Penurunan Kadar Krom(Vi) Dengan Sargassum Sp, Saccharomyces Cerevisiae Dan Kombinasinya Pada Limbah Cair Industri Batik

Penurunan Kadar Krom(Vi) Dengan Sargassum Sp, Saccharomyces Cerevisiae Dan Kombinasinya Pada Limbah Cair Industri Batik Sunardi Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Setia Budi Jl. Let. Jen. Sutoyo, Telp. (0271) 852518 Fax. (0271) 853275 Surakarta

Abstrak Telah dilakukan penelitian untuk menurunkan kadar Cr(VI) menggunakan sargassum sp dan saccharomyces cerevisiae dan kombinasinya. Adsorpsi Cr(VI) dengan sargassum sp dilakukan dengan mengkontakkan limbah dengan serbuk sargassum sp pada pH 2, 3, 4, 5 dan 6, suhu 45oC dan waktu 1 jam. Sedangkan Adsorpsi Cr(VI) dengan saccharomyces cerevisiae dilakukan dengan mengkontakkan limbah dengan serbuk saccharomyces cerevisiae pada pH 3, 4, 5, 6 dan 7. Kemudian digojok dalam inkubator berputar dengan kecepatan 175 rpm pada suhu 30o selama 60 menit. Suspensi analit yang telah dikontakkan dengan bahan penyerap, dipisahkan melalui sentrifugasi dengan kecepatan 4000 rpm pada suhu 0o selama 20 menit. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar krom(VI) sebelum pengolahan adalah 74,298 ppm. Sesudah sesudah pengolahan dengan sargassum sp pada pH 2 kadar krom(VI) adalah 23,46 ppm, dengan saccharomyces cerevisiae pada pH 5 adalah 25,28 ppm dan kombinasi sargassum sp dan saccharomyces cerevisiae pada pH 2 adalah 20,04 ppm . Efektivitas penurunan krom(VI) limbah cair industri batik menggunakan sargassum sp pada pH 2 kadar krom(VI) adalah 68,42 %, dengan saccharomyces cerevisiae pada pH 5 adalah 65,97% dan kombinasi sargassum sp dan saccharomyces cerevisiae pada pH 2 adalah 73.03 %. Kata kunci : Sargassum sp, Saccharomyces cerevisiae, Adsorpsi, Crom(VI)

PENDAHULUAN Bahan kimia krom sangat luas digunakan, seperti dalam industri penyamakan kulit, pewarna tekstil, pulp dan kertas, pengeboran, pengawetan kayu, tinta, lem, keramik dan pelapisan logam (Baolin et al., 2003; Abbas et al., 2005). Industri-industri tersebut menghasilkan limbah krom yang sangat berbahaya bagi kesehatan dan lingkungan (Ansari, 2006). Email : [email protected]

Kasus-kasus pencemaran lingkungan sebagai akibat pembuangan limbah industri sering menimbulkan gejolak sosial diantaranya industri tekstil di Kabupaten Karanganyar. Berdasarkan data resmi yang dikeluarkan Dinas Lingkungan Kabupaten Karanganyar, dalam sehari ± 16.649 m3 limbah cair. Limbah tersebut sebagian besar berasal dari perusahaan tekstil dan dialirkan ke Sungai Ngringo, Pengok dan Sroyo yang bermuara ke Bengawan Solo (Suara Merdeka, 7 Agustus 2004).

Jurnal EKOSAINS | Vol. III | No. 1 | Maret 2011

55

Penurunan Kadar Krom(Vi)

