BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air merupakan sumber daya alam yang sangat vital bagi kehidupan. Tidak ada satupun makhluk hidup di bumi ini yang tidak membutuhkan air. Karena hampir semua aktivitas makhluk hidup memerlukan air untuk mempertahankan kehidupannya. Oleh karena itu, kualitas dan kuantitas air sebagai sumber kehidupan harus terus dipelihara. Perkembangan peradaban dan peningkatan jumlah penduduk di dunia menyebabkan aktivitas manusia bertambah yang secara otomatis menambah polutan atau pencemaran air. Padahal beberapa puluh tahun yang lalu, manusia dalam memenuhi kebutuhan akan air (khususnya air minum) cukup mengambil dari sumber-sumber air yang ada di dekatnya dengan menggunakan peralatan yang sangat sederhana. Namun sekarang ini, khususnya di kota yang sudah langka akan sumber air minum yang bersih tidak mungkin menggunakan cara demikian. Air sudah tercemar di mana-mana, maka dari itu diperlukan sistem pengolahan air agar kualitas air tetap terjaga. Aktivitas manusia yang dapat mencemari lingkungan salah satunya adalah kegiatan industri. Kegiatan pembangunan industri merupakan salah satu kegiatan sektor ekonomi yang bertujuan untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Sektor industri dianggap sebagai perintis pembangunan ekonomi karena sektor ini umumnya tumbuh lebih cepat dibandingkan dengan sektor pertanian. Sektor industri mengalami kemajuan yang sangat pesat sejak terjadinya revolusi industri di Eropa pada abad pertengahan. Namun peningkatan kegiatan yang demikian pesat mulai menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan baik dampak fisik, kimia, biologi, maupun sosial ekonomi dan budaya (Ginting, 2007). Pencemaran lingkungan akibat limbah industri sering menimbulkan keresahan masyarakat, hal ini terlihat dari pemberitaan media massa maupun laporan masyarakat kepada lembaga pemerintahan. Bahkan di antaranya disertai tuntutan ganti rugi terhadap pengusaha industri yang diduga mencemarkan 1
2 lingkungan. Seperti halnya kasus Teluk Buyat Sulawesi Utara 2004 lalu yang menjadi rekor dunia dalam hal pencemaran yang kemudian diadakan konferensi internasional mengenai System Tailing Displacement (STD) di Kota Manado. Akibat kegiatan pertambangan skala besar oleh PT. Newmont Minahasa Raya (NMR), ekosistem perairan laut di Teluk Buyat rusak parah akibat buangan 2000 ton tailing yang mengandung logam berat arsen (As) dan merkuri (Hg) setiap harinya (Kumurur, 2006). Di kawasan Yogyakarta banyak berdiri pabrik mulai dari pabrik tekstil, makanan, alat rumah tangga, dan lainnya. Kita tahu bahwa Yogyakarta adalah daerah yang istimewa baik dari segi pemerintahan, seni, budaya, dan kultur sosialnya. Yogyakarta selain dikenal sebagai kota pendidikan juga dikenal sebagai kota budaya. Sebagai kota budaya, Yogyakarta banyak menyimpan peninggalanpeninggalan bersejarah juga kesenian-kesenian yang mempunyai nilai seni tinggi. Salah satu karya seni yang sangat terkenal dari Yogyakarta adalah kain batik, sehingga di Yogyakarta banyak dijumpai industri kerajinan batik baik dalam skala besar maupun kecil. Apalagi setelah UNESCO menyatakan batik resmi sebagai warisan budaya khas Indonesia pada tanggal 2 Oktober 2009, batik semakin terkenal dan menjadi primadona di kancah internasional (Kumurur, 2006). Di balik keindahan dan keeksotisannya, ternyata limbah batik menghasilkan limbah yang berbahaya. Industri batik banyak bergantung kepada zat warna untuk menghasilkan citra warna batik yang bagus. Zat warna ini umumnya merupakan zat kimia yang mengandung logam berat dan juga sukar diuraikan oleh proses biologis. Tidak semua pengrajin batik di Yogyakarta mempunyai IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah) sendiri atau sudah mempunyai IPAL tetapi tidak dimanfaatkan dengan baik. Bahkan ada beberapa pengrajin batik terutama dalam skala kecil atau UMKM (Usaha Kecil, Mikro, dan Menengah) yang belum mempunyai IPAL, sehingga otomatis akan mencemari lingkungan baik itu mengalir ke perairan seperti sungai, kolam, atau persawahan, maupun meresap di tanah sehingga dapat mencemari air tanah seperti air sumur. Kasus pencemaran badan air akibat limbah batik pernah terjadi di Sungai Rawa Jembangan Dukuh Mendiro, Desa Gulurejo, Lendah, Kulonprogo bulan Februari 2013 lalu. Kurang lebih ada 30 warga terkena iritasi kulit disertai gatal-
