PENYISIHAN LOGAM KROMIUM (Cr) AIR LIMBAH PENYAMAKAN

KULIT MENGGUNAKAN ORGANICREMOVAL SEBAGAI TREATMENT

AWAL AIR PASOK KEGIATAN BUDIDAYA IKAN

NURINA PRATIWI

DEPARTEMEN BUDIDAYA PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2012

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI

DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul :

PENYISIHAN LOGAM KROMIUM (Cr) AIR LIMBAH PENYAMAKAN

KULIT MENGGUNAKAN ORGANICREMOVAL SEBAGAI TREATMENT

AWAL AIR PASOK KEGIATAN BUDIDAYA IKAN

adalah benar merupakan hasil karya yang belum diajukan dalam bentuk apapun

kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber data dan informasi yang berasal

atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain

telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian

akhir skripsi ini.

Bogor, Mei 2012

NURINA PRATIWI

C14080034

PENYISIHAN LOGAM KROMIUM (Cr) AIR LIMBAH PENYAMAKAN

KULIT MENGGUNAKAN ORGANICREMOVAL SEBAGAI TREATMENT

AWAL AIR PASOK KEGIATAN BUDIDAYA IKAN

NURINA PRATIWI

SKRIPSI

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada

Program Studi Teknologi & Manajemen Perikanan Budidaya

Departemen Budidaya Perairan,

Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,

Institut Pertanian Bogor

DEPARTEMEN BUDIDAYA PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2012

Judul Skripsi : Penyisihan Logam Kromium (Cr) Air Limbah Penyamakan

Kulit Menggunakan Organicremoval Sebagai Treatment

Awal Air Pasok Kegiatan Budidaya Ikan

Nama Mahasiswa : Nurina Pratiwi

Nomor Pokok : C14080034

Disetujui

Pembimbing I

Dr. Ir. Kukuh Nirmala, M.Sc

NIP. 19610625 198703 1 001

Pembimbing II

Dr. Ir. Eddy Supriyono, M.Sc.

NIP. 19630212 198903 1 003

Diketahui

Ketua Departemen Budidaya Perairan

Dr. Ir. Odang Carman, M.Sc

NIP. 19591222 198601 1 001

Tanggal Lulus:

KATA PENGANTAR

Puji serta syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan

karunia Nya sehingga skripsi yang berjudul ” Penyisihan Logam Kromium (Cr)

Air Limbah Penyamakan Kulit Menggunakan Organicremoval Sebagai Treatment

Awal Air Pasok Kegiatan Budidaya Ikan ” berhasil diselesaikan. Penelitian

dilaksanakan pada tanggal 13 Februari 2012 sampai 7 Maret 2012, bertempat di

Laboratorium Produksi Bersih Lingkungan, Balai Besar Kulit, Karet, dan Plastik

(BBKKP), Daerah Istimewa Yogyakarta (DIY).

Penulis mengucapkan terimakasih dan rasa hormat kepada kedua orang

tua, Drs. Mawardi, M.M dan Dra. Siti Kadarinah yang telah berjasa dalam

mendidik, selalu memberikan doa, dan atas kasih sayangnya. Bapak Dr. Ir. Kukuh

Nirmala, M.Sc. selaku dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan

dan arahan selama penelitian. Bapak Dr. Ir. Eddy Supriyono, M.Sc selaku dosen

Pembimbing II dan dosen Pembimbing Akademik yang memberikan bimbingan

kepada penulis, dan Ibu Dr. Sri Nuryati, S.Pi., M.Si. sebagai dosen penguji.

Ungkapan terimakasih atas semangat, kasih sayang, dan dorongan disampaikan

kepada Aprilia Nur Vita, Indiah Ratna Dewi Dardanela sekeluarga, keluarga

besar H. Sastro Suparto dan Heru Achamdi, tak lupa kepada Aldilla, Desi Lestari,

Ai Tety, Rosita Defi atas persahabatan, keluarga WE (Andi, Shinta, Lia, Tari,

Desi, Etika, Ida, Tofa, Iza), BDP angkatan 45, terutama Anggih, Ipha, Diska, Tira,

teman-teman Laboratorium Lingkungan, teman-teman wisma kompeten, dan

BBKKP (Ibu Christina) yang telah memberi dukungan selama penelitian serta

semua pihak yang telah membantu hingga penelitian selesai.

Penyusunan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, maka dari itu

penyusun memohon saran yang berguna dan membangun untuk menyempurnakan

penyusunannya. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat.

Bogor, Mei 2012

Nurina Pratiwi

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Klaten tanggal 24 Mei 1990 dari pasangan Drs.

Mawardi, M.M dan Dra. Siti Kadarinah, penulis merupakan anak pertama dari dua

bersaudara.

Pendidikan formal yang dilalui penulis adalah TK Pertiwi Karanganom,

SDN 2 Karanganom , SMPN 1 Karanganom, serta SMAN 1 Karanganom dan

lulus pada tahun 2008. Pada tahun yang sama, penulis lulus seleksi masuk IPB

melalui jalur Undangan Seleksi Mahasiswa IPB (USMI) dan melalui Program

Mayor-Sc tahun 2009 serta memilih mayor Teknologi dan Manajemen Perikanan

Budidaya, Departemen Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,

Institut Pertanian Bogor.

Selama masa perkuliahan, penulis aktif menjadi Asisten Praktikum pada

mata kuliah yaitu Fisika Kimia Perairan (2011 dan 2012) dan Manajemen Kualitas

Air (2011), serta aktif dalam HIMAKUA (Himpunan Mahasiswa Akuakultur)

sebagai anggota divisi PPSDM tahun 2009-2011. Untuk meningkatkan

pengetahuan di bidang perikanan budidaya, penulis mengikuti kegiatan IPB Goes

to Field pada tahun 2010 di Kabupaten Brebes selama 1 bulan dengan tema

kegiatan pembenihan ikan air tawar bertempat di Balai Benih Ikan (BBI)

Malahayu, Brebes dan Praktik Lapangan Akuakultur pembesaran lobster di Balai

Budidaya Laut (BBL) Lombok, Nusa Tenggara Timur (2011). Selama di IPB

penulis mendapatkan beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) periode

2010-2012. Tugas akhir dalam pendidikan tinggi diselesaikan penulis dengan

menulis skripsi berjudul ” Penyisihan Logam Kromium (Cr) Air Limbah

Penyamakan Kulit Menggunakan Organicremoval Sebagai Treatment Awal Air

Pasok Kegiatan Budidaya Ikan ”.

ABSTRAK

NURINA PRATIWI. Penyisihan logam kromium (Cr) air limbah penyamakan

kulit menggunakan organicremoval sebagai treatment awal air pasok kegiatan

budidaya ikan. Dibimbing oleh KUKUH NIRMALA dan EDDY SUPRIYONO.

Salah satu alternatif penggunaan sumber air tawar untuk kegiatan budidaya

ikan adalah penggunaan air yang berasal dari limbah industri penyamakan kulit

yang mengandung logam kromium (Cr). Sebelum digunakan sebagai air pasok, air

limbah harus diolah terlebih dahulu agar kandungan logam kromium berkurang.

Salah satu teknologi penghilangan logam berat yang mudah dan berbiaya murah

adalah pemanfaatan kulit singkong dan kulit kacang tanah sebagai

organicremoval logam Cr sehingga air limbah penyamakan kulit dapat digunakan

sebagai air pasok kegiatan budidaya ikan. Perlakuan terhadap kulit singkong atau

kulit kacang tanah meliputi pencucian air destilasi (DWO), serta modifikasi asam

nitrat (NAO) dan asam fosfat (PAO). Modifikasi asam terhadap kulit singkong

dan kulit kacang tanah dilakukan untuk meningkatkan kemampuan penjerapan

logam kromium. Asam yang digunakan adalah asam nitrat 0,6 M dan asam fosfat

0,6 M dengan waktu adsorbsi 40 menit. Efektifitas adsorbsi tertinggi adalah

97,83% dan kapasitas adsorbsi 56,25 µgCr/g organicremoval oleh

organicremoval singkong termodifikasi asam nitrat. Organicremoval kulit

singkong NAO mampu menurunkan kadar kromium lebih dari 90%. Adsorben

kulit singkong mampu menggurangi kandungan kromium dari 1,15 mg/L menjadi

0,025 mg/L. Kemampuan adsorbsi adsorben kulit singkong relatif lebih baik

dibandingkan kulit kacang tanah.

Kata kunci: air limbah penyamakan kulit, logam kromium, air pasok, kulit

singkong, kulit kacang tanah.

