PENENTUAN KANDUNGAN UNSUR KROM DENGAN METODE ANALISIS PENGAKTIFAN NEUTRON DAN PEMANFAATAN KULIT BATANG JAMBU BIJI ( PSIDIUM GUAJAVA ) UNTUK ADSORPSI KROM PADA LIMBAH Haryati* *Program Studi S1 Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat Banjarbaru
ABSTRACT
One indust industria riall activ activity ity besid besides es the the texti textile le indust industry ry aims aims to improv improvee welfare, it also produces waste as an environmental pollutant, namely chrome elements, therefore it is necessary to determine levels of chromium in the waste by using Neutron Activation Activation Analysis method. Samples taken in the form of sediment samples and liquid samples. Then irradiated irradiated with a neutron source. The results of quali qualitat tative ive analy analysis sis shows shows that that the sampl samplee contai contains ns eleme element ntss of chrom chromium ium.. Quantitative elements of chromium levels in the sediment samples of 491.67 ppm and the the sampl samplee of 0.011 0.011 ppm fluid fluids. s. Before Before the waste waste disch discharg arged ed into into the the environm environment ent first first performe performed d pemisahk pemisahkan an chromium chromium from industri industrial al waste waste by using the method of using bark biosorpsi guava (Psidium guajava) as adsorbent. Ran Range ge of cont contac actt time time whic which h is used used as benc benchm hmar arkk data data retr retrie ieva vall fina final l concentration of chromium metal ions is every 15 minutes. PH variations were chosen based on three main conditions of solution, ie acidic, neutral, and base, where variation is commonly used at pH 2, 7, and 10. However, guava bark can absorb up to 99% more than chromium metal ions at pH 2, The adsorption process is also influenced by the increase in temperature. Keywords: Chromium, APN, irradiation, Biosorpsi and Adsorption
ABSTRAK
Kegiatan industri salah satunya industri tekstil disamping bertujuan untuk untuk meningka meningkatkan tkan kesejaht kesejahteraa eraan, n, ternyata ternyata juga menghasi menghasilkan lkan limbah limbah sebag sebagai ai pence pencemar mar lingk lingkung ungan an,, yaitu yaitu unsur unsur krom, krom, oleh oleh karen karena a itu perlu perlu ditentu ditentukan kan kadar krom dalam dalam dalam limbah limbah dengan dengan menggunakan menggunakan metode metode Analisis Pengaktifan Pengaktifan Neutron. Sampel yang diambil berupa sample endapan dan sample cair. Kemudian diiradiasi diiradiasi dengan suatu sumber neutron. Hasil analisis kualitatif kualitatif menunjukkan menunjukkan bahwa sample mengandung mengandung unsure krom. Secara kuantitatif kuantitatif kadar kadar unsure unsure krom krom pada pada sample endapan sebesar 491,67 ppm ppm dan pada sample cairan sebesar 0,011 ppm. Sebelum Sebelum limbah limbah dibuang dibuang ke lingkun lingkungan gan terlebih terlebih dahulu dahulu
dilakuk dilakukan an pemisahk pemisahkan an krom dari limbah limbah industri industri yakni yakni dengan dengan menggunakan menggunakan metode metode bioso biosorps rpsii menggu menggunak nakan an kulit kulit batang batang jambu jambu biji biji (Psid (Psidium ium guaja guajava) va) sebagai adsorben. Rentang waktu kontak yang dijadikan patokan pengambilan data konsentrasi akhir ion logam krom adalah setiap 15 menit sekali. Variasi pH yang dipilih berdasarkan tiga kondisi utama larutan, yakni asam, netral, dan basa, dimana variasi yang biasa digunakan adalah pada pH 2, 7, dan 10. Namun kulit batang jambu biji dapat menyerap hingga lebih dari 99% ion logam krom pad pada a pH 2, Sela Selain in itu itu pros proses es adso adsorp rpsi si juga juga dipe dipeng ngar aruh uhii oleh oleh kena kenaik ikan an temperature. Kata kunci: Kromium, APN, Iradiasi, Biosorpsi dan Adsorpsi
PENDAHULUAN Latar Belakang
Air merupakan sumber daya alam yang sangat diperlukan oleh manusia, bahkan bahkan semua makhluk hidup, hidup, dalam kebutuhan dan kelangsung kelangsungan an hidupnya. hidupnya. Manusia memerlukan air untuk berbagai keperluan dalam kehidupannya. Air yang bersih adalah merupakan syarat penting yang dibutuhkan manusia dan makhluk hidup lainnya agar air tersebut dapat dimanfaatkan secara optimal untuk keperluan kehidupan. kehidupan. Oleh karena itu, sangatlah sangatlah penting penting bagi kita untuk menjaga menjaga kuantitas kuantitas dan kualitas dari air tersebut . Agar air dapat tetap bermanfaat bagi kehidupan manusia serta makhluk hidup lainnya. Akan tetapi, oleh berbagai macam kegiatan manusia sehari-hari, kuantitas dan kualitas air mengalami penurunan. Saat ini, perm permas asal alah ahan an ling lingku kung ngan an yang yang perlu perlu dipe diperh rhat atik ikan an adal adalah ah perm permas asala alaha han n pencemaran sumber-sumber air, seperti air permukaan dan air tanah oleh berbagai maca macam m akti aktivi vita tass manu manusi siaa Sala Salah h satu satu loga logam m ber berat at yan yang g mer merup upak akan an sum sumbe ber r polusi polusi dan perlu dihilangka dihilangkan n dalam perairan perairan adalah logam kromium kromium (Cr). Kegiatan Kegiatan