3 gatal dan bercak merah. Hal ini disebabkan hampir semua pengusaha batik di Kulonprogo tidak memiliki IPAL, padahal IPAL bersifat wajib agar limbah yang dibuang memenuhi standar baku mutu (Sodik, 2013). Diakui, soal memberi sanksi atau tindakan bagi industri yang membuang limbah ke sungai adalah hal dilematis. Di satu sisi peraturan larangan membuang ke sungai harus ditegakkan, tapi di sisi lain jika mereka diberi sanksi akan mematikan usahanya. Limbah industri tekstil banyak mengandung bahan kimia seperti logam berat. Logam berat merupakan logam yang membahayakan kesehatan jika masuk ke tubuh. Karena logam berat bersifat toksik dan dapat mengendap di tubuh manusia yang dapat menimbulkan cacat fisik dan melemahkan sistem saraf. Berdasarkan penjelasan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 20 tahun 1990 tentang pengendalian pencemaran air, dinyatakan bahwa air merupakan sumber daya alam yang memenuhi hajat hidup orang banyak sehingga perlu dilindungi agar dapat tetap bermanfaat bagi kehidupan manusia serta makhluk hidup lainnya. Hal ini berarti bahwa pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan untuk generasi sekarang dan mendatang. Agar air dapat bermanfaat secara berkelanjutan dengan tingkat mutu yang diinginkan, maka pengendalian pencemaran air menjadi sangat penting, sehingga dibutuhkan upaya-upaya nyata dalam mengatasi kondisi air yang tercemar untuk menghindari dampak buruk yang ditimbulkannya. Limbah industri dengan kandungan logam berat tidak dapat langsung dibuang ke sungai, waduk, atau laut. Karena keberadaan logam berat sangat berbahaya bagi kehidupan manusia, hewan, dan tumbuhan. Logam berat merupakan polutan yang sangat berbahaya bagi kesehatan manusia karena tidak dapat terurai secara alami namun mengendap sebagai residu di dalam tubuh. Logam berat yang terakumulasi dalam tubuh manusia dapat menghambat pertumbuhan dan perkembangan tubuh, menimbulkan cacat fisik, menurunkan kecerdasan, dan melemahkan sistem saraf. Beberapa logam berat yang mencemari lingkungan adalah merkuri (Hg), kromium (Cr), arsen (As), besi (Fe), cadmium (Cd), mangan (Mn), timbal (Pb), seng (Zn), kobalt (Co), tembaga (Cu), nikel (Ni), dan natrium (Na) (Setyowati, 2008).
4 Kondisi lingkungan yang semakin memburuk mendorong masalah pencemaran air harus ditangani. Teknologi pengolahan limbah mempunyai peranan yang amat penting dalam hal ini. Dengan teknologi pengolahan limbah maka pencemaran dapat dikurangi seminimum mungkin. Teknologi pengelolahan limbah dapat dilakukan dengan berbagai proses seperti proses fisika, proses kimia, dan proses biologi. Penelitian ini dilakukan berdasarkan permasalahan pencemaran logam berat di badan air saat ini. Pada penelitian ini, penulis menawarkan metode secara fisika yaitu pengolahan limbah batik untuk menurunkan kadar logam berat dengan sistem penyaring elektromagnetik. Prinsip utama dari penyaring elektromagnetik adalah penarikan logam-logam berat yang terkandung dalam limbah batik akibat magnetisasi inti besi dalam solenoida yang dialiri arus listrik searah. Metode ini dapat dijadikan salah satu metode alternatif untuk mengatasi permasalahan pencemaran lingkungan oleh logam berat. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat bagi masyarakat khususnya masyarakat industri batik dan masyarakat luas pada umumnya. 1.2 Rumusan Masalah Dari latar belakang yang telah dijelaskan sebelumnya, maka rumusan permasalahan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Bagaimana pengaruh arah medan magnet dan arah aliran limbah cair terhadap penurunan kadar logam Besi (Fe) dan Kobalt (Co) pada limbah batik? 2. Bagaimana tingkat efektivitas sistem penyaring elektromagnetik? 1.3 Batasan Masalah Dalam penelitian ini dilakukan pembatasan masalah yang meliputi hal-hal berikut: 1. Kuat arus listrik yang digunakan adalah konstan, yaitu 1 A 2. Pasir besi yang digunakan untuk menyaring dianggap homogen
