BAB II TINJAUAN PUSTAKA. tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomi.

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Limbah Limbah adalah buangan yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomi. Limbah yang mengandung bahan polutan yang memiliki sifat racun dan berbahaya dikenal dengan limbah B-3, yang dinyatakan sebagai bahan yang dalam jumlah relatif sedikit tetapi berpotensi untuk merusak lingkungan hidup dan sumber daya. Bila ditinjau secara kimiawi, bahan-bahan ini terdiri dari bahan kimia organik dan anorganik (Kristanto, 2004). 2.2 Klasifikasi limbah Berdasarkan karakteristiknya Berdasarkan wujud atau karakteristiknya limbah industri dapat digolongkan menjadi tiga bagian, yaitu: a. Limbah cair adalah limbah dalam wujud cair yang dihasilkan oleh kegiatan industri yang dibuang ke lingkungan dan diduga dapat mencemari lingkungan (Suharto, 2011). b. Limbah gas dan partikel adalah limbah yang banyak dibuang ke udara. Gas/asap, partikulat, dan debu yang dikeluarkan oleh pabrik ke udara akan dibawa angin sehingga akan memperluas jangkauan pemaparannya. Partikel 4

2 adalah butiran halus yang mungkin masih terlihat oleh mata telanjang, seperti uap air, debu, asap, fume dan kabut (Kristanto, 2004). c. Limbah padat adalah hasil buangan industri yang berupa padatan, lumpur, dan bubur yang berasal dari sisa proses pengolahan. Limbah ini dapat dikategorikan menjadi dua bagian, yaitu limbah padat yang dapat didaurulang (misalnya plastik, tekstil, potongan logam) dan limbah padat yang tidak memiliki nilai ekonomis (Kristanto, 2004) Berdasarkan sumber pencemar Penggolongan limbah berdasarkan sumber pencemar dapat dibedakan menjadi dua, yaitu: a. Sumber domestik (rumah tangga) Limbah domestik adalah semua limbah yang berasal dari kamar mandi, WC, dapur, tempat cuci pakaian, apotik, rumah sakit, dari perkampungan, kota, pasar, jalan, terminal dan sebagainya. b. Sumber non-domestik Limbah non-domestik sangat bervariasi, diantaranya berasal dari pabrik, pertanian, peternakan, perikanan, transportasi, dan sumber-sumber lainnya (Kristanto, 2004) Berdasarkan sifat kimianya Limbah ditinjau secara kimiawi, terdiri atas: a. Limbah organik adalah limbah yang dapat membusuk atau terdegradasi oleh mikroorganisme. Oleh karena bahan buangan organik dapat membusuk atau terdegradasi maka akan sangat bijaksana apabila bahan buangan yang 5

3 termasuk kelompok ini tidak dibuang ke air lingkungan karena akan dapat meningkatkan populasi mikroorganisme di dalam air. Dengan bertambahnya populasi mikroorganisme di dalam air maka tidak tertutup pula kemungkinannya untuk ikut berkembangnya bakteri patogen yang berbahaya bagi manusia. b. Limbah anorganik adalah limbah yang tidak dapat membusuk dan sulit didegradasi oleh mikroorganisme. Apabila bahan buangan anorganik ini masuk ke air lingkungan maka akan terjadi peningkatan jumlah ion logam di dalam air. Bahan anorganik biasanya berasal dari industri yang melibatkan penggunaan unsur-unsur logam seperti Timbal(Pb), Arsen (As), Kadmium (Cd), Air raksa (Hg), Krom (Cr), Nikel (Ni), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Kobalt (Co), dan lain-lain (Arya, 2004). 2.3 Karakteristik limbah Adapun karakteristik limbah adalah sebagai berikut: 1. Berupa partikel dan padatan, baik yang larut maupun yang mengendap, ada yang kasar dan ada yang halus. Berwarna keruh dan suhu tinggi. 2. Mengandung bahan yang berbahaya dan beracun, antara lain mudah terbakar, mudah meledak, korosif, bersifat sebagai oksidator dan reduktor yang kuat, mudah membusuk dan lain-lain. 3. Mungkin dalam jangka waktu singkat tidak akan memberikan pengaruh yang berarti, namun dalam jangka panjang mungkin berakibat fatal terhadap lingkungan (Kristanto, 2004). 6

