J. Sains & Teknologi, Agustus 2016, Vol.16 No.2 : 168 – 176
ISSN 1411-4674
UJI KEMAMPUAN ADSORPSI BIOMASSA SPONGE (Xestospongia_sp dan Xestospongia_testudinaria) TERHADAP LOGAM BERAT TIMBAL Pb(II) DALAM AIR The Adsorption Ability of Sponge Biomass (Xestospongia_sp and Xestospongia_testudinaria) to Heavy Metal Lead (Pb2+) in the Water Sabir1, Alfian Noor2, Farid Samawi3 1)
Teknologi Lingkungan, Pengelolaan Lingkungan Hidup, Universitas Hasanuddin 2) Fakultas MIPA, Universitas Hasanuddin 3) Fakultas Ilmu Kelautan dan Perikanan, Universitas Hasanuddin (E-mail:
[email protected])
ABSTRAK Penelitian ini dilatarbelakangi oleh pencemaran logam berat Pb pada air telah menjadi permasalahan global. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mengetahui gugus fungsi biomassa sponge Xestospongia sp dan Xestospongia tesudinaria yang berperan dalam adsorpsi logam timbal Pb2+; (2) mengetahui kondisi pH adsorpsi optimum; (3) mengetahui kapasitas adsorpsi biomassa Xestospongia sp dan Xestospongia testudinaria terhadap (Pb2+) dan (4) mengetahui isotherm adsorpsinya. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Oseanografi FIKP Universitas Hasanuddin dan Lab. Kesehatan Provinsi Sulawesi Selatan. Sampel sponge diambil dari lokasi perairan kepulauan spermonde (Pulau Samalona) Kota Makassar, Sulawesi Selatan. Konsentrasi (Pb2+) pada filtrat ditentukan dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). Data yang diperoleh dianalisis dan dilaporkan dalam bentuk narasi, tabel, gambar dan grafik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa gugus fungsi biomassa sponge jenis Xestospongia sp yang berperan dalam adsorpsi (Pb2+) berupa (NH, OH, CH, C=N, C=O, dan C=C), sedangkan pada jenis Xestospongi testudinaria gugus fungsi yang berperan dalam adsorpsi (Pb2+) berupa (OH, CH, C=N, C=C dan -C-NO2). Adsorpsi optimum biomassa sponge terjadi pada kondisi pH 3 sponge jenis Xestospongia sp dan Xestospongia testudinaria. Kapasitas adsorpsi (Kf) sebesar 4,61 mg/g untuk Xestospongia sp dan 0,107 mg/g untuk Xestospongia testudinaria mg/g, sedangkan daya adsorpsi maksimum (Qm) sebesar 22.52 mg/g untuk Xestospongia sp dan 370.37 mg/g untuk Xestospongia testudinaria. Persamaan isotherm adsorpsi yang sesuai untuk menentukan kapasitas adsorpsi maksimum biomassa sponge adalah persamaan Langmuir. Kata Kunci: adsorpsi, biomassa sponge dan timbal (Pb2+)
ABSTRACT This research is motivated of heavy metal Pb pollution on the water become a global problem. This study aims to find out: (1) to understand functional group role to adsorp of metal Pb2+ of Xestospongia sp and Xestospongia tesudinaria; (2) to understand maximum adsorption of pH adsorbat; (3) to understand adsorption capacity of Xestospongia sp and Xestospongia tesudinaria of (Pb2+); and (4) the adsorption isotherm. The research was conducted at the Oceanography Chemistry Laboratory, Faculty of Marine Science and Fishery, Hasanuddin University; and The Health Laboratory of South Sulawesi Province. The Samples of the sponge organisms were taken from the water of Spermonde Archipelago (Samalona Island), Makassar city, South Sulawesi. Concentration (Pb2+) on the filtrate measured by Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) The data then analyzed and reported in narration, tables, pictures and graphic. The results showed that the
168
adsorpsi, biomassa sponge dan timbal (Pb2+)
ISSN 1411-4674
functional group of Sponge biomass of Xestospongia sp roles to adsorption of (Pb2+) are (NH, OH, CH, C=N, C=O, and C=C, functional group of Sponge biomass of Xestospongi testudinaria roles to adsorption of (Pb2+) are (OH, CH, C=N, C=C and -C-NO2). Adsorption capacity of (Kf) 4,61 mg/g for Xestospongia sp dan 0,107 mg/g for Xestospongia testudinaria. The maximum adsorption capacity (Qm) was 22.52 mg/g for Xestospongia sp and 370.37 mg/g for Xestospongia testudinaria. The Suitable equation of adsorption isotherm to determine the maximum adsorption capacity of sponge biomass is the Langmuir isotherm. Keywords: adsorption, sponge biomass, lead (Pb2+)
