Zeolit Alam Sebagai Pendegradasi Pestisida (Permetrin) Secara Ozonolisis

Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013

Pemanfaatan TiO2/Zeolit Alam Sebagai Pendegradasi Pestisida (Permetrin) Secara Ozonolisis Zilfa*, Yulizar Yusuf*, Safni*, Wilda Rahmi* *

Laboratorium Kimia Analisis Terapan Jurusan Kimia FMIPA Universitas Andalas e-mail: [email protected]

Abstrak. Penelitian tentang pemanfaatan TiO2/zeolit alam sebagai pendegradasi pestisida (sipermetrin) telah dilakukan secara ozonolisis. TiO2/zeolit adalah suatu katalis yang merupakan pengembanan TiO2 oleh zeolit. Sipermetrin suatu pestisida termasuk kelompok piretroid merupakan bahan aktif dari Ripcord 5 EC yang digunakan sebagai pembasmi serangga. Ozonolisis yaitu suatu metoda yang digunakan untuk degradasi senyawa organik dengan menggunakan ozon (O3). Peristiwa ozonolisis akan menghasilkan pemutusanpemutusan ikatan suatu senyawa menjadi senyawa sederhana . Hasil degradasi dianalisa dengan Spektrofotometer UV-VIS pada daerah serapan panjang gelombang antara 200-300 nm. Dari hasil degradasi menunjukkan bahwa pengembanan TiO2 oleh zeolit alam adalah (TiO2 : zeolit, 1 : 25 ).. Untuk 20 mg TiO2/ zeolit alam (1 : 25) degradasi sipermetrin 10 mg/L sebanyak 10 ml mencapai 75,5 % selama waktu ozonolisis 60 menit pada panjang gelombang 265, 83 nm. Degradasi dengan 19, 8 mg zeolit pada waktu iradiasi 60 adalah 62,16 % sedangkan degradasi dengan penambahan 0,8 mg TiO2 selama waktu ozonolisis 60 menit mencapai 82,77 %. Kata Kunci. degradasi, sipermetrin, ozonolisis, TiO2/zeolit

PENDAHULUAN Untuk meningkatkan potensi alam Indonesia perlu selalu dilakukan penelitian pemanfatannya secara berkelanjutan . Salah satu hasil alam Indonesia yang sangat potensial adalah zeolit. Zeolit dengan sifatnya yang unik sudah banyak digunakan seperti sebagai bahan penyerap, kesuburan tanah dan sebagai katalis hidrotermal1,2 Zeolit juga dapat diformulasikan untuk membawa bahan-bahan aktif seperti katalis logam. Selanjutnya zeolit yang telah didukung oleh logam lain telah dapat digunakan untuk pengolahan air limbah. Zeolit mordenit-TiO2 dengan adanya oksidan, sinar UV dan sonolisis telah dapat mendegradasi asam salisilat dengan sukses 3,4 . Selain itu zeolit juga dapat digunakan sebagai pengemban katalis diantaranya adalah untuk pengemban TiO2 membentuk TiO2/zeolit. Berarti disini terjadi antaraksi antara zeolit dan TiO2, dimana fungsi dari

TiO2 sebagai pengoksidasi dan zeolit memperluas permukaan TiO2. TiO2 merupakan senyawa yang bersifat semikonduktor dan inert menyebabkan senyawa ini dapat digunakan sebagai katalis. Dari beberapa penelitian didapatkan bahwa TiO2 telah digunakan sebagai katalis dalam degradasi senyawa-senyawa organik seperti zat warna dan pestisida2,3 TiO2/zeolit telah banyak digunakan untuk degradasi senyawa-senyawa organik sehingga menghasilkan senyawa-senyawa sederhana yang tidak berbahaya lagi seperti H2O dan CO2. Metoda degradasi dapat dilakukan yaitu secara sonolisis, fotolisis dan ozonolisis4. Metoda ini dapat dilakukan untuk degradasi senyawa pestisida diantaranya sipermetrin karena sipermetrin ini banyak digunakan oleh petani untuk pembunuh hama4,5 Sipermetrin adalah senyawa kimia yang digunakan sebagai pembunuh serangga dan merupakan bahan aktif dari Ripcord 5 EC6. Pemakaian pestisida yang tidak teratur akan

