SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA V
“Kontribusi Kimia dan Pendidikan Kimia dalam Pembangunan Bangsa yang Berkarakter” Program Studi Pendidikan Kimia Jurusan PMIPA FKIP UNS Surakarta, 6 April 2013
MAKALAH PENDAMPING
KIMIA ANORGANIK (Kode : C-05)
ISBN : 979363167-8
PROSES REGENERASI EXTRACELLULAR POLYMERIC SUBSTANCE TERIMOBILISASI PADA KALSIUM ALGINAT DENGAN LARUTAN NATRIUM KARBONAT 1 2
Zainus Salimin1,* dan Pungky Ayu Artiani 2 Pusat Teknologi Limbah Radioaktif, BATAN, Tangerang Selatan, Indonesia Pusat Teknologi Limbah Radioaktif, BATAN, Tangerang Selatan, Indonesia
*Keperluan korespondensi, telp/fax : (021) 7563142 / (021) 7560927, email :
[email protected]
ABSTRAK Extracellular Polymeric Substance (EPS) merupakan biomassa pengikat polutan kation dan anion, diperoleh dari bakteri melalui proses ekstraksi lumpur aktif. Penggunaan EPS terimobilisasi dalam suatu matriks sebagai biosorben lebih menguntungkan dari pada EPS terdispersi karena operasi sirkulasi kontinyu dalam reaktor kolom, pemisahan biomassa dari efluen cair, dan regenerasi biomassa dapat dengan mudah dilakukan. Penelitian penggunaan EPS terimobilisasi pada matriks kalsium alginat untuk penyisihan uranium dari limbah cair dan regenerasinya telah dilakukan. EPS hasil ekstraksi lumpur aktif industri makanan berkadar polisakarida 83,55 % dan protein 15 %, diimobilisasi pada kalsium alginat sehingga diperoleh 9,623 mg EPS per g biosorben EPS – kalsium alginat yang berdiameter 4-5 mm. Larutan uranium kadar 100mg/l (1260 Bq/l) dialirkan pada kolom adsorbsi berdiameter 0,95 cm dan tinggi 8 cm yang berisi 6,2 g biosorben. Pada pH 7 dan debit aliran 1 ml/menit diperoleh kapasitas penyerapan maksimum 881,84 mg U / g biosorben. Biosorben yang jenuh diregenerasi dengan Na2CO3 melalui tahapan pengerjaan uji kerusakan fisik biosorben dan desorpsi uranium. Dalam larutan Na2CO3 0,05 M pada pH 2, keadaan fisik biosorben tidak rusak, tetap utuh sesuai dengan diemeter butir semula, sedangkan pada pH 5 dan 8 biosorben rusak, hancur dan terlarut kembali. Pada pH 2 polimer kalsium alginat berada dalam + 2+ larutan dengan kelebihan H , yang tidak dapat mengambil ion Ca sehingga tidak ada perubahan fisik biosorben. Proses regenerasi biosorben pada pH 2 dengan konsentrasi 2+ Na2CO3 0,05 M menghasilkan presentase pengusiran UO 2 hanya sebesar 49%, karena ion uranil tersebut mempunyai berat ion relatif sangat besar yaitu 270, sehingga sulit terusir dari biosorben. Kata Kunci : biosorbent, Extracellular Polymeric Substance, regenerasi
PENDAHULUAN Pengolahan menggunakan
limbah
dengan
mikroorganisme
khususnya bakteri adalah metode yang efektif
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
untuk
pengambilan
elemen
239
ISBN = 979363167-8
radionuklida limbah
dan
cair
biosorpsi.
logam
berat
melalui Biomassa
dari
dalam bentuk –OSO3H dan –NHSO3H
mekanisme
(pada struktur heparin). Polisakarida
mempunyai
bentuk kitin mengandung gugus amina
kemampuan biosorpsi elemen-elemen tersebut
karena
Extracellular
mengandung
Polymeric
Substance
Extracellular
(EPS).
[3].
Polymeric
Asam
nukleat
adalah
zat
pengemban kode genetik dalam sistem kehidupan.