industri industri disamping disamping bertujuan bertujuan untuk meningkatk meningkatkan an kesejahteraan kesejahteraan,, ternyata juga menghasilkan limbah sebagai pencemar lingkungan. Salah satu industri yang menghasilkan kromium dalam air limbah adalah industri tekstil. merupa merupakan kan salah salah satu satu logam logam berat. berat. Apabil Apabilaa limb limbah ah indust industri ri teksti tekstill yang yang mengandun mengandung g krom dibuang dibuang langsung langsung ke dalam lingkunga lingkungan n tanpa melalui pengolahan pengolahan lebih dahulu, dahulu, berakibat berakibat menambah menambah jumlah jumlah ion logam pada air lingkungan. Air lingkungan yang berlebihan jumlah ion logam pada umumnya tidak dapat dikonsumsi sebagai air minum. Kandungan krom dalam air dapat menimbulkan efek kesehatan bagi manusia. Menurut Surat keputusan Menteri Negara Negara Kependudu Kependudukan kan dan Lingkungan Lingkungan Hidup, Hidup, baku mutu limbah limbah yang boleh boleh dialirkan dialirkan ke air permukaan permukaan untuk Cr(VI) sebesar sebesar 0,05-1 0,05-1 mg/L dan untuk untuk Cr (total) (total) sebesar sebesar 0,1-2 mg/L (Anderson, (Anderson, 1997). Oleh karena itu kandun kandungan gan logam logam berat berat khusu khususny snyaa Cr dalam dalam limbah limbah indust industri ri yang yang melebi melebihi hi ambang ambang batas harus diminimalkan diminimalkan sebelum sebelum dibuang ke lingkungan. lingkungan. Salah satu cara analisis analisis untuk menentukan kadar kualitatif dan kuantitatif unsur-unsur yang terkandung dalam limbah industri, adalah Analisis Pengaktifan Neutron (APN) yan diterapkan untuk penentuan berbagai jenis unsur. Metode APN merupakan
suatu metode analisis yang memanfaatkan prinsip reaksi pengaktifan inti suatu unsur unsur dengan dengan neutro neutron. n. Keungg Keunggula ulan n metode metode APN adalah adalah hasil hasil analis analisis is tidak tidak dipengaruhi oleh unsur-unsur dalam senyawa kimia karena menggunakan hasil reaksi inti. Permasalahan Permasalahan mendasar mendasar ini adalah bertujuan bertujuan mendeteksi mendeteksi dan menentukan kadar unsur krom yang terkandung dalam limbah tekstil. Pengelolaan limbah yang mengandung unsur unsur krom Salah satunya dengan memisa memisahka hkan n krom krom dari dari limbah limbah indust industri ri yakni yakni dengan dengan menggu menggunak nakan an metode metode biosorpsi. Proses biosorpsi, yaitu proses dimana padatan yang berasal dari bahan alam digunakan digunakan untuk mengikat mengikat logam berat krom. krom. Bahan alam yang digunakan digunakan berasa berasall dari dari kulit kulit batang batang tanama tanaman n jambu jambu biji biji (Psidi (Psidium um guajav guajava). a). Jambu Jambu biji biji meng mengan andu dung ng tanni tannin, n, yang yang meni menimb mbul ulka kan n rasa rasa sepa sepatt pada pada buah buah teta tetapi pi juga juga berfungsi memperlancar sistem pencernaan, sirkulasi darah, dan berguna untuk menyer menyerang ang virus. virus. Zat tannin tannin ini merupa merupakan kan zat yang yang menyeb menyebaka akan n jambu jambu biji biji memiliki kemampuan penyerapan. Diketahui bahwa adanya ikatan karbonil pada zat tannin tannin menjad menjadika ikanny nnyaa moleku molekull yang yang mudah mudah terprot terprotona onasi si atau atau bermua bermuatan tan posit positif if sehing sehingga ga dapat dapat menari menarik k atau atau menyer menyerap ap anion anion krom krom yang yang bermua bermuatan tan negatif. Cara ini merupakan metode yang sangat menjanjikan untuk mengolah buangan industri, terutama karena harganya yang murah dan memiliki kapasitas penye penyerap rapan an yang yang tinggi tinggi.Da .Dan n dengan dengan memanf memanfaat aatkan kan materia materiall adsorb adsorben en yang yang mudah diperoleh dari tanaman.
Batasan Masalah
Berd Berdas asark arkan an latar latar belak belakan ang g masa masala lah h diat diatas as,, maka maka dapa dapatt dibe diberik rikan an perumusan masalah tentang bagaimana penentuan kadar krom pada limbah tekstil dengan metode analis pengaktifan Neutron (APN) dan pengelolaannya dengan metod metodee biosor biosorpsi psi memanf memanfaatk aatkan an kulit kulit batang batang tanama tanaman n jambu jambu biji biji (Psidi (Psidium um guajava) sebagai adsorben.
Tujuan
Berd Berdas asark arkan an latar latar belak belakan ang g masa masala lah h diat diatas as,, maka maka dapa dapatt dibe diberik rikan an perumusan masalah tentang bagaimana penentuan kadar krom pada limbah tekstil dengan metode analis pengaktifan Neutron (APN) dan pengelolaannya dengan metod metodee biosor biosorpsi psi memanf memanfaatk aatkan an kulit kulit batang batang tanama tanaman n jambu jambu biji biji (Psidi (Psidium um guajava) sebagai adsorben.
Metode Penulisan
Dalam pembuatan penulisan ini,metode yang digunakan adalah metode kepustakaan, yaitu dengan mengumpulkan data-data dari literature-literatur dan
jurnal penelitian yang bersangkutan dengan kandungan krom pada air limbah dan cara pengelolaan air limbah tersebut. Selain itu pengumpulan data juga didapat dari pencarian informasi-informasi dari internet.