Semirata 2013 FMIPA Unila |477

Zilfa dkk: Pemanfaatan TiO2/Zeolit Alam Sebagai Pendegradasi Pestisida (Permetrin) Secara Ozonolisis

menghasilkan residu pada tanam-tanaman dan ini akan membahayakan bagi manusia dan mikroorganisme lainnya7. Senyawa ini sangat berbahaya bagi manusia karena merupakan racun yang dapat menyerang sistim saraf, dapat menekan sistim kekebalan tubuh dan dapat menghambat pembentukan anti bodi terhadap penyakit yang diserang oleh mikroba. Untuk itu perlu penelitian yang tepat untuk mennanggulangi residu pestisida ini. Adapun bentuk struktur dari sipermetri adalah (gambar 1 ) 8,9

GAMBAR 1. Struktur Sipermetrin

Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan degradasi pestisida (permetrin) dengan metoda fotolisis menggunakan TiO2/zeolit alam sebagai katalis, hasil degradasi mencapai 73,21 % selama waktu iradiasi 75 menit10,11. Pada penelitian ini dilakukan degradasi sipermetrin menggunakan TiO2/zeolit sebagai katalis secara ozonolisis. Ozonolisis adalah suatu metoda degradasi menggunakan ozon (O3). Ozon ini akan dapat memutuska ikatan antara C=C dan selanjutnya atom C bisa membentuk ikatan lagi dengan O2 membentuk C=O. Ozon dapat mendegradasi residu pestisida. Mekanisme degradasi disebabkan karena adanya radikal OH yang dapat merusak senyawa tersebut. METODE PENELITIAN Alat dan Bahan Alat yang digunakan Reaktor ozon ( bioozon space age sterilizer Natural Health science sdn Bhd Malaysia) Sentrifus 478|Semirata 2013 FMIPA Unila

(Profuge 6 K Mini Centrifuse, Korea) Spektrofotometer UV-VIS . Bahan yang digunakan pestisida Ripcor 5 EC ( bahan aktif sipermetrin), TiO2anatase (Ishihara Sangyo LTD Japan ). Zeolit alam , Acetinitril 96,1 % (Merk), AgNO3, NaCl PROSEDUR PENELITIAN Preparasi TiO2/zeolit Zeolit alam diayak dengan pengayakan ukuran 250 mesh. Kemudian dicuci dengan aquades. Setelah itu dikeringkan dengan oven 100o C. Zeolit yang yelah dioven ditimbang sebanyak 250 mg dan dijenuhkan dengan NaCl 0,1M sambil diaduk selama 5 jam. Hasil penjenuhan ini disaring dan dicuci guna menghilangkan Cl filtratnya di tes dengan AgNO3. Hasil saringan merupakan Na-zeolit didispersikan kedalam aquades dan ditambahkan kedalamnya perlahan-lahan 10 mg TiO2 sambil diaduk selama 5 jam. Campuran ini disaring dan diven pada suhu 100-110oC, setelah kering diayak dengan ayakan 100 mesh. Kemudian dikalsinasi dengan furnace pada suhu 350oC selama 24 jam. Karakterisasi TiO2/zeolit Diambil zeolit, TiO2 dan TiO2/zeolit, lalu dikarakterisasi dengan SEM/EDX Penentuan Serapan Maksimum Permetrin Dibuat sederetan konsentrasi sipermetrin yaitu 5; 7,5 ; 10 ; 12,5 dan 15 mg /L sipermetrin dengan pelarut asetonitril : aquades ( 4:6 ) sebanyak 10 mL. Lalu diukur absorban pada panjang gelombang 200-300 nm. Proses Degradasi Dibuat larutan sipermetrin 10 mg/L sebanyak 10 mL kelam 6 buah erlemeyer 25 mL. Kedalam erlemeyer yang berisi sipermetrin tersebut dimasukkan 19,2 mg zeolit . Kemudian diozonolisis selama variasi waktu 0; 15, 30, 45, dan 60 menit.


