BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Masalah

Transkripsi

1 1.1 Latar Belakang Masalah BAB I PENDAHULUAN Polusi air oleh bahan kimia merupakan problem seluruh dunia. Ion logam berat adalah salah satu yang sangat berbahaya karena sangat toksik walaupun dalam jumlah kecil (Ghaee dkk., 2012). Dalam dekade terakhir, pertumbuhan aktivitas industri global meningkatkan dengan tajam penggunaan logam berat, yang menghasilkan bertambahnya buangan logam berat pencemar dan toksik ke lingkungan perairan (Chen dkk., 2011). Walaupun besi merupakan mineral esensial, keberadaannya dalam air minum dan air tanah bisa menyebabkan masalah, seperti diskolorasi, memberi rasa logam, bau, kekeruhan dan memberikan noda pada cucian dan pipa ledeng. Besi oksida yang terbentuk dalam tandon (reservoir) dari oksidasi udara besi yang terlarut, menyebabkan sumbatan (misalnya pada saluran irigasi) dan juga membangkitkan pertumbuhan mikroorganisme dalam air. Organisasi Kesehatan Dunia, WHO (World Health Organization) membatasi 0,3 mg/l besi dalam air minum. Adanya besi menyebabkan air tidak bisa digunakan untuk makanan dan minuman (Bodnár dkk., 2013). Untuk menghilangkan ion logam, beberapa polimer alam seperti kitosan, selulosa, asam alginat, atau biopolimer alam lainnya (Bodnár dkk., 2013), termasuk polimer senyawa alam eugenol telah diteliti. Eugenol sebagai bahan alami Indonesia telah dimanfaatkan untuk pemisahan ion logam, diantaranya eugenol diubah menjadi polieugenil oksiasetat untuk pemisahan campuran logam berat dengan metode ekstraksi pelarut (Harimu dkk., 2009); diubah menjadi eugenoksi asetat untuk pemisahan ion logam Cr(III) dengan metode BLM (Bulk Liquid Membrane) (Djunaidi dkk., 2010). Polieugenol telah digunakan sebagai carrier BLM dengan urutan Cr(III)>>Fe(III)>Ni(II)>>Zn>Cd (asam keras >> menengah > lunak) (Djunaidi dkk., 2010). Polieugenol juga berpotensi sebagai adsorben ion besi (Sartika, 2011). Adsorpsi dianggap sebagai teknologi yang murah dan efisien dalam mengatasi limbah ion logam dalam air (Khalil dkk., 2013). Keuntungan utama

2 adsorpsi adalah kedapatan ulang ion logam berat dan selektifitas yang tinggi, sedikitnya jumlah kotoran (sludge) yang dihasilkan, kesederhanaan disain dan memenuhi spesifikasi debit yang ketat (Chen dkk., 2010).. Salah satu teknik pengembangan pembuatan adsorben dengan keefektifan yang tinggi adalah teknik pencetakan ion/molekul pada polimer dimana kemampuan pengenalan spesifik disediakan oleh molekul inang, dengan penambahan serta kemudian selanjutnya mengekstraksi ion/molekul cetakan. Tercetak ion/molekul merupakan teknik yang menjanjikan untuk pembuatan bahan polimer dengan daerah ikatan yang mirip reseptor untuk berbagai macam analit. Bahan tercetak molekuler untuk fungsi pengenalan ini telah digunakan di dalam banyak bidang seperti ekstraksi fasa padat, pemisahan membran dan sensor (Chen dkk., 2010). Teknik tercetak ion didasarkan pada kopolimerisasi dari polimer, baik yang terisolasi maupun non isolasi atau ion kompleks dengan agen penaut silang. Dengan pendekatan tersebut gugus ligan yang sesuai akan berinteraksi dengan ion logam untuk membentuk kompleks yang kemudian dilapisi dalam polimer melalui pengikatan silang. Selanjutnya ion logam dilepaskan dan terbentuk cetakan. Akibatnya apabila terjadi interaksi dengan ion logam tersebut, maka pengikatan akan meningkat menjadi lebih kuat dan juga keselektifan terhadap ion logam tersebut akan lebih baik (Rao dkk., 2004) Fenol adalah limbah utama yang ada pada air limbah dari beberapa aktivitas industri batubara, pekerjaan tambang, penyulingan gasolin, produksi farmasi, pabrik baja dan besi, dan penyamakan kulit (EPA 2002). Limbah fenol juga dihasilkan dari limbah cair industri mikroelektronik, industri minyak dan gas, tekstil, kertas, otomotif, pabrik bahan kimia, fiberglass, pulp, perekat, kayu lapis, cat, keramik, plastik, formaldehida dan sebagainya. Fenol bila mencemari perairan dapat menimbulkan rasa dan bau tidak sedap dan pada konsentrasi tertentu akan menyebabkan kematian organisme di perairan. Fenol dapat menimbulkan efek kronik bagi organisme dan menyebabkan kematian pada ikan pada konsentrasi yang sangat rendah, yakni 5 25 mg/l (Alva dan Peyton, 2003). Fenol dapat mengalami bioakumulasi dan biomagnifikasi oleh