karena dapat terakumulasi sehingga menyebabkan gangguan kesehatan berupa penurunan fungsi pada sistem saraf, ginjal, darah, bahkan reproduksi (Asni dkk., 2014). Beberapa metode telah dikembangkan untuk mengurangi kandungan logam berat pada air adalah seperti metode pengendapan, ekstraksi pelarut, pertukaran ion dan adsorpsi. Adsorpsi merupakan salah satu alternatif metode yang sering digunakan, karena prosesnya yang relatif sederhana, dapat bekerja pada konsentrasi rendah (Blais et al., 2000). Metode adsorpsi yang selama ini telah dilakukan untuk mengatasi pencemaran logam berat di air adalah adsorpsi menggunakan resin sintetik, atau karbon aktif. Akan tetapi cara ini memerlukan biaya lebih besar bila dibandingkan dengan menggunakan bahan dari material biologis (biomassa). Hal ini menyebabkan orang beralih dengan menggunakan cara yang lebih murah yakni adsorpsi dengan menggunakan biomassa. Beberapa penelitian yang telah dilakukan dengan menggunakan biomassa sebagai material penyerap logam berat dari air antara lain biomassa Alga (Shengjun & Holcombe, 1990), Sabut Kelapa (Low et al., 1995), Sekam Padi (Munaf & Zein, 1997), Sargassum (Fiqueira et al., 1999) dan Eceng Gondok (Colleen et al., 1999). Indonesia sebagai negara maritim, memiliki sumber kekayaan alam laut yang dapat digunakan sebagai modal dasar pembangunan nasional, sponge adalah salah satu kekayaan alam laut yang banyak ditemukan di perairan
PENDAHULUAN Air merupakan sumber daya yang sangat penting dalam kehidupan, karena air digunakan oleh manusia untuk berbagai tujuan. Walaupun air dapat dengan mudah diperbarui namun air dapat pula dengan mudah terkontaminasi. Pencemaran air dapat merupakan masalah regional, maupun lingkungan global dan sangat berhubungan dengan pencemaran udara dan tanah (Darmono, 2001). Sumber daya air harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan sesuai dengan peruntukannya dengan baik. Saat ini, masalah utama yang dihadapi terkait dengan sumber daya air adalah kualitasnya semakin menurun (Achmad, 2004). Logam berat yang berada di lingkungan dapat membahayakan makhluk hidup terutama manusia bila ikut masuk ke dalam rantai makanan. Logam berat yang memberi dampak negatif terhadap kesehatan diantaranya Pb, Cd, Se, As, Cr (Manahan, 1984). Timbal (Pb) adalah salah satu logam berat yang banyak ditemukan di lingkungan, timbal dapat bersumber dari alam seperti gunung berapi dan kebakaran hutan, ataupun dari faktor aktivitas manusia seperti pembakaran minyak bumi, pertambangan, peleburan, proses industri, serta limbah buangan rumah tangga (Nordberg at al., 1986). Keberadaan Timbal (Pb) dalam lingkungan perairan akan berpengaruh buruk terhadap organisme perairan dan terakumulasi hingga berdampak pada organisme paling tinggi dalam rantai makanan (Nybakken, 1985). Timbal (Pb) memberikan efek buruk bagi tubuh, 169
Sabir
ISSN 1411-4674
Indonesia. Beberapa jenis sponge telah teruji memiliki kemampuan sebagai bioakumulator logam berat, hasil penelitian terhadap sponge jenis Xestospongia sp, Clathria sp, Pseudoceratina sp dan calispongia sp mampu mengakumulasi logam Pb, Cd dan Cu (Indrayani dkk., 2011). Penelitian tersebut menjadi informasi awal untuk melakukan penelitian lebih lanjut untuk menguji kemampuan serapan logam berat (Pb2+) dari biomassa beberapa jenis sponge. Dari penelitian ini diharapkan bahwa biomassa sponge jenis Xestospongia sp dan Xestospongia testudinaria dapat dijadikan bahan alternatif adsorben logam berat timbal (Pb2+) pada air setelah mengetahui kemampuan adsorpsinya.