Dua
tipe
utama
asam
Substance mempunyai komposisi yang
nukleat ialah asam deoksiribonukleat
kompleks yang terdiri dari polisakarida
(DNA) dan asam ribonukleat (RNA).
40-90 % berat, protein 1-60 %, asam
DNA
nukleat 1-10 %, lipida 1-10 %, dan
panjang
sisanya
dan
deoksiribosa gula yang diikat menjadi
senyawa lain dari bakteri. Extracellular
satu oleh gugus-gugus fosfat. Hidrolisa
Polymeric
dari
polimer
asam
amino
Substance
sebagai
adalah
suatu
yang
DNA
polimer
terdiri
dari
menimbulkan
rantai molekul
pecahan-
komponen biosorben mampu mengikat
pecahan kecil gula, asam dan ion fosfat.
kation
proses
Struktur RNA serupa dengan struktur
adsorbsi, pertukaran ion, pembentukan
DNA yang merupakan sederet satuan
kompleks,
dan
anion
dan
Kemampuan
melalui
ikatan
hidrogen.
gula (ribosa) yang tergabung bersama-
tersebut
dapat
sama oleh ikatan-ikatan fosfat. Hidrolisa
berlangsung karena EPS mengandung
RNA
gugus fungsional karboksilat (-COOH),
nukleosida, ion fosfat, dan akhirnya
fosfat (-OPO3H), sulfat (-OSO3H dan –
ribosa dan basa [3]. Protein adalah
NHSO3H) dan lain-lain untuk pengikatan
senyawa
kation,
(-OH),
protein menghasilkan asam-asam amino
aminokarboksilat [-H(NH2)COOH], dan
(ada 20 buah macam asam amino).
lain-lain untuk pengikatan anion.
Dalam struktur asam amino terdapat
dan
hidroksil
Polisakarida adalah senyawa yang berkomposisi
selulosa,
kitin,
menghasilkan
poliamida,
nukleotida,
dan
hidrolisa
gugus amino dan gugus karboksilat [3].
pati,
Pengikatan
kation
oleh
EPS
glikogen dan karbohidrat. Karbohidrat
melalui penukaran ion dilakukan oleh
terdiri
maltosa,
gugus
sukrosa.
aminokarboksilat
dari
selobiosa,
monosakarida, laktosa
dan
karboksil,
fosfat,
sulfat
dengan
reaksi
Konfigurasi atom karbon polisakarida
berturut-turut sebagai berikut [6]:
mengandung
nR-COOH + M
gugus
karboksil
dan
n+
dan
+
(RCOO)nM + nH ... (1)
tersebut
nR-OPO3H + M
n+
(R-OPO3)nM + nH (2)
terdapat dalam bentuk asam: tartrat,
nR-OSO3H + M
n+
(R-OSO3)nM + nH (3)
hidroksil.
aldonat,
Gugus
aldarot,
karboksil
uronat,
glukoronat,
gulonat, asetat, askorbat, dan sulfat
M
n+
adalah
+ +
kation
bermuatan
positip n dengan nilai n satu atau 2.
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
240
ISBN = 979363167-8
Lumpur
Kation yang telah diikat oleh EPS dapat
aktif
pengolahan
terusir dan diganti oleh kation lain yang
limbah
mempunyai
bakteri aerob mengandung jutaan koloni
selektivitas
besar.
Proses
yang
lebih
pertukaran
ion
secara
hasil
biooksidasi
bakteri hidup dan mati.
dengan
EPS dapat
cenderung lebih memilih terlebih dahulu
diekstraksi dari lumpur aktif tersebut
ion dengan kondisi Ion dengan valensi
melalui
lebih tinggi, ion terlarut dengan volume
disaring
kecil,
kemudian diresuspensi dengan aquades
ion
dengan
berpolarisasi
kemampuan
lebih besar, ion
yang
sentrifugasi. untuk
Lumpur
memperoleh
aktif cake,
dan dipanasi selama beberapa menit.
bereaksi kuat dengan tempat penukar
Larutan
ion dari padatan resin, dan ion yang
disentrifugasi pada rpm yang tinggi
paling sedikit bereaksi dengan ion lain
(9000 rpm) dan suhu yang rendah (4 ºC)
untuk membentuk kompleks [5].