3 organisme perairan. Fenol dapat masuk ke dalam tubuh melalui air minum dan makanan yang berasal dari organisme akuatik, sehingga pemulihan fenol dari air limbah merupakan hal yang sangat penting untuk melindungi dan melestarikan lingkungan, karena limbah yang timbul dapat mengakibatkan pencemaran apabila dibuang begitu saja sebelum mengalami pengolahan. Secara keseluruhan, pada penelitian ini akan dilakukan penelitian pembuatan IIP Fe, MIP fenol dan MIM Fe baik secara in situ maupun partikel. 1.2 Perumusan Masalah Polieugenol mampu berinteraksi dengan fenol, melalui kemampuannya berikatan hidrogen dan interaksi π. Hal ini disebabkan karena ke duanya, yaitu fenol dan polieugenol memiliki sisi aktif, yakni gugus hidroksi dan cincin benzena (Kiswandono, 2010; Febriasari, 2011). Sejauh ini, keselektifan terhadap molekul sejenis belum diteliti. Polieugenol juga mampu berikatan dengan ion Fe (Djunaidi dkk., 2010; Sartika, 2011), karena polieugenol memiliki gugus OH, hidrogen yang terikat dapat dipertukarkan dengan ion Fe 3+. Akan tetapi, hasil penelitian menunjukkan bahwa keefektifan pemisahan perlu dinaikkan dan keselektifannya terutama terhadap logam segolongan (contoh Cr 3+ ) masih harus ditingkatkan sehingga perlu penanganan lebih lanjut. Teknik tercetak molekul maupun ionik (MIP maupun IIP) baik sebagai adsorben maupun membran diyakini mampu meningkatkan keselektifan dan daya pisahnya (adsorpsi dan transpor). Permasalahan yang mendasari penelitian ini adalah: 1. Apakah IIP meningkatkan keselektifan adsorben terhadap Fe(III) jika dibandingkan terhadap ion lain seperti Cd(II), Pb(II) dan Cr(III) dan jika dibandingkan dengan blanko. 2. Apakah MIP fenol meningkatkan keselektifan adsorpsi terhadap fenol jika dibandingkan adsorpsi terhadap senyawa yang mirip dan jika dibandingkan dengan blanko. 3. Apakah IIP Fe membran in situ mampu secara selektif mentranspor Fe(III) dan tidak selektif terhadap ion lain.

4 4. Apakah IIP Fe membran partikel mampu secara selektif mentranspor Fe(III) dan tidak selektif terhadap ion lain 1.3 Keaslian dan Kedalaman Penelitian Penelitian tentang adsorpsi IIP dan MIP untuk Fe(III) dan fenol sudah banyak dilakukan, tetapi penelitian adsorpsi dan transpor IIP dan MIP berbasis turunan senyawa alam eugenol (polieugenol) dan dengan penaut silang PEGDE belum pernah dilakukan. Menurut penelusuran literatur, penelitian tentang bagaimana polieugenol yang ditaut silang dengan PEGDE mampu bertindak sebagai polimer fungsional bagi adsorpsi selektif IIP Fe, MIP fenol serta transpor selektif IIP Fe membran baik in situ maupun partikel belum pernah diteliti. Pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan IIP Fe, MIP fenol, IIP Fe membran baik in situ maupun partikel. Akan dipelajari juga kondisi yang berpengaruh pada proses adsorpsi dan transpor yakni konsentrasi analit yang dicetakkan, jenis dan konsentrasi asam/pelarut pelepas analit, ph dan lama pengadukan terhadap kemampuan adsorpsi adsorben dan transpor membran. 1.4 Manfaat Penelitian Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat mengetahui peranan polieugenol sebagai polimer fungsional dan PEGDE sebagai agen penaut silang untuk berbagai produk polimer tercetak baik adsorben IIP untuk Fe(III) maupun MIP untuk fenol serta IIP Fe membran in situ maupun partikel. 1.5 Tujuan Penelitian Berdasarkan latar belakang dan permasalahan tersebut di atas maka penelitian ini bertujuan untuk: 1. Melakukan kajian adsorpsi IIP Fe(III) menggunakan senyawa turunan eugenol, polieugenol, sebagai polimer fungsional. 2. Melakukan kajian adsorpsi MIP fenol menggunakan senyawa turunan eugenol, polieugenol, sebagai polimer fungsional. 3. Melakukan kajian transpor IIP Fe(III) membran in situ menggunakan senyawa turunan eugenol, polieugenol, sebagai polimer fungsional.

5 4. Melakukan kajian transpor IIP Fe(III) membran partikel menggunakan senyawa turunan eugenol, polieugenol, sebagai polimer fungsional. 5. Mempelajari pengaruh konsentrasi analit yang dicetakkan, jenis dan konsentrasi asam/pelarut pelepas analit, ph dan lama pengadukan terhadap kemampuan adsorpsi dan transpor serta interaksi antara analit dengan adsorben polimer hasil sintesis dan keselektifan terhadap ion atau molekul yang mirip.