LAPORAN PRAKTIKUMAPLIKASI TEKNIK NUKLIRMATERI :PHYTOREMEDIASI

Disusun Oleh :

Nama

: Anwar Jundiy

NIM

: 011200306

Jurusan

: Teknokimia Nuklir

Semester

: VI

Tanggal Praktikum

:

Asisten

: Maria Christina P. S.ST, M.Eng

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIRBADAN TENAGA NUKLIR NASIONALYOGYAKARTA2015

Pengukuran Isoterm Adsorbsi Langmuir dan Freundlich pada proses Phytoremediasi Cairan RadioaktifA. Tujuan

1. Memahami tentang Phytoremediasi dan Metode Isoterm Adsorbsi2. Mengetahui nilai Isoterm Adsorbsi pada persamaan Langmuir dan Freundlich3. Menentukan Konstanta AdsorbsiB. Dasar TeoriPhytoremediasi

Phyto asal kata Yunani/ greek phyton yang berarti tumbuhan/tanaman (plant), Remediation asal kata latin remediare ( to remedy) yaitu memperbaiki/ menyembuhkan atau membersihkan sesuatu. Jadi Fitoremediasi (Phytoremediation) merupakan suatu sistim dimana tanaman tertentu yang bekerjasama dengan micro-organisme dalam media (tanah, koral dan air) dapat mengubah zat kontaminan (pencemar/pollutan) menjadi kurang atau tidak berbahaya bahkan menjadi bahan yang berguna secara ekonomi.

Fitoremediasi merupakan salah satuteknologi yang secara biologi yang memanfaatkan tumbuhan atau mikroorganisme yang dapatberasosiasi untuk mengurangi polutan lingkunganbaik pada air, tanah dan udara yang diakibatkanoleh logam atau bahan organik.

Salah satu keuntungan utama dari fitoremediasi adalah biaya yang relatif rendah dibandingkan dengan metode perbaikan lainnya seperti penggalian. Dalam banyak kasus fitoremediasi telah ditemukan kurang dari setengah harga dari metode alternatif. Fitoremediasi juga menawarkan remediasipermanenbukan sekadar pemindahan masalah.

Namun fitoremediasi bukan tanpa kesalahan, itu adalah proses yang bergantung pada kedalaman akar dan toleransi tanaman terhadap kontaminan. Paparan dari hewan ke tanaman yang bertindak sebagai hyperaccumulators juga dapat menjadi perhatian lingkungan sebagai hewan herbivora dapat terakumulasi mengkontaminasi partikel dalam jaringan mereka yang pada gilirannya dapat mempengaruhi rantai makanan secara keseluruhan.

Jenis-jenis tanaman yang sering digunakan di Fitoremediasi adalah:Anturium Merah/ Kuning, Alamanda Kuning/ Ungu, Akar Wangi, Bambu Air, Cana Presiden Merah/Kuning/ Putih, Dahlia, Dracenia Merah/ Hijau, Heleconia Kuning/ Merah, Jaka, Keladi Loreng/Sente/ Hitam, Kenyeri Merah/ Putih, Lotus Kuning/ Merah, Onje Merah, Pacing Merah/ Mutih, Padi-padian, Papirus, Pisang Mas, Ponaderia, Sempol Merah/Putih, Spider Lili, dll.Macam-macam Jenis Phytoremediasi

1. Phytoacumulation (phytoextraction) Proses tumbuhan menarik zat kontaminan dari media sehingga berakumulasi disekitar akar tumbuhan. Proses ini disebut juga Hyperacumulation. Akar tanaman menyerap limbah logam dari tanah dan mentranslokasinya ke bagian tanaman yang berada di atas tanah. Setiap tanaman memiliki kemampuan yang berbeda untuk menyerap dan bertahan dalam berbagai limbah logam.Terutama di tempat-tempat yang tercemar dengan lebih dari satu jenis logam. Ada spesies tertentu yang disebut hiperakumulator tanaman yang menyerap jumlah jauh lebih tinggi dari polutan dibandingkan spesies lainnya kebanyakan. Spesies ini digunakan pada banyak situs karena kemampuan mereka untuk berkembang di daerah-daerah yang sangat tercemar.Setelah tanaman tumbuh dan menyerap logam mereka dipanen dan dibuang dengan aman. Proses ini diulang beberapa kali untuk mengurangi kontaminasi ke tingkat yang dapat diterima.Dalam beberapa kasus memungkin untuk benar-benar mendaur ulang logam melalui proses yang dikenal sebagai phytomining, meskipun ini biasanya digunakan pada logam mulia. Senyawa logam yang telah berhasil phytoextracted meliputi seng, tembaga, dan nikel. Logam kontaminan dalam tanah: diserap oleh akar (penyerapan), pindah ke tunas (translokasi), dan disimpan (akumulasi).