---------------------------

ABSTRACT

NURINA PRATIWI. Elimination of chromium (Cr) metal from leather

tanning’s wastewater using organicremoval as fisheries supply water intial

treatment. Supervised by KUKUH NIRMALA and EDDY SUPRIYONO

Alternative way to use freshwater in fisheries is exertion water from

tannery that contain Cromium (Cr) metal. Firstly it must be treated to reduce Cr

metal so it could be used as supply water. Using cassava’s bark and shell nut as an

organicremoval of Cr metal is the one metal removal technology easily and

cheaper, so the tannery’s wastewater can be applied as fisheries supply water.

Treatment toward cassava’s bark and shell nut consist of washing of destilation

water (DWO), nitric acid modification (NAO) and phosporic acid modification

(PAO). Acid modification against cassava’s bark and shell nut can increase ability

of Cr metal adsorbtion. The acids are nitrite acid 0.6 M and phosporic acid 0.6 M

within 40 minutes time adsorbtion. The highest adsorbtion effectivity is 97.83%

and adsorption capasity 56.25 µgCr/g organicremoval by cassava’s bark

organicremoval NAO. Cassava’s bark adsorben could decreases Cr contain from

1.15 to 0.025 mg/L. Cassava’s bark organicremoval could decreases Cr rate more

than 90%. Adsorption ability of cassava’s bark is better than shell nut relatively.

Keyword : tannery wastewater, chromium metal, water supplay, cassava’s bark,

shell nut.

---------------------------

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL .................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xi

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................ xii

I. PENDAHULUAN ................................................................................ 1

II. BAHAN DAN METODE ................................................................... 4

2.1 Bahan dan Alat ............................................................................. 4

2.2 Prosedur Kerja ............................................................................ 4

2.2.1 Preparasi Bahan ................................................................... 4

2.2.2 Pencucian dengan Air .......................................................... 5

2.2.3 Modifikasi dengan Asam ..................................................... 5

2.3.4 Penyisihan Ion Cr Menggunakan Organicremoval ............. 5

2.3 Rancang Percobaan dan Analisa Data ........................................ 6

III. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................ 8

3.1 Hasil ............................................................................................. 8

3.1.1 Perolehan Organicremoval ................................................. 8

3.1.2 Konsentrasi, Absorbansi Larutan Ion Cr, dan Kurva Standar

Cr ......................................................................................... 9

3.1.3 Kapasitas dan Efektivitas Adsorbsi ...................................... 10

3.2 Pembahasan .................................................................................. 14

IV. KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 21

4.1 Kesimpulan ................................................................................... 21

4.2 Saran ............................................................................................ 21

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 22

LAMPIRAN .............................................................................................. 24

DAFTAR TABEL

Halaman

1. Perolehan Organicremoval Kulit Singkong .................................... 8

2. Perolehan Organicremoval Kulit Kacang Tanah ............................ 8

3. Konsentrasi dan Absorbansi Larutan Ion Cr pada Pembuatan

Kurva Standar Cr ............................................................................

9

4. Konsentrasi Larutan Ion Cr pada Masing-Masing Organicremoval 10

5. Kapasitas dan Efektivitas Adsorbsi Organicremoval Kulit

Singkong .........................................................................................

11

6. Kapasitas dan Efektivitas Adsorbsi Organicremoval Kulit Kacang

Tanah ...............................................................................................

11

7. Beban Pencemar Air Limbah Penyamakan Kulit dengan Penyamak

Kromium di Indonesia ....................................................................

16

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1. Kurva Standar Kromium ................................................................. 9

2. Kapasitas Organicremoval .............................................................. 11

3. Efektivitas Organicremoval............................................................... 12

4. Grafik Rata-Rata Konsentrasi Kromium Terhadap Organicremoval 13

5.

6.

Grafik Rata-Rata Konsentrasi Kromium Terhadap Perlakuan Asam

Adsorbsi Logam Kromium oleh Selulosa .......................................

13

18

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Bagan Alir Penelitian ...................................................................... 24

2. Kebutuhan Kalium Dikromat dan Asam ......................................... 25

3. Organicremoval (Kulit Singkong dan Kulit Kacang Tanah) ...... 25

4. Kapasitas Adsorbsi (Q) Ion Cr oleh Organicremoval Kulit

Singkong .........................................................................................

26

5. Kapasitas Adsorbsi (Q) Ion Cr oleh Organicremoval Kulit Kacang

Tanah ................................................................................

26

6. Efektivitas Organicremoval Kulit Singkong terhadap Penjerapan

Logam Cr ........................................................................................

26

7. Efektivitas Organicremoval Kulit Kacang Tanah terhadap

Penjerapan Logam Cr .....................................................................

27

8. Analisis Ragam ANOVA ................................................................ 27

9. Kalkulasi Penggunaan Air Penyamakan Kulit ................................ 28

10. Kalkulasi Penggunaan Kulit Singkong ........................................... 29

I. PENDAHULUAN

Target peningkatan produksi perikanan sebesar 353% pada tahun 2015 yang

dicanangkan oleh KKP, membuat proses produksi dalam kegiatan budidaya

mengalami kenaikan. Proses produksi budidaya air tawar yang bertujuan

menghasilkan komoditas perikanan membutuhkan sarana produksi, salah satunya

adalah air tawar. Penggunaan air akan semakin meningkat seiring meningkatnya

proses produksi komoditas akuakultur, peningkatan tersebut membuat persediaan

air tawar semakin berkurang. Keberadaan air tawar di Indonesia yang semakin

berkurang akan berpengaruh terhadap ketersediaan air untuk kegiatan budidaya,

pemenuhan kebutuhan air tawar untuk manusia akan lebih diutamakan

dibandingkan penggunaan air untuk kegiatan budidaya. Menurut Lubis (2008)

Indonesia termasuk salah satu negara yang akan mengalami krisis air pada 2025

seperti dikutip pada Forum Air Dunia II (World Water Forum) di Den Haag bulan

Maret 2000. Pernyataan tersebut membuat pelaku kegiatan budidaya air tawar

harus lebih efektif dan efisien dalam menggunakan air.

Sebelum kelangkaan air tawar terjadi dan berdampak pada kegiatan

budidaya, maka diperlukan alternatif sumber air untuk kegiatan budidaya. Air

yang akan digunakan tidak hanya tersedia dalam jumlah yang cukup, tetapi juga

harus memenuhi kualitas air yang baik untuk kehidupan ikan. Salah satu alternatif

sumber air adalah penggunaan air yang berasal dari limbah industri penyamakan

kulit. Industri penyamakan kulit membutuhkan air yang tidak sedikit, pemakaian

air untuk melakukan penyamakan kulit berkisar antara 30-70 L/kg kulit mentah

(Yunanto 2011). Menurut Badan Pusat Statistik (BPS) Yogyakarta (2009),

terdapat 17 perusahaan penyamakan kulit yang setiap harinya mampu mengolah

kulit mentah sebanyak 2-20 ton. Apabila dikalkulasikan produksi rata-rata 17

perusahaan penyamakan kulit mampu menyamak 10 ton kulit mentah/hari, maka

setiap harinya dihasilkan air limbah penyamakan kulit sebanyak 8.500.000 L/hari.

Selama satu minggu air total air limbah penyamakan kulit yang dihasilkan

58.500.000 L dan dapat digunakan untuk mengisi 98 kolam budidaya ikan

berukuran 20 x 20 x 1,5 m.

Air sisa proses penyamakan kulit yang jumlahnya tidak sedikit

kemungkinan dapat dimanfaatkan untuk kegiatan budidaya, tetapi air sisa

penyamakan kulit mengandung bahan pencemar logam berat yaitu kromium total

(Cr) dengan kandungan Cr sebesar 0,21-0,60 mg/L (Priyadi et al. 2011). Air yang

berasal dari limbah industri penyamakan kulit oleh sebagian pelaku industri

terutama industri besar diolah terlebih dahulu melalui Instalasi Pengolahan Air

Limbah (IPAL) sehingga kandungan kromiumnya berkurang, sementara sebagian

industri menengah ke bawah membuang air limbah penyamakan kulit langsung ke

badan sungai tanpa proses pengolahan terlebih dahulu. Dengan demikian air

sungai yang seharusnya dapat dimanfaatkan secara langsung untuk kegiatan

budidaya harus diolah terlebih dahulu karena kandungan kromium yang ada pada

air limbah penyamakan kulit dapat membahayakan organisme akuatik seperti

terganggunya proses osmoregulasi, terganggunya fungsi enzim, dan pola makan,

karena ambang batas kandungan Cr untuk kegiatan budidaya air tawar berkisar

antara 0,015 – 0,10 mg/L (Moore 1991 dalam Effendi 2003).

