PENURUNAN KADAR LOGAM KROM PADA LIMBAH CAIR INDUSTRI PELAPISAN LOGAM DENGAN BIOMASA JAMUR MERANG

Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technology) Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol. 9 No.20, Juni 2011 ISSN 1693-248X

PENURUNAN KADAR LOGAM KROM PADA LIMBAH CAIR INDUSTRI PELAPISAN LOGAM DENGAN BIOMASA JAMUR MERANG Helmi Staf Pengajar Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe

ABSTRAK Unsur krom adalah komponen utama dalam limbah cair industri pelapisan logam. Logam krom termasuk logam berat, berbahaya dan beracun yang dapat membahayakan lingkungan. Sumber utama limbah krom adalah industri pelapisan logam, penyamakan kulit dan industri kimia. Limbah logam krom yang dihasilkan dapat mencemari lingkungan atau menurunkan kualitas lingkungan apabila tidak dikendalikan dengan baik. Biomasa jamur merang salah satu alternatif sistim pengolahan yang menggunakan bahan murah untuk memisahkan logam-logam berat dari libah cir yang mengadun logam. Persen penyisihan logam krom maksimum terjadi pada waktu kontak 6 jam di dalam limbah cair industri pelapisan logam adalah 84,3 % belum sesuai dengan baku mutu. Derajat keasaman sangat baik yaitu pH 7,0 dan TSS 16,4 mg/L pada waktu pengotakan 6 jam konsentrasi 15 g biomasa jamur merang dalam 50 mL limbah cair pelapisan logam, sesuai denganbatas maksimum yang diperbolehkan oleh regulasi pemerintah (KEP-51/MENLH/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan Industri). Kata kunci : Jamur Merang, Logam Krom, Limbah cair PENDAHULUAN Kemajuan teknologi dan pertumbuhan industri memberikan dampak positif dan negatif. Semakin pesatnya perkembangan industri juga berarti makin banyak limbah yang dikeluarkan dan mengakibatkan permasalah yang kompleks bagi lingkungan. Limbah yang sangat berbahaya dan memiliki daya racun tinggi umumnya berasal dari buangan industri, terutama industri kimia, termasuk industri logam. Oleh karena itu, proses penanganan limbah menjadi bagian sangat penting dalam industri. Logam berat tergolong limbah B3 yang pada kadar tertentu dapat membahayakan lingkungan sekitarnya 11

karena bersifat toksik bagi manusia dan hewan. Salah satu contoh industri penghasil limbah yang mengandung persenyawaan logam berat adalah industri pelapisan logam, yang menggunakan senyawa logam berat sebagai zat pewarna dan pelapis, terutama logam krom dalam jumlah relatif besar. Pada konsentrasi tinggi, kehadiran ion logam berat akan meracuni kehidupan perairan. Pada konsentrasi rendah, organisme air seperti planton, akan mengadsorpsi ion logam dan terakumulasi dalam sel plankton tersebut. Bila organisme perairan yang lebih tinggi seperti ikan memakan plankton-plankton tersebut maka akan terjadi akumulasi logam


berat dalam tubuh ikan. Jika ikan-ikan tersebut dikonsumsi oleh manusia, akan dapat menimbulkan gangguangangguan kesehatan yang serius, terutama yang berpengaruh kepada sistim saraf. Krom (Valensi tiga dan enam) mempunyai efek kronik diantaranya iritasi membran kulit dan mukosa, pernapasan dan efek sistemik termasuk ginjal, hati, saluran pencernaan dan sistim sirkulasi (Wisjnuprapto, 1996). Mikroorganisme, diantaranya khamir, jamur, bakteri dan alga, dapat menyerap logam-logam berat dan radionuklida dari lingkungan eksternalnya (Gadd, 1990). Jumlah logam yang terserap cukup besar, dan berbagai mekanisme fisika, kimia dan biologi mungkin terlibat, termasuk adsorpsi, pengendapan, pembentukan kompleks dan pertukaran ion. Menurut Polikarpov (1996), kemampuan penyerapan logam oleh mikroorganisme tidak tergantung pada hidup matinya sel, karena sel yang mati menunjukkan sifat yang sama dengan sel yang hidup. Jamur dan khamir mendapat perhatian yang besar sebagai penyerap logam, karena keduanya dapat diperoleh sebagai limbah dari industri fermentasi (Gadd, 1992). Biosorpsi merupakan proses yang dominan dari semua proses yang terlibat dalam penyerapan log am, terutama untuk timbal, aluminium, uranium, krom dan thorium (Gadd, 1992), berlangsung cepat dan terjadi sama baiknya antara mikroorganisme hidup dan mati (Hancock, 1996). Biomasa jamur merang salah satu alternatif sistim pengolahan yang menggunakan bahan murah untuk memisahkan logam-logam berat dari air buangan industri. Sesuai dengan