4 2.4 Limbah Cair Limbah cair adalah limbah dalam wujud cair yang dihasilkan oleh kegiatan industri yang dibuang ke lingkungan dan diduga dapat mencemari lingkungan. Mutu limbah cair adalah keadaan limbah cair yang dinyatakan dengan debit, kadar dan bahan pencemar. Debit maksimum adalah debit tertinggi yang masih diperbolehkan dibuang ke lingkungan (Suharto, 2011). 2.5 Klasifikasi limbah cair Limbah cair dibedakan menurut asal limbah cair : 1. Limbah cair dari rumah tangga yang terdiri atas senyawa organik seperti sayur-mayur, buah-buahan dan senyawa anorganik seperti gelas dan kaleng. 2. Limbah cair dari industri dengan nilai BOD tinggi, rendah padatan terlarut, konsentrasi logam berat sangat tinggi atau senyawa organik sangat tinggi dalam limbah cair. 3. Limbah cair dari industri dengan nilai COD sangat tinggi namun nilai BOD rendah ( Suharto, 2011). 2.6 Baku mutu limbah cair Baku mutu limbah cair adalah batas kadar yang diperkenankan bagi zat atau bahan pencemar yang dibuang dari sumber pencemar ke dalam air pada sumber air sehingga tidak mengakibatkan dilampauinya baku mutu air (Kristanto, 2004). 7

5 2.7 Sumber dan Jenis Pencemar Limbah Cair 1. Sumber pencemar fisik Pencemar fisik misalnya suhu, nilai ph, warna, bau dan total padatan tersuspensi. 2. Sumber pencemar senyawa kimia organik dan anorganik Pencemar senyawa kimia organik misal karbohidrat, lemak, protein, minyak, pelumas, BOD, COD, TOC, TOD, alkalinitas. Pencemar senyawa kimia anorganik misal logam berat, N, P, khlorida, sulfur, hidrogen sulfit, dan gas terlarut dalam limbah cair. 3. Sumber Pencemar Mikrobiologi Sumber pencemar mikrobiologi misal mikroba patogen yaitu typhuscholera-dysentri, poliovirus, virus hepatitis B, Salmonella typhi, cacing parasit, bakteri, algae, protozoa, virus, dan coliform (Suharto, 2011). 2.8 Indikator pencemaran Terjadinya sumber pencemar terhadap lingkungan ditunjukkan oleh beberapa indikator. Indikator yang paling banyak dijumpai di lingkungan adalah bau busuk karena terjadinya pemecahan protein dan senyawa organik lainnya (Suharto, 2011). Selain bau tak sedap, adanya warna, lemak, pertumbuhan tanaman juga merupakan indikator pencemaran air. Indikator kuantitatif adalah dengan mengukur nilai BOD yaitu untuk memecah senyawa organik dalam limbah cair, mengukur konsentrasi oksigen terlarut, padatan tersuspensi, dan logam berbahaya 8

6 dan beracun seperti timbal (Pb) dan tembaga (Cu). Sumber pencemar mikrobiologi misal mikroba patogen yaitu cacing parasit, bakteri, algae, protozoa, virus dan coliform (Suharto, 2011). 2.9 Sungai Sungai merupakan jalan air alami mengalir menuju Samudera, danau atau laut, atau ke sungai yang lain. Kemanfaatan terbesar sebuah sungai adalah untuk irigasi pertanian, bahan baku air minum, sebagai saluran pembuangan air hujan dan air limbah, bahkan sebenarnya potensial untuk dijadikan objek wisata sungai (Novia, 2012) Pencemaran Sungai Pencemaran sungai adalah tercemarnya air sungai yang disebabkan oleh limbah industri, limbah penduduk, limbah peternakan, bahan kimia dan unsur hara yang terdapat dalam air serta gangguan kimia dan fisika yang dapat mengganggu kesehatan manusia (Novia, 2012) Penyebab Pencemaran Sungai 1. Sumber polusi air sungai antara lain limbah industri, pertanian dan rumah tangga. 2. Penggunaan insektisida oleh para petani untuk memberantas hama tanaman dan serangga penyebar penyakit lain secara berlebihan dapat mengakibatkan pencemaran air. 9