TINJAUAN PUSTAKA Pencemaran Pencemaran Air
Penc Pencem emara aran n air air adal adalah ah suat suatu u peru peruba baha han n kead keadaa aan n di suat suatu u temp tempat at penampun penampungan gan air seperti seperti danau, danau, sungai, sungai, lautan dan air tanah tanah akibat aktivitas aktivitas manusia. Walaupun fenomena alam seperti gunung berapi, berapi , badai, badai, gempa bumi dll juga mengakibatkan perubahan yang besar terhadap kualitas air, hal ini tidak dianggap sebagai pencemaran. Pencemaran air dapat disebabkan oleh berbagai hal dan memiliki karakteristik yang berbeda-beda. - Meni Mening ngka katn tnya ya kand kandun unga gan n nutrien dapat mengarah pada eutrofikasi Sampah orga rganik seperti air combera eran ( sewage menyebabk abkan an sewage) menyeb penin peningka gkatan tan kebutu kebutuhan han oksig oksigen en pada pada air yang yang menerim menerimany anyaa yang yang mengarah pada berkurangnya oksigen yang dapat berdampak parah terhadap seluruh ekosistem. - Indust Industri ri membuan membuang g berbaga berbagaii macam poluta polutan n ke dalam air limbah limbahnya nya seperti logam berat, berat, toksin organik, minyak , nutrien dan padatan. Air limbah limbah tersebut tersebut memiliki efek termal, termal, terutama terutama yang dikeluarkan dikeluarkan oleh pembangk pembangkit it listrik listrik , yang dapat juga mengurangi oksigen dalam air. (Anonim,2010)
Logam Berat
Logam berat adalah unsur-unsur kimia dengan bobot jenis lebih besar dari 5 gr/cm3, terletak di sudut kanan bawah sistem periodik, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap unsur S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 92 dari perioda 4 sampai 7 (De,2009) Dalam kimia, kimia, sebuah logam ( bahasa Yunani: Yunani: Metallon ) adalah sebuah unsur kimia yang siap membentuk ion (kation) (kation) dan memiliki memiliki ikatan logam, logam, dan kadangkala dikatakan bahwa ia mirip dengan kation di awan elektron. Logam berat (heavy metal ) adalah logam dengan massa jenis lima atau lebih, dengan nomo nomorr atom atom 22 samp sampai ai deng dengan an 92. 92. Loga Logam m berat berat dian diangg ggap ap berb berbah ahay ayaa bagi bagi keseha kesehatan tan bila bila teraku terakumul mulasi asi secara secara berleb berlebiha ihan n di dalam dalam tubuh. tubuh. Beberap Beberapaa di antaranya bersifat membangkitkan kanker (karsinogen). Demikian pula dengan bah bahan an pang pangan an deng dengan an kand kandun unga gan n loga logam m berat berat ting tinggi gi dian diangg ggap ap tida tidak k laya layak k 2 konsumsi (Anonim , 2010) Logam berat tidak dapat dihilangkan tetapi hanya dapat didegradasi yang semula berbahaya menjadi tidak berbahaya. Logam berat dapat diubah menjad menjadii tidak tidak berbah berbahaya aya dengan dengan memodi memodifik fikasi asi karakt karakteris eristik tik kimia kimia dan fisikanya. fisikanya. Terdapat Terdapat dua jenis kromium kromium (Cr) di dalam tanah yaitu Cr(III)
dalam bentuk bentuk Cr3+ dan Cr(VI) dalam bentuk bentuk (CrO¬4)2(CrO¬4)2- yang mempunyai mempunyai pH di atas enam dan (Cr2O7)2- dengan Cr(III) [5] (Sandy,2009). Kromium
Kromium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cr dan nomor atom 24. Kromium merupakan logam tahan korosi (tahan karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat. Dengan sifat ini, kromium (krom) banyak digunakan sebagai pelapis pada ornamen-ornamen bangunan, komponen kendaraan, seperti knalpot pada sepeda motor, maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas, emas yang dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih. Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat (Anonim3,2010) Kromium adalah logam non-esensial yang sangat toksik (beracun) bagi mikroorganisme dan tanaman. Karena penggunaannya yang luas dalam industri, kromium (Cr) telah menjadi polutan yang serius dalam setting lingkungan yang beragam. Bentuk heksavalen dari logam ini, Cr(VI), dianggap sebagai spesies yang lebih bersifat toksik dibanding bentuk Cr(III) yang kurang dapat berpindah pinda pindah h dan relati relatiff tidak tidak berbah berbahaya aya.. Kebera Keberadaa daan n Cr dalam dalam lingku lingkunga ngan n akan akan menyeb menyebabk abkan an kemusn kemusnaha ahan n kecual kecualii untuk untuk varian varian mikrob mikrobaa dan tanama tanaman n yang yang mampu mentolerir mentolerir kadar senyawa Cr yang tiggi. Mekanisme Mekanisme resistensiresistensi-Cr Cr yang beragam beragam ditunjukk ditunjukkan an oleh mikroorgan mikroorganisme, isme, dan kemungkina kemungkinan n oleh tanaman, tanaman, termasuk termasuk biosorpsi, biosorpsi, akumulasi akumulasi berkurang, berkurang, presipitasi, presipitasi, reduksi reduksi Cr(VI) menjadi menjadi Cr(III) Cr(III),, dan efluks efluks kromat kromat.. Bebera Beberapa pa dari dari sistem sistem ini telah telah diusul diusulkan kan sebaga sebagaii sarana bioteknologi yang potensial untuk mengatasi polusi Cr (Masdin, 2010). Analisis Pengaktifan Neutron