Shaker, Fourier Transform Infrared (FTIR), SSA, Lumpang dan Alu, Desikator, Oven, dan pH meter. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan selama 3 bulan, mulai bulan September sampai dengan Desember 2015 di Laboratorium Kimia Oseanografi FIKP Universitas Hasanuddin dan Lab. Kesehatan Provinsi Sulawesi Selatan. Sampel sponge berasal dari Pulau Samalona di Kepulauan Spermonde Sulawesi Selatan. Prosedur Penelitian Preparasi Sampel Sponge, sampel sponge dari laut dimasukkan ke dalam kantung sampel dan diawetkan dalam freezer untuk menghindari kontaminasi. Sponge kemudian dikeringbekukan dalam alat Freeze Driyers agar tidak mengalami perubahan tekstur. Sponge dikeringkan dalam oven pada suhu 1050C selama 2 jam agar mudah dihaluskan hingga tersaring pada ukuran 0,063 mm. Pembuatan Larutan Standar dan Larutan seri (Pb2+), sebanyak 1,559 gram Pb(NO3)2 dilarutkan dengan aquabides sebanyak 1000 mL untuk larutan (Pb2+) konsentrasi 1000 ppm. Larutan standar (Pb2+) 1000 ppm diencerkan dengan aquabides untuk pembuatan larutan seri (Pb2+) variasi konsentrasi 100; 200; 300; dan 400 ppm. Identifikasi Gugus Fungsi Biomassa Sponge, sebanyak 1 gram serbuk kering biomassa sponge (Xestospongia sp dan Xestospongis testudinaria) dipanaskan pada suhu 50oC kemudia ditambahkan dengan KBr, sampel selanjutnya di analisis dengan menggunakan FTIR, kemudian sebanyak 1 gram serbuk biomassa sponge (Xestospongia sp dan Xestospongis testudinaria) yang telah di kontakkan dengan logam (Pb2+) o dipanaskan pada suhu 105 C selama 2 jam hingga kering, kemudian ditambahkan dengan KBr, sampel selanjutnya di analisis dengan menggunakan FTIR untuk melihat perubahan vibrasinya sehingga, dapat
BAHAN DAN METODE Metode Pengumpulan Data Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental laboratorium. Metode pengumpulan data dilakukan dari hasil pengamatan di laboratorium melalui uji coba perlakuan dengan cara mengontakkan biomassa kedua jenis sponge (Xestospongia sp dan Xestospongia testudinaria) pada variasi konsentrasi, dan pH larutan (Pb2+), kemudian dilanjutkan dengan melakukan uji laboratorium dengan menggunakan Fourier Transform Infrared (FTIR) dan SSA untuk penentuan gugus fungsi dan konsetrasi (Pb2+). Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu: sampel sponge jenis (Xestospongia sp dan Xestospongia testudinaria), akuabides, larutan standar (Pb2+) 1000 ppm, Botol Plastik, Larutan NaOH 10N, HCL 10N, KBr (Kalium Bromida), dan kertas saring Whatman No. 42. Peralatan Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu peralatan gelas, Freeze Driyers, Ayakan 0.63 mm, 170
adsorpsi, biomassa sponge dan timbal (Pb2+)
diidentifikasi gugus fungsi yang berikatan dengan logam (Pb2+). Pengaruh pH larutan ion logam, sebanyak 20 ml larutan (Pb2+) 1000 ppm diencerkan dengan 50 ml aquabides sehingga menghasilkan 70 ml larutan (Pb2+) 285,7 ppm (adsorbat). kemudian dimasukkan ke dalam botol plastik pada variasi pH 2, 3, 4, 5, 7, 9, dan 11. Masing-masing ditambahkan biomassa sponge (adsorben) sebanyak 1 gram. Suspensi dikocok dengan shaker 120 rpm selama 60 menit pada suhu kamar. Suspensi disaring dengan kertas saring whatman No. 42. Filtrat kemudian diukur absorbansinya dengan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) pada panjang gelombang 283,3 nm.