Presipitasi, pertukaran ion, treatment elektrokimia, dan teknik elektrolit

merupakan teknik penghilangan logam yang sering digunakan, tetapi

membutuhkan biaya yang mahal dan sering kali hasilnya kurang efektif, terutama

ketika logam yang akan dihilangkan jumlahnya sedikit (Yang et al. 1998 dalam

Baig et al. 1999). Sebagai alternatif telah berkembang penelitian mengarah pada

pemanfaatan massa bahan organik termodifikasi asam sebagai organicremoval.

Organicremoval didefinisikan sebagai bahan sisa dari makhluk hidup (bahan

organik) yang digunakan dalam adsorbsi bahan pencemaran dari suatu cairan,

selanjutnya melalui proses desorpsi, bahan ini dapat dibuang dan ramah

lingkungan. Prinsip kerja organicremoval adalah adsorpsi, dengan bahan organik

sebagai adsorben. Modifikasi asam merupakan cara paling umum yang digunakan

untuk mengaktivasi organicremoval, sehingga efektivitas adsorbsinya jauh lebih

besar dibandingkan arang aktif (Vaughan et al. 2001).

Beberapa produk samping pertanian yang berpotensi sebagi organicremoval

logam berat diantaranya adalah tongkol jagung, gabah padi, gabah kedelai, biji

kapas, jerami, ampas tebu, dan kulit kacang tanah. Modifikasi asam terhadap

bahan organik mengarah pada aktivitas gugus hidroksi yang banyak terdapat pada

pati dan selulosa. Menurut Dewi (2005) gugus hidroksi dalam selulosa akan

berikatan dengan asam membentuk ester. Keberadaan asam dalam ester tersebut

mampu meningkatkan muatan negatif total, sehingga dapat memperbesar

kemampuan berikatan dengan logam. Sifat inilah yang diasumsikan dapat

menjadikan kulit singkong dan kulit kacang tanah sebagai organicremoval logam

berat yang potensial. Bahan yang akan digunakan dalam pembuatan

organicremoval ini adalah kulit singkong dan kulit kacang tanah, bahan ini

diindikasikan berpotensi sebagai organicremoval seperti yang dilaporkan

Marshall et. al. (1996).

Penelitian ini bertujuan untuk menguji kemampuan bahan organik (kulit

singkong dan kulit kacang tanah) di dalam mengadsorbsi logam kromium dari air

limbah penyamakan kulit, sehingga air penyamakan kulit bebas dari logam

kromium dan dapat ditreatment lebih lanjut sehingga dapat digunakan sebagai air

pasok kegiatan budidaya ikan.

II. BAHAN DAN METODE

Bahan organik yang digunakan dalam pembuatan organicremoval logam

berat, merupakan massa kulit singkong dan kulit kacang tanah. Konsep yang

digunakan dalam pembuatan organicremoval ini adalah modifikasi massa berbasis

asam. Asam yang digunakan terdiri dari dua macam, yaitu asam nitrat (HNO3)

dan asam fosfat (H3PO4) konsentrasi 0,6 M. Kemampuan organicremoval kulit

singkong dan kulit kacang tanah dapat diketahui dari efektivitas dan kapasitas

adsorpsi kedua organicremoval tersebut terhadap logam berat kromium total.

2.1 Bahan dan Alat

Bahan-bahan yang digunakan adalah kulit singkong, kulit kacang tanah,

air limbah penyamakan kulit yang diambil dari lokasi penyamakan kulit PT. Fajar

Makmur yang berlokasi di Daerah Istimewa Yogyakarta, H3PO4 85%, HNO3

65%, dan air destilasi. Alat-Alat yang digunakan adalah alat ukur kromium berupa

Atomic Absorbsion Spectrofotometer (AAS).

2.2 Prosedur Kerja

Prosedur kerja pembuatan organicremoval dimulai dari preparasi bahan

sehingga dihasilkan organicremoval berupa adsorben organicremoval dengan

pencucian air destilasi (DWO), organicremoval termodifikasi asam nitrat (NAO),

dan organicremoval termodifikasi asam fosfat (PAO) (Lampiran 1).

2.2.1 Preparasi Bahan

Bahan organik yang digunakan terlebih dahulu dicuci dan dibersihkan dari

kotoran ataupun tanah yang menempel. Bahan organik yang digunakan sebagai

organicremoval kulit singkong merupakan kulit singkong bagian dalam atau

endodermis, sedangkan kulit kacang tanah yang digunakan merupakan seluruh

bagian dari kulit kacang tanah tersebut. Setelah dicuci bersih, baik kulit singkong

maupun kulit kacang tanah dijemur di bawah sinar matahari sampai kering dan

selanjutnya dihaluskan dengan blender hingga berukuran + 100 mesh (Marshall et

al. 1999).

2.2.2 Pencucian dengan Air

Sebanyak 100 g bahan organik yang telah dihaluskan dimasukkan ke

dalam gelas piala 2 L, ditambahkan air destilasi sebanyak 660 mL untuk kulit

singkong dan 1.020 mL untuk kulit kacang tanah atau sampai semua bahan

terendam. Campuran diaduk dengan pengaduk magnet selama 20 menit kemudian

airnya dibuang. Pencucian dilakukan sebanyak dua kali, selanjutnya dikeringkan

dalam oven pada suhu 50 °C selama 24 jam (Marshall et al. 1999).

Organicremoval tanpa pencucian asam (DWO) dihasilkan dari proses pencucian

dengan air.

2.2.3 Modifikasi dengan Asam

Setelah dilakukan pencucian dengan air destilasi, masing-masing bahan

organik dimasukkan dalam gelas piala 1 L dan ditambah 660 mL asam. Asam

yang digunakan adalah asam nitrat atau asam fosfat dengan konsentrasi 0,6 M.

Campuran diaduk manual selama 30 menit, kemudian disaring. Bahan organik

dikeringkan dalam oven pada suhu 50 °C selama 24 jam, kemudian suhu

dinaikkan selama 30-60 menit menjadi 120 °C, kemudian didinginkan selama 90

menit. Setelah dingin, bahan direndam dalam air destilasi yang panas bersuhu 60-

80 °C untuk menghilangkan kelebihan asam sampai air tidak keruh. Kemudian

dikeringkan pada suhu 50 °C selama 24 jam (Marshall et al. 1999).

Organicremoval dengan pencucian asam nitrat (NAO) dan pencucian asam fosfat

(PAO) akan dihasilkan dari proses modifikasi dengan asam.

2.2.4 Penyisihan Ion Kromium Menggunakan Organicremoval

Sampel air yang digunakan merupakan sampel air yang berasal dari air

limbah penyamakan kulit. Sebelum ditreatmen kandungan kromium didalam

sampel air limbah diukur terlebih dahulu, untuk menentukan kandungan awal

logam. Apabila kandungan logam kromium belum mencapai 1 mg/L maka

kandungan logam kromium pada air limbah penyamakan kulit dinaikkan dengan

penambahan K2Cr2O7 (kalium dikromat), sehingga kandungan logam di air limbah

mencapai 1 mg/L (Lampiran 2). Proses penghitungan jumlah air yang akan

ditreatment adalah sebanyak 1 g setiap modifikasi organicremoval dimasukkan

dalam 50 mL air limbah penyamakan kulit. Campuran dikocok dengan pengaduk

magnet berkecepatan 300 rpm selama 40 menit dan disaring. Sebanyak 40 mL

supernatan diambil, dimasukkan dalam gelas piala dan ditambahkan 5 mL HNO3

pekat dan 3 mL HClO4, kemudian larutan dipanaskan agar kelebihan Cl hilang

(ditandai dengan berkurangnya asap putih), ditambah air destilasi 40 mL,

dipanaskan 10 menit kemudian didinginkan. Larutan disaring dan dilakukan

perlakuan dengan penambahan HNO3 (apabila pH kurang asam) maupun NaOH

(apabila pH terlalu asam) sampai pH kurang dari dua, selanjutnya ditambahkan

aquadest pH 2 sampai volume total 50 mL. Larutan dianalisis dengan AAS pada

panjang gelombang tertentu untuk menentukan konsentrasi ion logam bebas yang

masih terlarut. Panjang gelombang untuk pengukuran Cr adalah 540 nm.