Analisis Aktivasi Neutron (AAN) adalah salah satu teknik nuklir yang digunakan digunakan untuk mengkuantifikas mengkuantifikasii unsur-uns unsur-unsur ur kimia yang terkandung terkandung dalam suatu materi. Teknik ini didasarkan pada reaksi penangkapan neutron termal oleh inti atom yang terkandung dalam materi uji. Reaksi inti ini berlangsung di fasiltas iradiasi yang menyediakan sumber neutron. Hasil interaksi tersebut menghasilkan spesi atom baru yang kelebihan satu buah neutron dan dalam keadaan tidak stabil. Untuk mencapai ke keadaan stabil, spesi tidak stabil tersebut melepaskan partikel beta beta yang yang umum umumny nyaa diik diikut utii oleh oleh emis emisii sina sinarr gamm gamma. a. Sina Sinarr gamm gammaa yang yang diemisikan adalah bersifat khas untuk setiap radionuklida, dan umumnya akan memben membentuk tuk suatu suatu spektr spektrum um yang yang disebu disebutt sebaga sebagaii spektr spektrum um gamma. gamma.Den Dengan gan menggu menggunak nakan an detekt detektor or HPGe HPGe resolu resolusi si tinggi tinggi,, spekt spektrum rum yang yang terbent terbentuk uk dapat dapat dipilah dan radionuklida yang terkandung dalam materi dapat diidentifikasi dan selanjutnya dikuantifikasi ( ikhsan Adityo,2009). Prinsip Prinsip dasar dari metode metode pengaktifan pengaktifan neutron neutron adalah terjadinya terjadinya radioaktivitas imbas jika suatu sampel ditembak dengan neutron. Dalam APN sampel sampel yang akan dianalisis dianalisis diiradiasi diiradiasi dengan dengan suatu sumber sumber neutron. neutron. Inti atom atom unsurunsur-uns unsur ur yang yang terdapa terdapatt di dalam sampe sampell akan menang menangkap kap neutr neutron on sehing sehingga ga beruba berubah h sifat sifat menjad menjadii radioa radioakti ktif. f. Unsur Unsur radioa radioakti ktiff tersebu tersebutt selanjutnya akan meluruh disertai dengan pemancaran sinar radioaktif. Sinarγ yang dipancarkan dipancarkan oleh berbagai berbagai unsur unsur dalam sampel sampel dapat dianalisis dianalisis
dengan menggunakan spektrometri gamma karena setiap unsur dalam sampel memancarkan sinar-γ dengan karakteristik tersendiri (Nina, 2007) Reaktor Nuklir
Reaktor Reaktor nuklir nuklir adalah tempat/perangkat tempat/perangkat dimana reaksi reaksi nuklir nuklir berant berantai ai dibuat, diatur dan dijaga kesinambungannya pada laju yang tetap (berlawanan dengan bom nuklir , dimana reaksi berantai terjadi pada orde pecahan detik, reaksi ini tidak tidak terkont terkontrol rol).R ).Reak eaktor tor nuklir nuklir diguna digunakan kan untuk untuk banyak banyak tujuan tujuan.. Saat Saat ini, ini, reaktor reaktor nuklir nuklir paling banyak digunakan digunakan untuk membangkit membangkitkan kan listrik. listrik. Reaktor penelitian digunakan untuk pembuatan radioisotop (isotop radioaktif) dan untuk penel penelitia itian. n. Awalny Awalnya, a, reakto reaktorr nukli nuklirr pertam pertamaa diguna digunakan kan untuk untuk mempro memproduk duksi si plutonium sebagai bahan senjata nuklir (Anonim, nuklir (Anonim, 2010). Reaktor nuklir merupakan alat tempat terjadinya reaksi berantai yang berhubun berhubungan gan dengan dengan fisi nuklir nuklir yang terkendali. terkendali. Reaktor Reaktor sesuai tujuannya tujuannya dapat dibedakan dibedakan menjadi menjadi dua yaitu reaktor reaktor riset dan reaktor reaktor daya. Reaktor Reaktor riset digunakan digunakan untuk berbagai berbagai penelitian penelitian di bidang bidang aplikasi aplikasi teknik teknik nuklir, nuklir, dalam hal ini reaksi nuklir nuklir dipakai sebagai sumber neutron, dan pada umumnya daya daya reaktor reaktornya nya rendah rendah (100 (100 kW- 30 MW). Reakto Reaktorr daya daya dengan dengan daya daya reaktor tinggi umumnya umumnya di atas 1000 MW (Nina,2007). Radioaktivitas
Radioaktiv Radioaktivitas itas adalah gejala gejala perubahan perubahan keadaan keadaan inti atom secara spontan disertai radiasi berupa zarah dan atau gelombang elektromagnetik. Perubahan dalam inti atom tentu saja membawa perubahan dari satu unsur menjadi unsur yang lain. Peristiwa perubahan inti menjadi inti atom yang lain ini disebut disebut peluruhan peluruhan radioaktif. radioaktif. Laju peluruhan peluruhan inti radioaktif radioaktif disebut disebut akti aktiv vitas itas (Nin (Nina, a, 2007 2007). ). Radi Radio oakti aktivi vita tass adal adalah ah kema kemamp mpua uan n inti inti ato atom yan yang tak-stabil tak-stabil untuk memancarkan radiasi dan berubah berubah menjadi menjadi inti stabil. Proses per perub ubah ahan an ini ini dise disebu butt pelu peluru ruha han n dan dan inti inti atom atom yang yang taktak-st stab abil il dise disebu butt radionuklida. Materi yang mengandung radi adionuklida disebut z at radioaktif.Peluruhan ialah perubahan inti atom yang tak-stabil menjadi inti atom yang lain, atau berubahny berubahnyaa suatu unsur unsur radioaktif radioaktif menjadi menjadi unsur unsur yang lain (Anonim, 2010). Spektrometri Spektrometri Gamma
Spektromet Spektrometri ri gamma didefinisi didefinisikan kan sebagai sebagai suatu metode metode pengukura pengukuran n dan identifikas identifikasii unsur-uns unsur-unsur ur radioaktif radioaktif di dalam suatu sampel sampel dengan dengan jalan mengamati mengamati spektrum spektrum karakteristi karakteristik k yang ditimbulk ditimbulkan an oleh interaksi interaksi sinar-γ sinar-γ yang dipancarkan zat radioaktif tersebut dengan detector (Nina, 2007) Spektrometer Gamma merupakan alat analisis yang digunakan untuk identifikasi radionuklida dengan cara mengamati spektrum karakteristik yang ditimbulkan oleh interaksi radiasi dengan materi detektor. Pada Spektrometer Gamma ini detektor detektor yang digunakan digunakan adalah detektor detektor HPGe. Selanjutnya Selanjutnya diamati diamati besarnya besarnya intensitas intensitas radiasi radiasi (cacahan (cacahan radiasi) radiasi) dan resolusi resolusi yang dihasilkan sesuai dengan puncak energi yang telah ditentukan (Noviarty, 2008).