Sunardi

Pusat Penelitian UNS Surakarta menemukan kandungan logam berat seperti kromium (Cr) dan kadmium (Cd) di sepanjang aliran Sungai Bengawan Solo, melebihi ambang batas normal. Pencemaran terberat ditemukan di hulu aliran Bengawan Solo yang melintas di tiga kecamatan yang termasuk dalam Kabupaten Karanganyar, yakni Jaten, Kebakramat dan Tasikmadu (www.liputan6.com). Pencemaran air dari industri tekstil dapat berasal dari buangan air proses produksi, buangan sisa-sisa pelumas dan minyak, buangan bahan-bahan kimia sisa proses produksi, sampah potongan kain, dan lainnya. Pewarnaan dan pembilasan menghasilkan air limbah yang berwarna dengan COD (Chemical Oxyden Demand) tinggi dan bahan-bahan lain dari zat warna yang dipakai, seperti fenol dan logam. Jenis limbah yang dihasilkan industri tekstil adalah, logam berat terutama Arsenik, kadmium (Cd), krom (Cr), timbal (Pb), tembaga (Cu), zinc atau seng (Zn), Hidrokarbon terhalogenasi (dari proses dressing dan inishing), zat warna dan pelarut organik. Krom merupakan logam berat, biasanya terdapat dalam dua keadaan oksidasi yaitu Cr(III) dan Cr(VI). Dua spesies tersebut mempunyai perbedaan dalam hal sifatsifat kimia, bioavailabilitas dan toksisitasnya. Krom(III) merupakan nutrisi essensial yang sangat penting untuk metabolisme gula dan beberapa reaksi enzim (www.ehs. ucdavis.edu/enviro). Sedangkan krom(VI) sangat beracun, sangat aktif dalam air pada berbagai pH dan bersifat karsinogenik. Krom (VI) dalam bentuk kromat maupun dikromat sangat toksik yaitu dapat menyebabkan kanker kulit dan saluran pernafasan (Sugiharto, 1987). METODE PENELITIAN A. Bahan dan Alat Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah cair industri batik Laweyan Solo, H2SO4 pekat p.a, HNO3 p.a, Ca(OH)2 56

p.a, K2Cr2O7 p.a, Difenil karbazid p.a, Aquades, Kertas label, Kertas saring, Aseton, Sargassum sp dari Pantai Krakal dan Saccharomyces cerevisiae dari slop kering industri alkohol. Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah Spektrofotometer UV-Vis, pH meter, jerigen, botol. B. Persiapan Analisis Kadar Krom (VI) Limbah Cair Industri Batik. 1. Pembuatan larutan baku krom(VI) 1000 ppm Menimbang 1 gram K2Cr2O7 melarutkan dengan aquades dalam labu takar 1 liter. Menambahkan aquades sampai tanda batas. 2. Penentuan panjang gelombang maksimum ( maks) Memipet 2,0 ml larutan standar Cr(VI) konsentrasi 0,5 ppm, kemudian memasukkan dalam labu takar 100 ml, mengasamkan sampai pH 2 – 3, menambah 2 ml larutan 1,5-Difenil karbazid. Dicukupkan volumenya dengan asam sulfat 0,2 N, diukur absorbansinya pada 490 – 600 nm. 3. Penentuan stabilitas warna Memipet 2,0 ml larutan standar Cr(VI) konsentrasi 0,5 ppm, kemudian memasukkan dalam labu takar 100 ml, mengasamkan sampai pH 2 – 3, menambah 2 ml larutan 1,5-Difenil karbazid. Dicukupkan volumenya dengan asam sulfat 0,2 N. Ditentukan stabilitas absorbansinya pada maks. 4. Pembuatan kurva kalibrasi Membuat larutan Cr(VI) dengan konsentrasi 0,5 ppm; 0,75 ppm; 1,0 ppm; dan 1,25 ppm, masing-masing dimasukkan dalam labu takar 100 ml. Diasamkan sampai pH 2, ditambah 2,0 ml larutan 1,5Difenil karbazid. Dicukupkan volumenya dengan asam sulfat 0,2 N. Diukur absorbansi masing-masing larutan Cr(VI) pada maks. 5. Penentuan kadar Cr(VI) limbah cair industri batik



