bab ii peningkatan dispersi limbah minyak berat ke dalam ... · ke dalam air dengan penambahan...

BAB II

PENINGKATAN DISPERSI LIMBAH MINYAK BERAT KE DALAM AIR DENGAN PENAMBAHAN SURFAKTAN

ABSTRAK

Proses degradasi limbah minyak berat oleh bakteri terjadi jika bakteri dapat memanfaatkan hidrokarbon yang terdapat dalam limbah minyak berat sebagai sumber karbon. Untuk terjadinya degradasi harus ada kontak antara bakteri dan hidrokarbon itu sendiri. Penambahan surfaktan dapat meningkatkan dispersitas limbah minyak berat dalam matriks tanah kedalam air sehingga dapat memudahkan kontak antara bakteri dengan sumber karbon dari minyak bumi sebagai makanannya. Pada penelitian ini, surfaktan yang dikaji adalah surfaktan anionik (Linear Alkil Sulfonat (LAS) dan natrium dodesil sulfat (NDS)) dan surfaktan nonionik (Tween 80 dan Brij 35). Parameter yang diamati adalah konsentrasi surfaktan dan laju pengadukan. Konsentrasi surfaktan ditentukan dari nilai tegangan permukaan dan stabilitas emulsi. Stabilitas emulsi tertinggi yaitu sebesar 1.58% didapatkan dari penambahan surfaktan LAS pada konsentrasi 0.04%. Laju pengadukan yang digunakan adalah 100, 120, dan 140 rpm. Laju pengadukan optimum diperoleh pada kecepatan pengadukan 140 rpm, hal ini didasarkan pada nilai TPH pada fasa cair. Nilai TPH fasa cair pada laju 140 rpm untuk LAS dan NDS masing-masing adalah 1.33% dan 1.68%. Sedangkan untuk Tween 80 dan Brij 35 adalah 0.40% dan 0.74%. Nilai TPH fasa cair menggambarkan banyaknya minyak yang terdispersi ke dalam air. Parameter lain seperti TPH fasa padat dan chemical oxygen demand (COD) yang diperoleh untuk laju 140 rpm adalah 10.20% dan 33258 mg/L untuk LAS, sedangkan untuk NDS sebesar 9.12% dan 35909 mg/L. Untuk Tween 80 adalah 15.56% dan 41235 mg/L, sedangkan untuk Brij 35 sebesar 16.55% dan 41717 mg/L. Surfaktan LAS pada kosentrasi 0.04% dapat meningkatkan dispersi limbah minyak bumi lebih baik dibandingkan dengan yang lainnya karena stabilitas emulsi LAS lebih tinggi (1.58%) dibandingkan dengan surfaktan NDS, Tween 80 dan Brij 35.

19

PENDAHULUAN

Biodegradasi limbah minyak bumi merupakan suatu proses yang

kompleks, dan tergantung kepada komunitas bakterinya, kondisi lingkungan dan

limbah minyak bumi yang akan didegradasi. Limbah minyak bumi yang

digunakan adalah limbah minyak berat (minyak bumi fraksi berat) yang

terdapat pada bongkahan-bongkahan tanah, sehingga dalam proses

biodegradasi menggunakan bakteri diperlukan penanganan khusus.

Biodegradasi limbah minyak bumi di lingkungan air terjadi pada bagian

antarmuka lapisan air dan minyak. Oleh karena itu, biodegradasi akan lebih cepat

terjadi bila limbah minyak tersebut dalam bentuk terdispersi dalam air. Kondisi ini

akan memudahkan penyediaan oksigen dan unsur-unsur makanan yang diperlukan

untuk pertumbuhan mikroba (Udiharto 1996). Bakteri dapat bekerja jika terdapat

kontak dengan senyawa hidrokabon. Dalam proses tersebut terjadi penguraian

hidrokarbon oleh bakteri yang telah teradaptasi dengan baik di lingkungan

tersebut.

