Pengukuran TPH padat (EPA 1998) Analisis Kekeruhan (29 Palm Laboratory 2003) Pengukuran TPH cair (EPA 1999) HASIL DAN PEMBAHASAN Tingkat Keasaman

Transkripsi

1 Pengukuran TPH padat (EPA 1998) Nilai TPH diukur menggunakan metode gravimetri. Sebanyak 5 gram limbah minyak hasil pengadukan dibungkus dengan kertas saring. Timbel yang telah dibuat tersebut dimasukan dalam soxhlet dan diekstrak dengan pelarut heksana sebanyak 100 ml selama 4 jam. Ekstrak yang diperoleh dihilangkan airnya dengan Na 2 SO 4 anhidrat lalu disaring. Ekstrak yang diperoleh kemudian dipekatkan dengan radas penguap putar hingga kering. Labu yang telah kering dipanaskan dalam oven pada suhu 70 ºC selama 45 menit kemudian didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Bobot yang terukur adalah bobot minyak dan lemak. Sampel hasil pengeringan dilarutkan kembali dengan heksana dan ditambahkan silika gel untuk menghilangkan senyawa-senyawa polar dan disaring. Pelarut diuapkan kembali dan dipanaskan dalam oven, bobot yang terukur merupakan residu minyak (nilai TPH). Pengukuran TPH cair (EPA 1999) Sebanyak 50 ml limbah minyak diekstraksi dengan 25 ml heksana. Ekstraksi dilakukan dua kali. Kandungan air pada contoh dihilangkan dengan menambahkan Na 2 SO 4 anhidrat, kemudian disaring. Pelarut dihilangkan menggunakan penguap putar, setelah itu dimasukkan ke dalam oven selama 45 menit pada suhu 70 ºC. Wadah dan sampel didinginkan dalam desikator lalu ditimbang. Bobot yang terukur adalah bobot minyak dan lemak. Sampel hasil pengeringan dilarutkan kembali dengan heksana dan ditambahkan silika gel untuk menghilangkan senyawasenyawa polar dan disaring. Pelarut diuapkan kembali dan dimasukkan ke dalam oven, bobot yang terukur merupakan residu minyak (TPH). Penetapan ph Sebanyak 10 ml larutan limbah minyak dimasukkan ke dalam gelas piala 100 ml kemudian pengukuran ph dilakukan dengan indikator ph universal. Analisis COD (APHA 1992) Sebanyak 10 ml sampel dipipet dan dimasukkan ke dalam tabung COD. Kemudian 5 ml larutan campuran kalium dikromatmerkuri sulfat dipipet ke dalam sampel. Setelah itu, ditambahkan 10 ml larutan campuran asam sulfat-perak sulfat dan campuran diaduk kemudian ditutup. Tahap di atas diulangi pada 10 ml akuades sebagai blangko. Setelah masing-masing unit pengaman pada tutup dipasang, tabung dimasukkan ke dalam oven pada suhu 150 C. Setelah 2 jam, tabung COD dikeluarkan dari dalam oven dan dibiarkan hingga dingin. Campuran dari tabung COD dipindahkan ke dalam Erlenmeyer 100 ml dan dibilas dengan 10 ml akuades. Lalu, 2 ml asam sulfat pekat dan 3 tetes larutan indikator feroin ditambahkan secara berturut-turut ke dalam campuran. Campuran dititrasi dengan larutan baku fero amonium sulfat 0,05 N yang telah distandardisasi sampai terjadi perubahan warna dari hijau menjadi merah coklat lalu dicatat volume pemakaian larutan baku feroamonium sulfat. Pembuatan reagen dan perhitungan dapat dilihat pada lampiran 7. Analisis Kekeruhan (29 Palm Laboratory 2003) Pengukuran kekeruhan sampel dilakukan dengan menggunakan turbidimeter portabel HACH 2100p. Sampel yang keruh terlebih dahulu diencerkan sampai kekeruhannya dapat dibaca oleh turbidimeter. Sampel yang telah diencerkan diisikan ke dalam kuvet sampai sampel sejajar garis putih. Permukaan luar kuvet dibersihkan terlebih dahulu sebelum kuvet dimasukkan dalam turbidimeter. Nilai yang dihasilkan dalam satuan NTU. HASIL DAN PEMBAHASAN Tingkat Keasaman Besarnya tingkat keasaman sampel bioslurry dinyatakan dengan pengukuran ph. Hasil pengukuran ph selama penelitian terlihat pada Gambar 5. Pada awal degradasi limbah minyak nilai ph sudah cukup asam, yaitu ph 6. Semakin lama degradasi nilai ph juga semakin asam sampai pada nilai 3.5 pada akhir degradasi. ph yang semakin asam dari slurry ini mengindikasikan adanya mikroorganisme indegenus pada limbah minyak yang aktif dan membantu proses degradasi minyak bumi.