5 3. Panjang kolom penyaring elektromagnetik dibuat tetap 4. Variabel yang divariasi dalam penelitian ini adalah arah medan magnet dan arah aliran limbah cair ketika dialirkan dalam solenoida. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut: a. Arah aliran air ke bawah dan arah medan magnet ke bawah b. Arah aliran air ke bawah dan arah medan magnet ke atas c. Arah aliran air ke atas dan arah medan magnet ke atas d. Arah aliran air ke atas dan arah medan magnet ke bawah 5. Sampel yang digunakan adalah air limbah industri batik dari Industri Batik Indah Raradjonggrang 6. Kandungan logam yang diteliti adalah logam Besi (Fe) dan Kobalt (Co) 1.4 Tujuan Penelitian 1. Menentukan pengaruh arah medan magnet dan arah aliran air terhadap penurunan kadar logam Besi (Fe) dan Kobalt (Co) pada limbah batik 2. Menentukan tingkat efektivitas sistem penyaring elektromagnetik 1.5 Manfaat Penelitian 1. Mengetahui pengaruh arah medan magnet dan arah aliran air terhadap penurunan kadar logam Besi (Fe) dan Kobalt (Co) pada limbah batik 2. Memberikan metode alternatif bagi masyarakat khususnya industri batik untuk menangani limbah cair yang mengandung logam berat dengan menggunakan penyaring elektromagnetik 3. Memberikan solusi untuk masalah pencemaran logam berat di lingkungan perairan khususnya pencemaran oleh limbah batik 1.6 Sistematika Penulisan Tugas akhir ini dibagi menjadi tiga bagian yaitu bagian awal, bagian isi, dan bagian akhir. Penjelasannya adalah sebagai berikut: 1. Bagian awal memuat sampul luar, halaman judul, halaman pengesahan, halaman pernyataan, halaman persembahan, prakata, daftar isi, daftar tabel, daftar gambar, daftar lampiran, intisari dan abstract
6 2. Bagian isi dari skripsi terdiri dari enam bab yaitu: BAB I Pendahuluan meliputi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, sistematika penulisan dan keaslian skripsi. BAB II Kajian pustaka yang berisi tentang uraian singkat penelitian-penelitian yang sudah pernah dilakukan sebelumnya terkait topik penelitian. BAB III Dasar teori yang mencakup materi-materi pendukung penelitian yang terdiri atas medan magnet, hukum Biot- Savart, hukum Ampere, medan magnet pada sebuah solenoida, magnetisasi, sifat kemagnetan bahan, sistem penyaring elektromagnetik, karakteristik logam dan rumus perhitungan efektivitas penyaringan. BAB IV Metode penelitian yang menjelaskan alat dan bahan yang digunakan, waktu dan tempat penelitian, skema, serta langkah kerja yang dilakukan dalam penelitian. BAB V Hasil dan pembahasan yang berisi tentang hasil-hasil penelitian dan pembahasannya. BAB VI Kesimpulan dan saran yang berisi tentang kesimpulan hasil penelitian yang telah dilakukan serta saran-saran yang berkaitan dengan hasil kesimpulan penelitian. 3. Bagian akhir dari skripsi memuat tentang daftar pustaka yang digunakan sebagai rujukan dan acuan dari penulisan skripsi. 1.7 Keaslian skripsi Berdasarkan penelusuran literatur yang ada, topik yang dikaji dalam skripsi ini sudah pernah diteliti. Akan tetapi yang membedakan penelitian sebelumnya adalah metode, logam yang diteliti, dan sampel yang digunakan. Pada penelitian sebelumnya metode yang digunakan adalah variasi panjang kolom penyaring dan kuat arus sedangkan pada penelitian ini digunakan panjang kolom dan kuat arus konstan dengan memvariasi arah medan magnet dan arah aliran air.
7 Logam yang diamati pada penelitian sebelumnya adalah Tembaga (Cu), Besi (Fe), Nikel (Ni) dan Mangan (Mn). Sedangkan pada penelitian ini logam yang diteliti adalah Besi (Fe) dan Kobalt (Co). Sampel yang digunakan pada penelitian sebelumnya adalah limbah logam dari sentra industri perak Kotagede dan badan air berupa air sumur yang ada di daerah Klaten. Sedangkan sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah cair industri batik, mengingat Yogyakarta adalah kota budaya yang terkenal dengan batiknya