7 3. Pembuangan sampah organik maupun yang anorganik yang dibuang kesungai terus-menerus, selain mencemari air, terutama dimusim hujan ini akan menimbulkan banjir (Novia, 2012) Dampak Dari Pencemaran Air Sungai Pencemaran air dapat berdampak sangat luas, misalnya dapat meracuni air minum, meracuni makanan hewan, menjadi penyebab ketidak seimbangan ekosistem sungai dan danau, pengrusakan hutan akibat hujan asam dsb (Novia, 2012) Cara Mengatasi/Upaya Pelestarian Daerah Aliran Sungai 1. Melestarikan hutan di hulu sungai 2. Tidak buang air di sungai 3. Tidak membuang sampah di sungai 4. Tidak membuang limbah rumah tangga dan industri (Novia, 2013) Pertambangan Bijih Emas Pertambangan adalah salah satu jenis kegiatan yang melakukan ekstraksi mineral dan bahan tambang lainnya dari dalam bumi. Penambangan adalah proses pengambilan material yang dapat diekstraksi dari dalam bumi. Tambang adalah tempat terjadinya kegiatan penambangan (Zidny, 2014). Penambangan Emas tanpa Izin adalah kegiatan pertambangan yang tidak mempunyai izin alias ilegal. Kegiatan ini merupakan kegiatan penambangan secara tradisional yang biasanya dilakukan oleh masyarakat di tepi sungai (Zidny, 2014). 10

8 Limbah cair pengolahan bijih emas umumnya mengandung berbagai jenis logam berat antara lain besi (Fe), tembaga (Cu), timbal (Pb) dan seng (Zn). Logam-logam tersebut dapat berasal dari kegiatan pengupasan tanah penutup dan proses pengolahannya (Prasetyo, 2013) Tembaga (Cu) Tembaga dengan nama kimia cupprum dilambangkan dengan Cu. Unsur logam ini berbentuk kristal dengan warna kemerahan. Dalam tabel periodik unsurunsur kimia, tembaga menempati posisi dengan nomor atom (NA)29 dan mempunyai bobot atau berat atom (BA)63,546. Unsur tembaga di alam, dapat ditemukan dalam bentuk logam bebas, akan tetapi lebih banyak ditemukan dalam bentuk persenyawaan atau sebagai senyawa padat dalam bentuk mineral (Palar, 2004). Tembaga selain ditemukan dalam bentuk senyawa sulfida, juga berada di alam sebagai unsur meski dalam jumlah yang sedikit. Hal ini karena kereaktifannya yang rendah. Tembaga merupakan unsur logam esensial yang dibutuhkan agar eritrosit dapat berkembang secara tepat. Tembaga mempermudah penyerapan Fe dalam sintesis hemoglobin. Karena itu kekurangan logam ini akan menyebabkan anemia (Lu, 1995) Sifat-sifat Tembaga (Cu) Secara kimia, senyawa-senyawa dibentuk oleh logam Cu (tembaga) mempunyai bilangan valensi +1 dan +2. Berdasarkan pada bilangan valensi yang 11