Kapasitas adsorbsi dapat dihitung dengan rumus:

Q =

Efektivitas adsorbsi dapat dihitung dengan rumus :

Efektivitas =

Keterangan :

Q = kapasitas adsorbsi per bobot organicremoval (µg/g organicremoval)

V = volume larutan (mL)

Co = konsentrasi awal larutan (mg/L)

Ca = konsentrasi akhir larutan (mg/L)

m = massa organicremoval (g)

2.3 Rancangan Percobaan dan Analisa Data

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Faktorial (RAF) yang terdiri

dari dua faktor yaitu faktor A merupakan penggunaan jenis kulit yang berbeda

yaitu kulit ketela dan kulit kacang tanah, faktor B adalah perlakuan tanpa asam

(DWO), penambahan asam nitrat (NAO), dan penambahan asam fosfat (PAO).

Selanjutnya dihitung kandungan logam kromium di setiap sampel dan dilihat

apakah kedua jenis kulit tersebut mampu mengadsorbsi limbah kromium pada

masing-masing ion logam yang akan dihitung konsentrasinya. Ada dua ulangan

untuk masing-masing perlakuan.

Data yang telah diperoleh kemudian ditabulasi dan dianalisis menggunakan

bantuan program Microsoft Excel 2007 dan SPSS 17.0, yang meliputi Analisis

Ragam (ANOVA) dengan uji F pada selang kepercayaan 95%, digunakan untuk

menentukan ada atau tidaknya pengaruh perlakuan terhadap kandungan logam

kromium didalam limbah penyamakan kulit. Apabila berpengaruh nyata, untuk

melihat perbedaan antar perlakuan (penggunaan asam dan perbedaan jenis kulit),

diuji menggunakan uji Beda Nyata Jujur atau Tukey. Selanjutnya data disajikan

dalam bentuk tabel dan grafik. Model percobaan yang digunakan sesuai dengan

Walpole R.E (1982), yaitu:

Yij = µ + αi + βj + (αβ) ij + ε ij

Keterangan :

Yij = Nilai pengamatan pada satuan percobaan ke-k yang memperoleh kombinasi perlakuan ij (tarf ke-i di

faktor A dan taraf ke-j di faktor B)

µ = Rataan umum populasi

αi = Pengaruh aditif taraf ke-i difaktor A

βj = Pengaruh aditif taraf ke-j difaktor B

ε ij = Galat disatuan percobaan ke-k yang memperoleh kombinasi perlakuan ij

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil

3.1.1 Perolehan Organicremoval

Hasil pembuatan organicremoval dari kulit singkong dan kulit kacang tanah

dari 100 gram kulit mentah diperoleh hasil sebagai berikut (Tabel 1 dan Tabel 2).

Tabel 1. Perolehan Organicremoval Kulit Singkong

Organicremoval Bobot Awal (g) Bobot Akhir (g) % Perolehan

DWO 100,00 61,80 61,65

NAO 19,13 13,05 68,20

PAO 16,79 12,89 76,77

Keterangan :

DWO : Organicremoval pencucian air deionisasi (Destilation Water Organicremoval) NAO : Organicremoval termodifikasi asam nitrat (Nitric Acid Organicremoval)

PAO : Organicremoval termodifikasi asam fosfat (Phosphatic Acid Organicremoval)

Perolehan organicremoval kulit singkong untuk setiap jenis

organicremoval diatas 60% dari bobot awal bahan. Perolehan adsorben organik

kulit singkong yang dicuci dengan air destilasi (DWO) adalah 61,80 g dari 100,00

g bahan awal, perolehan adsorben organik kulit singkong modifikasi asam nitrat

(NAO) adalah 13,0493 g dari 19,1329 g bahan awal, sedangkan perolehan

adsorben organik kulit singkong modifikasi asam fosfat (PAO) adalah 12,89 g

dari 16,79 g bahan awal. Hasil menunjukkan setiap jenis adsorben organik

berkurang 30-40% dari bobot awal untuk setiap perlakuan.

Tabel 2. Perolehan Organicremoval Kulit Kacang Tanah

Organicremoal Bobot Awal (g) Bobot Akhir (g) % Perolehan

DWO 101,08 84,14 83,23

NAO 28,90 23,94 82,83

PAO 28,05 24,97 89,02

Keterangan :

DWO : Organicremoval pencucian air deionisasi (Destilation Water Organicremoval)

NAO : Organicremoval termodifikasi asam nitrat (Nitric Acid Organicremoval)

PAO : Organicremoval termodifikasi asam fosfat (Phosphatic Acid Organicremoval)

Perolehan organicremoval kulit kacang tanah yang dicuci dengan air

destilasi (DWO) adalah 84,14 g dari 101,08 g bahan awal, perolehan

organicremoval kulit kacang tanah modifikasi asam nitrat (NAO) adalah 23,94 g

dari 28,90 g bahan awal, sedangkan perolehan organicremoval kulit kacang tanah

modifikasi asam fosfat (PAO) adalah 24,97 g dari 28,05 g bahan awal. Bobot

akhir organicremoval pada setiap perlakuan berkurang antara 11-19% dari bobot

awal.

3.1.2 Konsentrasi, Absorbansi Larutan Ion Cr, dan Kurva Standar Cr

Konsentrasi dan absorbansi larutan ion Cr untuk pembuatan kurva standar

ditunjukkan pada Tabel 3 sedangkan grafik kurva ditunjukkan pada Gambar 1.

Tabel 3. Konsentrasi dan Absorbansi Larutan Ion Cr pada Pembuatan Kurva

Standar Cr Kode Konsentrasi (mg/L) Absorbansi

Std 1 0,10 0,002

Std 2 0,50 0,011

Std 3 1,00 0,021

Std 4 2,00 0,036

Std 5 3,00 0,053

Std 6 4,00 0,060

Gambar 1. Kurva Standar Kromium

Kurva standar Cr diperoleh dari pengukuran larutan standar kromium

dengan AAS, kurva digunakan dalam penghitungan konsentrasi kromium dalam

satuan mg/L. Pembuatan kurva standar menghasilkan persamaan y = 0,015x +

0,003. Konsentrasi akhir kandungan Cr didalam air limbah penyamakan kulit

setelah diberi perlakuan organicremoval ditunjukkan pada Tabel 4.

Tabel 4. Konsentrasi Larutan Ion Cr pada Masing-Masing Organicremoval

Kode Ulangan Konsentrasi awal

(mg/L)

Konsentrasi akhir

(mg/L) Jenis kulit Adsorben organik

Singkong

DWO sg 1 1,15 1,13

DWO sg 2 1,15 1,04

NAO sg 1 1,15 0,04

NAO sg 2 1,15 0,01

PAO sg 1 1,15 0,08

PAO sg 2 1,15 0,05

Kacang tanah

DWO kc 1 1,15 1,24

DWO kc 2 1,15 1,37

NAO kc 1 1,15 0,50

NAO kc 2 1,15 0,49

PAO kc 1 1,15 0,48

PAO kc 2 1,15 0,50 Keterangan :

sg : singkong kc : kacang tanah

Setelah dilakukan treatment pada air limbah penyamakan kulit dengan

kadar Cr awal 1,15 mg/L menggunakan berbagai jenis organicremoval diperoleh

hasil yang ditunjukkan pada Tabel 4, konsentrasi awal logam Cr didalam air

limbah penyamakan kulit sebelum dilakukan treatment menggunakan

organicremoval kulit singkong maupun kulit kacang tanah adalah 1,15 mg/L dan

setelah organicremoval dimasukkan ke dalam air limbah, kandungan logam Cr

ada yang bertambah dan ada yang berkurang, nilai kandungan Cr bervariasi antara

0,01-1,37 mg/L.

3.1.3 Kapasitas dan Efektivitas Adsorbsi

Kapasitas organicremoval ditunjukkan pada Tabel 5 dan Gambar 2,

sedangkan efektivitas organicremoval ditunjukkan pada Tabel 6 dan Gambar 3.

Kapasitas adsorbsi merupakan seberapa banyak kandungan logam Cr yang

mampu diadsorbsi pergram massa adsorben organik. Kemampuan kulit singkong

sebagai adsorben logam Cr selain dibuktikan dengan nilai kapasitas adsorbsi juga

dapat dibuktikan dengan efektivitas adsorbsi. Efektivitas menggambarkan

seberapa besar kemampuan organicremoval mengadsorbsi logam Cr pada air

limbah penyamakan kulit. Efektivitas akan berbanding lurus dengan kapasitas

adsorbsi. Tabel 5 menyajikan kapasitas dan efektivitas adsorbsi organicremoval

kulit singkong, sedangkan Tabel 6 menyajikan kapasitas dan efektivitas adsorbsi

organicremoval kulit kacang tanah.