Memipet sejumlah sampel yang telah diasamkan, dimasukkan dalam labu takar 50 ml. Kemudian ditambah 2, 0 ml larutan 1,5-Difenil karbazid. Dicukupkan volumenya dengan asam sulfat 0,2 N, kemudian dihomogenkan. Absorbansi diukur pada maks, kemudian kadar Cr(VI) dihitung berdasarkan kurva kalibrasi. C. Penurunan Krom(VI) dengan Sargassum sp Proses adsorpsi dilakukan dengan cara memasukkan 100 ml limbah cair yang sudah diasamkan dengan larutan HNO3 2N sampai pH 2 kedalam labu leher tiga dan ditambahkan 10 gram rumput laut. Memasukkan campuran ke dalam labu leher tiga, memanaskan dan mengaduk selama 60 menit pada suhu ± 45 ºC. Setelah itu, disaring. Mengulangi percobaan tadi untuk variasi pH 3, 4, 5, dan 6. D. Penurunan Krom(VI) dengan Saccharomyces cerevisiae Kontak dilakukan dalam erlenmeyer 100 ml dengan cara mencampurkan biomassa 80 mg dengan 25 ml limbah cair industri industri batik yang telah diatur pH-nya (3; 4; 5; 6; 7) kemudian ditutup dengan aluminium foil. Campuran kemudian digojok dalam inkubator berputar dengan kecepatan 175 rpm pada suhu 30o selama 60 menit. Suspensi analit yang telah dikontakkan dengan bahan penyerap, dipisahkan melalui sentrifugasi dengan kecepatan 4000 rpm pada suhu 0o selama 20 menit. E. Penurunan Krom(VI) dengan Sargassum sp dan Saccharomyces serevisiae 1. Proses adsorpsi dilakukan dengan cara memasukkan 100 ml limbah cair yang sudah diasamkan dengan larutan HNO3 2N sampai pH 2 kedalam labu leher tiga dan ditambahkan 10 gram rumput laut dan 80 mg Saccharomyces cerevisiae. Merangkai alat sesuai gambar . Campuran dipanaskan dan diaduk selama 60 menit pada suhu ± 45 ºC. Setelah itu, disaring. Mengulangi

Sunardi

percobaan tadi untuk variasi pH 3, 4, 5, dan 6. Limbah cair yang sudah disaring diasamkan dengan HNO3 sampai pH 2 kemudian diukur absorbansinya pada maks dan operatng timenya dengan menggunakan Spektrofotometer UV-Vis. Kemudian kadarnya dihitung berdasarkan kurva kalibrasi. 2. Kontak dilakukan dalam erlenmeyer 100 ml dengan cara mencampurkan biomassa 80 mg dan 10 gram Sargassum sp dengan 25 ml limbah cair industri industri batik yang telah diatur pH-5 kemudian ditutup dengan aluminium foil. Campuran kemudian digojok dalam inkubator berputar dengan kecepatan 175 rpm pada suhu 30o selama 60 menit. Suspensi analit yag telah dikontakkan dengan bahan penyerap, dipisahkan melalui sentrifugasi dengan kecepatan 4000 rpm pada suhu 0o selama 20 menit. F. Eisiensi Adsorpsi Krom(VI) Eisiensi proses penghilangan krom(VI) dengan mikroorganisme ditentukan dengan rumus : % Eisiensi=(1-[Cr(out)]/ [Cr(in)])x100% keterangan : Cr(in) = kadar Cr(VI) awal, sebelum direaksikan dengan mikroorganisme. Cr(out) = kadar Cr(VI) setelah direaksikan dengan mikroorganisme. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Analisis Limbah cair industri batik Senyawa krom biasanya digunakan dalam industri penyamakan, industri tekstil, industri elektroplating, pengawetan kayu, dan sebagai radiator tahan karat. Dalam industri tekstil, senyawa krom banyak digunakan dalam proses pencelupan dan pewarnaan (dyes and pigment), baik sebagai zat warna maupun sebagai mordan (pengikat warna)(www.bapelda.go.id). Akumulasi krom yang tidak terkendali akan sangat membahayakan bagi lingkungan dan makhluk hidup. Hal ini