untuk pemisahan beningan dan partikel
Pada kation
penukar
yang
lebih
kation,
deretan
ditarik
adalah
tersebut
padatannya. EPS
kemudian
Beningannya merupakan
yang
mempunyai
mengikuti urutan selektivitas sebagai
biosorpsi
berikut [5]:
radioaktif dalam limbah [6]. EPS dapat
2+
2+
2+
2+
2+
2+
2+
2+
Ba > Pb > Sr > Ca > Ni > Cd > 2+
2+
+
+
Cu > Co > Zn > Mg > Ag > Cs > +
+
+
K > Na > H dan
2+ 2+ 2+ UO2 >Cu >Co
..... (4)
Pengikatan kation dan anion oleh EPS dilakukan oleh gugus hidroksil dan
digunakan
berat
secara
dan
langsung
unsur
melalui
proses EPS terdispersi dalam limbah cair
atau
matriks
EPS terimobilisasi
sebagai
padatan
dalam
biosorben
untuk operasi pengolahan secara kolom.
gugus amina melalui reaksi sebagai berikut [6] :
logam
kemampuan
Penggunaan
EPS
terdispersi
mempunyai kerugian antara lain ukuran
R-OH + CrO4
(R)2CrO4 + 2 OH .. (5)
-
partikel
RCHNH2-COOH
+ RCHNH3
-
mekanik yang rendah, sedangkan nilai
2-
+
RCHNH3 -COO
-
+ Cs
+
- COO . (6)
yang
densitasnya
-
+ NO3
RCHNH3NO3-COOCs ........................... (7)
sama
kecil
yang
dan
kekuatan
berharga
dengan
densitas
hampir efluen
Gugus amina dapat mengikat anion
menimbulkan kesulitan pemisahannya.
dan sekaligus kation sesuai reaksi 7.
Penggunaan EPS terimobilisasi dalam
Pada penukar anion, deretan pilihan
suatu
anion yang lebih ditarik mengikuti urutan
dibanding pada EPS terdispersi karena
2-
-
selektivitas sebagai berikut [5] : SO4 >I -
2-
-
-
-
>NO3 >CrO4 >Br >Cl >OH .
Gugus-
matriks
lebih
menguntungkan
operasi pengolahan dapat dilakukan dalam
reaktor
packed-tower
atau
gugus hidroksil, amina, karboksil, fosfat
fluidized-bed,
dan sulfat dapat juga mengikat ion
biomassa
logam membentuk kompleks.
pemisahan biomassa dan efluen cair
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
kapasitas dalam
kolom
pemuatan tinggi,
241
ISBN = 979363167-8
mudah dilakukan, resirkulasi mudah
sedangkan garam alginat dapat larut
dilakukan dan operasi dapat dilakukan
dalam
secara kontinyu. Biomassa yang telah
larutan yang stabil. Asam alginat alami
diregenerasi mampu difungsikan untuk
dapat diperoleh dari ekstraksi alga
waktu yang lama sampai 5 kali sirkulasi
coklat. Senyawa alginat yang banyak
biosorpsi-desorpsi, pada suhu operasi
digunakan
o
2-45 C [2,6].
Struktur
Kemampuan biosorben EPS dalam pengikatan radionuklida
logam
berat
dan
sangat
menarik
untuk
air
dan mampu membentuk
adalah molekul
natrium natrium
alginat. alginate
ditunjukkan pada Gambar 1.
Na
diteliti guna pemanfaatan lumpur aktif hasil pengolahan limbah. Lumpur aktif tersebut biasanya hanya dibuang begitu saja, padahal mengandung EPS yang mempunyai sifat sorpsi, penukar ion, dan pembentuk kompleks yang sangat bagus
terhadap
kation
dan
anion.