Tabel 5. Kapasitas dan Efektivitas Adsorbsi Organicremoval Kulit Singkong

Organicremoval Ulangan

ke-

Konsentrasi

awal (mg/L)

Konsentrasi

akhir (mg/L)

Q (µgCr/g

organicremoval)

Efektivitas

(%)

DWO 1 1,15 1,13 1,00 1,73

2 1,15 1,04 5,50 9,57

rata-rata 1,15 1,09 3,25 5,65

NAO 1 1,15 0,04 55,50 96,52

2 1,15 0,01 57,00 99,13

rata-rata 1,15 0,03 56,25 97,83

PAO 1 1,15 0,08 53,50 93,04

2 1,15 0,05 55,00 95,65

rata-rata 1,15 0,07 54,25 94,35

Tabel 6. Kapasitas dan Efektivitas Adsorbsi Organicremoval Kulit Kacang Tanah

Organicremoval Ulangan

ke-

Konsentrasi

awal (mg/L)

Konsentrasi

akhir (mg/L)

Q (µgCr/gCr/g

organicremoval)

Efektivitas

(%)

DWO 1 1,15 1,24 -4,50 -7,82

2 1,15 1,37 -11,00 -19,13

rata-rata 1,15 1,31 -7,75 -13,48

NAO 1 1,15 0,50 32,50 56,52

2 1,15 0,49 33,00 57,39

rata-rata 1,15 0,50 32,75 56,96

PAO 1 1,15 0,53 31,00 53,91

2 1,15 0,50 32,50 56,52

rata-rata 1,15 0,51 31,75 55,22

Kapasitas adsorbsi organicremoval ditunjukkan pada Gambar 2, kapasitas

adsorbsi tertinggi adalah 56,25 µgCr/g organicremoval oleh NAO singkong.

Kapasitas adsorbsi terendah sebesar -7,75 µgCr/g organicremoval merupakan

nilai kapasitas adsorbsi yang dimiliki oleh DWO kacang tanah.

Keterangan : Huruf yang sama (a) antara perlakuan menunjukkan bahwa antara setiap perlakuan tidak berbeda nyata

(p>0,05), sedangkan huruf yang berbeda antara perlakuan menunjukkan bahwa antara setiap perlakuan berbeda nyata

(p<0,05).

Gambar 2. Kapasitas Organicremoval

a

b

b

c

d

d

Keterangan : Huruf yang sama (a) antara perlakuan menunjukkan bahwa antara setiap perlakuan tidak berbeda nyata

(p>0,05), sedangkan huruf yang berbeda antara perlakuan menunjukkan bahwa antara setiap perlakuan berbeda nyata

(p<0,05).

Gambar 3. Efektivitas Organicremoval

Gambar 3 memperlihatkan keefektifan kulit kacang tanah dan kulit

singkong sebagai adsorben logam Cr, dari dua jenis kulit yang digunakan sebagai

adsorben organik, adsorben kulit singkong yang dimodifikasi asam nitrat (NAO)

merupakan organicremoval yang paling efektif sebagai adsorben logam Cr.

Keefektifan organicremoval kulit singkong NAO mencapai 97,83%, sedangkan

untuk organicremoval kulit kacang tanpa modifikasi asam (DWO) memiliki nilai

keefektifan sebesar -13,48%. Nilai keefektifan organicremoval kulit kacang

DWO merupakan nilai terendah dibandingkan dengan organicremoval yang lain.

Berdasarkan Tabel 5 dan Tabel 6 dapat disimpulkan modifikasi asam

terhadap kulit singkong dan kulit kacang tanah dapat menaikkan efektivitas

adsorbsi logam Cr di air. Efektivitas akan berbanding lurus dengan kapasitas

adsorbsi, hal ini terbukti dari hasil perhitungan kapasitas adsorbsi dan efektivitas

semua jenis organicremoval. NAO singkong yang memiliki nilai efektivitas

tertinggi juga memiliki nilai kapasitas adsorbsi tertinggi. DWO kacang tanah yang

memiliki efektivitas terendah juga memiliki nilai kapasitas adsorbsi terendah.

Hasil perhitungan ANOVA pada selang kepercayaan 95%, diperoleh hasil

bahwa pemberian asam pada bahan organik memberikan pengaruh yang berbeda

nyata (P<0,05) terkait dengan adsorbsi logam krom dalam air limbah penyamakan

kulit. Sedangkan perhitungan ANOVA pada selang kepercayaan 95%, diperoleh

a

b

b

c

d

d

hasil bahwa kulit singkong dan kulit kacang tanah sebagai organicremoval

memberikan pengaruh yang berbeda nyata (P<0,05) terkait dengan adsorbsi logam

krom dalam air limbah penyamakan kulit. Grafik hubungan antara perlakuan asam

dengan rata-rata konsentrasi kromium ditunjukkan pada Gambar 4. Hubungan

antara organicremoval dengan rata-rata konsentrasi kromium pada setiap

perlakuan asam dapat dilihat pada Gambar 5.

Keterangan : Huruf yang sama (a) antara perlakuan menunjukkan bahwa antara setiap perlakuan tidak berbeda nyata (p>0,05), sedangkan huruf yang berbeda antara perlakuan menunjukkan bahwa antara setiap perlakuan berbeda nyata

(p<0,05).

Gambar 4. Grafik Rata-Rata Konsentrasi Kromium Terhadap Organicremoval

Keterangan : Huruf yang sama (a) antara perlakuan menunjukkan bahwa antara setiap perlakuan tidak berbeda nyata

(p>0,05), sedangkan huruf yang berbeda antara perlakuan menunjukkan bahwa antara setiap perlakuan berbeda nyata

(p<0,05).

Gambar 5. Grafik Rata-Rata Konsentrasi Kromium terhadap Perlakuan Asam

a

b

b

a

Perhitungan ANOVA pada selang kepercayaan 95% untuk interaksi antara

organicremoval dengan perlakuan asam, diperoleh hasil bahwa interaksinya

memberikan pengaruh yang berbeda nyata (P<0,05). Analisis ragam untuk

pengaruh perbedaan organicremoval, pengaruh pemberian asam, dan interaksi

antara organicremoval dengan pengaruh pemberian asam disajikan pada

Lampiran 7.

3.2 Pembahasan

Kulit singkong dan kulit kacang tanah yang dimanfaatkan sebagai

adsorben organik logam kromium (Cr) pada air limbah penyamakan kulit

merupakan suatu alternatif pengelolaan air limbah yang murah dan mudah

dilakukan. Air limbah penyamakan kulit yang sudah mengalami adsorbsi

diharapkan dapat digunakan sebagai media untuk kegiatan budidaya ikan.

Sebelum digunakan sebagai organicremoval, kulit singkong dan kulit kacang

tanah dimodifikasi terlebih dahulu menggunakan asam. Asam yang digunakan

adalah asam nitrat dan asam fosfat. Modifikasi organicremoval bertujuan untuk

meningkatkan efektivitas dan kapasitas adsorbsi bahan. Modifikasi

organicremoval dengan asam paling umum dan terbukti sangat efektif dalam

meningkatkan kapasitas dan efisiensi organicremoval (Gufta 1998).

Organicremoval berupa kulit singkong dan kulit kacang tanah dicuci dan

dibersihkan terlebih dahulu, pada tahap ini juga dilakukan pemilihan kulit yang

bertujuan memperoleh kulit yang baik dan bersih dari kotoran. Kulit singkong dan

kulit kacang tanah dikeringudarakan, kemudian dihaluskan sampai ukuran 100

mesh. Bahan yang telah halus dibuat berbagai macam modifikasi adsorben

organik yaitu adsorben organik pencucian air destilasi (DWO), adsorben organik

modifikasi asam nitrat (NAO), dan adsorben organik modifikasi asam fosfat

(PAO). Selama proses modifikasi, massa organicremoval kulit singkong

berkurang 30-40% dari massa awal, sedangkan organicremoval kulit kacang tanah

berkurang 11-19% (Tabel 1 dan Tabel 2).

Berkurangnya bobot kulit singkong dan kulit kacang tanah dikarenakan

perbedaan kandungan air dan kandungan selulosa pada masing-masing bahan.

Menurut Sangseethong dan Klanarong (2000) dalam Dewi (2005), kulit singkong

kering tersusun oleh 70,62% pati; 25,90% serat; 1,16% protein; 0,12% lemak; dan

2,11% abu. Kadar air kulit singkong basah adalah 68,60% (Dewi 2005).

Sedangkan kulit kacang tanah tersusun atas selulosa 45,3%; hemiselulosa 8,1%;

protein 4,9%; abu 2,3%; dan kadar air 7,75% (Marshall et.al 1999). Maka dari itu,

penurunan bobot kulit singkong selama proses pembuatan organicremoval lebih

besar dibandingkan dengan kulit kacang tanah. Organicremoval modifikasi asam

akan berwarna lebih terang dibandingkan organicremoval pencucian air destilasi.

