BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar belakang Perkembangan industri di Indonesia saat ini berlangsung sangat pesat seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, hal ini ditandai dengan semakin banyaknya industri yang berkembang dalam memproduksi berbagai jenis kebutuhan manusia. Peningkatan jumlah industri tidak hanya memberikan dampak yang positif tetapi juga akan memberikan dampak negatif, salah satunya adalah pencemaran lingkungan yang diakibatkan oleh buangan limbah industri baik berupa limbah cair, padat maupun gas. Salah satu buangan limbah industri yang telah dilaporkan sebagai bahan yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan adalah logam berat (Darmono, 1995). Logam berat merupakan istilah yang digunakan untuk unsur-unsur transisi yang mempunyai massa jenis atom lebih besar dari 5 g cm -3 (Widaningrum et al., 2007). Logam berat merupakan unsur yang terletak di sudut kanan bawah sistem periodik, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap unsur S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 92 dari periode 4 sampai 7 (Miettinen, 1977). Keberadaan logam berat dalam limbah cair memberikan kontribusi pada pencemaran di lingkungan, sehingga berdampak bagi kehidupan manusia dan organisme lainnya (Pouretedal dan Kazemi, 2012). Pencemaran logam berat berasal dari banyak sumber sebagian besar berasal dari pemurnian logam misalnya industri peleburan biji tambang, industri pelapisan logam dan industri baterai. Pemanfaatan logam berat juga banyak digunakan pada 1
bidang pertanian misalnya pada penggunaan pestisida, sehingga keberadaan logam berat dalam lingkungan perairan menjadi perhatian besar karena toksisitasnya yang tinggi (Darmono,1995). Salah satu logam berat yang dapat mencemari lingkungan adalah logam tembaga (Cu). Logam Cu merupakan logam berat yang memiliki sifat persisten di lingkungan karena tidak dapat terdegradasi dan dapat terakumulasi melalui rantai makanan (bioakumulasi). Paparan ion logam Cu(II) dapat menyebabkan pencemaran serius terhadap lingkungan jika kandungan ion logam Cu(II) yang terdapat di dalamnya melebihi ambang batas yang diijinkan. Ion logam Cu(II) mempunyai sifat toksik yang sangat berbahaya bagi organisme hidup seperti kerusakan organ, gangguan sistem saraf dan dapat menyebabkan kematian, sehingga penghilangan ion logam Cu(II) dari air limbah sangat penting untuk mengurangi dampak pencemaran yang ditimbulkannya (Darmono, 1995). Logam Cu banyak digunakan dalam bidang pertanian, misalnya sebagai larutan Bordeaux dimana larutan ini mengandung 1-3% CuSO 4 untuk membasmi jamur pada sayur dan buah. Senyawa CuSO 4 juga sering digunakan untuk membasmi siput sebagai inang dari parasit, cacing, dan juga digunakan untuk mengobati penyakit kuku pada domba (Darmono, 1995). Upaya untuk mengatasi pencemaran logam berat dapat dilakukan dengan cara menurunkan konsentrasi ion logam tersebut hingga dibawah ambang batas baku mutu lingkungan. Salah satu metode yang umum digunakan adalah metode adsorpsi. Pengembangan dari metode adsorpsi saat ini telah banyak dilakukan, salah satunya adalah dengan memanfaatkan biomassa dari tumbuhan. Pemanfaatan biomassa tumbuhan sebagai adsorben banyak dikembangkan karena 2
adanya potensi yang belum termanfaatkan secara optimal, salah satunya adalah kulit batang mangrove. Penelitian tentang adsorpsi ion logam berat menggunakan kulit batang mangrove telah banyak dilakukan, salah satunya dari penelitian yang dilakukan Rozaini et al. (2010), mengenai modifikasi kulit batang mangrove minyak (Rhizopora apiculata) dengan NaOH sebagai adsorben untuk mengadsorpsi ion logam Cu(II) dan Ni(II) serta beberapa penelitian lainnya yang terkait pemanfaatan biomassa tumbuhan untuk adsorpsi limbah ion logam berat. Mangrove api-api ( Avicennia marina) merupakan mangrove pionir dengan jumlah populasi terbanyak di hutan mangrove. Analisis senyawa kimia dari tumbuhan mangrove api-api (Avicenia marina) mengindikasikan adanya senyawa polisakarida dan polifenol. Menurut Rowel (2005) menyatakan bahwa senyawa polisakarida dan polifenol diketahui mempunyai kapasitas untuk mengikat ion logam, hal ini disebabkan karena keberadaan dari gugus hidroksil yang terdapat pada strukturnya, akan tetapi perlu dilakukan upaya agar kemampuannya lebih baik karena terdapat beberapa senyawa pengotor yang perlu dihilangkan misalnya seperti lignin, lignin merupakan senyawa yang menyusun dinding sel dari tumbuhan, lignin dalam dinding sel tumbuhan terikat dengan selulosa membentuk senyawa lignoselulosa (Lawoko,2005), sehingga perlu dilakukan treatment khusus untuk melepaskan ikatan lignin dengan selulosa. Salah satu metode yang digunakan untuk melepas ikatan lignin dengan selulosa adalah dengan mengaktivasi adsorben menggunakan larutan basa alkali. Menurut penelitian yang dilakukan oleh Chen dan Yang (2005), diperoleh bahwa aktivasi adsorben menggunakan NaOH menghasilkan adsorben yang lebih baik dalam mengadsorpsi 3