2 Gambar 4 Kurva penurunan ph slurry. Secara umum mikroorganisme akan tumbuh dengan baik pada ph 6-8, dan ph optimum untuk degradasi hidrokarbon adalah 7.8 (Udiharto 1996). Batas ph untuk pertumbuhan mikroorganisme merupakan suatu gambaran dari batas ph bagi kegiatan enzim. Bakteri memerlukan ph untuk tumbuhan dengan baik dan ragi berkisar antara (Suriawiria 2005). Idealnya nilai ph dijaga pada rentang 6-8, dan jika ph mengalami penurunan maka ditambahkan NaOH atau basa lainnya agar tidak terlalu asam. Karena pada penelitian ini tidak melihat laju degradasi minyak bumi oleh mikroorganisme tapi melihat besarnya kelarutan limbah minyak maka pengkondisian ph tidak harus dilakukan. Dalam aktivitas metabolisme mikroorganisme untuk mendegradasi minyak bumi menghasilkan asam-asam organik sehingga ph mengalami penurunan. Penurunan nilai ph pada proses degradasi berlangsung bertahap dan ada saat dimana nilai ph konstan. Menurut Leahy dan Colwell (1990), ph lingkungan yang ekstrim akan memperlambat degradasi hidrokarbon sehingga pelepasan asam-asam organik sebagai hasil proses fermentasi juga terhambat. Pada penelitian ini pengukuran ph dimaksudkan untuk melihat adanya mikroorganisme yang hidup dan dapat membantu proses degradasi limbah minyak. Pengaruh Ukuran Grinder terhadap Nilai TPH Parameter yang paling tepat untuk menggambarkan proses biodegradasi limbah minyak bumi ialah total petroleum hydrocarbon (TPH). TPH menggambarkan jumlah hidrokarbon dengan berbagai macam panjang rantainya tanpa melihat jenisnya, yaitu alisiklik, aromatik atau alifatik. Kandungan hidrokarbon pada tanah yang digunakan dalam penelitian ini sebelum diberikan berbagai perlakuan tergolong tinggi, yaitu 17.22%. Tingginya nilai TPH awal proses biodegradasi ini membuat laju degradasi tidak optimum karena menurut Vidali (2001) kondisi optimum biodegradasi terjadi pada TPH sebesar 5 10%. Untuk mengoptimalkan proses biodegradasi, maka limbah minyak yang ada pada tanah harus terdispersi ke dalam media air sehingga bakteri dapat mendegradasi minyak tersebut. Untuk memudahkan terdispersinya limbah minyak bumi dalam media air dilakukan penggilingan terhadap limbah minyak bumi. Terdapat 3 ukuran gilingan yang digunakan, yaitu gilingan dengan diameter 0.5; 0.7 dan 0.9 cm serta variasi konsentrasi dari tiap ukuran konsentrasi 5% dan 10%. Gambar 5 Kurva sampel TPH padat dengan Gambar 6 Kurva sampel TPH padat dengan Gambar 7 Kurva sampel TPH cair dengan

3 Gambar 8 Kurva sampel TPH cair dengan Nilai TPH padat dan TPH cair berbanding terbalik. Pada slurry nilai TPH padat akan semakin kecil seiring dengan semakin lamanya proses degradasi karena semakin banyak minyak yang terdispersi ke air, dengan ini maka nilai TPH cair dengan sendirinya akan semakin besar. Selain lamanya proses degradasi ukuran sampel juga mempengaruhi proses dispersi minyak dalam air. Semakin kecil ukuran sampel maka semakin luas permukaan sampel sehingga semakin banyak minyak yang dapat larut dalam air. Nilai TPH padat semakin lama degradasi akan terus mengalami penurunan karena akan semakin banyak hidrokarbon yang larut dalam air dan nilai TPH cair akan terus meningkat dengan semakin banyaknya senyawa hidrokarbon