2. Rhizofiltration (rhizo= akar) Merupakan proses adsorpsi atau pengedapan zat kontaminan oleh akar untuk menempel pada akar.Rhizofiltration mirip dengan Phytoextraction tapi digunakan untuk membersihkan air tanah terkontaminasi daripada tanah tercemar. Kontaminan yang baik teradsorbsi ke permukaan akar atau diserap oleh akar tanaman. Tanaman yang digunakan untuk rhizoliltration tidak ditanam langsung di situs tetapi harus terbiasa untuk polutan yang pertama.Tanaman hidroponik di tanam pada media air, hingga sistem perakaran tanaman berkembang. Setelah sistem akar yang besar pasokan air diganti untuk pasokan air tercemar untuk menyesuaikan diri tanaman. Setelah tanaman menjadi acclimatised kemudian ditanam di daerah tercemar di mana serapan akar air tercemar dan kontaminannya sama. Setelah akar menjadi jenuh kemudian tanaman dipanen dan dibuang. Perlakuan yang sama dilakukan berulangkali pada daerah yang tercemar sehingga dapat mengurangi polusi.Percobaan untuk proses ini dilakukan dengan menanan bunga matahari pada kolam mengandung radio aktif untuk suatu test di Chernobyl, Ukraina.

3. PhytostabilizationMerupakan penempelan zat-zat contaminan tertentu pada akar yang tidak mungkin terserap kedalam batang tumbuhan. Zat-zat tersebut menempel erat (stabil ) pada akar sehingga tidak akan terbawa oleh aliran air dalam media.Untuk mencegah kontaminasi dari penyebaran dan bergerak di seluruh tanah dan air tanah, zat kontaminan diserap oleh akar dan akumulasi, diabsorbsi akar, terjadi pada rhizosfer (ini adalah daerah di sekitar akar yang bekerja seperti laboratorium kimia kecil dengan mikroba dan bakteri dan organisme mikro yang disekresikan oleh tanaman) ini akan mengurangi atau bahkan mencegah perpindahan ke tanah atau udara, dan juga mengurangi bioavailibility dari kontaminan sehingga mencegah penyebaran melalui rantai makanan.. Teknik ini juga dapat digunakan untuk membangun kembali komunitas tanaman pada daerah yang telah benar-benar mematikan bagi tanaman karena tingginya tingkat kontaminasi logam.Kontaminan organik dalam tanah adalah: diserap oleh akar tanaman dan dipecah menjadi bagian-bagian mereka dengan "eksudat" dalam sistem akar tanaman

Pengertian Adsorpsi dan Isoterm Adsorpsi

Adsorbsi adalah gejala pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada permukaan zat lain, sebagai akibat dari ketidakjenuhan gaya-gaya pada permukaaan zat tersebut. Dalam adsorpsi digunakan istilah adsorbat dan adsorban, dimana adsorbat adalah substansi yang terjerap atau substansi yang akan dipisahkan dari pelarutnya, sedangkan adsorban adalah merupakan suatu media penyerap yang dalam hal ini berupa senyawa karbon.

Adsorpsi terjadi pada permukaan zat padat karena adanya gaya tarik atom atau molekul pada permukaan zat padat. Molekul-molekul pada permukaan zat padat atau zat cair, mempunyai gaya tarik ke arah dalam, karena tidak ada gaya-gaya lain yang mengimbangi. Adanya gaya-gaya ini menyebabkan zat padat dan zat cair, mempunyai gaya adsorpsi. Adsorpsi berbeda dengan absorpsi. Pada absorpsi zat yang diserap masuk ke dalam absorbens sedangkan pada adsorpsi zat yang diserap hanya terdapat pada permukaannya (Sukardjo, 1990). Komponen yang terserap disebut adsorbat (adsorbate), sedangkan daerah tempat terjadinya penyerapan disebut adsorben (adsorbent / substrate). Berdasarkan sifatnya, adsorpsi dapat digolongkan menjadi adsorpsi fisik dan kimia.