Dispersi minyak bumi ke dalam medium air lebih mudah terjadi bila

ditambahkan surfaktan. Surfaktan adalah senyawa organik yang memiliki gugus

polar dan non-polar sekaligus dalam satu molekulnya. Surfaktan dapat mengikat

minyak yang bersifat non-polar dan di sisi lain surfaktan juga dapat mengikat air

yang bersifat polar, sehingga surfaktan dapat memudahkan kontak antara mikroba

dengan sumber karbon dari minyak bumi sebagai makanannya. Dalam penelitian

ini digunakan surfaktan anionik dan nonionik karena surfaktan anionik dan

nonionik umumnya bersifat biodegradabel, tidak bersifat toksik terhadap mikroba,

dan harganya relatif murah (Kosswig dan Marl 2003) jika dibandingkan dengan

surfaktan kationik yang bersifat toksik terhadap mikroba (Tharwat 2005). Oleh

karena itu dalam penelitian ini dilakukan penambahan surfaktan anionik dan

nonionik yang disertai pengadukan agar membantu kecepatan dispersi limbah

minyak bumi ke dalam air sehingga mempercepat proses degradasi.

Penelitian bertujuan menentukan konsentrasi optimum surfaktan anionik

dan nonionik sebagai pendispersi limbah minyak bumi dalam air serta laju

pengadukan optimum yang mendukung dipersi limbah minyak bumi dalam air.

20

METODOLOGI PENELITIAN

Bahan dan Alat

Bahan-bahan yang digunakan adalah surfaktan anionik, yaitu LAS dan

NDS, surfaktan nonionik, yaitu Tween 80 dan Brij 35, heksana, silika gel,

Na2SO4 anhidrat, 5% (b/v) limbah minyak berat yang berasal dari lapangan

minyak di Duri Riau, larutan K2Cr2O7, ferroamonium sulfat, H2SO4 pekat,

K2Cr2O7-HgSO4, Ag2SO4, dan H2SO4

. Alat-alat yang digunakan adalah alat-

alat gelas, hot plate, waterbath, ultrasonic homogenizer, oven, magnetic stirrer ,

turbidimeter, piknometer dan surface tensiometer Model 20.

Prosedur Analisis

Pengukuran Bobot Jenis Akuades dan Surfaktan

Piknometer kosong ditimbang, lalu diisi dengan akuades sampai penuh dan

ditimbang kembali. Bobot akuades merupakan selisih antara bobot piknometer

yang berisi akuades dengan bobot piknometer kosong. Untuk penentuan bobot

jenis surfaktan dilakukan dengan prosedur yang sama seperti bobot jenis akuades,

pada suhu yang sama.

Pengukuran Tegangan Permukaan Surfaktan (ASTM 2001)

Surfaktan LAS dilarutkan dalam akuades dengan ragam konsentrasi 0.01,

0.02, 0.03, 0.06, 0.13, 0.25, dan 0.50 (% b/v). Surfaktan NDS dilarutkan dalam

akuades dengan ragam konsentrasi 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, dan 0.40

(% b/v). Surfaktan Tween 80 dan Brij 35 dilarutkan dalam akuades dengan ragam

konsentrasi 0.0025, 0.0050, 0.0075, 0.01, 0.0125, 0.015, 0.0175, 0.02,

0.0225, 0.025, 0.0275, 0.03, 0.035 dan 0.04 (% b/v). Cincin Pt-Ir yang bersih

dikaitkan pada kail. Sebanyak 40 mL dispersi dipindahkan ke dalam gelas

kimia dan ditempatkan pada meja sampel. Meja sampel digerakkan

sampai cairan ada di bawah cincin Pt-Ir. Cincin tercelup sekitar 1/8

inchi. Tangan torsi dilepaskan dan alat diatur ke posisi nol, posisi

diatur dengan tombol putar bagian kanan sampai garis dan jarum penunjuk

berimpit. Tombol putar di bawah skala depan diputar sampai skala vernier

pada skala luar dimulai dari nol. Meja sampel diturunkan sampai cincin berada

di permukaan cairan. Permukaan cairan akan menjadi gelembung, kemudian

21

dilanjutkan dengan dua pengaturan bersama sampai lapisan gelembung pada

permukaan cairan pecah. Skala yang terbaca pada titik pecah lapisan gelembung

adalah tegangan permukaan terukur.

Pengukuran Busa Larutan Surfaktan (ASTM 2002)

Dari stok surfaktan anionik (LAS dan NDS) dan surfaktan nonionik (Tween

80 dan Brij 35) dibuat lima konsentrasi yang memiliki nilai tegangan permukaan

mendekati konsentrasi misel kritis (KMK), kemudian 20 mL surfaktan dengan

masing-masing konsentrasi dimasukkan ke dalam botol khusus (volume 500 mL).