57


Sunardi

disebabkan makhluk hidup termasuk mikroorganisme atau juga hewan laut termasuk ikan dapat menyerap logam berat (Buerge dan Huge, 1997; Bollinger, dkk, 1995; Wang dan Shen, 1999). Lewat lingkungan atau rantai makanan maka krom dapat terdeposit dalam bagian tubuh makhluk hidup yang pada suatu ukuran tertentu dapat bersifat racun. Menurut Richard dan Buorg (1991) untuk konsentrasi krom mencapai 0,1 mg/g berat badan di dalam tubuh manusia dapat menyebabkan kematian. Toksisitas dipengaruhi oleh bentuk spesiesnya dan terjadi jika organisme tak dapat mengatasi perubahan konsentrasi logam tersebut secara langsung, lewat penyimpanan atau ekskresi. Sifat toksis pada krom dapat mengakibatkan hambatan pertumbuhan, penyakit bahkan pada konsentrasi lanjut dapat menyebabkan kematian. Okamura dan Aoyama (1994) mengemukakan bahwa krom menunjukkan sifat toksis terhadap algae hijau yang dilihat dari pertumbuhan yang terhambat dan toksisitasnya meningkat karena adanya logam berat lain, kadmium yang keduanya memberikan efek toksik yang sinergis atau saling menguatkan. Analisis kualitatif untuk mengetahui adanya krom (VI) dilakukan dengan cara mereaksikan sampel ditambah 1,5 difenil karbazid dalam suasana asam.

Apabila terbentuk warna merah keunguan berarti sampel positif mengandung Cr(VI). Adapun reaksi antara Cr(VI) dengan 1,5 difenil karbazid adalah sebagai berikut: 2 Cr(VI) + 3 C13H614 N4O 2 Cr(III) + 3 C13H14N4O + H Cr(III) + C13H12N4O Cr(III) - C13H1N4O

Pada reaksi di atas, pada suasana asam, krom(VI) direduksi oleh 1,5 difenil karbazid menjadi krom(III). Kemudian krom(III) membentuk senyawa komplek dengan 1,5 difenil karbazid yang berwarna ungu. Rumus struktur 1,5 difenil karbazid adalah sebagai berikut :

Dari penelitian didapatkan hasil bahwa limbah cair industri batik mengandung Cr (VI) dengan terbentuk warna merah keunguan. Kadar Cr (VI) pada limbah cair industri batik adalah adalah 74, 298 ppm. B. Penurunan Krom(VI) Limbah Cair Industri Batik dengan Sargassum sp Dari hasil penelitian penurunan kadar logam Cr(VI) menggunakan Sargassum Sp. diperoleh data pada lampiran 1. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa

Graik 1. Penurunan kadar Cr(VI) dengan Sargassum sp 58



pH berpengaruh terhadap kadar Cr(VI) yang diadsorpsi menggunakan Sargassum sp. Adsorpsi Cr(VI) menggunakan Sargassum sp diperoleh hasil maksimal pada pH 2. Hasil tersebut digambarkan dalam graik 1. C. Penurunan Krom(VI) dengan Saccharomyces cereviseae Dari hasil penelitian penurunan kadar logam Cr(VI) menggunakan Saccharomyces Cerevisiae diperoleh data pada lampiran 2. Hasil penelitian ini menunjuk-

Sunardi

yang diadsorpsi menggunakan Sargassum sp dan Saccharomyces Cerevisiae. Adsorpsi Cr(VI) menggunakan Sargassum sp dan Saccharomyces Cerevisiae diperoleh hasil maksimal pada pH 2. Hal tersebut digambarkan dalam graik 3. Istilah bioadsorpsi tidak dapat dilepaskan dari istilah bioremoval karena bioadsorpsi merupakan bagian dari bioremoval. Bioremoval dapat diartikan sebagai terkonsentrasi dan terakumulasinya bahan penyebab polusi atau polutan dalam suatu