9 dibawanya, logam Cu dinamakan juga cuppro untuk yang bervalensi +1, dan cuppri untuk yang bervalensi +2 (Palar, 2004). Kedua jenis ion Cu tersebut dapat membentuk kompleksion-kompleksion yang sangat stabil. Sebagai contoh adalah senyawa Cu(NH 3 ) 6.Cl 2. Logam Cu dan beberapa bentuk persenyawaannya, seperti CuO, CuCO 3, Cu(OH) 2 dan Cu(CN) 2, tidak dapat larut dalam air dingin atau panas, tetapi mereka dapat dilarutkan dalam asam. Logam Cu itu sendiri, dapat dilarutkan dalam senyawa asam sulfat (H 2 SO 4 ) panas dan dalam larutan basa NH 4 OH. Senyawa CuO dapat larut dalam NH 4 Cl dan KCN (Palar, 2004) Tembaga Bagi Organisme Sebagai logam berat tembaga (Cu) berbeda dengan logam-logam berat lainnya seperti Hg, Cd dan Cr. Logam berat Cu digolongkan kedalam logam berat dipentingkan atau logam berat essensial, artinya meskipun Cu merupakan logam berat beracun, unsur logam ini sangat diperlukan oleh tubuh meskipun sedikit. Karena itu, Cu termasuk kedalam logam- logam essensial bagi manusia seperti besi (Fe) dan lain-lain (Palar, 2004). Tembaga (Cu) sebetulnya diperlukan bagi perkembangan tubuh manusia. Karena itu Cu termasuk ke dalam logam-logam essensial bagi manusia seperti Cu, Fe, Zn, dan lain-lain. Toksisitas yang dimiliki oleh Cu baru akan bekerja dan memperlihatkan pengaruhnya bila logam ini telah masuk kedalam tubuh organisme dalam jumlah besar (Palar, 2004). Kebutuhan harian Cu untuk manusia yang dianjurkan oleh WHO (1973) adalah 30 mg Cu per kilogram berat tubuh untuk orang dewasa, 40 mg Cu per 12

10 kilogram berat tubuh untuk anak-anak dan 80 mg Cu per kilogram berat tubuh untuk bayi (Palar, 2004) Bentuk bentuk Keracunan Tembaga Sesuai dengan sifat sebagai logam berat beracun, Cu dapat mengakibatkan keracunan secara akut dan kronis. Keracunan akut dan kronis ini terjadinya ditentukan oleh besarnya dosis yang masuk dan kemampuan organisme untuk menetralisir dosis tersebut (Palar, 2004). A. Keracunan Akut Menurut Palar 2004, gejala-gejala yang dapat dideteksi sebagai akibat keracunan akut tersebut adalah: 1) Adanya rasa logam pada pernafasan penderita 2) Adanya rasa terbakar pada epigastrum dan muntah yang terjadi secara berulang-ulang. Pada 14 orang penderita lainnya terjadi pula diare pada hari pertama dan kedua setelah terpapar oleh CuSO 4. Sementara itu pada 20 orang penderita lainnya gejala tersebut berlanjut dengan terjadinya pendarahan pada jalur gastrointestinal. Selanjutnya melalui biopsi yang dilakukan terhadap hati beberapa orang penderita menunjukkan terjadinya centrobularnecrosis dan biliary statis (Palar, 2004). B. Keracunan Kronis Pada manusia, keracunan Cu secara kronis dapat dilihat dengan timbulnya penyakit Wilson dan Kinsky. Gejala dari penyakit Wilson ini adalah terjadi kerusakan pada otak serta terjadinya penurunan kerja ginjal dan pengendapan Cu dalam kornea mata. Penyakit Kinsky dapat diketahui dengan terbentuknya rambut 13

11 yang kaku dan berwarna kemerahan pada penderita. Sementara pada hewan seperti kerang, bila dalam tubuhnya telah terakumulasi dalam jumlah tinggi, maka bagian otot tubuhnya akan memperlihatkan warna kehijauan. Hal itu dapat menjadi petunjuk apakah kerang tersebut masih bisa dikonsumsi oleh manusia (Palar, 2004) Metode Kompleksometri, Gravimetri, dan Spektrofotometri Visibel Titrimetri atau analisis volumetri adalah salah satu pemeriksaan jumlah zat kimia yang luas pemakaiannya. Hal ini disebabkan karena beberapa alasan. Pada satu segi, cara ini menguntungkan karena pelaksanaannya mudah dan cepat, ketelitian dan ketepatannya cukup tinggi. Pada segi lain, cara ini menguntungkan karena dapat digunakan untuk menentukan kadar berbagai zat yang mempunyai sifat yang berbeda-beda. Pemeriksaan kimia secara titrimetri dapat digolongkan dengan berbagai cara, salah satunya adalah titrasi kompleksometri (Rivai, 1995). Titrasi kompleksometri didasarkan pada reaksi zat-zat pengompleks organik tertentu dengan ion-ion logam, menghasilkan senyawa kompleks yang mantap. Zat pengompleks yang paling sering digunakan adalah asam etilendiaminatetra-asetat (EDTA), yang membentuk senyawa kompleks yang mantap dengan beberapa ion logam (Rivai, 1995). Gravimetri merupakan cara pemeriksaan jumlah zat yang paling tua dan paling sederhana dibandingkan dengan cara pemeriksaan kimia lainnya. Kesederhanaan itu jelas kelihatan karena dalam gravimetri jumlah zat ditentukan dengan menimbang langsung massa zat yang dipisahkan dari zat-zat lain (Rivai, 1995). 14