perkembangan industri, terutama industri pelapisan logam, maka limbah logam krom yang dihasilkan dapat mencemari lingkungan atau menurunkan kualitas lingkungan apabila tidak dikendalikan dengan baik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sejauh mana biosorpsi logam krom dengan jamur merang dapat dikembangkan sebagai salah satu upaya pencegahan dan penanggulangan pencemaran limbah cair industri pelapisan logam. Sehingga berapa persen penyisihan logam krom didalam limbah cair industri pelapisan logam. TINJAUAN PUSTAKA Proses biosorpsi dikembangkan berdasarkan karakteristik jamur yang mempunyai sifat mudah tumbuh, dan dapat menghasilkan biomassa jumlah relatif banyak. Dengan demikian jamur dapat dimanipulasi secara genetik untuk meningkatkan kemampuan sorpsi, serta dapat diperoleh sebagai produk limbah dari berbagai jenis industri.Selain itu sebagian besar jamur mempunyai sifat toleran serta mudah beradaptasi terhadap kehadiran logam pada konsentrasi tinggi melalui perubahan genetik dan fisiologi (Gadd, 1990). Proses biosorpsi merupakan salah satu alternatif penyisihan materi annorganik dari air buangan. Biosopsi adalah pelekatan materi terlarut dipermukaan pada biomassa melalui mekanisme proses Fisika dan Kimia. Berbagai hasil penelitian menunjukan bahwa beberapa jenis biomassa microbial dari bakteri, jamur dan algae dalam kondisi hidup atau mati dan dapat dimanfaatkan sebagai biosorben untuk menyisihkan logam, antara lain Pb, Cu, Cd, Cr dan bahan Radioaktif.

12


dilakukan untuk memperpanjang daya tahan Jamur merang segar, dapat dilakukan dengan membungkus jamur menggunakan kain dan kemudian disimpan dalam pendingin pada 150 C. Cara lainnya adalah melalui pengemasa menggunakan Styrofoam chest dengan meletakan es pada dasar kotak Styrofoam. Bentuk jamur merang yang lebih tahan adalah bentuk kering. Pengeringan dilakukan dibawah sinar matahari selama 8 hari, sehingga beratnya mencapai 10% berat basah dan kemudian diovenkan pada 450C. Jamur merang memiliki karakateristik sebagai berikut : - Mempunyai sifat mudah tumbuh - Dapat menghasilkan jumlah yang relatif banyak - Dapat dimanipulasi secara genetik dan morfologi untuk meningkatkan kemampuan sorpsi. - Dapat diperoleh sebagai produk limbah dari industri. - Mudah Beradaptasi terhadap kehadiran logam pada konsentrasi tinggi (Benny Chatib, dkk, 2001).

Jamur Merang Jamur merang (Valvariella Valvaceae) merupakan jamur yang digunakan sebagai bahan pangan. Jamur merang umumnya tumbuh pada media yang merupakan limbah dan merupakan sumber selulosa, misalnya pada tumpukan merang dekat limbah penggilingan padi, limbah pabrik kertas, ampas batang aren, limbah kelapa sawit, ampas sagu, sisa kapas, kulit buah kelapa, dan limbah limbah pertanian. Jamur merupakan organisme yang tidak berklorofil serta tidak melaksanakan fotosintesis dan dapat tumbuh pada daerah lembab dan pHnya rendah (Sinaga, 2000 ). Pertumbuhan jamur dipengaruhi oleh faktor lingkungan atau suhu dan kelembaban.Musim yang tepat untuk berburu jamur merang di alam bebas adalah pada musim hujan untuk daerah tropis pada musim gugur untuk daerah subtropis Jamur merang mempunyai nilai gizi yang tinggi dan dapat dimanfaatkan untuk pembuatan obatobatan serta dalam penelitian. Stadia perkembangan tumbuh buahnya dimulai dari media simpul atau primadia, stadia kancing, stadia telur, stadia perpanjangan batang stadia dewasa (Sinaga, 2000). Proses penyerapan terjadi pada jamur karena akumulasi sel yang disebabkan oleh terbentuknya kompleksasi atau reaksi pertukaran ion antara ion logam dengan komponen organik yang membentuk membran sel. Pada sel jamur terdapat miselium, yang merupakan kumpulan hifa jamur yang berfungsi menyerap bahan dari lingkungan (Park, dkk, 2001). Secara fisik, jamur merang segar memiliki daya tahan atau daya simpan jamur sekitar 4 hari. Cara yang

Logam Krom Logam krom merupakan nomor atom 24 dan termasuk golongan VI B berat atomnya 2,3,6, krom adalah logam berat yang berbahaya dan racun, dengan konsentrasinya yang lebih tinggi dapat membahayakan lingkungan. Sumber utama limbah krom adalah industri pelapis logam, penyama kulit dan elektroplating. Adapun sifat-sifat yang dimiliki oleh krom adalah sebagai berikut: a. Sifat-sifat kimia krom - Logam yang mengkilap dan titik cairnya tinggi dan banyak dipergunakan di Industri baja.