berbagai macam ion logam. Berdasarkan potensi yang dimiliki mangrove api-api (Avicenia marina), maka ingin dikaji lebih lanjut mengenai pemanfaatannya sebagai adsorben dalam upaya untuk menanggulangi pencemaran yang disebabkan oleh ion logam Cu(II). 1.2 Keaslian Penelitian Beberapa penelitian mengenai adsorpsi untuk mengurangi konsentrasi ion logam berat telah banyak dilakukan. Dari penelusuran terhadap jurnal-jurnal yang telah dipublikasikan dan sumber lain yang relevan, berikut ini adalah beberapa jurnal penelitian tentang adsorpsi untuk mengurangi konsentrasi ion logam berat. a) Chen dan Yang (2005) meniliti tentang modifikasi kimia dari ganggang laut (Sargasum sp.) untuk meningkatkan kinerja pada adsorpsi logam. Pada penelitian ini, bahan baku yang sudah dikeringkan dan dihaluskan diaktivasi dengan berbagai macam pelarut seperti NaoH 0,1 M; CaCl 0,1 M; formaldehid (0,02% v/v; 0,2%; 2%; dan 10%); dan glutaraldehida (0,02% v/v; 0,2%; 2%; dan 10%). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi adsorben paling tinggi diperoleh dari aktivasi adsorben dengan pelarut NaOH 0,1 M. b) Wei dan Jain (2007) meneliti tentang pemanfaatan ekstrak tanin dari kulit batang mangrove minyak (Rhizopora apiculata) yang diaktivasi dengan larutan 0,225 M NaOH untuk mengadsorpsi ion logam Cr(III). Hasil penelitian menujukkan bahwa kapasitas adsorpsi ion logam Cr(III) dari adsorben ekstrak tanin kulit batang mangrove minyak (Rhizopora apiculata) diperoleh sebesar 10,14 mg g -1. Model isoterm adsorpsi diperoleh mengikuti 4
model isoterm Freundlich dan model kinetika mengikuti model kinetika pseudo orde dua. c) Wei et al.(2009) meneliti tentang pemanfaatan ekstrak tanin dari kulit batang mangrove minyak ( Rhizophora apiculata) yang diaktivasi dengan larutan 0,225 M NaOH, untuk mengadsorpsi ion logam Pb(II) dan Cu(II). Hasil penelitian menujukkan bahwa adosrben dari ekstrak tanin kulit batang mangrove minyak (Rhizophora apiculata) memiliki kapasitas adsorpsi untuk ion logam Cu(II) dan Pb(II) berturut-turut sebesar 8,78 mg g -1 dan 31,32 mg g - 1 ; pada ph 5,00, dan phzpc (zero point charge) adsorben pada ph 4,09; hasil karakterisasi adsorben dari uji C-NMR dengan analisa elemen C,H, dan N menunjukkan adanya peningkatan jumlah atom C sebesar 5% pada adsorben hasil aktivasi dan model kinetika adsorpsi diperoleh mengikuti model kinetika pseudo orde dua. d) Rozaini et al.(2010) meneliti tentang pemanfaatan kulit batang mangrove minyak ( Rhizopora apiculata) yang diaktivasi dengan larutan 0,1 M NaOH untuk mengadsorpsi ion logam Ni(II) dan Cu(II), Hasil penelitian menunjukkan bahwa adsorben dari kulit batang mangrove minyak (Rhizopora apiculata) memiliki kapasitas adsorpsi untuk ion logam Ni(II) dan Cu(II) berturut-turut sebesar 7,25 mg g -1 dan 6,95 mg g -1 pada ph 5,00. Kajian termodinamika adsorpsi menunjukkan proses adsorpsi berlangsung secara spontan dan bersifat eksotermis. Model isoterm adsorpsi diperoleh mengikuti model isoterm Freundlich, serta model kinetika adsorpsi mengikuti model kinetika pseudo orde dua. 5
e) Dwijayanti, (2015) menelti tentang pemanfaatan buah api-api putih (Avicenia alba Blume) yang diaktivasi asam merkaptoasetat (AMA) untuk adsorpsi ion logam Pb(II) dan Cd(II), Hasil penelitian menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi meningkat dengan adanya aktivasi dengan AMA, kapsitas adsorpsi untuk logam Pb(II) dan Cd(II) berturut-turut diperoleh sebesar 45,45 mg g -1 dan 27,03 mg g -1 ; kapasitas adsorpsi maksimum untuk logam Pb diperoleh pada ph 4,00 sedangkan untuk logam Cd diperoleh pada ph 6,00. Model kinetika adsorpsi mengikuti pseudo orde dua dan model isoterm adsorpsi diperoleh mengikuti model isoterm Langmuir. Dari penelitian yang dilakukan oleh beberapa peneliti diatas, belum ada penelitian yang dilakukan mengenai pemanfaatan kulit batang mangrove api-api (Avicennia marina) sebagai adsorben untuk adsorpsi ion logam Cu(II). 1.3 Tujuan Penelitian Secara umum penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan adsorben yang dapat digunakan untuk menyerap logam berat dengan baik sebagai suatu metode untuk penanggulangan pencemaran lingkungan dari ion logam Cu(II). Secara khusus penelitian ini bertujuan antara lain: 1. Menentukan kapasitas adsorpsi dari adsorben kulit batang mangrove apiapi (Avicenia marina). 2. Menentukan model kinetika dan model isoterm adsorpsi dari adsorben kulit batang mangrove api-api (Avicenia marina). 6
1.4 Manfaat Penelitian Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini antara lain : 1. Penelitian ini diharapakan dapat memberikan informasi mengenai adsorben dari kulit batang mangrove api-api ( Avicenia marina) yang digunakan untuk menurunkan konsentrasi ion logam Cu(II). 2. Penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai referensi dalam pembuatan adsorben dari kulit batang mangrove api-api (Avicenia marina) dan aplikasinya untuk penanggulangan pencemaran limbah ion logam Cu(II). 7