Setelah itu disentrifus selama 15 menit. Diambil filratnya dan diukur absorban dengan spektrofotometer UV-VIS. Pada panjang gelombang 200-300 nm. Dibuat larutan sipermetrin 10 mg/L sebanyak 10 mL kelam 6 buah erlemeyer 25 mL. Kedalam erlemeyer yang berisi sipermetrin tersebut dimasukkan 0,8 mg TiO2 . Kemudian diozonolisis selama variasi waktu 0; 15, 30, 45, dan 60 menit. Setelah itu disentrifus selama 15 menit. Diambil filratnya dan diukur absorban dengan spektrofotometer UV-VIS. Pada panjang gelombang 200-300 nm. Dibuat larutan sipermetrin 10 mg/L sebanyak 10 mL kelam 6 buah erlemeyer 25 mL. Kedalam erlemeyer yang berisi sipermetrin tersebut dimasukkan 20 mg TiO2/zeolit . Kemudian diozonolisis selama variasi waktu 0; 15, 30, 45, dan 60 menit. Setelah itu disentrifus selama 15 menit. Diambil filratnya dan diukur absorban dengan spektrofotometer UV-VIS. Pada panjang gelombang 200-300 nm. HASIL DAN PEMBAHASAN Penentuan Spektrum Serapan Sipermetrin Pengukuran spektrum serapan sipermetrin dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis terhadap variasi konsentrasi yaitu ; 5, 7.5, 10, 12.5, 15 mg/L dalam perbandingan pelarut asetonitril : akuabides (6 : 4). Rentang panjang gelombang yang digunakan adalah 240 – 340 nm dan sipermetrin memberikan serapan maksimum pada panjang gelombang 265,83 nm. Hasil spektrum serapan sipermetrin pada beberapa variasi konsentrasi dapat diamati pada Gambar 2. Dari spektrum dapat dilihat bahwa kenaikan konsentrasi berbanding lurus dengan kenaikan absorban separapan dari senyawa sipermetrin. Hal ini juga menunjukkan bahwa terdapat kelinieran dari separan senyawa sipermetrin.

GAMBAR 2 : Spektrum serapan sipermetrin pada panjang gelombang 240 – 340 nm, dimana : a. 15 mg/L b. 12,5 mg/L c. 10 mg/L d. 7,5 mg/L e. 5 mg/L

Pengaruh waktu ozonolisis terhadap degradasi sipermetrin dengan penambahan zeolit Larutan sipermetrin 10 mg/L zebanyak 10 mL yang masing-masingnya telah ditambahkan dengan 19,2 mg zeolit di ozonolisis dengan variasi waktu 15, 30, 45, dan 60 menit. Pengaruh waktu ozonolisis dengan penambahan jumlah Zeolit terhadap degradasi senyawa sipermetrin dapat dilihat pada Gambar 3. Pada Gambar 3 memperlihatkan bahwa semakin lama waktu ozonolisis semakin besar pula persen degradasinya. Tujuan penambahan zeolit ini yaitu untuk membandingkan pengaruh TiO2/Zeolit dengan Zeolit dalam membantu proses degradasi senyawa sipermetrin. Dapat dilihat pada gambar diatas, waktu optimum

GAMBAR 3. Pengaruh waktu ozonolisis dengan penambahan jumlah zeolit terhadap degradasi senyawa sipermetrin



dari penambahan zeolit yaitu pada waktu 45 menit persen degradasinya sebesar 68.25% dan mengalami penurunan di waktu 60 menit, dikarenakan jumlah yang diberikan lebih besar sehingga terjadi kejenuhan larutan yang membuat larutan keruh yang berdampak pada peningkatan absorban.

waktu dan katalis sangat besar terhadap penanggulangan residu pestisida.12. Tujuan penambahan katalis TiO2-anatase ini yaitu untuk membanding kan pengaruh TiO2/Zeolit dengan TiO2-anatase dalam membantu proses degradasi senyawa sipermetrin10,11.

Pengaruh Waktu Ozonolisis Terhadap Degradasi Sipermetrin Dengan Penambahan TiO2-anatase Larutan sipermetrin 10 mg/L yang masing-masing nya telah ditambahkan dengan 0,8 mg TiO2-anatase di ozonolisis dengan variasi waktu 15, 30, 45, dan 60 menit. Pengaruh waktu ozonolisis dengan penambahan jumlah TiO2-anatase terhadap degradasi senyawa sipermetrin dapat dilihat pada Gambar 4. Pada Gambar 4 memperlihatkan bahwa waktu optimum untuk penambahan TiO2anatase ini adalah pada waktu 45 menit yaitu dengan persen degradasinya sebesar 82,77 %. Setelah itu, pada waktu 60 menit mengalami sedikit penurunan yaitu dengan persen degradasinya sebesar 72.70 %. Hal ini disebabkan karena nilai absorban sudah dipengaruhi oleh intermediet-intermediet yang lain yang mempengaruhi atau memperbesar absorban, sehingga mengalami penurunan persen degradasi. Hasil perhitungan beserta data absorban dan persen degradasi sipermetrin setelah didegradasi berdasarkan pengaruh waktu ozonolisis dengan penambahan TiO2anatase menunjukkan bahwa pengaruh