13


-

-

-

Krom dapat membentuk tiga persenyawaan yang msing-masing terbentuk dari CrO (Chromooksida), CrO3 (Chrommi Oksida) dan CrO3 (Chromtrioksida). Dapat larut dalam asam (kecuali nitit) dan alkali kuat, tidak larut dalam air. Logam krom yang berbahaya dan beracun jika konsentrasinya tinggi.

ditempatkan di dalam hamparan tetap dan fluida lalu dialirkan melalui hamparan itu sampai zat padat mendekati jenuh. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi antara lain : a. Konsentrasi, semakin besar konsentrasi adsorbat maka jumlah yang teradsorpsi makin banyak, begitu juga luas permukaan kontak b. Sifat adsorben dan adsorbat c. Waktu kontak antara adsorben dan adsorbat

b. Sifat-sifat fisis krom - Titik lebur : 1903 0C pada tekanan 1 atm - Titik didih : 2442 0C pada tekanan 1 atm - Potensial ionisasi : 7,19 - Massa jenis (gr/Cm3) : 650 - Elektronegativitas : 1,55

Prinsip-prinsip adsorpsi Pada adsorpsi didalam hamparan tetap konsentrasi fase fluida dan fase zat padat berubah menurut waktu dan menurut posisinya didalam hamparan. Pada mulanya, sebagian besar perpindahan massa berlangsung di dekat tempat masuk kehamparan, dimana fluida itu berkontak dengan adsorben segar, jika zat padat itu mengandung adsorbat pada waktu operasi, konsentrasi fluida akan menurun secara eksponensial dengan jarak sampai menjadi nol sebelum mencapai ujung hamparan (Mc. Cabe, dkk, 1999).

c. Sifat-sifat dari krom nitrat - Dapat larut dalam alkhohol dan air - Berasal dari reaksi asam nitrit kromium hidroksida - Berbahaya, bersifat oksida kuat, racun, dapat memancar bahan organik pada waktu kontak - Dapat meledak ketika kontak atau panas - Digunakan untuk katalis dan menghambat korosi d. Gejala yang ditimbulkan oleh krom - Menyebabkan pendarahan pada saluran pencernaan, pembengkakan saluran hidung dan kanker sistem pernapasan.

METODOLOGI PENELITIAN Bahan: Bahan yang digunakan antara lain : jamur merang; aquadest, Krom nitrat; Limbah cair industri pelapis logam.

Proses Adsorpsi Adsorpsi adalah suatu proses pemisahan dimana komponen tertentu dari suatu fase fluida berpindah ke permukaan zat padat yang menyerap. Biasanya partikel-partikel zat penyerap

Peralatan Peralatan yang digunakan meliputi Neraca analitik Mettler Toledo PM 4600; seperangkat peralatan adsorpsi; beaker glass; Botol sampel 20 buah; Instrument Spektrofotometer

14


(AAS) DR 890 Hach; pH Meter Lutron 204; oven vakum; dan cawan porselin diameter 6 cm.

HASIL DAN PEMBAHASAN pH sistem Lamanya waktu pengontakan jamur merang berpengaruh terhadap pH limbah cair industri pelapisan logam, seperti ditampilkan pada Gambar 1. Dari Gambar 1 dapat dilihat bahwa pH hasil proses adsorpsi limbah cair industri pelapisan logam menggunakan jamur merang, masih sesuai dengan batas maksimum yang diperbolehkan oleh regulasi pemerintah (KEP-51/MENLH/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan Industri). Dari Gambar 1 juga dapat dilihat bahwa rata-rata dibutuhkan waktu sekitar 6 jam untuk meningkatkan pH sistem menjadi netral. Kecuali pada penggunaan biomasa jamur merang 10 g diperoleh hasil sedikit berbeda yaitu dibutuhkan waktu selama 7 jam untuk membuat pH berada dalam rentang netral.

Metode Limbah cair industri pelapisan logam yang mengandung logam krom dimasukkan ke dalam reaktor berpengaduk sebanyak 50 mL. Kemudian ditimbang biomasa jamur merang masing-masing sebanyak 5, 10, 15, dan 20 g dan dimasukan ke dalam reaktor yang telah berisi limbah cair industri pelapis logam yang mengandung 19,85 mg/L logam krom. Masing-masing reaktor pengaduk dihidupkan dengan kecepatan 150 rpm dan kemudian dilakukan pengambilan sampel pada waktu 4, 5, 6, 7 dan 8 jam. Sampel tersebut disaring dan dimasukan kedalam botol serta dianalisa pH, TSS dan kadar logam krom totalnya. Untuk mendapatkan hasil yang akurat, dilakukan perulangan percobaan secara triplo.