Biosorpsi
Bios Biosor orps psii adal adalah ah suat suatu u pros proses es dima dimana na mate materi rial al pada padatt baha bahan n alam alam digunakan untuk mengadsorb logam berat yang yang terlarut dalam larutan. Motode ini sangat menjanjikan dalam mengolah buangan industri yang mengandung logam berbahaya dan memberikan kapasitas penyerapan yang tinggi (Sutrasno,2009). Adsorpsi Adsorpsi atau penjerapan penjerapan adalah suatu proses yang terjadi ketika ketika suatu fluida, fluida, cairan maupun gas, terikat kepada suatu padatan suatu padatan atau cairan (zat penjerap, adsorben) dan akhirnya membentuk suatu lapisan tipis atau film (zat terjerap, adsorb adsorbat) at) pada pada permuk permukaan aannya nya.. Berbed Berbedaa dengan dengan absorpsi yang yang merup merupaka akan n pen penye yera rapa pan n flui fluida da oleh oleh flui fluida da lain lainny nyaa deng dengan an memb memben entu tuk k suat suatu u larutan (Anonim,2010). Jambu Biji (Psidium Guajava)
Jambu biji berasal dari Amerika Tropik, tumbuh pada tanah yang gembur maupun liat, pada tempat terbuka dan mengandung air yang cukup banyak. Pohon ini banyak ditanam sebagai pohon buah-buahan. Namun sering tumbuh liar dan dapat ditemukan pada ketinggian 1-1200 m dpl. Jambu biji berbuah sepanjang tahun (Rara,2009). Kand Kandun unga gan n kimi kimiaa buah buah,, daun daun dan kuli kulitt bata batang ng pohon pohon jamb jambu u biji biji mengandung tanin, sedang pada bunganya tidak banyak mengandung tanin. Daun jambu biji juga mengandung zat lain kecuali tanin, seperti minyak atsiri, asam ursolat, asam psidiolat, asam kratogolat, asam oleanolat, asam guajaverin dan vitamin. Kandungan buah jambu biji (100 gr) - Kalori 49 kal - Vitamin A 25 SI Vitamin B1 0,02 mg - Vitamin C 87 mg - Kalsium 14 mg - Hidrat Arang 12,2 gram - Fosfor 28 mg - Besi 1,1 mg - Protein 0,9 mg - Lemak 0,3 gram - Air 86 gram (Anonim,2005) Jambu biji mengandung tannin, yang menimbulkan rasa sepat pada buah tetapi tetapi juga juga berfun berfungsi gsi memper memperlan lancar car sistem sistem pencern pencernaan aan,, sirkul sirkulasi asi darah, darah, dan berguna untuk menyerang virus. Zat tannin ini merupakan zat yang menyebakan jambu jambu biji memiliki kemampuan kemampuan penyerapan. penyerapan. Diketahui Diketahui bahwa adanya ikatan karbonil pada zat tannin menjadikannya molekul yang mudah terprotonasi atau bermu bermuata atan n posit positif if sehing sehingga ga dapat dapat menari menarik k atau atau menyer menyerap ap anion anion krom krom yang yang bermuatan negative (Sutrasno,2009).
METODE PENELITIAN Metode penelitian untuk menentukan kadar krom dalam limbah
Spesifikasi alat yang digunakan : -1. Fasilitas Iradiasi Reaktor Kartini Lazy Susan, fluks neutron 1×1011n cm-2d 1, daya 100 kW dan kapasitas 40 kapsul untuk mengiradiasi neutron. 2. Seperangkat sistem cacah spektrometer-γ yang berfungsi sebagai alat pencacah terdiri dari detektor HPGe ( CANBERRA) tipe Coaxial seri
GC 1018 1018 untuk untuk mendeteksi sinar-γ, pre amplifier amplifier (CANBERRA) seri 2000 C untuk membentuk pulsa baru, amplifier (ORTEC) (ORTEC) seri 572 sebagai penguat, sumber tegangan tinggi (HV) ( HV) dengan tegangan 3 kV (ORTEC) seri 495, cryostat (CANBERRA) seri 75000, penganalisis salur ganda (MCA) modelAccu Spec/Aor/D dan Accu Spec/B, dan komputer dengan sistem operasi DOS untuk menampilkan spektrum dari unsur radioaktif. Bahan Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Limbah tekstil, baik dalam sampel endapan maupun cairan. 2. Sumber-γ yang digunakan sebagai sumber standar adalah Eu-152 untuk kalibrasi energi dan efisiensi. 3. Material standar endapan dengan kandungan Cr 3%. 4. Material standar cairan dengan kandungan Cr 20 ppm, Cd 20 ppm, Co 10 ppm, Zn 20 ppm, As 5 ppm, Sc 5 ppm. Preparasi Sampel Preparasi merupakan suatu proses persiapan sampel sebelum diiradiasi. Sampel endapan yang diambil sebanyak 1 kg itu dibersihkan terlebih dahulu kemudian diberi H2O2 yang berfungsi sebagai asam kuat kemudian diaduk dan dikeringkan dalam furnace yang bersuhu 500°C selama 6 jam. Setelah itu, sampel ditumbuk, diayak menggunakan ayakan 100 mesh dan ditimbang sebesar sebesar 0,5 gram untuk untuk dimasukkan dimasukkan ke 4 vial. Masing-masi Masing-masing ng sampel sampel dimasukkan ke dalam plastik klip kecil dan diberi label. Setelah itu, semua sampel dimasukkan ke dalam masing-masing kelongsong kemudian diisolasi dan diberi tanda supaya supaya mudah mudah mengident mengidentifikasi ifikasi kelongson kelongsong g satu dengan dengan lainnya. lainnya. Sampel Sampel cairan yang diambil diambil dengan dengan volume volume 1L disaring disaring dengan dengan kertas kemudian dimasukkan dalam labu ukur. Sebelum dipekatkan sampel diberi diberi HNO3 sebanyak sebanyak 5 mL sebagai sebagai asam kuat. HNO3 tersebut tersebut berfungsi berfungsi untuk merusak ikatan dengan senyawa organik dan untuk melarutkan logam. Kemudian sampel dipanaskan di atas kompor hingga volumenya menjadi 100 mL. Sampel dimasukkan ke 4 vial dengan dengan volume 1mL. Masing-masing sampel dimasukkan ke dalam plastik klip kecil dan diberi label. Setelah itu, sampel dimasukkan ke dalam masing-masing kelongsong kemudian diisolasi dengan rapat. Prosedur Iradiasi Kelongsong yang berisi sampel diiradiasi dalam fasilitas iradiasi Lazy Susan Reaktor Kartini yang beroperasi pada 100 kW selama 6 jam. Setelah Reakto Reaktorr shut shut down down sampel sampel maupun maupun standa standarr yang yang dimasu dimasukka kkan n ke dalam dalam kelongsong kelongsong segera dikeluarkan dikeluarkan dari teras reaktor reaktor dan didinginka didinginkan n selama beberapa hari tergantung dari unsur yang akan dianalisis atau waktu paruhnya. Dalam hal ini radionuklid radionuklidaa misalnya misalnya krom waktu paruhnya paruhnya adalah 27,7 hari. Pada penelitian ini sampel endapan yang dimasukkan ke dalam kelongsong didinginka didinginkan n selama selama 10 hari, sedangkan sedangkan untuk sampel sampel cairan didinginka didinginkan n