ISSN 1411-4674
sebagai daya adsorpsi, ditentukan dengan menggunakan persamaan : =
(
−
)
Keterangan: Q : Jumlah zat yang teradsorpsi (mg/g) Co : Konsentrasi (Pb2+) awal (ppm) Ce : Konsentrasi (Pb2+) sisa (ppm) m : Massa adsorber (g) V : Volume larutan (L) Penentuan Kapasitas Adsorpsi, kapasitas adsorpsi ditentukan dengan menggunakan persamaan isotherm adsorpsi Freundlich dan Langmuir dengan persamaan sebagai berikut (Ozacar, 2003): Persamaan Freundlich: 1 = +
Analisa data Penentuan Gugus Fungsi Biomassa Sponge dalam Penyerapan Logam (Pb2+), identifikasi gugus fungsi biomassa dilakukan dengan FTIR sebelum dan sesudah dikontakkan dengan logam (Pb2+). Gugus-gugus fungsi yang berperan dalam proses adsorpsi logam (Pb2+) oleh biomassa Xestospongia sp diidentifikasi dengan adanya perubahan nilai bilangan gelombang ≥10 cm-1 atau perubahan vibrasi yang sebelumnya terdeteksi menjadi hilang (tidak muncul dalam grafik) atau sebaliknya. Penentuan Daya Adsorpsi, konsentrasi (Pb2+) yang teradsorpsi diperoleh dari hasil pengukuran konsentrasi (Pb2+) yang tersisa pada filtrat dengan menggunakan spektofotometer serapan atom (SSA) pada panjang gelombang 283,3 nm. Jumlah (Pb2+) yang teradsorpsi ditentukan dengan persamaan (Zhao et al., 2013):
Keterangan: Qe : Jumlah zat yang teradsorpsi per gram adsorben (mg/g) Ce : Konsentrasi kesetimbangan (ppm) Kf : Konstanta adsorpsi (mg/g) n : Koefisien adsorpsi
Data yang memenuhi persamaan Freundlich, kapasitas adsorpsinya dihitung dengan persamaan: Kapasitas adsorpsi (Kf) = Intersep (perpotongan); Log Kf = Intersep; Kf = inverse log intersep (mg/g). Persamaan Langmuir: 1 1 = + . Keterangan: Ce : Konsentrasi kesetimbangan qe : Jumlah zat yang diadsorpsi Ka : Koefisien adsorpsi qm : Kapasitas adsorpsi (mg/g)
Data yang memenuhi persamaan Langmuir, kapasitas adsorpsi dihitung dengan persamaan: 1 1 = ( )
C = Co – Ce Keterangan: C : Konsentrasi (Pb2+) teradsorpsi (ppm) Co : Konsentrasi (Pb2+) mula-mula (ppm) Ce : Konsentrasi (Pb2+) sisa (ppm)
Kapasitas adsorpsi (kemiringan).