yang larut dalam air. Berdasarkan hasil yang diperoleh nilai TPH padat dan TPH cair berfluktuasi, hal ini dimungkinkan karena adanya mikroorganisme yang aktif dalam limbah minyak dan senyawa hidrokarbon aromatik yang merupakan komponen utama limbah minyak. Senyawa hidrokarbon aromatik ini lebih mudah larut dalam air dibanding dengan senyawa hidrokarbon jenuh (Fitri 2004), tetapi senyawa hidrokarbon aromatik lebih sulit didegradasi dibanding hidrokarbon alifatik dan hidrokarbon jenuh. Hasil pengukuran TPH padat diperlihatkan pada Gambar 6 dan Gambar 7. Dari kedua gambar terlihat sampel dengan diameter sampel 0.7 cm pada konsentrasi 5 dan 10% memiliki kesamaan dengan turunnya nilai TPH padat dari minggu ke-2 sampai minggu ke-3, dilanjutkan dengan naiknya nilai TPH padat dari minggu ke-3 sampai minggu ke-4. Turunnya TPH padat karena semakin banyaknya senyawa hidrokarbon alifatik yang dihasilkan dari degradasi larut dalam air sehingga senyawa alifatik yang tertinggal pada fasa padat hanya sedikit. Hal tersebut diperkuat dengan penggunaan n-heksana sebagai pelarut, karena n-heksana lebih mudah melarutkan senyawa hidrokarbon alifatik dibanding senyawa hidrokarbon aromatik sehingga nilai TPH padat yang dihasilkan bernilai kecil. Meningkatnya nilai TPH padat dimungkinkan karena senyawa alifatik yang dihasilkan dari proses degradasi menumpuk dalam fasa padat dan belum terlarut dalam air. Sehingga saat ekstraksi banyak terdapat senyawa hidrokarbon alifatik yang larut sehingga nilai TPH padat meningkat. Untuk sampel yang lain pada kedua konsentrasi mengalani peningkatan nilai TPH padat dari minggu ke-2 sampai minggu ke-4, meskipun kenaikan TPH padatnya tidak setinggi sampel dengan diameter 0.7 cm. Dari keseluruhan hasil TPH padat yang diperoleh dapat dilihat besarnya ukuran sampel tidak berpengaruh besar terhadap hasil ekstraksi. Karena dengan ukuran sampel yang lebih kecil akan memperbesar banyaknya senyawa hidrokarbon yang terbuang pada proses ekstraksi. Hal ini terlihat dari hasil TPH padat tertinggi untuk masing-masing konsentrasi, sampel dengan diameter terbesar memiliki TPH padat tertinggi, yaitu pada 17.06% untuk sampel dengan konsentrasi 5% dan 17.07% untuk sampel dengan Hasil pengukuran TPH cair diperlihatkan pada Gambar 8 dan Gambar 9. Dari kedua gambar terlihat nilai TPH cair yang berfluktuasi dari awal degradasi hingga akhir. Untuk sampel dengan konsentrasi 5% fruktuasi nilai TPH cairnya tidak berpola, tetapi secara keseluruhan nilai TPH cair di akhir degradasi mengalami peningkatan. Nilai TPH cair tertinggi pada sampel dengan konsentrasi 5% terlihat pada sampel dengan diameter 0.7 cm, dengan nilai TPH cairnya 1241 ppm. Sampel dengan konsentrasi 10% nilai TPH cairnya juga berfluktuasi hanya saja pada minggu ke-3 mengalami peningkatan yang cukup besar sampai minggu ke-4. Kenaikan nilai TPH cair yang signifikan ini dapat disebabkan karena semakin lamanya waktu degradasi dan adanya mikroorganisme yang berada pada fasa pertumbuhan sehingga banyak hidrokarbon alifatik dihasilkan dari proses degradasi dan larut dalam air, mengakibatkan nilai TPH cair meningkat. Nilai TPH cair tertinggi dari sampel dengan konsentrasi 10% terlihat pada sampel dengan diameter 0.7 cm dengan nilai TPH cair pada akhir degradasi 6694 ppm. Hasil pengukuran TPH padat dan TPH cair memperlihatkan bahwa ukuran sampel berpengaruh dalam kelarutan sampel di air, tetapi ketika sampel diekstraksi ukuran sampel