Botol tersebut ditempatkan pada waterbath (25 ± 1ºC) selama 1 jam. Suhu dalam

waterbath diukur dan diatur menjadi 25 ± 1ºC. Botol dikeluarkan dari penangas

dan ditandai tinggi cairan 1 mm di atas permukaan cairan (I). Tanda kedua dibuat

10 mm lebih tinggi dari tanda pertama. Botol tersebut dikocok dengan kuat

(minimal 40 kali) dalam waktu kurang dari 10 detik. Tinggi total busa ditandai (1

mm di atas permukaan busa), tinggi ini disebut dengan tinggi total busa pada

waktu nol (M). Pencatat waktu dinyalakan. Botol diletakkan di meja dan dicatat

waktu turunnya busa sampai tanda kedua. Jika tinggi busa melebihi tanda 10 mm

tersebut, tinggi busa dicatat sebagai tinggi total setelah 5 menit (R). Suhu

pengukuran dicatat. Tinggi busa maksimal (FM) dan tinggi busa setelah 5 menit

(FR

F

) dihitung dengan rumus sebagai berikut:

M

F

= M-I

R

Pengaruh Konsentrasi Surfaktan Terhadap Stabilitas Emulsi

= R-I

Dari stok surfaktan anionik (LAS dan NDS) dan surfaktan nonionik (Tween

80 dan Brij 35) dibuat lima konsentrasi yang memiliki nilai tegangan permukaan

mendekati konsentrasi misel kritis (KMK), kemudian 50 mL surfaktan dengan

masing-masing konsentrasi tersebut dicampurkan dengan 14.7059 gram tanah

tercemar minyak bumi. Larutan tersebut dihomogenkan dengan menggunakan

ultrasonic homogenizer masing-masing selama 5 menit pada frekuensi 25 kHz,

kemudian diukur turbiditasnya dengan menggunakan turbidimeter. Setiap emulsi

yang sudah dibuat dimasukkan ke dalam tabung sentrifus dan disentrifus selama

22

awalsampelbobotyakbobot min

45 menit pada kecepatan 2000 rpm, kemudian diukur kembali turbiditasnya

dengan menggunakan turbidimeter. Stabilitas emulsi dihitung dengan rumus

sebagai berikut:

% Stabilitas emulsi = emulsiawalturbiditasemulsiakhirturbiditas

X 100%

Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Dispersi Minyak dalam Air

Sebanyak 200 mL larutan surfaktan (LAS dan NDS) dan surfaktan nonionik

(Tween 80 dan Brij 35) dengan konsentrasi stabilitas emulsi paling tinggi

kemudian dicampur dengan 58.8235 gram tanah tercemar minyak bumi kemudian

diaduk dengan magnetic stirrer dan diatur kecepatan pengadukan dengan laju 100,

120, dan 140 (rpm) selama 1 jam. Masing-masing perlakuan dianalisis TPH fasa

padat, TPH fasa cair, pH, dan COD.

Pengukuran TPH Fasa Padat (US EPA Method 1998)

Tanah tercemar minyak bumi sebanyak 5 gram diekstraksi dengan Soxhlet

menggunakan 100 mL heksana. Kandungan air pada ekstrak dihilangkan dengan

menambahkan Na2SO4

%TPH (g/g) = x 100%

anhidrat, kemudian disaring. Pelarut diuapkan setelah itu

dipanaskan dalam oven selama 45 menit pada suhu 70°C. Sampel hasil

pengeringan dilarutkan kembali dengan 100 mL heksana dan ditambahkan silika

gel untuk menghilangkan senyawa-senyawa polar dan disaring. Pelarut diuapkan

kembali dan dipanaskan dalam oven selama 45 menit pada suhu 70°C, bobot yang

terukur merupakan residu minyak (nilai TPH). Nilai TPH dihitung dengan rumus

sebagai berikut:

Pengukuran TPH Fasa Cair (US EPA Method 1999)

Sebanyak 50 mL larutan surfaktan yang telah dicampur dengan tanah

tercemar minyak bumi disaring kemudian diekstrak dengan corong pisah

menggunakan 25 mL heksana sebanyak dua kali. Kandungan air pada ekstrak

dihilangkan dengan menambahkan Na2SO4 anhidrat, kemudian disaring. Pelarut

23

diuapkan setelah itu dipanaskan dalam oven selama 45 menit pada suhu 70°C.