selama 12 hari untuk menurunkan aktivitas unsur- unsur yang mempunyai waktu paruh sedikit sehingga aktivitas unsur krom kelihatan (Nina,dkk,2007). Metode penelitian untuk mengadsorbsi unsur krom dari larutan
Pada Pada penelit penelitian ian ini, ini, proses proses adsorb adsorbsi si ion logam logam krom krom akan akan dilaku dilakukan kan melalui proses biosorpsi, yaitu proses dimana padatan yang berasal dari bahan alam alam digu diguna naka kan n untu untuk k meng mengik ikat at loga logam m bera beratt krom krom.. Baha Bahan n alam alam yang yang akan akan diguna digunakan kan dalam dalam peneli penelitian tian ini berasa berasall dari dari kulit kulit batang batang tanama tanaman n jambu jambu biji biji (Psidium (Psidium guajava). guajava). Eksperimen Eksperimen yang yang dilakukan dilakukan dibagi dibagi menjadi menjadi empat bagian besar, yaitu preparasi biosorben, uji kinetika adsorpsi, uji pengaruh temperatur, dan uji adsorpsi isotermis logam krom oleh biosorben dari larutan krom. Prepar Preparasi asi biosor biosorben ben yang yang berasa berasall dari dari kulit kulit batang batang jambu jambu biji biji dimula dimulaii deng dengan an meng mengha halu lusk skan an kuli kulitt bata batang ng jamb jambu u ters terseb ebut ut meng menggu guna naka kan n blen blende der. r. Biomaterial ini kemudian dicuci, dikeringkan oleh matahari selama 5 hari. Setelah kering, material akan dimasukan kedalam kotak kedap udara yang tertutup rapat. Semua material ini akan digunakan langsung untuk proses biosorpsi tanpa adanya perlakuan awal. Uji kinetika adsorpsi ion logam krom oleh biosorben dilakukan di dalam beaker glass pada temperatur ruang (25°C) menggunakan pengaduk pada 70 rpm. Eksperimen ini akan dilakukan pada pH 2, 7 dan 10 dan konsentrasi awal ion krom 10 mg/liter sebanyak 100 ml dan dosis biosorbennya 2 gram/liter. Sampel dari dalam beaker glass diambil pada interval waktu yang berbeda kemudian disaring disaring dimana dimana filtratnya filtratnya akan diukur diukur absorbansi absorbansinya nya dengan dengan spektrofot spektrofotometer ometer untuk mengetahui konsentrasi ion krom yang masih tertinggal di dalam larutan tersebut. Uji pengaruh temperatur dilakukan di dalam beaker glass pada variasi temperatur 25, 30, 35, 40, 45 dan 50°C menggunakan pengaduk pada 70 rpm. Eksperimen ini hanya dilakukan pada pH 2 dengan konsentrasi awal ion logam krom 10 mg/liter sebanyak 100 ml dan dosis biosorbennya 2 gram/liter. Setelah sampel dicampur selama 75 menit, sampel disaring menggunakan kertas saring, dan filtratnya filtratnya dianalisa dianalisa untuk diukur diukur konsentrasi konsentrasi ion krom yang tersisa tersisa dalam larutan. Uji adsorpsi isotermis dilakukan di dalam beaker glass pada temperatur ruang ruang (25°C) (25°C) menggu menggunak nakan an pengad pengaduk uk pada pada 70 rpm. rpm. Eksper Eksperime imen n hanya hanya akan akan dilakukan pada pH optimum dengan variasi konsentrasi awal ion logam krom (10; 20; 40; 60; 100 mg/liter) sebanyak 100 ml dan dosis biosorbennya 2 gram/liter. Sete Setela lah h samp sampel el dica dicamp mpur ur sela selama ma wakt waktu u kont kontak ak opti optima mal, l, samp sampel el disa disarin ring g menggunakan kertas saring, dan filtratnya dianalisa untuk diukur konsentrasi ion krom yang tersisa dalam larutan (Sutrasno,dkk,2009).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Limbah merupakan hasil buangan yang berasal dari kegiatan industri, rumah tangga maupun dari rumah sakit dapat berupa padat, cair maupun gas yang akan menggangg mengganggu u lingkungan lingkungan jika tidak dilakukan dilakukan pengelolaa pengelolaan n terlebih dahulu. Endapan dan bahan terlarut yang berasal dari adanya bahan buangan industri itu berbentuk padat. Bahan buangan industri yang berbentuk padat kalau tidak larut sempurna sempurna akan mengendap mengendap di dasar sungai. sungai. Endapan Endapan sebelum sebelum sampai sampai ke dasar sungai sungai akan melayang melayang di dalam air, sehingga sehingga meng mengha hala lang ngii masu masukn knya ya sina sinarr mata mataha hari ri ke dala dalam m lapi lapisa san n air air dan dan mengakibatkan proses fotosintesis mikroorganisme terganggu. Indu Indust stii tekst tekstil il meru merupa paka kan n sala salah h satu satu indu indust stri ri yang yang pada pada limb limbah ahny nyaa mengandung unsur krom, sehingga perlu dilakukan pengelolaan terlebih dahulu sebelum sebelum dibuang dibuang ke lingku lingkungan. ngan. Salah