Graik 2. Penurunan kadar Cr(VI) dengan Saccharomyces Cerevisiae kan bahwa pH berpengaruh terhadap kadar Cr(VI) yang diadsorpsi menggunakan Saccharomyces Cerevisiae. Adsorpsi Cr(VI) menggunakan Saccharomyces Cerevisiae diperoleh hasil maksimal pada pH 5. Hal tersebut digambarkan dalam graik 2. D. Penurunan Krom(VI) dengan Kombinasi Sargassum sp dan Saccharomyces Cerevisiae Dari hasil penelitian penurunan kadar logam Cr(VI) menggunakan Saccharomyces Cerevisiae diperoleh data pada lampiran 3. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pH berpengaruh terhadap kadar Cr(VI)

perairan oleh material biologi, yang mana material biologi tersebut dapat me-recovery polutan sehingga dapat dibuang dan ramah terhadap lingkungan. Sedangkan berdasarkan kemampuannya untuk membentuk ikatan antara logam berat dengan mikroorganisme maka bioadsorpsi merupakan kemampuan material biologi untuk mengakumulasikan logam berat melalui media metabolisme atau jalur psiko-kimia. Proses bioadsorpsi ini dapat terjadi karena adanya material biologi yang disebut biosorben dan adanya larutan yang mengandung logam berat (dengan ainitas yang


59


Sunardi

tinggi) sehingga mudah terikat pada biosorben. Mekanisme Proses Bioadsorpsi Sebagian besar mekanisme pembersihan logam berat oleh mikrooganisme adalah proses pertukaran ion yang mirip pertukaran ion pada resin. Mekanisme pertukaran ion ini dapat dirumuskan sebagai: A2+ + (B-biomassa) –> B2+ + (A-biomassa) Mekanisme ini dapat dibagi atas 3 cara yakni berdasarkan metabolisme sel (dibagi atas; proses yang bergantung pada metabolisme dan proses yang tidak bergantung

kanisme passive uptake dapat dilakukan dengan dua cara, pertama dengan cara pertukaran ion di mana ion pada dinding sel digantikan oleh ion-ion logam berat; dan kedua adalah pembentukan senyawa kompleks antara ion-ion logam berat dengan gugus fungsional seperti karbonil, amino, thiol, hidroksi, fosfat, dan hidroksi-karboksil secara bolak balik dan cepat. Sebagai contoh adalah pada Sargassum sp. dan Eklonia sp. di mana krom(VI) mengalami reaksi reduksi pada pH rendah menjadi krom(III) dan di-remove melalui proses pertukaran kation. 2. Aktif uptake. Mekanisme masuknya logam berat me-

Graik 3. Penurunan kadar Cr(VI) dengan Sargassum sp dan Saccharomyces Cerevisiae pada metabolisme sel). Sedangkan jika berdasarkan posisi logam berat di-remove, dapat dibagi atas; akumulasi ekstraseluler (presipitasi), akumulasi intraseluler dan penyerapan oleh permukaan sel. Dan untuk mekanisme yang terakhir adalah berdasarkan cara pengambilan (absorbsi) logam berat. Proses ini terjadi ketika ion logam berat terikat pada dinding sel biosorben. Me60

lewati membran sel sama dengan proses masuknya logam esensial melalui sistem transpor membran, hal ini disebabkan adanya kemiripan sifat antara logam berat dengan logam esensial dalam hal sifat isika-kimia secara keseluruhan. Proses aktif uptake pada mikroorganisme dapat terjadi sejalan dengan konsumsi ion logam untuk pertumbuhan dan akumulasi intraselular ion logam.