NAO berwarna kuning kecokelatan sedangkan PAO berwarna kuning cerah

(Lampiran 3).

Organicremoval tersebut digunakan sebagai adsorben logam kromium

(Cr) pada air limbah penyamakan kulit. Logam kromium memiliki massa jenis (20

°C) 7,19 g/cm3, titik leleh 1.907 °C, dan titik didih 2.672 °C. Kromium termasuk

logam mengkilap, keras serta tahan karat sehingga sering digunakan sebagai

pelindung logam lain (Lenntech 1998). Logam kromium ditemukan pada

lingkungan perairan dalam bentuk trivalen dan heksavalen. Kromium heksavalen

memiliki sifat yang lebih toksik dibandingkan dengan kromium trivalen. Dalam

dosis yang rendah, kromium (trivalent) merupakan mineral esensial yang

diperlukan dalam metabolisme glukosa dan dalam proses produksi hormon

insulin. Sedangkan dalam jumlah yang besar, kelebihan kromium (terutama

kromium heksavalent) pada organisme akuatik dapat menyebabkan terganggunya

aktivitas enzim, nafsu makan menurun, serta terganggunya proses osmoregulasi.

Sedangkan dampak kromium heksavalent terhadap manusia adalah ion-ion

heksavalent di dalam proses metabolisme tubuh akan menghalangi atau mampu

menghambat kerja enzim benzopiren hidroksilase, akibatnya terjadi perubahan

dalam kemampuan pertumbuhan sel sehingga sel-sel menjadi tumbuh secara liar

dan tidak terkontrol, yang disebut kanker. Limbah kromium dalam bentuk

heksavalent berasal dari limbah industri, seperti industri pelapisan logam,

pembuatan semen, pertambangan, dan penyamakan kulit (Mudhoo 2010).

Logam Cr digunakan dalam proses penyamakan, untuk membantu

mengubah kulit mentah menjadi kulit masak atau menstabilkan sifat kulit. Jenis

kromium yang digunakan dalam penyamakan kulit adalah standar kromium 1000

mg/L dan garam kromium dengan kandungan C2O3 26%. Penggunaan kromium

sekitar 2-3% dari massa total kulit yang disamak. Dari proses penyamakan kulit

menggunakan bahan penyamak kromium dihasilkan limbah dengan pH 5,0-10,5,

BOD (20 °C) 2,19-2.110,00 mg/L, dan kromium 0,007-20,55 mg/L (KLH 2002).

Tabel 7. Beban Pencemaran Air Limbah Penyamakan Kulit dengan Penyamak

Kromium di Indonesia No Penyamakan parameter Satuan Nilai

1. pH 5,00-10,50

2. BOD (5 hari, 20◦C) mg/L 2,19-2.110,0

3. COD mg/L 5,07-8.827,88

4. Minyak lemak mg/L 0,00-44,00

5. Amoniak mg/L 0,125-459,54

6. Krom (Cr) mg/L 0,007-20,55

7. Sulfida mg/L 0,000-0,60

8. Total solid mg/L 0,89-433,00

Sumber : (Kementrian Lingkungan Hidup 2002)

Menurut Effendi (2003), kriteria kualitas air yang layak untuk biota

akuatik adalah 7-8,5 untuk nilai pH; BOD 0,5-7,0 mg/L; COD kurang dari 20

mg/L; 0,02-0,2 mg/L; 25-80 mg/L; dan kromium 0,015-0,10 mg/L. Berdasarkan

hasil lapang diperoleh data kandungan kromium pada limbah penyamakan kulit

yang berasal dari PT. Fajar Makmur, Imogiri, DIY yang diuji oleh BBKKP

Yogyakarta memiliki kandungan kromium 0,21 mg/L, air limbah diambil dari

outlet IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah). Kandungan kromium yang

terdapat pada air limbah penyamakan kulit PT. Fajar Makmur masih tinggi, maka

dari itu dilakukan treatment untuk memperbaiki kualitas air dari air limbah

penyamakan kulit. Sebelum dilakukan pengelolaan air menggunakan

organicremoval kulit kacang tanah dan kulit singkong, kandungan Cr didalam air

limbah dinaikan terlebih dahulu menjadi 1,15 mg/L dengan penambahan K2Cr2O7,

hal ini dilakukan untuk mengetahui efektivitas dan kapasitas adsorbsi maksimal

dari organicremoval.

Organicremoval kulit singkong dan kulit kacang tanah digunakan untuk

menyisihkan logam Cr dari limbah industri penyamakan kulit. Penggunaan

organicremoval yang merupakan biomassa yang tidak hidup sebagai pengikat

logam berat akan menghasilkan keuntungan yang besar karena pada dosis logam

berat yang tinggi, dosis ini tidak akan mempengaruhi organicremoval (Horsfall et

al. 2003). Apabila menggunakan biomassa dari makhluk yang masih hidup seperti

alga atau bakteri, dosis logam berat yang tinggi akan mempengaruhi kehidupan

mereka.

Kemampuan adsorbsi organicremoval diujikan pada limbah penyamakan

kulit. Hasil maksimal adsorbsi ion logam Cr di dalam limbah penyamakan kulit,

dihasilkan oleh organicremoval kulit singkong modifikasi asam nitrat. Hal ini

dibuktikan dari efektivitas dan kapasitas adsorbsi yang nilainya paling tinggi

dibandingkan organicremoval yang lain, efektivitas adsorbsi sebesar 97,83 % dan

kapasitas adsorbsi 56,25 µgCr/g organicremoval. Organicremoval kulit singkong

NAO mampu menurunkan kadar krom sebesar 1,125 mg/L, dari kandungan

kromium awal 1,15 mg/L menjadi 0,025 mg/L. Organicremoval kulit singkong

PAO memiliki nilai efektivitas 94,34%, sedangkan NAO kulit kacang tanah

memiliki nilai efektivitas 56,96% dan PAO kulit kacang tanah memiliki nilai

efektivitas 55,21%. Organicremoval kulit singkong NAO dan PAO mampu

menurunkan kadar krom lebih dari 90%. Sehingga organicremoval kulit singkong

NAO dan PAO baik digunakan untuk mengadsorbsi air limbah penyamakan kulit

yang mengandung kromium, sehingga air limbah dapat digunakan sebagai air

pasok budidaya ikan. Efektivitas dan kapasitas adsorbsi organicremoval yang lain

dapat dilihat pada hasil di Tabel 5 dan 6.

Hasil penelitian menunjukkan organicremoval dengan modifikasi asam

merupakan organicremoval yang efektif untuk adsorbsi logam berat pada air

limbah penyamakan kulit dibandingkan dengan biomassa yang tidak

termodifikasi. Hasil ini menguatkan kesimpulan Wafwoyo et al. (1999), bahwa

biomassa termodifikasi asam fosfat maupun asam nitrat mampu meningkatkan

efektivitas penjerapan logam berat. Kandungan asam nitrat maupun asam fosfat

terikat pada selulosa kulit singkong maupun kulit kacang tanah melalui proses

esterifikasi. Kedua asam akan terlebih dahulu membentuk asam polinitrat dan

asam polifosfat selama pemanasan dalam oven pada suhu 50 °C. Asam polinitrat

ataupun polifosfat dapat berekasi dengan gugus –OH selulosa menghasilkan ester

nitrat atau ester fosfat. Reaksi ini dapat berjalan pada suhu 110-150 °C. Satu

molekul air akan dihasilkan dari reaksi tersebut, akibat penggabungan gugus

hidroksi yang terlepas dari asam dengan hidrogen dari selulosa (Marshall et al

1999). Pengikatan logam Cr melibatkan interaksi elektrostatik antara gugus

bermuatan negatif pada dinding sel dan kation logam (Baig et al. 1999).

Gambar 6. Adsorbsi Logam Kromium oleh Selulosa (Hubble et al. 2011)

Asam nitrat dan asam fosfat merupakan asam yang sering digunakan

dalam modifikasi biomassa, selain HCl dan asam sitrat. Berdasarkan hasil

perhitungan kapasitas adsorbsi dan efektivitas organicremoval, menunjukkan

penggunaan asam nitrat maupun asam fosfat dalam modifikasi biomassa akan

menghasilkan hasil yang sama efektifnya dalam melakukan penjerapan logam

berat di air limbah, nilai kapasitas dan efektivitas adsorbsi tidak jauh berbeda

(Table 5 dan Tabel 6). Hasil penelitian ini menguatkan pendapat Marshall et al.