satu cara analis analisis is untuk untuk menent menentukan ukan kadar kualitatif kualitatif dan kuantitatif kuantitatif unsur-uns unsur-unsur ur yang terkandung terkandung dalam limbah limbah industri, industri, adalah Analisis Analisis Pengak Pengaktifan tifan Neutro Neutron n (APN) (APN) yang diterapkan diterapkan untuk penentuan berbagai jenis unsur. Metode Metode Analisis Analisis Pengak Pengaktifan tifan Neutron Neutron (APN) merupakan merupakan suatu suatu metode metode analisis yang memanfaatkan prinsip reaksi pengaktifan inti suatu unsur dengan neutro neutron n dan dapat dapat diapli diaplikas kasika ikan n untuk untuk mengan menganali alisis sis unsur unsur dalam dalam berbag berbagai ai bentu bentuk k fisis fisis (padatan (padatan,, cair cair dan gas), gas), disamp disamping ing itu juga untuk untuk menget mengetahu ahuii seberapa seberapa besar kandungan kandungan unsur unsur dalam sampel. sampel. Atom-atom Atom-atom dalam sampel sampel akan menjadi menjadi radioaktif radioaktif jika ditembak ditembak dengan dengan neutron neutron cepat. Atom yang berada berada dalam keadaan keadaan tidak stabil stabil (unsur (unsur radioaktif) radioaktif) akan meluruh meluruh untuk untuk mencap mencapai ai kestab kestabila ilan. n. Peluru Peluruhan han terseb tersebut ut memanc memancark arkan an sinarsinar-γγ dengan dengan karakteristik yang khas yang dapat dideteksi oleh spektrometer gamma. Dari hasil hasil APN untuk untuk limbah limbah tekstil tekstil dari salah satu perusahaan yang berada di Ungaran terdapat salah satu unsur logam berat yaitu krom. Ini diketahui dari sinar-γ yang dipancarkan pada nomor salur 720 dan energinya energinya 320 keV dengan dengan melakukan melakukan analisis analisis kualitatif kualitatif digunakan digunakan untuk mengetahui unsur yang terkandung dalam sampel.. Analisis kuantitatif bertujuan untuk untuk menentukan menentukan kadar suatu unsur unsur di dalam sampel sampel lalu dibandingk dibandingkan an dengan dengan titik baku mutu limbah. limbah. Hasil analisis analisis kuantitatif kuantitatif untuk kadar Cr pada sampel endapan sebesar (491,67±40,96) ppm sedangkan untuk sampel cairan sebesar (0,011± 0,004) ppm.Perbedaan ini karena pada sampel endapan kadar krom standarnya 30000 ppm sedangkan pada sampel cairan kadar krom standarnya standarnya hanya 20 ppm. Perbedaan Perbedaan ini juga disebabkan disebabkan oleh waktu tunda yang berbeda antara sampel endapan dan sampel cair. Untuk sampel endapan waktu tundanya tundanya 10 hari, sedangkan sedangkan sampel sampel cairan waktu tundanya tundanya 12 hari. Waktu tunda yang semakin lama menyebabkan aktivitas unsur yang memiliki waktu paro pendek semakin rendah sehingga tidak terdeteksi. Sebe Sebelu lum m limb limbah ah dibu dibuan ang g ke ling lingku kung ngan an terl terleb ebih ih dahu dahulu lu dila dilaku kuka kan n pemis pemisahk ahkan an krom krom dari dari limbah limbah indust industri ri yakni yakni dengan dengan menggu menggunak nakan an metode metode bio bioso sorp rpsi si meng menggu guna naka kan n kuli kulitt bata batang ng jamb jambu u biji biji ( Psidium sebaga gaii Psidium guajava guajava) seba adsorben. Biosorpsi merupakan suatu proses dimana material padat bahan alam digunakan untuk mengadsorb logam berat yang terlarut dalam larutan. Jambu biji mengandung tannin, yang menimbulkan rasa sepat pada buah tetapi tetapi juga juga berfun berfungsi gsi memper memperlan lancar car sistem sistem pencern pencernaan aan,, sirkul sirkulasi asi darah, darah, dan berguna untuk menyerang virus. Zat tannin ini merupakan zat yang menyebakan
jambu jambu biji memiliki kemampuan kemampuan penyerapan. penyerapan. Diketahui Diketahui bahwa adanya ikatan karbonil pada zat tannin menjadikannya molekul yang mudah terprotonasi atau bermu bermuata atan n posit positif if sehing sehingga ga dapat dapat menari menarik k atau atau menyer menyerap ap anion anion krom krom yang yang bermuatan negatif. Dalam mengobati diare, jambu biji menyerap bakteri patogen penyebab diare pada usus dengan mekanisme adsorpsi seperti layaknya obat diare lainnya yang terbuat dari karbon aktif. Pada penelitian ini dilakukan adsorpsi secara batch pada beaker glass yang diaduk dengan menggunakan pengaduk magnet. Data yang diambil pada penelitian ini adalah konsentrasi akhir ion logam krom pada rentang waktu kontak tert terten entu tu.. Rent Rentan ang g waktu waktu kont kontak ak yang yang dija dijadi dika kan n pato patoka kan n peng pengam ambi bilan lan data data konsentrasi akhir ion logam krom adalah setiap 15 menit sekali. Variasi pH yang dipili dipilih h berdas berdasark arkan an tiga tiga kondis kondisii utama utama larutan larutan,, yakni yakni asam, asam, netral netral,, dan basa, basa, dimana variasi yang biasa digunakan adalah pada pH 2, 7, dan 10. Proses adsorpsi yang berlangsung pada pH 2 selama 15 menit pertama terjad terjadii pengur pengurang angan an ion logam logam krom krom secara secara signif signifika ikan. n. Hal ini menun menunjuk jukkan kan bahwa bahwa kulit kulit batang batang jambu jambu biji biji mempun mempunyai yai kecepa kecepatan tan penyer penyerapa apan n yang yang baik. baik. Untuk rentang waktu kontak 15 menit hingga 45 menit masih terjadi penurunan konsentrasi