Dalam penelitian ini EPS diekstraksi dari lumpur aktif hasil pengolahan limbah
Gambar 1. Struktur molekul natrium
industri
alginate
makanan.
diimobilisasi
dalam
EPS
kemudian
matriks
kalsium Polimer alam seperti alginat, kitin,
alginat dan digunakan untuk biosorbsi kolom.
kitosan, dan turunan selulosa banyak
Biosorben EPS-kalsium alginat yang
digunakan untuk matriks imobilisasi sel
telah jenuh diregenerasi dengan larutan
mikroba
Na2CO3 melalui tahapan pengerjaan uji
jebakan. Alginat adalah polimer alam
kerusakan fisik biosorben dan desorbsi
yang dapat diubah menjadi gel hidro
uranium.
melalui reaksi silang dengan ion kalsium
uranium
Dalam
melalui
operasi
industri,
perdagangan
alginat dikenal dalam bentuk asam alginat, merupakan senyawa kompleks yang
termasuk
hidrofilik
karbohidrat
hasil
polimerisasi
EPS
melalui
teknik
2+
(Ca ) melalui reaksi sebagai berikut : 2 Na alginat + Ca
++
Ca (alginat)2 + 2
+
Na ....................................................... (8) Penjebakan EPS pada gel hidro
koloidal asam
atau
kalsium
alginat
dilakukan
melalui
mannuronat yang mempunyai rumus
pelarutan EPS dalam larutan natrium
kimia (C6H8O6)n dengan harga n antara
alginat,
80-83. Asam alginat tidak larut dalam air
dititrasikan ke dalam larutan kalsium
dan
klorida. Gel hidro kalsium alginat yang
mengendap
pada
pH<3,5,
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
kemudian
larutan
tersebut
242
ISBN = 979363167-8
tersebut
disimpan dalam lemari pendingin.
mempunyai bentuk butiran telah berisi
Larutan EPS dianalisis kadar berat
EPS dan dapat digunakan sebagai
kering,
biosorben EPS-kalsium alginat.
kandungan protein dan polisakarida.
terbentuk
dari
titrasi
berat
b. Pembuatan
kering
volatil,
Limbah
Simulasi
METODE PENELITIAN
Uranium
Bahan
Pembuatan limbah simulasi pada
Bahan-bahan yang digunakan terdiri
konsentrasi uranium 100 mg/L atau
dari kertas saring pori besar Whatman
aktivitas
41, uranil nitrat heksahidrat
dilakukan melalui pelarutan 0,19 g
(UNH)
[UO2(NO3)2.6H2O], asam klorida (HCl),
UNH
natrium hidroksida dan lumpur aktif hasil
Uranium
pengolahan
limbah
cair
dalam
1
1260
liter
dalam
Bq/L
aquades.
limbah
mempunyai bentuk kation
industri
makanan PT. Unilever, kalsium klorida
uranium
cair
2+ UO2 .
c. Immobilisasi EPS Dalam Kalsium Alginat
dan natrium alginat. Metode Penelitian
Pembuatan Kalsium Alginat
a. Pengambilan EPS Dari Lumpur
Larutan natrium alginat 3,75%
Aktif Dengan Sentrifugasi
berat diteteskan kedalam larutan
Lumpur aktif disaring menggunakan
kalsium khlorida 5% pada suhu 4-
kertas saring pori besar, cake yang
7 C sambil diaduk terus menerus
diperoleh dicuci dengan akuades
pada 400 rpm. Butiran kalsium
untuk menghilangkan kontaminan
alginat yang terbentuk difiltrasi
pengotor. Cake bersih diresuspensi
dan dicuci dengan aquades 3 kali
kembali dengan aquades sebanyak
dan disimpan dalam larutan CaCl2
lima kali volume cake sehingga
2 % pada suhu 4 C. Berat kering
diperoleh lumpur baru. Lumpur baru
dari
dipanasi pada suhu 80 °C selama
tersebut ditimbang.
10 menit dan didinginkan kembali
Pembentukan
sampai
Lumpur
Alginat
disentrifugasi
Larutan
suhu
tersebut
kamar.
kemudian
o
o
butiran
kalsium
yang
alginat
EPS-Kalsium
mengandung
pada 9000 rpm selama 20 menit
natrium alginat 3,75% dan EPS
pada
yang
1,25% dititrasi ke dalam larutan
4
°C.