(1999), yang menyatakan penggunaan asam nitrat maupun asam fosfat mampu

meningkatkan kapasitas dan efektivitas adsorbsi dengan nilai yang tidak jauh

berbeda, hal ini diduga karena perlakuan asam meningkatkan gugus karboksil

pada permukaan kulit singkong maupun kulit kacang tanah, demikian pula dapat

meningkatkan kemampuan adsorbsi ion logam bermuatan positif. Selain itu hasil

tidak jauh berbeda dikarenakan kemiripan struktur asam fosfat dengan asam nitrat.

Gugus asam nitrat memiliki tiga atom oksigen dan termasuk asam kuat,

sedangkan asam fosfat memiliki empat gugus oksigen dan termasuk asam lemah.

Kelebihan satu oksigen pada asam fosfat diharapkan mampu meningkatkan

muatan negatif total organicremoval dan mampu meningkatkan kapasitas adsorbsi

logam berat. Asam nitrat dapat menghasilkan muatan negatif yang lebih banyak

dari kekuatan asamnya, sedangkan asam fosfat dapat menghasilkan muatan

negatif yang lebih banyak dari kelebihan satu gugus oksigen. Faktor lain yang

diduga menyebabkan kedua jenis asam memiliki nilai keefektifan yang sama

adalah pencucian menggunakan air bersuhu 60-80 °C untuk menggurangi

kelebihan asam pada organicremoval.

Berdasarkan hasil perhitungan ANOVA penggunaan bahan organik (kulit

singkong dan kulit kacang tanah) memberikan hasil yang berbeda nyata. Hal ini

diperkuat dengan perhitungan efektivitas dan kapasitas adsorbsi yang tercantum

pada Tabel 5 dan Tabel 6, tabel hasil menunjukkan penggunaan kulit singkong

dalam mengadsorbsi logam krom lebih efektif dibandingkan dengan kulit kacang

tanah (P<0,05). Kandungan selulosa kulit singkong yang lebih banyak

dibandingkan kandungan selulosa kulit kacang tanah, menyebabkan jumlah

muatan negatif yang dihasilkan dari reaksi esterifikasi antara asam dengan gugus

selulosa menjadi lebih banyak jumlahnya. Perbedaan kandungan selulosa dan

bagian kulit yang digunakan mempengaruhi keefektifan adsorben organik dalam

melakukan penjerapan logam krom.

Kandungan logam krom yang bertambah pada organicremoval kulit

kacang tanah DWO dari kadar kromium awal 1,15 mg/L menjadi 1,30 mg/L yang

menyebabkan nilai keefektifannya menjadi negatif (Gambar 3), diduga

adsorbennya (kulit kacang tanah) tidak murni, adanya logam lain yang terkandung

pada kulit kacang tanah dengan panjang gelombang hampir sama dengan panjang

gelombang logam krom sehingga terbaca oleh alat AAS. Hal ini didukung dengan

nilai keefektifan organicremoval kulit kacang tanah NAO dan PAO kurang dari

60%, jauh berbeda dengan organicremoval kulit singkong NAO dan PAO yang

nilainya diatas 90% (Gambar 3).

Penggunaan organicremoval dari kulit singkong dan kulit kacang tanah

sebagai adsorben logam berat merupakan salah satu langkah yang baik untuk

mengatasi permasalahan kualitas air limbah penyamakan kulit, penyisihan logam

kromium pada air limbah penyamakan kulit diharapkan memperbaiki mutu air

sehingga air dapat digunakan kembali untuk kegiatan yang lain seperti kegiatan

budidaya ikan. Modifikasi asam terhadap organicremoval menarik untuk dikaji,

adanya modifikasi asam membuat massa dari kulit singkong dan kulit kacang

tanah yang biasanya menjadi limbah dapat digunakan sebagai pengadsorbsi logam

berat yang memiliki nilai jual yang lebih. Berdasarkan hasil penelitian ini dapat

disimpulkan bahwa limbah kulit tanaman singkong dan kacang tanah dapat

digunakan sebagai pengadsorbsi logam berat melalui modifikasi asam, sehingga

air limbah penyamakan kulit dapat dimanfaatkan kembali.

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Air limbah penyamakan kulit dapat dikurangi konsentrasi logam kromium

di dalamnya menggunakan organicremoval dari kulit singkong dan kulit kacang

tanah, sehingga air limbah dapat digunakan kembali sebagai penyedia air pasok

kegiatan budidaya ikan. Organicremoval dari kulit singkong termodifikasi asam

nitrat (NAO) baik digunakan untuk mengadsorbsi logam kromium dalam limbah

air penyamakan kulit, dengan efektivitas adsorbsi sebesar 97,83%, kapasitas

adsorbsi 56,25 µgCr/g organicremoval dan mampu menurunkan kadar kromium

sebesar 1,125 mg/L.

4.2 Saran

Berdasarkan hasil penelitian ini, maka tahapan selanjutnya yang perlu

dilakukan adalah menentukan dosis efektif adsorben organik untuk melakukan

adsorbsi logam kromium di dalam limbah penyamakan kulit.

DAFTAR PUSTAKA

Badan Pusat Statistik Yogyakarta, 2009. Jumlah perusahaan menurut subsektor.

http://www.bps.go.id. [22 Desember 2011].

Baig, T.H., Garcia, A.E., Tiemann, K.J., Gardea-Torresdey., 1999. Adsorption of

heavy metal ions by the biomass of Solanum elaeagnifolium (Silverleaf

nightshade). Proceedings ot the Conference on Hazardous Waste Research.

Dewi, I.R., 2005. Modifikasi Asam Terhadap Kulit Singkong Sebagai Bioremoval

Logam Pb(II) Dan Cd(II). [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Effendi, H., 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumberdaya dan

Lingkungan Perairan. Kanisius. Yogyakarta.

Hubble, Martin A., Hasan, S.H., Ducoste, Joel J., 2011. Cellulosic substrates for

removal of pollutants from aqueous systems: a review. 1. Metals. J

BioResources 6(2): 2161-2287.

Gufta, F.K., 1998. Utilization of bagasse fly ash generated in the sugar industry

for removal and recovery of phenol and ρ-Nitrophenol from wastewater. J

Chem Technol Biotechnol 70: 180-186.

Kementrian Lingkungan Hidup (KLH), 2002. Teknologi Pengendalian Dampak

Lingkungan Industri penyamakan Kulit. KLH, Jakarta.

Lenntech, 1998. Chemical of Chromium. [Terhubung Berkala].

http://www.info@lenntech.com. [22 Desember 2011].

Lubis, R.F. 2008. Krisis air di kota: masalah dan upaya pemecahannya

(perbandingan dengan upaya pemecahannya di Jepang). [Terhubung

Berkala]. http:// www.geotek.lipi.go.id.htm. [22 Desember 2011].

Horsfall, M Jnr, Abia, A.A., Spiff, A.I., 2003. Removal of Cu(II) and Zn(II) ions

from wastewater by cassava (Manihot esculenta) waste biomass. African J

Biotechnol 66: 192-198.

Marshall, W.E., Mitchell M Jhons, 1996. Agriculture by-product as metal

adsorbent: Sorption properties and resistance to mechanical abrasion. J

Chem Technol Biotechnol 69:263-268.

Marshall, W.E., Mitchell M Jhons, 1999. Utilization of peanut shells as adsorbents

for selected metals. J Chem Technol Biotechnol 74:1117-1121.

Mudhoo, 2010. Heavy Metals: Toxicity and Removal by Biosorption. J Science

Direct 70: 406-409.

Priyadi R., Iskandar R., Nuryati R., 2011. IPTEK bagi Masyarakat (ibM)

Sukaregang Garut yang menghadapi masalah air limbah industri

penyamakan kulit. [Makalah Pribadi]. http://www.jurnal.upi.edu.pdf. [22

Desember 2011].

Vaughan, T, Seo, C.W., Marshall, W.E., 2001. Removal of selected metal ions

from aqeous solution using modified corncobs. Biores Technol 78:133-139.

Walpole R.E., 1982. Pengantar Statistik. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.

Wafwoyo, W., Seo, C.W., Marshall, W.E., 1999. Utilization of peanut shells as

adsorbent for selected metals. J Chem Technol Biotechnol 74: 1117-1121.

Yunanto. 2011. Pengolahan limbah hasil penyamakan kulit. [Terhubung Berkala].

http://www.p4tksb.jogja.com. [22 Desember 2011].