Sunardi

Gambar 3. Proses pasisive uptake Cr pada permukaan membran sel DAFTAR PUSTAKA Abbas, E, Alireza, MN., Reza, V., 2005, Chromium (III) Removal and Recovery from Tannery Wastewater by Precipitation Process, American Journal of Applied Sciences 2 (10): 1471 – 1473. Anonim, 1996, Teknologi Pengendalian Dampak Lingkungan Industri Tekstil, Badan Pengendalian Dampak Lingkungan, Jakarta. Ansari, R., 2006, Application of PolyaniKESIMPULAN line and its Composites for AdBerdasarkan analisis pembahasan sorption/Recovery of Chromium tersebut di atas, maka hasil penelitian ini (VI) from Aqueous Solutions, Acta dapat disimpulkan sebagai berikut : Chim. Slov., 53: 88-94. 1. Kadar krom(VI) sebelum pengolahan adalah 74,298 ppm. Sesudah sesudah pen- Baolin, D., Lan, L., Houston, K., Brady, PV., 2003, Effect Clay Minerals golahan dengan sargassum sp pada pH 2 on Cr(VI) Reduction By Organic kadar krom(VI) adalah 23,46 ppm, dengan Compounds, Environmental Monisaccharomyces cerevisiae pada pH 5 adatoring and Assessment 84: 5-18. lah 25,28 ppm dan kombinasi sargassum sp dan saccharomyces cerevisiae pada pH Bollinger, J.E., et. al., 1997, Bioaccumulation of Chromium in Red Swan 2 adalah 20,04 ppm . Crayish (Procambarus Clarkii), J. 2. Efektivitas penurunan krom(VI) limbah of Hazardous Materials, 54: 1- 13. cair industri batik menggunakan sargassum sp pada pH 2 kadar krom(VI) adalah 68,42 Buerge, I.J., Hug, S.J., Kinetics and pH Dependence of Chromium (VI) Re%, dengan saccharomyces cerevisiae pada duction by Iron (II), Environ. Sci. pH 5 adalah 65,97% dan kombinasi sargasTechnol., 32(5), 1426-1432. sum sp dan saccharomyces cerevisiae pada Nugroho, B., 2001, Ekologi Mikroba Pada pH 2 adalah 73.03 %. Tanah Terkontaminasi Logam Be61 Jurnal EKOSAINS | Vol. III | No. 1 | Maret 2011 Dari hasil di atas maka Sargassum sp dan saccharomeyce cerevisiae dapat digunakan sebagai bioabsorben logam berat. Efektivitas penurunan krom(VI) limbah cair industri batik menggunakan sargassum sp pada pH 2 kadar krom(VI) adalah 68,42 %, dengan saccharomyces cerevisiae pada pH 5 adalah 65,97% dan kombinasi sargassum sp dan saccharomyces cerevisiae pada pH 2 adalah 73.03 % .


Sunardi

rat, Institut Petanian Bogor, E-mail : [email protected] Okamura and Aoyama, I., 1994, Interactive ToxicEffect and Distribution of Heavy Metal in Phytoplankton, Environ. Toxicology and Water Quality, 9: 7 – 15. Palar, H., 1994, Pencemaran dan Toksiologi Logam Berat, Rineka Cipta, Jakarta. Richard, F.C., and Buorg, A.C.M., 1991, Aqueous Geochemistry of Chromium, A Review, Water Research, 7: 807 – 816. Sugiharto, 1987, Dasar-Dasar Pengolahan Air Limbah, Penerbit UI Press, Jakarta. Suharty, NS., 1999, Study kualitas Fisik Kimia 3 (Tiga) Anak Sungai Bengawan Solo di Kabupaten Karanganyar, Pusat Studi Lingkungan Hidup Lembaga Penelitian UNS Surakarta.

Internet : http://www.ehs.ucdavis.edu/enviro/factshts/hexchrom.html. http://www.liputan6.com, Sungai Bengawan Solo Tercemar Logam Berat. http://www.menlh.go.id, Kebijakan Produksi Bersih di Indonesia. http://www.wikipedia.org/wiki/chromium. http://www.bapelda.go.id, Kromium. http://www.forlink.dml.or.id, Paket Teknologi Bersih Pada Industri Tekstil Surat Kabar : Suara Merdeka, 7 Agustus 2004, Karanganyar Jadi Sampah Limbah Industri.

Wahyuningsih, T., 2004, Evaluasi Viabilitas Bakteri Asal Limbah Cair Industri Tekstil dalam Media yang Mengandung Logam Berat Chromium, UNS Press, Surakarta. U.S. Enviromental Protection Agency, 1999, Integrated Risk Information System (IRIS) on Chromium. National Center for Environmental Assessment, Ofice of Research and Development, Washington DC.

62


Penurunan Kadar Krom(Vi) Dengan Sargassum Sp, Saccharomyces Cerevisiae Dan Kombinasinya Pada Limbah Cair Industri Batik

Recommend Documents