12 Spektrofotometer Vis adalah pengukuran panjang gelombang dan intensitas sinar ultraviolet dan cahaya tampak yang diabsorbsi oleh sampel. Spektroskopi Vis biasanya digunakan untuk molekul dan ion anorganik atau kompleks di dalam larutan. Sinar tampak berada pada panjang gelombang nm (Dachriyanus, 2004) Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Peristiwa serapan atom pertama kali diamati oleh Fraunhofer, ketika mengamati garis-garis hitam pada spektrum matahari. Spektroskopi serapan atom pertama kali digunakan pada tahun 1955 oleh Walsh. Sesudah itu tidak kurang dari 65 unsur diteliti dan dapat dianalisis dengan cara tersebut. Spektroskopi serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsur-unsur logam dalam jumlah sekelumit dan sangat kelumit. Cara analisis ini memberikan kadar total unsur logam dalam suatu sampel dan tidak tergantung pada bentuk molekul dari logam dalam sampel tersebut. Cara ini cocok untuk analisis kelumit logam karena mempunyai kepekaan yang tinggi (batas deteksi kurang dari 1 ppm), pelaksanaannya relative sederhana, dan interferensinya sedikit. Spektroskopi serapan atom didasarkan pada penyerapan energi sinar oleh atom-atom netral, dan sinar yang diserap biasanya sinar tampak atau sinar ultraviolet. Dalam garis besarnya prinsip spektroskopi serapan atom sama saja dengan spektrofotometri sinar tampak dan ultraviolet. Perbedaan terletak pada bentuk spektrum, cara pengerjaan sampel dan peralatannya (Rohman, 2007). Alat spektrofotometri serapan atom untuk penentuan ion-ion logam yang terlarut. Dengan membakar larutan yang mengandung ion logam tersebut (api dari 15

13 udara bertekanan dan asetilen), ion tersebut memberi warna tertentu pada api pembakaran. Absorbansi oleh api terhadap sinar yang bersifat warna yang komplementer, seimbang dengan kadar ion; sinar tersebut berasal dari lampu khusus pada alat. Pada sejenis instrumen yang mirip (Flame Emission Spectrofotometer) intensitas salah satu warna dari api tersebut diukur; intensitas tersebut seimbang dengan konsentrasi ion yang terlarut (Alaerts, 1987). Instrumentasi SSA 1. Sumber sinar Sumber sinar yang lazim adalah lampu katoda berongga (hollow cathode lamp). Lampu ini terdiri atas tabung kaca tertutup yang mengandung suatu katoda dan anoda. Katoda sendiri berbentuk silinder berongga yang terbuat dari logam atau dilapisi dengan logam tertentu. Tabung logam ini diisi dengan gas mulia (neon atau argon) dengan tekanan rendah (10-15 torr). Neon biasanya lebih disukai karena memberikan intensitas pancaran lampu yang lebih rendah. Bila antara anoda dan katoda diberi suatu selisih tegangan yang tinggi (600 volt), maka katoda akan memancarkan berkas-berkas elektron yang bergerak menuju anoda yang mana kecepatan dan energinya sangat tinggi. Elektron-elektron dengan energi tinggi ini dalam perjalanannya menuju anoda akan bertabrakan dengan gasgas mulia yang diisikan tadi (Rohman, 2007). 2. Tempat sampel Dalam analisis dengan spektrofotometri serapan atom, sampel yang akan dianalisis harus diuraikan menjadi atom-atom netral yang masih dalam keadaan asas. Ada berbagi macam alat yang dapat digunakan untuk mengubah suatu 16