4 tidak berpengaruh besar. Pada TPH padat nilai tertinggi diperoleh sampel dengan diameter 0.9 cm yang merupakan ukuran paling besar, karena dengan semakin kecilnya ukuran sampel maka peluang untuk terbuangnya senyawa-senyawa penting selama ekstraksi lebih besar. Pada TPH cair nilai TPH tertinggi diperoleh pada sampel dengan diameter 0.7cm, karena dengan sampel yang ukurannya lebih kecil resiko untuk terbuangnya senyawa hidrokarbon lebih besar, dan dengan ukuran sampel yang lebih besar akan menurunkan kelarutan hidrokarbon dalam air karena semakin kecilnya luas permukaan sampel maka akan semakin sedikit bidang sentuh antara minyak dan air. Pengaruh Ukuran Grinder terhadap Nilai COD Pengukuran COD dilakukan untuk menghitung kandungan bahan organik total (APHA 1992). Pengukuran COD dalam penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode refluks tertutup yang diikuti dengan metode titrimetri. Berikut kurva COD dari hasil penelitian. maka nilai CODnya akan semakin besar. Hal ini beratri semakin lama waktu degradasi dan semakin kecil ukuran sampel maka semakin banyak senyawa organik dari limbah minyak bumi yang larut dalam air. Hal ini sesuai dengan nilai TPH cair yang diperoleh, karena semakin besar nilai TPH cair maka akan semakin banyak senyawa organik yang larut dalam air sehingga nilai COD akan meningkat juga. Hasil pengukuran COD dari penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 10 dan Gambar 11. Dari kedua gambar terlihat sampel dengan diameter 0.7 cm memiliki nilai COD lebih tinggi dibanding sampel yang lainnya, yaitu mg/l untuk sampel dengan konsentrasi 5% dan mg/l untuk sampel dengan Nilai COD menunjukkan limbah minyak bumi tersebut banyak mengandung senyawa organik terutama hidrokarbon. Sehingga jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi senyawa tersebut menjadi senyawa yang lebih sederhana semakin tinggi. Pengaruh Ukuran Grinder terhadap Kekeruhan Pengukuran kekeruhan pada penelitian ini dilakukan dengan Turbidimeter portabel HACH 2100p. Berikut kurva turbidimerti dari hasil penelitian. Gambar 9 Kurva sampel COD dengan Gambar 11 Kurva sampel turbidimetri dengan Gambar 10 Kurva sampel COD dengan Lamanya proses degradasi dan besarnya ukuran sampel akan mempengaruhi nilai COD. Semakin lama proses degradasi berlangsung dan semakin kecil ukuran sampel Gambar 12 Kurva sampel turbidimetri dengan

5 Semakin lama proses degradasi limbah minyak bumi maka akan semakin banyak senyawa minyak yang terdispersi dalam air sehingga kekeruhan pun meningkat. Ukuran grinder juga berpengaruh terhadap kekeruhan, semakin kecil ukuran grinder maka semakin luas permukaan partikel yang berinteraksi dengan air maka semakin banyak senyawa minyak yang terdispersi di dalamnya. Secara teori dapat dikatakan grinder dengan ukuran yang paling kecil akan memiliki nilai kekeruhan yang paling tinggi. Hal ini sesuai dengan nilai TPH cair dan COD yang diperoleh, karena semakin besar nilai TPH cair