7.5 7 5 g BJM

pH

6.5 6

10 g BJM

5.5

15 g BJM 20 g BJM

5 4.5 4 0

4

5

6

7

8

Waktu (jam)

Gambar 1. Hubungan waktu pengontakan dengan pH pada limbah cair industri pelapisan logam ket : (BJM = berat jamur merang)

15


krom oleh jamur merang menjadi berkurang.

Efisiensi Penyisihan Krom Berat jamur merang yang digunakan pada proses adsorpsi mempengaruhi terhadap besarnya efisiensi penyisihan krom di dalam reaktor. Hubungan waktu pengontakan dengan persentase penyisihan krom pada limbah cair industri pelapisan logam (BJM = berat jamur merang) dapat dilihat pada Gambar 2. Dari Gambar 2 dapat dilihat bahwa semakin banyak jumlah biomasa digunakan maka semakin banyak logam krom yang diserap oleh biomasa. Meskipun demikian, efisiensi penyerapan logam krom tidak mampu mencapai 100 %. Hal ini kemungkinan disebabkan karena didalam limbah cair industri pelapisan logam tidak hanya mengandung logam krom saja, tetapi juga ada sebagian logam-logam lain yang terlarut didalam limbah cair tersebut yang ikut terserap oleh jamur merang, sehingga efisiensi penyerapan

KESIMPULAN 1. Biomasa jamur merang dapat menurunkan kadar logam krom dalam limbah cair industri pelapisan logam dengan proses biosorpsi. 2. Penurunan kadar logam krom dalam limbah cair industri pelapisan logam pada rentang penelitian adalah 84,3% pada waktu kontak 6 jam dan jumlah jamur merang 15 g, dan setelah waktu kontak 6 jam tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap penyisihan ion logam krom. 4. Derajat keasaman sangat baik yaitu pH 7,0 dan TSS 16,4 mg/L pada waktu pengotakan 6 jam konsentrasi 15 g biomasa jamur merang dalam 50 mL limbah cair pelapisan logam, sesuai denganbatas maksimum yang diperbolehkan oleh regulasi.

Penyisihan Krom (%)

90 80 70

5 g BJM

60

10 g BJM

50

15 g BJM 20 g BJM

40 30 4

5

6

7

8

Waktu (jam)

Gambar 2. Hubungan waktu pengontakan dengan persentase penyisihan krom pada limbah cair industri pelapisan logam ket : (BJM = berat jamur merang)

16


Park, D., Yun, Y.S., Park, J.M., 2001. Mechanism of hexavalent Chromium Removal by Dead Fungal Biomass of Aspergillus Niger, Elsever. Polikarpov, G. C., 1996. Radiecology of aquatic organis, North Holland, New York. Sinaga, M.S, 2000. Jamur Merang dan Budi dayanya , Erlangga, Jakarta Wisjnuprapto, 1996. Penyesihan logam berat dalam buangan yang diaplikasikan di Indonesia, in Symposium and Workshop on Heavy Metal Bioaccumulation, IUC Biotechnology Gajah Mada University,Yogyakarta, September 18-20.

SARAN Penelitian pemanfaatan jamur merang untuk penurunan kadar logam krom dalam limbah cair industri pelapisan logam dengan proses biosorpsi dapat digunakan pada industri pelapisan logam. Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk mencapai hasil yang sesuia baku mutu denganbatas maksimum yang diperbolehkan oleh regulasi pemerintah (KEP-51/MENLH/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan Industri). Penelitian pemanfaatan jamur merang untuk menurunkan kadar logam krom dalam limbah cair industri pelapisan logam dengan proses biosorpsi dapat dilanjutakan dengan parameter lain yang terdapat pada baku mutu limbah cair kegiatan industri pelapisan logam. DAFTAR PUSTAKA Benny, C., dan Widawati, T., 2001. Pengaruh kosentrasi biomasa terhadap parameter kenetika biomasa logam krom III oleh biomasa jamur. Bandung. Gadd, G.M, 1990. Biosorption, Chemistry dan Industri, 13, 421426. Gadd, G.M, 1992 Microbial control of heavy metal pollution, in Fry,J.C. Hancock, 1996, Metals and Microorganism, Chapman and Hall, London. Mc. Cabe, Warren, M.C. L. Smitu, J.C, dan Harrion, P. 1999. Operasi Teknik Kimia. Jilid 2 Edisi Keempat, Erlangga, jakarta.

17

PENURUNAN KADAR LOGAM KROM PADA LIMBAH CAIR INDUSTRI PELAPISAN LOGAM DENGAN BIOMASA JAMUR MERANG

Recommend Documents