ion logam krom yang signifikan, namun dari rentang waktu 45 menit hingga hingga 90 menit. menit. pengur pengurang angan an ion logam logam krom krom dapat dapat dinyat dinyataka akan n sudah sudah tidak tidak signif signifika ikan n lagi. lagi. Menuru Menurunny nnyaa penyer penyerapa apan n logam logam krom krom pada pada rentan rentang g waktu waktu 45 menit hingga 90 menit dikarenakan proses adsorpsi mencapai titik kesetimbangan pada rentang waktu kontak antara 75 menit dan 90 menit. Titik kesetimbangan tercap tercapai ai bilama bilamana na pengur pengurang angan an konsen konsentras trasii ion logam logam krom krom mencap mencapai ai titik titik maksim maksimaln alnya ya sehing sehingga ga penamb penambaha ahan n waktu waktu kontak kontak tidak tidak akan akan member memberika ikan n pengaruh yang signifikan terhadap pengurangan konsentrasi ion logam krom. Hal ini menyatakan bahwa kemampuan penyerapan kulit batang jambu biji sudah sangat sangat maksimal. maksimal. Konstanta Konstanta kesetimbangan kesetimbangan untuk ion logam krom berkurang berkurang seiring seiring dengan kenaikan temperatur temperatur dan proses adsorpsi adsorpsi juga berkurang berkurang seiring dengan kenaikan temperatur. Hal ini disebabkan oleh sifat adsorpsi eksotermis dari dari ion logam krom krom ke kulit kulit batang batang jambu jambu biji biji dan melemahn melemahnya ya dorong dorongan an penyerapan antara bagian aktif biosorben dengan ion logam krom serta antara molekul yang berdekatan dari bagian yang diserap. Pros Proses es adso adsorp rpsi si yang yang berl berlan angs gsun ung g pada pada pH 10 dan dan pada pada pH 7 tida tidak k menunjukkan adanya perubahan konsentrasi ion logam krom. Hal ini dikarenakan ketidakmampuan kulit batang jambu biji untuk menyerap ion logam krom pada pH netral dan basa diakibatkan oleh tidak adanya gaya elektrostatis tarik-menarik antara biosorben biosorben dan adsorbat. Gaya elektrostati elektrostatiss tarik-menarik tarik-menarik antara bagian positif dari permukaan biosorben dan anion HCrO4- yang merupakan jenis paling dominan pada pH rendah sehingga adsorpsi ion logam krom hanya terjadi pada kondisi asam. Untuk mengetahui kemampuan sebenarnya dari kulit batang jambu biji seba sebaga gaii sebu sebuah ah ador adorbe ben n maka maka pada pada pene peneli liti tian an ini ini kema kemamp mpua uann nnya ya dapa dapatt dibandingkan dengan Powder Activated Carbon (PAC) atau yang dikenal dikenal dengan karbon karbon aktif. aktif. Parame Parameter ter yang yang diband dibanding ingkan kan pada pada peneli penelitian tian ini adalah adalah waktu waktu kesetimbangan masing-masing adsorben pada tiap kondisi pH. Dari perbandingan waktu kesetimbangan dapat diambil kesimpulan bahwa kemampuan kulit batang jambu biji sebagai adsorben masih di bawah karbon aktif. Namun demikian kulit
batang jambu biji dapat menyerap hingga lebih dari 99% ion logam krom pada pH 2.
KESIMPULAN
Pene Penent ntuk ukan an kand kandun unga gan n krom krom pada pada limb limbah ah indu indust stri ri terb terbuk ukti ti dapa dapatt dila dilaku kuka kan n deng dengan an meto metode de Anal Analis isis is Peng Pengak akti tifa fan n Neut Neutro ron n (APN (APN)) deng dengan an menganalisi menganalisiss sampel sampel yang diiradiasi diiradiasi dengan dengan suatu suatu sumber sumber neutron. neutron. Analisis Analisis dilaku dilakukan kan berdas berdasark arkan an penent penentuan uan energi energi sinar-γ sinar-γ (anali (analisis sis kualit kualitatif atif)) dan penentuan intensitas sinar-γ (analisis kuantitatif). Penyisihan ion logam krom dari air limbah dapat dilakukan melalui proses bio bioso sorp rpsi si meng menggu guna naka kan n kuli kulitb tbata atang ng jamb jambu u biji biji (psi (psidi dium um guaj guajav ava) a) seba sebaga gaii biosorben. Kulit batang jambu biji dapat menyerap hingga lebih dari99% ion logam krom pada pH 2. Kulit batang jambu biji tidak dapat menyerap menyerap ion logam krom pada pH 7 dan 10. Kemampuan adsorpsi ion logam krom oleh kulit batang jambu biji akan menurun seiring dengan peningkatan temperatur operasi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim1. Pencemaran air http://id.wikipedia.org/wiki/Pencemaran_air Diakses tanggal 12 Maret 2010 Anonim2. Reaktor Nuklir http://id.wikipedia.org/wiki/Reaktor_nuklir Diakses tanggal 12 Maret 2010 Anonim3. Radioaktivitas http://www.warintek.ristek.go http://www.warintek.ristek.go.id/nuklir/radioaktivit .id/nuklir/radioaktivitas.pdf as.pdf Diakses tanggal 12 Maret 2010 Anonim4. Kromium http://id.wikipedia.org/wiki/Kromium Diakses tanggal 12 Maret 2010 Noviarty. Analisa Radioaktivitas Limbah cair menggunakan Spektrometer Gamma http://www.batan.go.id/ptbn/php/pd http://www.batan.go.id/ptbn/php/pdf-publikasi/Pra f-publikasi/PranatanataALL/Pranata2008/1-Noviarty.pdf Diakses tanggal 12 Maret 2010 Rara. Tanaman Obat Indonesia http://www.iptek.net.id/ind/pd_tano http://www.iptek.net.id/ind/pd_tanobat/view.php?id=13 bat/view.php?id=134IA 4IA Diakses tanggal 12 Maret 2010 Sutrasno. Jambu Biji http://aagos.ristek.go.id/pang http://aagos.ristek.go.id/pangan_kesehata an_kesehatan/tanaman_obat n/tanaman_obat/lipi_pdii/jambubij /lipi_pdii/jambubij i.htm Diakses tanggal 12 Maret 2010