Pengaruh Waktu Ozonolisis Terhadap Degradasi Sipermetrin Dengan Penambahan TiO2/Zeolit Larutan sipermetrin 10 mg/L yang masing-masing nya telah ditambahkan dengan 20 mg TiO2/Zeolit di ozonolisis dengan variasi waktu 15, 30, 45, dan 60 menit. Pengaruh waktu ozonolisis dengan penambahan jumlah TiO2/Zeolit terhadap degradasi senyawa sipermetrin dapat dilihat pada Gambar 5. Pada Gambar 4 memperlihatkan bahwa semakin lama waktu ozonolisis semakin banyak jumlah radikal OH yang berperan dalam mendegradasi senyawa sipermetrin sehinggga pada waktu 45 menit persen degradasinya sebesar 86,45%. Akan tetapi pada menit ke 60 terjadi penurunan persen degradasi. Hal ini disebabkan terjadinya kejenuhan larutan oleh TiO2/Zeolit yang mengakibatkan kenaikan pembacaan absorban dan mengakibatkan penurunan tingkat degradasi. Selain itu bisa juga dipengaruhi oleh intermediet-intermediet lain yang menganggu stabil nya nilai absorban. Hal ini dapat disebut juga dengan sifat scattering. Hasil perhitungan beserta data absorban sipermetrin setelah

GAMBAR 4. Pengaruh waktu ozonolisis dengan penambahan jumlah TiO2-anatase terhadap degradasi senyawa sipermetrin

GAMBAR 5. Pengaruh waktu ozonolisis dengan penambahan jumlah TiO2/zeolit terhadap degradasi senyawa sipermetrin

480|Semirata 2013 FMIPA Unila


didegradasi berdasarkan pengaruh waktu ozonolisis dengan penambahan TiO2/Zeolit menunjukkan bahwa hasil degradasi bertambah besar dengan adanya pensuportan katalis ini. Dalam hal ini dapat dilihat bahwa TiO2 adalah sebagai memperbanyak pembentukan radikal OH sedangkan zeolit adalah sebagai 1,6 peningkatan mineralisasi. . Pengukuran Spektrum Serapan Sipermetrin Setelah Ozonolisis Tujuan dari pengukuran spektrum ini yaitu untuk melihat perbandingan efektivitas ketiga yaitu TiO2/Zeolit, TiO2anatase dan Zeolit terhadap degradasi senyawa sipermetrin dengan menggunakan metoda ozonolisis. Hasil pengukuran spektrum serapan sipermetrin setelah ozonolisis dapat dilihat pada Gambar 6. Dari gambar 6 menunjukkan bahwa yang paling berpengaruh terhadap persen degradasi sipermetrin adalah proses waktu ozonolisis dengan penambahan jumlah TiO2/Zeolit, kemudian dilanjutkan waktu ozonolisis dengan penambahan jumlah TiO2-anatase, waktu ozonolisis dengan penambahan jumlah Zeolit dan terakhir waktu ozonolisis tanpa katalis. Hal ini membuktikan bahwa TiO2/zeolit memiliki efektivitas yang lebih bagus dalam membantu proses degradasi sipermetrin secara ozonolisis dibandingkan dengan TiO2-anatase dan Zeolit12. Dari gambar dapat dilihat persen degradasi meningkat dengan bertambahnya waktu degradasi.