2+
Banyaknya logam (Pb ) yang teradsorpsi mg/g adsorben yang disebut 171
(qm)
=
Slope
Sabir
ISSN 1411-4674
adanya gugus fungsi NH, bilangan gelombang 2954,9 cm-1, 2926 cm-1, 2854,7cm-1, dan 2816 cm-1 menunjukkan adanya gugus fungsi CH. Keberadaan gugus fungsi OH diindikasikan dengan munculnya serapan pada daerah bilangan gelombang 2690,7 cm-1 dan 2536,4 cm−1. Gugus fungsi C=N ditandai dengan bilangan munculnya serapan 2341,6 cm−1, kemudian pada bilangan 1888,3 dan 1795,7 cm-1 menunjukkan gugus fungsi C=O, kemudian pada bilangan 1653,50 cm-1 dan 1539,2 cm-1 menunjukkan terdapatnya gugus fungsi C=C dan -C-NO2. Gugus-gugus fungsi yang berperan dalam proses adsorpsi timbal (Pb2+) diidentifikasi dengan adanya perubahan nilai bilangan gelombang ≥10 cm-1 dan perubahan gugus fungsi yang sebelumnya terdeteksi ada menjadi hilang (tidak muncul) atau sebaliknya. Hasil identifikasi dari penelitian ini menunjukkan bahwa Gugus fungsi biomassa sponge jenis Xestospongia sp yang berperan dalam adsorpsi logam (Pb2+) berupa (NH, OH, CH, C=N, C=O, dan C=C. Sedangkan pada jenis Xestospongi testudinaria gugus fungsi yang berperan dalam adsorpsi logam (Pb2+) berupa (OH, CH, C=N, C=C dan C-NO2). Pengaruh Konsentrasi Terhadap Daya Adsorpsi, Daya adsorpsi logam Pb2+ oleh biomassa Xestospongia sp terus meningkat mulai dari konsentrasi 100 ppm hingga 400 ppm, konsentrasi 100 ppm, diperoleh daya adsorpsi sebesar 6,76 mg/g. Daya adsorpsi terus naik hingga konsentrasi 400 ppm yaitu mencapai 21,91 mg/g. Daya adsorpsi ion logam (Pb2+) oleh biomassa Xestospongia testudinaria terus meningkat mulai dari konsentrasi awal 100 ppm hingga konsentrasi 400 ppm. Pada konsentrasi 100 ppm, diperoleh daya adsorpsi sebesar 4,141 mg/g. Daya adsorpsi terus naik hingga konsentrasi 400 ppm yaitu mencapai 17,70 mg/g seperti pada lampiran Tabel 1.
HASIL Berdasarkan spektra FTIR Gambar 1 (A1), adanya vibrasi ulur pada bilangan gelombang 3415,93 cm-1 menunjukkan keberadaan gugus fungsi NH, bilangan gelombang pada 2924,09 dan 2854,65 cm-1 menunjukkan gugus fungsi CH, bilangan gelombang pada 2698,4 dan 2520,9 cm-1 menunjukkan gugus fungsi OH. Gugus fungsi C=O diindikasikan dengan munculnya serapan pada daerah bilangan gelombang 1888,3 cm−1 dan 1795,73 cm−1, kemudian pada bilangan 1666,50 cm-1 dan 1535,3 cm-1 menunjukkan terdapatnya gugus fungsi C=C dan -C-NO2. Gambar 1. Spektra IR biomassa sponge belum dikontakkan dengan logam (Pb) Xestospongia sp (A1) dan Xestospongia testudinaria (B1), setelah dikontakkan/proses adsorpsi logam (Pb) Xestospongia sp (A2) dan Xestospongia testudinaria (B2)
Spektra FTIR Gambar 1 (B1), adanya vibrasi ulur pada bilangan gelombang 3417,93 cm-1 menunjukkan 172
adsorpsi, biomassa sponge dan timbal (Pb2+)
Tabel 1. Pengaruh Konsentrasi terhadap Daya Adsorpsi Biomassa Sponge
ISSN 1411-4674
untuk menentukan kapasitas adsorpsi, yakni dengan persamaan Freundlich dan Langmuir. Penentuan kapasitas adsorpsi logam Pb oleh biomassa sponge apakah sesuai dengan pola adsorpsi Freundlich atau Langmuir, maka dibuat grafik yang menunjukkan kurva linier hubungan antara log Ce dengan log W untuk pola adsorpsi Freundlich dan kurva linier hubungan antara Ce (ppm) dengan Ce/W (g/L) untuk pola adsorpsi Langmuir seperti hasil yang disajikan pada lampiran Tabel 3.