Isoterm adsorpsi adalah hubungan yang menunjukkan distribusi adsorben antara fasa teradsorpsi pada permukaan adsorben dengan fasa ruah saat kesetimbangan pada temperatur tertentu. Ada tiga jenis hubungan matematik yang umumnya digunakan untuk menjelaskan isoterm adsorpsi.1. Isoterm Langmuir Isoterm ini berdasar asumsi bahwa: a. Adsorben mempunyai permukaan yang homogen dan hanya dapat mengadsorpsi satu molekul adsorbat untuk setiap molekul adsorbennya. Tidak ada interaksi antara molekul-molekul yang terserap. b. Semua proses adsorpsi dilakukan dengan mekanisme yang sama. c. Hanya terbentuk satu lapisan tunggal saat adsorpsi maksimum. Namun, biasanya asumsi-asumsi sulit diterapkan karena hal-hal berikut: selalu ada ketidaksempurnaan pada permukaan, molekul teradsorpsi tidak inert dan mekanisme adsorpsi pada molekul pertama sangat berbeda dengan mekanisme pada molekul terakhir yang teradsorpsi.Langmuir mengemukakan bahwa mekanisme adsorpsi yang terjadi adalah sebagai berikut:A(g) + S AS, dimana A adalah molekul gas dan S adalah permukaan adsorpsi.2. Isoterm Brunauer, Emmet, and Teller (BET).Isoterm ini berdasar asumsi bahwa adsorben mempunyai permukaan yang homogen. Perbedaan isoterm ini dengan Langmuir adalah BET berasumsi bahwa molekul-molekul adsorbat bisa membentuk lebih dari satu lapisan adsorbat di permukaannya. Pada isoterm ini, mekanisme adsoprsi untuk setiap proses adsorpsi berbeda-beda. Mekanisme yang diajukan dalam isoterm ini adalah: Isoterm Langmuir biasanya lebih baik apabila diterapkan untuk adsorpsi kimia, sedangkan isoterm BET akan lebih baik daripada isotherm Langmuir bila diterapkan untuk adsoprsi fisik 3. Isoterm Freundlich Untuk rentang konsentrasi yang kecil dan campuran yang cair, isoterm adsorpsi dapat digambarkan dengan persamaan empirik yang dikemukakan oleh Freundlich. Isoterm ini berdasarkan asumsi bahwa adsorben mempunyai permukaan yang heterogen dan tiap molekul mempunyai potensi penyerapan yang berbeda-beda. Persamaan ini merupakan persamaan yang paling banyak digunakan saat ini. Persamaannya adalah x/m = kC1/ndengan x = banyaknya zat terlarut yang teradsorpsi (mg) m = massa dari adsorben (mg) C = konsentrasi dari adsorbat yang tersisa dalam kesetimbangan k,n,= konstanta adsorben Dari persamaan tersebut, jika konstentrasi larutan dalam kesetimbangan diplot sebagai ordinat dan konsentrasi adsorbat dalam adsorben sebagai absis pada koordinat logaritmik, akan diperoleh gradien n dan intersep k. Dari isoterm ini, akan diketahui kapasitas adsorben dalam menyerap air. Isoterm ini akan digunakan dalam penelitian yang akan dilakukan, karena dengan isoterm ini dapat ditentukan efisiensi dari suatu adsorben. Hal-hal yang dapat dilihat dari kurva isoterm adalah sebagai berikut. 1. Kurva isoterm yang cenderung datar rtinya, isoterm yang digunakan menyerap pada kapasitas konstan melebihi daerah kesetimbangan. 2. Kurva isoterm yang curam artinya kapasitas adsorpsi meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi kesetimbangan. Adsorpsi ion logam oleh material padat secara kuantitatif mengikuti persamaan Langmuir. Persamaan Langmuir merupakan tinjauan teoritis proses adsorpsi.

C/(x/m) = 1/Kb + C/bPersamaan tersebut dapat digunakan pada adsorpsi oleh padatan. Konstanta pada persamaan adsorpsi Langmuir menunjukan besarnya adsorpsi maksimum (b) oleh adsorben, dan K menunjukkan konstanta yang dihubungkan dengan energi ikat. Harga adsorpsi maksimum secara teoritis seperti yang dicantumkan pada tabel 3.