Beningan
diperoleh
dipisahkan,
kemudian
kalsium khlorida 5% pada suhu 4-
beningan
disaring
untuk
7 C sambil diaduk pada 400 rpm
o
menghilangkan sisa pengotor yang
selama
masih terikut sehingga diperoleh
Kalsium Alginat yang terbentuk
larutan EPS. Larutan EPS tersebut
disaring, kemudian dicuci dengan
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
2
jam.
Butiran
EPS-
243
ISBN = 979363167-8
aquades 3 kali. Butiran disimpan
butir dilihat keutuhan fisiknya,
dalam larutan kalsium khlorida 2%
dan
pada 4
o
diameter
diukur
C. Berat kering dan
butirnya.
butiran
Uji
EPS-Kalsium
kembali
Regenerasi
Biosorben
Alginat ditimbang. Berat kering
(Desorbsi Uranium)
EPS sama dengan berat kering
Larutan
Na2CO3
EPS-kalsium
konsentrasi
molar
alginat
dikurangi
berat kering kalsium alginat. d. Percobaan Mengetahui
diameter
pada dan
pH
tertentu yang memberikan hasil
Adsorpsi
untuk
biosorben EPS-kalsium alginat
Kapasitas
Serap
tidak rusak, tetap utuh sesuai
Biosorben
diameternya,
Larutan limbah simulasi uranium
dengan laju 1 ml/menit selama 6
kadar 100 mg/l dengan ekivalen
jam ke dalam kolom adsorpsi
aktivitas 1260 Bq/l pH 7 dialirkan
berdiameter 0,95 cm, tinggi bed
pada laju alir 1 ml/menit ke dalam
8 cm yang berisi 6,2 g biosorben
kolom adsorpsi berdiameter 0,95
EPS-kalsium
alginat
cm, tinggi bed 8 cm yang berisi 6,2
dengan uranium
2+ (UO2 ).
g biosorben EPS-kalsium alginat.
Na2CO3
Cuplikan
uraniumnya untuk menentukan
larutan
yang
telah
diresirkulasikan melewati tumpukan biosorben
diambil
untuk
waktu
dan
dianalisis
kadar
uraniumnya. Dibuat kurva hubungan waktu
operasi
terhadap
jumlah
uranium yang terserap pada debit 1 ml/menit dan pH 7 tersebut.
Uji
Kerusakan
Fisik Biosorben
yang
kadar
HASIL DAN PEMBAHASAN Larutan EPS hasil ekstraksi lumpur aktif mempunyai berat kering 2,7 g/l, sehingga berat 125 mg EPS sama dengan 46,3 ml EPS. Untuk memastikan bahwa
beningan
hasil
sentrifugasi
adanya kandungan polisakarida dan protein dalam beningan. Hasil analisis karakteristik fisika EPS adalah berat
Butiran biosorben EPS-Kalsium alginat
Larutan
adalah EPS maka perlu dipastikan
e. Percobaan Regenerasi (Desorpsi) Pengerjaan
dianalisis
jenuh
presentase pengusiran uranium.
operasi 0, 30, 60, 120, 240, dan 360 menit,
diresirkulasi
sudah
diketahui
ukuran butirnya direndam dalam
kering volatil 1,4 g/L. kandungan
protein
Hasil analisis
dan
karbohidrat
ditunjukkan pada Tabel 1.
larutan Na2CO3 0,05 dan 0,10 M pada pH berturut-turut 2,5 dan 8 selama
6
perendaman,
jam.
Setelah
masing-masing
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
244
ISBN = 979363167-8
Tabel 1. Analisis komposisi EPS Hasil analisis % mg/g 0,147 1,47
Jenis analisis Protein Karbohidra t
0,167 1
terimobilisasi
Metode analisis Kjeldah l Titrasi
1,67 1
adalah
9,623
mg/g.