Pengaruh pH Terhadap Daya Adsorpsi, Daya adsorpsi Xestospongia sp terhadap ion logam Pb dari pH 2 hingga pH 11 secara berurutan sebagai berikut 18,574 mg/g, 18,834 mg/g, 17,812 mg/g, 19,675 mg/g, 19,923 mg/g, 19,947 mg/g dan 19.785 mg/g. Sedangkan Daya adsorpsi Xestospongia testudinaria terhadap (Pb2+) dari pH 2 hingga pH 11 secara berurutan sebagai berikut 9,22 mg/g, 15,495 mg/g, 9,821 mg/g, 16,064 mg/g, 16,578 mg/g, 17,782 mg/g dan 17.270 mg/g seperti pada lampiran Tabel 2.
Tabel 3. Isotherm Freunlich dan Langmuir adsorpsi (Pb2+) masing-masing sponge (Xestospongia sp dan Xestospongia testudinaria)
Tabel 2. Pengaruh pH terhadap Daya Adsorpsi Biomassa Sponge
Dari persamaan regresi linear Freundlich dan Langmuir pada Tabel 3 terlihat bahwa R2 untuk persamaan Freundlich (0,721) dan (0,888) lebih besar dibandingkan dengan nilai R2 untuk persamaan Langmuir (0,687) dan (0,004). Dari persamaan isotermal Langmuir diperoleh kapasitas adsorpsi (Kf) sebesar 4,611 dan 0,10 mg/g dan kapasitas adsorpsi (Qm) sebesar 22,52 mg/g dan 370,37 mg/g persamaan isotermal Freundlich, Berdasarkan Tabel 3 pada lampiran menujukkan bahwa proses adsorpsi kedua jenis sponge cenderung mengikuti persamaan isotherm Freundlich karena memiliki nilai R² yang lebih mendekati. Penentuan kapasitas adsorpsi paling sesuai dengan menggunakan persamaan adsorpsi Langmuir karena nilai daya adsorpsi maksimum (Qm) lebih besar dari nilai kapasitas adsorpsi (Kf) atau Qm > Kf. Berdasarkan hasil penelitian ini menunjukkan bahwa gugus fungsi yang ada pada biomassa sponge (Xestospongia sp dan Xestospongia testudinaria) dapat
Hasil penelitian ini menunjukkan terjadinya pengendapan pada kondisi pH 5 hingga pH 11 sedangkan pada pH 2, 3 dan 4 tidak terjadi pengendapan. Pengendapan pada kondisi pH 5 hingga pH berpengaruh pada rendahnya konsentrasi ion (Pb2+) pada filtrat yang di uji dengan SSA, sehingga terhitung daya adsorpsi yang lebih tinggi dari kondisi pada kondii pH < 5 , padahal yang terjadi sebenarnya adalah logam Pb tidak sepenuhnya teradsorpsi oleh biomassa sponge tetapi sebagian mengalami pengendapan pada kertas saring. Isotherm Adsorpsi, Ada dua pola isoterm adsorpsi yang dapat digunakan 173
Sabir
ISSN 1411-4674
mengadsorpsi logam Pb2+ dalam air. Adsorpsi optimum terjadi pada kondisi pH 3 sehingga dapat dijadikan bahan alternatif untuk proses adsorpsi logam berat timbal (Pb2+) pada air.
telah jenuh dengan adsorbat maka memperbesar konsentrasi ion logam (Pb2+) tidak akan meningkatkan jumlah logam yang teradsorpsi. Dengan kata lain semua situs aktif pada biomassa sponge dianggap sudah jenuh dan mencapai kesetimbangan. Pengaruh pH larutan Terhadap Daya Adsorpsi, Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pada kondisi pH 5 hingga pH 11 telah terjadi pengendapan, sedangkan pada pH 2, 3 dan 4 tidak terjadi pengendapan. Pengendapan pada kondisi pH 5 hingga pH 11 berpengaruh pada rendahnya konsentrasi ion (Pb2+) pada filtrat yang di uji dengan SSA, sehingga terhitung daya adsorpsinya tinggi. padahal yang terjadi sebenarnya adalah ion logam (Pb2+) tidak sepenuhnya teradsorpsi oleh biomassa sponge tetapi sebagian mengalami pengendapan pada kertas saring. Secara teoritis, daya adsorpsi adsorbat dalam larutan dengan pelarut air akan bertambah seiring dengan meningkatnya pH. Hal ini disebabkan karena pada kondisi pH larutan yang rendah atau kondisi asam, konsentrasi ion H+ dalam larutan akan berkompetisi dengan kation logam untuk menempati adsorben (Stumm & Morgan, 1991). Isotermal adsorpsi, Menurut Kumar & Sivanesan (2005), kecocokan jenis isotherm adsorpsi untuk suatu proses adsorpsi dapat ditentukan oleh tingkat linearitas dari masing-masing isotherm (ditunjukkan oleh nilai R2 yang paling mendekati 1) dan nilai kapasitas adsorpsi yang paling besar (Kf pada isothermal Freundlich dan Qm pada isothermal Langmuir). Hasil yang penelitian ini menujukkan bahwa proses adsorpsi kedua jenis sponge cenderung mengikuti persamaan isotherm Freundlich karena nilai R² yang lebih mendekati 1, sedangkan penentuan kapasitas adsorpsi paling sesuai dengan menggunakan persamaan Langmuir karena nilai daya adsorpsi maksimum (Qm) lebih besar dari nilai kapasitas adsorpsi (Kf).