Keterangan: *per berat membranTerdapat perbedaan antara berat teradsorp teoritis dan eksperimen. Hal tersebut menunjukan bahwa berkurangnya konsentrasi ion logam tidak hanya terjadi karena adsorpsi secara pertukaran ion, tetapi terjadi juga pemerangkapan ion logam pada pori-pori membran.C. Alat dan BahanAlat1. Seperangkat sistem pencacah Geiger-Muller (GM)

2. Neraca Ohaus3. Gunting

4. Pinset

Bahan1. Sumber Radiasi Iodium 1312. Eceng Gondok3. AirD. Langkah Kerja1. Sumber I-131 sebanyak 1 mikro liter dimasukkan kedalam air yang menjadi media tanam eceng gondok2. Dicari tegangan kerja detektor GM.3. Cacah background dilakukan.4. Masing-masing bagian (daun, akar, batang, media air) dicacah pada waktu t=0, t=1 jam, t=2 jam, t= 3 jam, t= 4jam5. Kemudian masing-masing bagian tersebut ditimbangE. Data Pengamatan

F. Pengolahan Data

Langmuir

BATANG

AKAR

DAUN

MEDIA CAIR

Persamaan Frieundlich

BATANG

DAUN

AKAR

MEDIA CAIR

G. Pembahasan

Fitoremediasi merupakan salah satuteknologi yang secara biologi yang memanfaatkan tumbuhan atau mikroorganisme yang dapatberasosiasi untuk mengurangi polutan lingkunganbaik pada air, tanah dan udara yang diakibatkanoleh logam atau bahan organic.Pada praktikum ini dilakukan pengamatan fenomena adsorpsi zat cairan radioaktif di bagian-bagian eceng gondok dengan pendekatan 2 persamaan yaitu Langmuir dan Frieundlich.

Adsorbsi adalah gejala pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada permukaan zat lain, sebagai akibat dari ketidakjenuhan gaya-gaya pada permukaaan zat tersebut. Dalam adsorpsi digunakan istilah adsorbat dan adsorban, dimana adsorbat adalah substansi yang terjerap atau substansi yang akan dipisahkan dari pelarutnya, sedangkan adsorban adalah merupakan suatu media penyerap yang dalam hal ini berupa senyawa karbon. Isoterm adsorpsi adalah hubungan yang menunjukkan distribusi adsorben antara fasa teradsorpsi pada permukaan adsorben dengan fasa ruah saat kesetimbangan pada temperatur tertentu. Ada tiga jenis hubungan matematik yang umumnya digunakan untuk menjelaskan isoterm adsorpsi, namun disini hanya dibahas 2 saja, yaitu Langmuir dan Frieundlich.

Isoterm Langmuir ini berdasar asumsi bahwa: a. Adsorben mempunyai permukaan yang homogen dan hanya dapat mengadsorpsi satu molekul adsorbat untuk setiap molekul adsorbennya. Tidak ada interaksi antara molekul-molekul yang terserap. b. Semua proses adsorpsi dilakukan dengan mekanisme yang sama. c. Hanya terbentuk satu lapisan tunggal saat adsorpsi maksimum.

Isoterm Freundlich Untuk rentang konsentrasi yang kecil dan campuran yang cair, isoterm adsorpsi dapat digambarkan dengan persamaan empirik yang dikemukakan oleh Freundlich. Isoterm ini berdasarkan asumsi bahwa adsorben mempunyai permukaan yang heterogen dan tiap molekul mempunyai potensi penyerapan yang berbeda-beda. Persamaan ini merupakan persamaan yang paling banyak digunakan saat ini. H. Kesimpulan

1. Fitoremediasi merupakan salah satuteknologi yang secara biologi yang memanfaatkan tumbuhan atau mikroorganisme yang dapatberasosiasi untuk mengurangi polutan lingkunganbaik pada air, tanah dan udara yang diakibatkanoleh logam atau bahan organic.Pada praktikum ini dilakukan pengamatan fenomena adsorpsi zat cairan radioaktif di bagian-bagian eceng gondok dengan pendekatan 2 persamaan yaitu Langmuir dan Frieundlich.

2. Adsorbsi adalah gejala pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada permukaan zat lain, sebagai akibat dari ketidakjenuhan gaya-gaya pada permukaaan zat tersebut. Dalam adsorpsi digunakan istilah adsorbat dan adsorban, dimana adsorbat adalah substansi yang terjerap atau substansi yang akan dipisahkan dari pelarutnya, sedangkan adsorban adalah merupakan suatu media penyerap yang dalam hal ini berupa senyawa karbon.I. Daftar Pustaka

1. http://ratymusfa.blogspot.com/p/fitoremediasi-upaya-air-limbah-dengan.html diakses pada 30 Juni 03.10

Yogyakarta, 30 Juni 2015Asisten,Praktikan,

Maria Christina P., M. Eng.Anwar Jundiy