Pengoperasian kolom dengan adsorben EPS - kalsium alginat menghasilkan data hubungan waktu proses terhadap berat U terserap pada biosorben pada pH 7 laju alir 1 ml/detik ditunjukkan
Pada Tabel 1 terlihat kandungan
pada Gambar 2.
karbohidrat sebesar 0,1671% sehingga konsentrasi
karbohidrat
dalam
EPS
adalah 0,234 g/L (dari 0,167 x 1,4 g/L). Persen karbohidrat dalam EPS sebesar 16,71%
(dari
0,234 x100% ). 1,4
Polisakarida tidak hanya mengandung
Gambar 2. Grafik Penyerapan Uranium
karbohidrat, bila dianggap kandungan
pada Debit 1 ml/menit
polisakarida 5 x kadar karbohidratnya Kation UO2
maka persen polisakarida dalam EPS
dan anak luruhnya
sebesar 83,55%. Nilai tersebut sesuai
akan
dengan kadar polisakarida dalam EPS
pertukaran kation yang telah ada dalam
berdasar referensi sebesar 60-95%.
EPS melalui reaksi-reaksi 1, 2, 3 dan 7.
Konsentrasi
EPS
EPS berasal dari ekstraksi lumpur aktif
berharga 0,206 g/L (dari 0,147 x 1,4 g),
limbah industri makanan, mengandung
maka
EPS
kation dari mineral makanan seperti K ,
0,206 sebesar 15% (dari x100% ). Nilai 1,4
Ca , Na , Mg , dan lain-lain. Kation tersebut dengan mudah diusir dan
tersebut sesuai dengan persen protein
digantikan
dalam
mempunyai
protein
persen
protein
dalam
dalam
terikat
2+
berdasarkan
referensi
+
oleh
tersebut
persamaan 4.
fungsional
karboksilat,
fosfat,
gugus
pembuatan
yang
lebih
besar
selektivitas
pada
UO2
urutan
Berdasarkan grafik pada Gambar
sulfat,
2, terlihat bahwa semakin lama waktu
hidroksil dan aminokarboksilat. Percobaan
2+
ion
selektifitas
sesuai
mengandung
dan
+2
sebesar 1-60%. EPS hasil ekstraksi berarti
biosorpsi
+
+2
EPS
melalui
matriks
proses, berat uranium terserap pada
kalsium alginat menghasilkan kadar
biosorben
berat kering sebesar 24,023 mg/g,
waktu penggunaan adsorben semakin
sedangkan pembuatan EPS - kalsium
lama, hal itu menyebabkan uranium
alginat memberikan kadar berat kering
yang terikat dengan adsorben semakin
sebesar 33,64 mg/g. Berat kering EPS
banyak. Hal ini juga berarti EPS-
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
semakin
besar,
karena
245
ISBN = 979363167-8
Kalsium alginat semakin lama semakin
namun 2+
penambahan
pengikat
ion
jenuh oleh uranium. Setelah operasi
UO2
penyerapan dihentikan, EPS-Kalsium
tidak
alginat yang jenuh dengan uranium
penyerapan pada pH 4 sebesar 661,06
tersebut diganti dengan EPS-Kalsium
mg U/g biosorben masih lebih baik dari
alginat
kapasitas penyerapan pada pH 8 yang
yang
baru,
lalu
kembali
dioperasikan untuk menyerap uranium.
pada muatan negatif tersebut signifikan.
mempunyai
nilai
Hasil
kapasitas
314,94
mg
U/g
Pada Gambar 2 terlihat bahwa pH
biosorben, karena pada pH 4 masih
7 memberikan kapasitas penyerapan
terdapat gaya pendorong pertukaran
ion
2+ UO2
yang terbaik sebesar 881,84
ion dari reaksi (1), (2), (3) dan (7). 2+
mg U/g biosorben dibanding dengan
Pada pH 8 ion UO2
pH 4 dan 8. pH 7 memberikan kondisi
terikat pada gugus fungsional justru
independensi
2+ UO2
ion
tanpa
yang sudah
menjadi lepas.
