
yang
metode
penurunan
memberikan
faktor pH dan reagen yang digunakan,
penyisihan logam berat tertinggi adalah
waktu inkubasi dan suhu yang digunakan
metode kombinasi presipitasi dan adsorpsi
juga
penyisihan
dengan menggunakan NaOH 50% sebagai
logam berat dari limbah cair laboratorium.
presipitan dan karbon aktif bentuk serbuk
Semakin lama waktu inkubasi maka waktu
sebagai
kontak dan waktu yang dimiliki zat
memberikan persentase penurunan kadar
tambahan
logam berat pada limbah cair laboratorium
dapat
mempengaruhi
(adsorben,
presipitan,
dan
koagulan) untuk menarik logam berat akan
adsroben.
Metode
tersebut
sebesar 98,09-99,99%. Printed : 1693–1424 Online : 2089-9157
Farmaka Volume 4 Nomor 4
10
DAFTAR PUSTAKA
Industri
Elektroplating.
Asri, dkk. 2015. Penurunan Kadar Logam
Seminar
Nasional
Prosiding Hasil-Hasil
Berat Limbah Cair Industri Emas
Penelitian dan Pengabdian LPPM
(PT.X) di Surabaya. Jurnal Teknik
UMP. hal.298-305.
Kimia Indonesia. 9(2):55-61.
Junyapoon S dan Weerapong S. 2006.
Amalina, dkk. 2015. Pengaruh pH dan Waktu
Proses
dalam
Penyisihan
Logam Berat Cr, Fe, Zn, Cu, Mn, dan Ni
dalam
Limbah
Air
Industri
Removal of Hexavalent Chromium from Aqueous Solution by Scrap Iron Filings. KMTIL Sci Tech J. 6:1-12. Lasindrang,
dkk.
2014.
Adsorpsi
Elktroplating dengan Proses Oksidasi
Pencemaran Limbah Cair Industri
Biokimia. Jurnal Teknik Lingkungan.
Penyamakan Kulit Oleh Kitosan yang
4(3):1-9.
Melapisi Arang Aktif Tempurung
Bramandita A. Pengendapan Kromium Heksavalen
dengan
Serbuk
Besi.
Skripsi FMIPA IPB. 2009.
Kelapa. Jurnal Teknosains. 3(2):132141. Lou JC dan Chang CK. 2007. Completly
Hartini E dan Yuantari MGC. 2011
Treating Heavy Metal Laboratory
Pengolahan Air Limbah Laboratorium
Waste Liquid by an Improved Ferrite
dengan Menggunakan Koagulam Aum
Process. Separation and Purification
Sulfat dan Poly Alum Chloride di
Technology. 57:513-518.
Laboratorium Kesehatan Universitas
Putra, dkk. 2014. Studi Penurunan Kadar
Dian Nuswantoro Semarang. Jurnal
Logam Besi (Fe) pada Limbah Batik
Dian. 11(2):150-159.
dengan
Indrawati, dkk. 2014 Penurunan Kadar Cr (VI) pada Limbah Cair Laboratorium
Sistem
Purifikasi
Menggunakan Adsorben Nanopartikel Magnetik
(Fe3O4).
Prosiding
Mengunakan Serbuk Besi Limbah Printed : 1693–1424 Online : 2089-9157
Farmaka Volume 4 Nomor 4
11
Pertemuan Ilmiah XXVIII HFI Jateng & DIY Yogyakarta. 250-252. ]
Rachmaningrum, dkk. 2015. Konsentrasi Logam Berat Kadmium (Cd) pada Perairan Sungai Citarum Hulu Segmen Dayeuh Kolot-Nanjung. Jurnal Online Institut Teknologi Nasional. 3(1):1-11.
Suprihatin
dan
Indrasti
NS.
2010.
Penyisihan Logam Berat dari Limbah Cair Laboratorium dengan Metode Presipitasi
dan Adsorpsi.
Makara
Sains. 14(1):44-50. Wardani, dkk. 2009. Pengaruh pH pada Proses Koagulasi dengan Koagulan Aluminum Sulfat dan Ferri Klorida. Jurnal Teknologi Lingkungan. 5(2):4045. Wilyanda Y dan Chairul. 2015. Pengolahan Limbah Cair Logam Berat (Limbah B3) Secara Presipitasi dan Koagulasi di UPT
Pengujian
Dinas
Pekerjaan
Umum. Jom FTEKNIK. 2(2).
Printed : 1693–1424 Online : 2089-9157