LAMPIRAN

Lampiran 1. Bagan Alir Penelitian

Keterangan :

DWO : Organicremoval pencucian air destilasi (Destilasi Water

Organicremoval)

NAO : Organicremoval termodifikasi asam nitrat (Nitric Acid

Organicremoval)

PAO : Organicremoval termodifikasi asam fosfat (Phosphatic Acid

Organicremoval)

Kulit singkong atau kulit kacang tanah

Preparasi sampel

Pencucian dengan air destilasi

DWO

Modifikasi HNO3

NAO

Modifikasi H3PO4

PAO

Adsorpsi ion logam

Lampiran 2. Kebutuhan Kalium Dikromat dan Asam

Kebutuhan asam nitrat untuk membuat asam nitrat 0.6 M sebanyak 660 mL =

Asam Nitrat

Asam Nitrat

Asam Nitrat

Kebutuhan asam fosfat untuk membuat asam fosfat 0.6 M sebanyak 660 mL =

Asam Fosfat

Asam Fosfat

Asam Fosfat

Kebutuhan kalium dikromat untuk membuat limbah yang mengandung 2 ppm

kalium dikromat =

Kalium dikromat

Kalium dikromat

Kalium dikromat = 28,29 mg

Lampiran 3. Organicremoval (Kulit Singkong dan Kulit Kacang Tanah)

Gambar Organicremoval kulit kacang

tanah, (a). DWO, (b). NAO, dan

(c). PAO.

Gambar Organicremoval kulit

singkong, (a). DWO, (b). NAO, dan (c).

PAO.

Lampiran 4. Kapasitas Adsorbsi (Q) Ion Cr oleh Organicremoval Kulit

Singkong

Organicremoval Ulangan

ke-

Bobot

adsorben(g)

Konsentrasi

awal

(mg/L)

Volume

(mL)

Konsentrasi

akhir

(mg/L)

Q (µgCr/g

organicremoval)

DWO sg 1 1,00 1,15 50 1,13 1,0

2 1,00 1,15 50 1,04 5,5

NAO sg 1 1,00 1,15 50 0,04 55,5

2 1,00 1,15 50 0,01 57,0

PAO sg 1 1,00 1,15 50 0,08 53,5

2 1,00 1,15 50 0,05 55,0

Lampiran 5. Kapasitas Adsorbsi (Q) Ion Cr oleh Organicremoval Kulit

Kacang

Organicremoval Ulangan

ke-

Bobot

adsorben(g)

Konsentrasi

awal (mg/L)

Volume (mL) Konsentrasi

akhir

(mg/L)

Q (µgCr/g

organicremoval)

DWO kc 1 1,00 1,15 50 1,24 -4,5

2 1,00 1,15 50 1,37 -11,0

NAO kc 1 1,00 1,15 50 0,50 32,5

2 1,00 1,15 50 0,49 33,0

PAO kc 1 1,00 1,15 50 0,48 33,5

2 1,00 1,15 50 0,50 32,5

Lampiran 6. Efektivitas Organicremoval Kulit Singkong terhadap

Penjerapan Logam Cr

Organicremoval Ulangan

ke-

Bobot

adsorben (g)

Konsentrasi

awal (mg/L)

Konsentrasi

akhir (mg/L)

Efektivitas (%)

DWO sg 1 1,00 1,15 1,13 1,73

2 1,00 1,15 1,04 9,57

NAO sg 1 1,00 1,15 0,04 96,52

2 1,00 1,15 0,01 99,13

PAO sg 1 1,00 1,15 0,08 93,04

2 1,00 1,15 0,05 95,65

Lampiran 7. Efektivitas Organicremoval Kulit Kacang Tanah terhadap

Penjerapan Logam Cr

Organicremoval Ulangan

ke-

Bobot

adsorben

(g)

Konsentrasi

awal

(mg/L)

Konsentrasi

akhir

(mg/L)

Efektivitas (%)

DWO kc 1 1,00 1,15 1,24 -7,82

2 1,00 1,15 1,37 -19,13

NAO kc 1 1,00 1,15 0,50 56,52

2 1,00 1,15 0,49 57,39

PAO kc 1 1,00 1,15 0,48 58,26

2 1,00 1,15 0,50 53,91

Lampiran 8. Analisis Ragam ANOVA

Tests of Between-Subjects Effects

Dependent Variable:KonsentrasiKromium

Source

Type III Sum

of Squares df Mean Square F Sig.

Corrected Model 2.738a 6 .456 167.281 .000

Intercept 4.002 1 4.002 1466.857 .000

Ulangan 8.333E-6 1 8.333E-6 .003 .958

JenisKulit .414 1 .414 151.891 .000

PerlakuanAsam 2.288 2 1.144 419.386 .000

JenisKulit *

PerlakuanAsam

.036 2 .018 6.509 .041

Error .014 5 .003

Total 6.754 12

Corrected Total 2.752 11

a. R Squared = ,995 (Adjusted R Squared = ,989)

KonsentrasiKromium

Tukey HSDa,,b

PerlakuanAsam N

Subset

1 2

asam nitrat 4 .2600

asam fosfat 4 .2775

tanpa asam 4 1.1950

Sig. .886 1.000

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.

Based on observed means.

The error term is Mean Square(Error) = ,003.

a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 4,000.

b. Alpha = 0,05.

Hipotesis :

Hipotesis 1: Pemberian organicremoval tidak memberikan pengaruh yang berbeda

nyata terhadap kandungan logam kromium di dalam limbah penyamkan

kulit

Hipotesis 2: Pemberian asam tidak memberikan pengaruh yang berbeda nyata

terhadap kandungan logam kromium di dalam limbah penyamakan kulit

Hipotesis 3: Interaksi antara pemberian kulit dan asam tidak memberikan

pengaruh yang berbeda nyata terhadap kandungan logam kromium di

dalam limbah penyamakan kulit

Kesimpulan :

Kesimpulan 1: Pemberian organicremoval memberikan pengaruh yang berbeda

nyata terhadap kandungan logam kromium di dalam limbah penyamakan

kulit

Kesimpulan 2: Pemberian asam memberikan pengaruh yang berbeda nyata

terhadap kandungan logam kromium di dalam limbah penyamakan kulit

Kesimpulan 3: Interaksi antara pemberian kulit dan asam memberikan pengaruh

yang berbeda nyata terhadap kandungan logam kromium di dalam limbah

penyamak kulit

Lampiran 9. Kalkulasi Penggunaan Air Penyamakan Kulit

Menurut BPS DIY tahun 2009 terdapat 17 perusahaan kulit berskala menengah

dan bersakala besar. Kapasitas produksi 2 ton – 20 ton kulit mentah perhari.

*Kalkulasi =

kapasitas produksi rata-rata = 10 ton/hari

jumlah air yang digunakan = 50 L/kg kulit mentah

*Penggunaan air untuk penyamakan kulit=

= jumlah perusahaan x kapasitas produksi x jumlah air/kg kulit mentah

= 17 x 10.000 kg x 50 L/kg

= 8.500.000 L air/hari

*Penggunaan untuk budidaya =

Kalkulasi =

volume kolam = 20 m x 20 m x 1,5 m = 600 m3

= 600.000 L

1 kolam ganti air 30% setiap hari = 30% x 600.000 L = 180.000 L

* Air dari limbah penyamakan kulit yang sudah dieliminasi logam kromiumnya

dapat digunakan untuk mengairi kolam sebanyak =

= 8.500.000 L : 600.000 L/kolam

= 14,17 kolam = 14 kolam/hari

*Kalkulasi air limbah yang dihasilkan selama 1 minggu dapat digunakan untuk

mengairi kolam sebanyak=

= banyak kolam perhari x hari

= 14 kolam/hari x 7 hari

= 98 kolam

*Penggunaan untuk ganti air jika setiap hari ganti air sebanyak 30% =

volume kolam = 20 m x 20 m x 1,5 m = 600 m3

= 600.000 L

1 kolam ganti air 30% setiap hari = 30% x 600.000 L = 180.000 L

penggunaan air = 8.500.000 L air/hari : 180.000 L

= 47,22 kolam/hari = 47 kolam

Lampiran 10. Kalkulasi Penggunaan Kulit Singkong

Kandungan air pada kulit singkong menurut Dewi (2005) adalah sebesar

68,60%, dari 100 gram kulit singkong basah apabila dikeringkan bobot keringnya

menjadi 31,4 g.

Kebutuhan kulit singkong kering untuk dibuat menjadi organicremoval adalah

sebesar = air yang dihasilkan x g organicremoval / 50 mL air limbah

= 8.500.000.000 mL air/hari x 1 g/50 mL

= 170.000.000 g

= 170 ton

Kebutuhan kulit singkong mentah = (170.000.000 g x 100 g) : 31,4 g

= 541.401.273,9 g

= 541, 40 ton