pengaruh luar untuk pertukaran ion dan diikat secara langsung oleh gugus
Tabel 2. Data Hasil Uji Kerusakan Fisik
fungsional kation dari EPS. Pada pH 7
Butiran Biosorben EPS-Kalsium Alginat
reaksi-reaksi (1), (2), (3) dan (7)
dalam Larutan Peregenerasi Na 2CO3
mempunyai pertukaran
gaya
besar
p
Na2CO3
dibanding pada pH 4 dan 8. Pada pH 4
H
(M)
terdapat
ion
pendorong
yang
kelebihan
larutan
sehingga
kation
pada
protonasi
paling
ion
H
gugus
dalam
fungsional
biomassa
atau
+
mengalami
permukaan
2
selnya
+
tertutupi asosiasi H 3O . Hal tersebut menyebabkan akses ion UO2
2+
ke
5
gugus fungsional terhalangi dan gaya pendorong pertukaran ion dari reaksi
8
(1), (2), (3) dan (7) menurun. Pada pH -
8 terdapat kelebihan ion OH dalam larutan,
yang
akan
menarik
dan
2+
yang
melarutkan kembali ion UO2
Diameter (mm) Tahap I
Tahap II
Seb
Ses
Seb
Sesu
elu
uda
elu
dah
m
h
m
0
4
0
-
-
0,05
4
4
4
4
1
4
0
-
-
0
4
0
-
-
0,05
4
6
6
0
1
4
0
-
-
0
4
0
-
-
0,05
4
0
-
-
1
4
0
-
-
sudah terikat melalui reaksi-reaksi (1), -
(2), (3) dan (7). Ion OH juga akan masuk pada gugus fungsional muatan positif pada aminokarboksilat sehingga muatan
negatifnya
menjadi
kuat,
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
246
ISBN = 979363167-8
Tabel 3. Data Proses Regenerasi
hasil uji kerusakan fisik tersebut maka
Biosorben
larutan Na2CO3 0,05 M pada pH 2
EPS-Kalsium
Alginat
dengan Larutan Na2CO3 0,05 M pada
digunakan
pH 2
peregenerasi biosorben EPS-Kalsium
sebagai
larutan
Alginat. Data hasil proses regenerasi (desorbsi uranium) biosorben EPS-
mg
Persen
Tahap
U/g
Pengerjaan
biosor ben
Regen erasi
kalsium alginat ditunjukkan pada Tabel 3,
terlihat
bahwa
penjenuhan
II
pada
nilai
proses
uranium
yang
terabsorbsi (889,68 mg U/g biosorben)
Penjen
881,8
Tah
uhan
4
ap I
Regen
476,2
erasi
0
biosorben). Hal tersebut dikarenakan
Penjen
889,6
EPS dalam biosorben adalah hasil
uhan
8
Regen
453,7
erasi
4
Tah ap II
berharga lebih besar daripada proses 46 %
penjenuhan
ekstraksi 49 %
I
(881,84
lumpur
aktif
mg
U/g
yang
telah
termuati kation yang terkandung dalam limbah awal, pada saat regenerasi
Rata-rata
47,5 %
tahap I kation tersebut ikut terusir 2+
bersama kation UO2 . Nilai persen Data hasil uji kerusakan fisik butiran
biosorben
dalam
larutan
peregenerasi Na2CO3 ditunjukkan pada Tabel 2, terlihat bahwa larutan 0,05 M dan
pH
2
keadaan
fisik
butiran
biosorben tidak mengalami kerusakan. Pada pH 2 konsentrasi Na 2CO3 0,01 M, dan pH 5 dan 8 konsentrasi Na2CO3 0,05 M dan 0,1 M butiran biosorben rusak, hancur dan terlarut kembali. Pada pH 2 dan konsentrasi Na 2CO3 0,05 M polimer kalsium alginat yang berstruktur molekul sesuai Gambar 1 berada
dalam
larutan
dengan
+
kelebihan H . Kondisi tersebut tidak dapat mengganggu dan mengambil ion Ca
2+
regenerasi tahap I berharga 46 %, nilai tersebut
lebih
kecil
dari
persen
regenerasi tahap II yang berharga 49 %. Persen regenerasi biosorben EPSkalsium alginat yang sesungguhnya adalah dari proses regenerasi tahap II, karena biosorbennya adalah biosorben +
segar hanya terisi ion Na dari proses regenerasi.