Sampel hasil pengeringan dilarutkan kembali dengan 50 mL heksana dan

ditambahkan silika gel untuk menghilangkan senyawa-senyawa polar dan

disaring. Pelarut diuapkan kembali dan dipanaskan dalam oven selama 45 menit

pada suhu 70°C, bobot yang terukur merupakan residu minyak (nilai TPH). Nilai

TPH dihitung dengan rumus sebagai berikut

%TPH (g/mL) = sampelbobot

yakbobot min x 100%

Pengukuran pH

Sebanyak 50 mL larutan surfaktan yang telah dicampur dengan tanah

tercemar minyak bumi dimasukkan ke dalam gelas piala 100 mL kemudian

dilakukan pengukuran pH dengan menggunakan indikator pH universal.

Pengukuran pH dilakukan sebelum dan sesudah pengadukan.

Pengukuran COD (Clesceri et al. 2005)

Sebanyak 10 mL sampel dimasukkan ke dalam tabung COD, ditambahkan 5

mL larutan campuran kalium dikromat-merkuri, ditambahkan 10 mL larutan

campuran asam sulfat-perak sulfat dan campuran diaduk kemudian ditutup. Tahap

diatas diulangi pada 10 mL air suling sebagai blanko. Setelah masing-masing unit

pengaman pada tutup dipasang, tabung dimasukkan ke dalam oven pada suhu

150°C. Setelah 2 jam, tabung COD dikeluarkan dari dalam oven dan dibiarkan

hingga dingin. Campuran dari tabung COD dipindahkan ke dalam labu

erlenmeyer 100 mL dan dibilas dengan 10 mL air suling. 2 mL asam sulfat pekat

dan 3 tetes larutan indikator feroin ditambahkan secara berturut-turut ke dalam

campuran. Campuran dititrasi dengan larutan baku fero amonium sulfat 0.05 N

yang telah distandardisasi sampai terjadi perubahan warna dari hijau menjadi

merah coklat lalu dicatat volume pemakaian larutan baku fero amonium sulfat.

Nilai COD dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

COD (mg/L) = ( )( ) xfpmLsampelVolume

oksigenBExxNxBA 1000−

A = volume FAS yang terpakai (blanko) B = volume FAS yang terpakai (sampel)

24

HASIL DAN PEMBAHASAN

Tegangan Permukaan Larutan Surfaktan

Pengukuran tegangan permukaan larutan surfaktan anionik dan nonionik ini

menggunakan metode cincin du Nouy. Prinsip metode cincin Du Noűy adalah

gaya yang diperlukan untuk menarik cincin sebanding dengan tegangan

permukaan. Nilai tegangan permukaan larutan surfaktan anionik dan nonionik

dikoreksi dengan hasil pengukuran bobot jenis atau densitas larutan surfaktan

yang dapat dilihat pada Lampiran 2.1 sampai Lampiran 2.4. Hasil pengukuran

tegangan permukaan yang terlampir pada Lampiran 2.5 sampai Lampiran 2.8

menunjukkan bahwa penurunan tegangan permukaan maksimum untuk LAS

diperoleh pada konsentrasi 0.06% dan untuk NDS diperoleh pada konsentrasi

0.20%, sedangkan untuk Tween 80 dan Brij 35 diperoleh pada konsentrasi

0.0175% (Tabel 2.1).

Tabel 2.1 Tegangan permukaan maksimum dan minimum dari larutan surfaktan

Surfaktan Konsentrasi(% b/v) Tegangan Permukaan(dyne/cm)

LAS 0.00 72.93 0.01 62.95 0.06 28.99

NDS 0.00 71.62 0.10 31.77 0.20 25.10

Tween 80 0.00 71.71 0.0025 71.34 0.0175 49.50

Brij 35 0.00 71.71 0.0025 49.77 0.0175 31.29

Dari grafik pada Gambar 2.1 dan 2.2 terlihat mula-mula terjadi penurunan

tegangan permukaan yang cukup besar. Hal ini disebabkan karena molekul-

molekul surfaktan teradsorpsi pada antar-muka sistem yang tidak saling campur

(air-minyak-tanah). Jika konsentrasi surfaktan ditingkatkan lagi, maka sebagian

molekul-molekul surfaktan akan membentuk misel, yaitu gerombol kecil molekul

yang bagian hidrofobiknya (nonpolar) berada di bagian tengah dan bagian

25

hidrofiliknya (polar) berada di bagian luar. Misel-misel itu tersolvasi oleh molekul

air. Oleh karena itu, kenaikan konsentrasi surfaktan akan meningkatkan jumlah

misel yang terbentuk, sehingga tegangan permukaan menjadi semakin rendah.