dan COD maka akan semakin banyak senyawa organik yang larut dalam air sehingga nilai kekeruhan akan meningkat juga. Hasil pengukuran kekeruhan dari penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 12 dan Gambar 13. Dari kedua gambar terlihat sampel dengan diameter 0.7 cm memiliki nilai kekeruhan lebih tinggi dibanding sampel yang lainnya, yaitu NTU untuk sampel dengan konsentrasi 5% dan NTU untuk sampel dengan Nilai kekeruhan menunjukkan limbah minyak bumi tersebut banyak mengandung senyawa organik yang terlarut dalam slurry. Bahkan banyaknya senyawa organik yang larut menjadikan slurry semakin pekat dan secara otomatis kekeruhannya juga meningkat. Dari keseluruhan parameter yang ada, penentuan ph dimaksudkan untuk melihat adanya mikroorganisme indegeneous yang hidup dan aktif dalam limbah minyak dan dapat mendegradasi limbah minyak tersebut. Besarnya limbah minyak bumi yang terdegradasi dapat dilihat dari nilai TPH padat dan TPH cair, keduanya berbanding terbalik. Semakin lama proses degradasi nilai TPH padat akan semakin kecil karena semakin banyak senyawa hidrokarbon minyak yang terdispersi ke dalam air. Dengan semakin banyaknya senyawa hidrokarbon yang larut dalam air maka nilai TPH cair akan semakin besar. Besarnya nilai COD dan kekeruhan slurry juga akan semakin besar karena keduanya berbanding lurus dengan nilai TPH cair. Hidrokarbon merupakan senyawa organik, sehingga semakin banyak hidrokarbon yang larut dalam air maka semakin banyak senyawa organik yang larut dalam air, hal ini mengakibatkan nilai COD akan semakin besar. Begitu pula kekeruhan, semakin lama proses degradasi semakin banyak materi yang terlarut baik hidokarbon maupun senyawa lainnya yang mengakibatkan semakin pekatnya slurry. SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Kelarutan limbah minyak untuk sampel dengan diameter 0.7 cm lebih besar dari sampel dengan diameter 0.5 dan 0.9 cm, terlihat pada hasil yang diperoleh untuk semua parameter TPH cair, COD dan kekeruhan paling tinggi pada konsentrasi 5% maupun 10%. Pada konsentrasi 5% nilai parameter tersebut pada minggu ke-4 adalah 1241% untuk TPH cair, mg/l untuk nilai COD, NTU untuk kekeruhan. Pada konsentrasi 10% parameter di atas pada minggu ke-4 adalah 6694% untuk nilai TPH cair, mg/l untuk nilai COD, NTU untuk nilai kekeruhan. Saran Berdasarkan hasil penelitian ini, diharapkan untuk tahapan selanjutnya dapat diaplikasikan penggunaan grinder pada sampel bioremediasi dan dapat ditambahkan bakteri eksogenus dengan pengaturan lingkungan tumbuh untuk mempercepat proses degradasi. DAFTAR PUSTAKA [APHA] American Public Health Association Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 18th edition. Washington DC: APHA, AWWA & WEF. [ATSDR] Agency for Toxic Substances and Disease Registry Toxicological Profile for total petroleum hydrocarbons (TPH). Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service. Bishop M Petroleum hydocarbon and petroleum hydrokarbon measurements. ations/tph_book.pdf. [3 Januari 2009] Bossert DI, Compeau GC Cleanup of Petroleum Hydrokarbon Contaminant in Soil. Di dalam:young LY, Cerninglia CE, editor. Microbial Transformation and Degradation of Toxic Organic Chemicals.