Proses
biosorben
regenerasi
EPS-kalsium
alginat
menggunakan larutan Na2CO3 0,05 M dan
pH
regenerasi
2
menghasilkan
hanya
karena ion UO2
2+
sebesar
persen 49
%,
mempunyai berat ion
relatif sangat besar yaitu 270 sehingga sulit terusir dari biosorben.
sehingga tidak ada perubahan
fisik butiran biosorben. Berdasarkan
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
247
ISBN = 979363167-8
KESIMPULAN
tentang
Kapasitas
2+ UO 2
penyerapan
Radioaktivitas
Tingkat
Di
Lingkungan,
Bapeten, Jakarta.
percobaan kontinyu pada biosorben EPS-kalsium alginat 6,2 g pada kolom
Baku
[2]
Microbial
Fry,J.C et all, 1992,
absorbsi dengan larutan uranium 100
Control of Pollution, Cambridge
mg/l, pH 7 dan debit 1 ml/menit adalah
University
881,84 mg/g. Pada pH 7 memberikan
United Kingdom.
kondisi independensi ion UO2
2+
tanpa
[3]
Press:
Ralph J. Fessenden and Joan S. Fessenden,
pengeruh faktor eksternal untuk diikat
Chemistry,
bermuatan negatif dari EPS. Dalam
Grant
larutan peregenerasi Na2CO3 0,05 M
Massachuset, USA.
biosorben sesuai
tidak
rusak,
diameternya
tetap
semula.
[4]
2
Water and
Reuse
Edition),
pH 5 dan 8 konsentrasi Na 2CO3 0,05 M
Company: Singapore [5]
Publisher,
Engineering,
larutan Na2CO3 0,1 M dan pH 2, dan dan 0,10 M biosorben rusak, hancur
Williard
Tchobanoglous, G, et all, 2003,
Treatment
Pada
Edition,
Press/PWS
Waste
utuh
Organic
1982, nd
secara langsung oleh gugus fungsional
pada pH 2 keadaan fisik butiran
Cambridge,
Tom
D.
Mc
(Fourth
Graw-Hill
Reynold,
1982,
Operation
konsentrasi Na2CO3 0,05 M polimer
Environmental Engineering, PWS
kalsium alginat berada dalam larutan
Publishing Company, Boston.
+
mengambil
Ca
2+
dalam
[6]
Yu
Tian,
Bacterial
biosorben
Processes
Unit
dan terlarut kembali. Pada pH 2
dengan kelebihan H , yang tidak dapat
and
Book
2008,
Behavior
Extracellular
in
of
Polymeric
sehingga tidak ada perubahan fisik
Substance from Activated Sludge:
pada biosorben. Proses regenerasi
A Review, International Journal of
biosorben dengan larutan Na 2CO3 0,05
Environment and Pollution, Vol 32,
M dan pH 2 menghasilkan presentase
No. I, Interscience Enterprises Ltd,
regenerasi
China.
hanya
karena ion UO2
2+
sebesar
49
%,
mempunyai berat ion
[7]
Zainus Salimin, 1999, Treatment
relatif sangat besar yaitu 270 sehingga
Processes of Chemical Radioactive
sulit terusir dari biosorben.
Liquid Waste in Serpong Nuclear Facilities, Proceeding of the 7th
DAFTAR RUJUKAN
International
Conference
on
Radioactive Waste Management [1]
Bapeten, 1999, Surat Keputusan Kepala Badan Pengawas Tenaga Nuklir
No.
and Environmental Remediation, Nagoya, Japan.
02/Ka-Bapeten/V-99
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
248
ISBN = 979363167-8
TANYA JAWAB Nama Penanya
:
Dian
Nofiana Nama Pemakalah Pertanyaan
: Zainus :
1.
Bagaimana proses desorpsi/ regenerasi EPS? Apakah sama dengan proses penukaran EPS termobilisasi Ca-aldinat? 2. Bagaimana NaCO3 dapat meregenerasi EPS yang sudah mengandung UO2+? Jawaban : Proses pertukaran ionnya 2RCOONA + UO2+ à (RCOO)2 UO 2 + 2Na+ Selektifitas UO2+ sangat lebih besar dari selektifitas Na+ sehingga Na+ diusir UO2+ Proses regerasinya(RCOO)2UO2+Na2CO3à 2RCOONa + (UO2)CO3 Ion UO2+ pada EPS tertarik CO3-2 dalam
larutan
meninggalkan
ion
sehingga minus,
yang
kemudian diisi kembali oleh Na+
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
249