14 sampel menjadi uap atom-atom yaitu: dengan nyala (flame) dan dengan tanpa nyala (flameless) (Rohman, 2007). a. Nyala (flame) Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berupa padatan atau cairan menjadi bentuk uap atomnya, dan juga berfungsi untuk atomisasi. Pada spektrofotometri emisi atom, nyala ini berfungsi untuk mengeksitasikan atom dari tingkat dasar ke tingkat yang lebih tinggi (Rohman, 2007). Suhu yang dapat dicapai oleh nyala tergantung pada gas-gas yang digunakan, misalkan untuk gas batubara-udara, suhunya kira-kira sebesar 1800 C; gas alamudara: 1700 C; asetilen-udara; 2200 C; dan gas asetilen-dinitrogen oksida (N 2 O) sebesar 3000 C (Rohman, 2007). Metoda nyala udara-asetilen dapat dipergunakan untuk pemeriksaan sebanyak 30 unsur, termasuk unsur-unsur yang dapat diperiksa dengan metode nyala udara propan seperti Na, K, dan Li. Akan tetapi metode tersebut lebih baik dipergunakan untuk pemeriksaan unsur-unsur: Kadmium, Kalsium, Kromium, Kobalt, Tembaga, Besi, Timbal, Magnesium, Mangan, Nikel, Perak, dan Seng (Direktorat Penyelidikan Masalah, 1981). b. Tanpa nyala (Flameless) Teknik atomisasi dengan nyala dinilai kurang peka karena atom gagal mencapai nyala, tetesan sampel yang masuk ke dalam nyala yang terlalu besar, dan proses atomisasi kurang sempurna. Oleh karena itu muncullah suatu teknik atomisasi yang baru yakni atomisasi tanpa nyala. Pengatoman dapat dilakukan 17

15 dalam tungku dari grafit seperti tungku yang dikembangkan oleh Masmann (Rohman, 2007). 3. Monokromator Pada SSA, monokromator dimaksudkan untuk memisahkan dan memilih panjang gelombang yang digunakan dalam analisis. Disamping sistem optik, dalam monokromator juga terdapat suatu alat yang digunakan untuk memisahkan radiasi resonansi dan kontinyu yang disebut dengan chopper (Rohman, 2007). 4. Detektor Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melalui tempat pengatoman. Biasanya digunakan tabung penggandaan foton (photomultiplier tube). Ada 2 cara yang dapat digunakan dalam sistem deteksi yaitu: yang memberikan respon terhadap radiasi resonansi dan radiasi kontinyu; dan yang hanya memberikan respon terhadap radiasi resonansi (Rohman, 2007). 5. Readout Readout merupakan suatu alat penunjuk atau dapat juga diartikan sebagai sistem pencatatan hasil. Pencatatan hasil dilakukan dengan suatu alat yang telah terkalibrasi untuk pembacaan suatu transmisi atau absorbsi. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva dari suatu recorder yang menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi (Rohman, 2007). Untuk keperluan analisis kuantitatif dengan SSA, maka sampel harus dalam bentuk larutan. Untuk menyiapkan larutan, sampel harus diperlakukan sedemikian rupa yang pelaksanaannya tergantung dari macam dan jenis sampel. 18

16 Yang penting untuk diingat adalah bahwa larutan yang akan dianalisis haruslah sangat encer (Rohman, 2007). Ada beberapa cara untuk melarutkan sampel, yaitu: Langsung dilarutkan dengan pelarut yang sesuai Sampel dilarutkan dalam suatu asam Sampel dilarutkan dalam suatu basa atau dilebur dahulu dengan basa kemudian hasil leburan dilarutkan dalam pelarut yang sesuai. Metode pelarutan apapun yang akan dipilih untuk dilakukan analisis dengan SSA, yang terpenting adalah bahwa larutan yang dihasilkan harus jernih, stabil, dan tidak mengganggu zat-zat yang akan dianalisis.metode kuantifikasi hasil analisis dengan metode SSA yang dilakukan adalah dengan menggunakan kuantifikasi dengan kurva baku (kurva kalibrasi). SSA bukan merupakan metode analisis yang absolut (Rohman, 2007). 19