PEMBAHASAN Penelitian ini menunjukkan bahwa Gugus fungsi biomassa sponge jenis Xestospongia sp yang berperan dalam adsorpsi logam timbal (Pb2+) berupa (NH, OH, CH, C=N, C=O, dan C=C. Sedangkan pada jenis Xestospongi testudinaria gugus fungsi yang berperan dalam adsorpsi logam timbal (Pb2+) berupa (OH, CH, C=N, C=C dan -CNO2). Menurut Stum & Morgan (1991), adsorpsi umumnya berdasar interaksi ion logam dengan gugus fungsional yang ada pada permukaan adsorben melalui interaksi pembentukan kompleks dan biasanya terjadi pada permukaan padatan yang kaya gugus fungsional seperti OH, NH, SH dan -COOH. Hasil analisis gugus fungsi pada sponge Xestospongia testudinaria yang dilakukan oleh Samawi (2010), menunjukkan bahwa gugus fungsi karboksil, hidroksil, amina, sulfudril imadazol, sulfat dan sulfonate yang berperan dalam mengikat logam. Pengaruh Konsentrasi Larutan Terhadap Daya Adsorpsi, Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa daya adsorpsi logam timbal (Pb2+) oleh biomassa sponge (Xestospongia sp dan Xestospongia testudinaria) terus meningkat mulai dari konsentrasi 100 ppm hingga 400 ppm. Menurut Oscik (1982), permukaan adsorben dalam hal ini biomassa sponge memiliki sejumlah situs aktif yang sebanding dengan luas permukaan adsorben. Pada setiap situs aktif hanya satu molekul yang dapat diadsorpsi. Pada keadaan situs aktif belum jenuh dengan adsorbat yakni ion logam timbal (Pb2+), maka memperbesar konsentrasi ion logam (Pb2+) yang dikontakkan dengan biomassa sponge yang jumlahnya tetap akan menghasilkan adsorpsi ion logam (Pb2+) yang meningkat secara linear. Bila situs aktif 174
adsorpsi, biomassa sponge dan timbal (Pb2+)
ISSN 1411-4674
Water Hyacinth. J. Environ.Sci. Technol. 33 : 1439-1443. Darmono. (2001). Lingkungan Hidup dan Pencemaran, Jakarta: UI-Press, Jakarta. Fiqueira M.M., Volesky B., & Mathieu H., (1999). Instrumental Analysis Study of Ion Species biosorption by Sargassum Biomass. Environ. Sci. Technol, 33:1840-1846. Indrayani I., Noor A., & Bashir M. (2011). Penelitian Logam Pb dan Fe dalam Sponge Di Perairan Kepulauan Spermonde, Sulawesi Selatan. Jurusan Kimia, FMIPA Universitas Hasanuddin, Makassar. Kumar K. W., & Sivanesan S. (2005). Isoterm Parameters For Basic Dyes Onto Activated Carbon: Comparison of inear and Non-Linear ethod. Journal of Hazardous Materials, 42:1964 – 1975. Low K.S., Lee C.K., & Tan S. (1995). Effect of Dye Modification on the Sorption of Copper by Coconut Husk. J. Environ. Tech, 16:877-883. Manahan S.E. (1984). Environmental Chemistry. 4 th. Brook and Cole Publ., California. Munaf E., & Zein R. (1997). The Use of Rice Husk for Removal Toxic Metals from Waste Water. J. Environ. Tech. 18:359-362. Nyabkken W.J. (1985). Biologi Laut Suatu Pendekatan Ekologis, Jakarta: P.T. Gramedia. Nordberg J. F., Parizek J., Pershagen G., & Gerhardsson L. (1986). Factor Influencing Effect and DoseReSponge Relationships of Metals. In: Freiberg L., Nordberg G.F., and Vouk V.B (Eds). Handbook on the Toxicology of Metals. Elsevier. New York. Oscik J. (1982). Adsorption. John Willey and Sons. New York. Ozacar M. (2003). Phosphate Adsorption Characteristics of Alunite To Be Used as A Cement Additive, Cement and Concerete Research, 33:15831587.