Selain itu, dengan penambahan TiO2/Zeolit selama degradasi berlangsung akan memperbesar persen degradasi dari senyawa sipermetrin, hal ini disebabkan karena dengan penambahan katalis selama proses degradasi akan membantu banyak radikal OH yang nantinya akan membantu dalam proses pendegradasian pada metoda ozonolisis ini KESIMPULAN Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa TiO2/Zeolit dapat digunakan sebagai katalis yang baik dalam proses degradasi sipermetrin secara ozonolisis, begitu juga untuk TiO2-anatase dan zeolit. Degradasi sipermetrin 10 mg/L pada waktu 60 menit tanpa menggunakan katalis adalah 47,33%. Dengan penambahan Zeolit 19,8 mg dan 0,8 mg TiO2-anatase, diperoleh hasil persen degradasi sipermetrin masing-masingnya 62,16% dan 82,77%. Sementara itu, hasil persen degradasi sipermetrin dengan penambahan 20 mg TiO2/Zeolit mencapai 86.45%. Dalam hal ini ternyata bahwa TiO2/Zeolit sebagai katalis memiliki pengaruh lebih besar apabila dibandingkan dengan TiO2-anatase dan zeolit dalam degradasi senyawa sipermetrin. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih penulis tujukan kepada DIKTI yang telah mendanai penelitian ini, yaitu pada Penelitian Hibah Fundamemtal dengan kontrak No. 29/UN.16/PL-FD/2013 DAFTAR PUSTAKA

GAMBAR 6. Spektrum serapan sipermetrin pada waktu optimum

Zilfa Degradasi Senyawa Permetrin dengan Menggunakan TiO2-Anatasi Dan Zeolit Alam Secara Sonolisis Jurnal Riset



Kimia Vol 2,No.2 2009, ISSN: 1978628X, 2009 Fatimah, I. Sugiharto, E. ,Taher, I. , Karmilia, (2006), Titan dioksida terdispersi pada zeolit alam (TiO2/Zeolit) dan aplikasinya untuk fotodegradasi Congo Red. J. Chem, 6, 1, 38-42. Harjit. K. (2005), Zeolite Supported Transision Metal Catalyst to Enhance the Ozonation of Aquoes Phenol A Thesis Summitted in Fulfilment of the Requiretment for the Award of the degree of Master Engineering (Chemical) UTM. Xu, Xian-Win, S. Hui-Xian, W. Dahui , Ozonation With Ultrasonic Echancement o P-Nitrophenol Wastewater. J. Zhejiang . Univ Science B 5: 319-323, 2005 Safni, Maizatisna, Zulfarfarman dan T. Sakai (2007).Degradasi Zat Warna Naphtol blue Black secara Sonolisis Fotolisis dengan Penambahan TiO2Anatase. J. Ris. Kim. 1, (1) Zilfa, Hamzar, S. Safni, Novesar, J. (2010) Degradasi Senyawa Permetrin Secara Fotolisis Dengan TiO2-Anatase Sebagai Katalis, J. Sains Materi Indonesia, 11, ,(2), 107-111, ISSN: 1411-1098 Akreditasi Nomor: 89/AkredLIPI/P2MBI/5/2007 Dusan, M. R. ,Adrian, S. ,(1992), 5t. (4)

482|Semirata 2013 FMIPA Unila

Extoxnet (ETN). 1996. Cypermethrin. Oregon State Universit. Oregon Extonert PIP. Pyrethrins and pyrethroids. Oregon State University. Oregon. Al- Mugraby, I. K. Nazir, K. J. Al-Shuraiqi, T. Y. ( 2003 ), Efec of pH Of Form The King Abdallah Canal In Jordan on the stability of cypermethrin, accepted Departemen of Plant Protection, App. Catalyst 3, 2, 135-141. Adianto, H. (2002), Analisis Residu pestisida metiadation dalam tomat dengan cara kromatografi gas detector FPD. Thesis. Departemen Farmasi ITB, Indonesia Zilfa, Hamzar, S. Novesar, J , Degradation of Permethryin by using TiO2/natural zeolit as catalyst in photolysis, Proceeding The 2nd International Seminar on Chemistry , UNPAD 2011 Arsac, F. Bianchi, D. ,Chovelen, M. J. ,Concen, P. , (2007), Photocatalytic Degradation of Organic Pollutants in Water and in air. An Analytical Approach, 43, 52-56 Safni, Z. Zuki C. Haryati, Maizatisna.(2008 c) Degradasi Zat Warna Alizarin S secara Sonolisis dan Fotolisis dengan penambahan TiO2-Anatase . j. Pilar. 7 (1), 31-36,

Zeolit Alam Sebagai Pendegradasi Pestisida (Permetrin) Secara Ozonolisis

Recommend Documents