KESIMPULAN DAN SARAN Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa gugus fungsi yang berperan dalam adsorpsi ion logam (Pb2+) oleh biomassa sponge jenis Xestospongia xp berupa (NH, OH, CH, C=N, C=O, dan C=C. Sedangkan pada jenis Xestospongi testudinaria gugus fungsi yang berperan dalam adsorpsi ion logam (Pb2+) berupa (OH, CH, C=N, C=C dan -C-NO2). Penyerapan optimum logam (Pb2+) diperoleh pada kondisi pH 3 oleh kedua jenis sponge (Xestospongia sp dan Xestospongia testudinaria). Kapasitas adsorpsi (Kf) Sponge jenis Xestospongia sp sebesar 4,61 mg/g dan Xestospongia testudinaria 0,107 mg/g, sedangkan daya adsorpsi maksimum (Qm) Xestospongia sp sebesar 22.52 mg/g dan Xestospongia testudinaria sebesar 370.37 mg/g. Persamaan yang sesuai untuk menentukan kapasitas adsorpsi maksimum biomassa sponge pada proses penyerapan logam (Pb2+) adalah persamaan Langmuir. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut pada berbagai variasi kondisi dan metode sehingga diperoleh informasi yang lebih akurat sebagai langkah tindak lanjut dari hasil penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA Achmad R. (2004). Kimia Lingkungan, Edisi I Yogyakarta: Andi. Jakarta: Universitas Negeri Jakarta. Asni N., Saadillah A., & Saleh D. (2014). Optimalisasi Sintesis Kitosan dari Cangkang Kepiting sebagai Adsorben Logam Berat Pb (II). Akademi Kimia Analis Caraka Nusantara 2 Departemen Fisika Universitas Indonesia. Blais J.F., Dufresne B., & Mercier G. (2000). State of The Art of Technologies for Metal Removal from Industrial Effluents, Rev, Sci, Eau, 12(4):687-711. Colleen K., Mielke R.E., Dimaquibo D., Curtis A.J., & Dewitt J.G. (1999). Adsorption of Eu (III) onto Roots of 175
Sabir
ISSN 1411-4674
Samawi M.F., Werorilangi S. & Tambaru R. (2010). Analisis Potensi Sponge Laut Sebagai Bioakumulator Logam Berat Pb, Cd, dan Cu dari Perairan Laut. Proseding Seminar Nasional Tahunan VII Hasil Penelitian Perikanan dan Kelautan,UGM, 24 Juli 2010. Shengjun M. & Holcombe J.A. (1990). Preconcentration of Copper on Algae and Determination By Slurry Furnace Atomic Absorption
Spectrometry. Anal. Chem. 62:19941997. Stumm W. & Morgan J.J. (1991). Aquatic Chemistry. An Introduction Emphasizing Chemical Equibria in Natural Water. Zhao F., Repo E., Yin D., & Silapaa M. (2013). Adsorption of Cd(II) and Pb(II) by a novel EGTA-modified chitosan material: Kinetics and isotherms, Journal of Colloid and Interface Science, 409: 174-182.
176