Gambar 2.1 Tegangan permukaan larutan LAS (■) dan NDS (♦)

Gambar 2.2 Tegangan permukaan larutan Tween 80 (●) dan Brij 35 (▲)

Konsentrasi surfaktan pada saat pertama kali terbentuk misel disebut

konsentrasi misel kritis (KMK). Pada saat KMK terjadi nilai tegangan permukaan

hampir mencapai jenuh. Pada konsentrasi surfaktan yang lebih tinggi, hampir

semua molekul surfaktan membentuk misel dan hanya sedikit molekul yang

0

20

40

60

80

0,00 0,20 0,40 0,60

Tega

ngan

Per

muk

aan

(dyn

e/cm

)

Kosentrasi (%)

0

20

40

60

80

0 0,01 0,02 0,03 0,04

Tega

ngan

Per

muk

aan

(dyn

e/cm

)

Kosentrasi (%)

26

teradsorpsi pada antar-muka sistem air-minyak-tanah, sehingga hanya sedikit

terjadi penurunan tegangan permukaan.

Gambar 2.1 dan 2.2 menunjukkan bahwa tegangan permukaan tanpa

penambahan surfaktan adalah yang paling tinggi. Hal ini disebabkan karena air

memiliki tegangan permukaan yang lebih besar 72.75 dyne/cm (Atkins 1999)

dibandingkan larutan surfaktan dan kebanyakan cairan lain karena gaya kohesinya

yang lebih besar berdasarkan ikatan hidrogennya.

KMK LAS terjadi pada konsentrasi yang lebih rendah (0.06%)

dibandingkan dengan KMK NDS, Tween 80, dan Brij 35, disebabkan karena

perbedaan struktur LAS dengan struktur surfaktan yang lainnya (Gambar 2.3).

Struktur LAS mengandung benzena sedangkan NDS, Tween 80 dan Brij 35

strukturnya hanya berupa rantai alkil linier. Adanya benzena pada struktur LAS

akan menstabilkan muatan pada gugus polar sehingga LAS lebih mudah larut

pada sistem air-minyak-tanah.

S

O

O

O-

CH3

CH3

Na+

Linear alkilbenzena sulfonat (LAS) Tween 80

SO

O

O-OCH3 Na

+

Natrium dodesil sulfat (NDS) Brij 35 Gambar 2.3 Struktur molekul surfaktan LAS, NDS, Tween 80 dan Brij 35

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Polysorbate_80.png�

27

Pengaruh Konsentrasi Surfaktan pada Stabilitas Emulsi

Konsentrasi surfaktan yang digunakan untuk melihat pengaruh stabilitas

emulsi didasarkan pada nilai tegangan permukaan yang terkecil, yaitu 28.99

dyne/cm untuk LAS pada konsentrasi 0.06% dan 25.10 dyne/cm untuk NDS

pada konsentrasi 0.20%. 49.58 dyne/cm untuk Tween 80 dan 31.29 dyne/cm

untuk Brij 35 pada konsentrasi 0.0175%. Hasil pengukuran stabilitas emulsi dari

dispersi limbah minyak berat yang dihomogenkan selama 5 menit pada frekuensi

25 kHz dan disentrifus selama 45 menit pada kecepatan 2000 rpm, kemudian

diukur nilai kekeruhannya hanya mengubah stabilitas emulsi sedikit saja

(Lampiran 2.9-2.12). Namun terlihat adanya kenaikan stabilitas emulsi sampai

suatu titik, kemudian stabilitas emulsi cenderung tetap. Untuk surfaktan anionik,

stabilitas emulsi maksimum pada LAS adalah 1.58% pada konsentrasi 0.04% dan

untuk NDS adalah 0.45% pada konsentrasi 0.15%. Sedangkan untuk surfaktan

nonionik, stabilitas emulsi maksimum untuk Tween 80 sebesar 0.24% pada

konsentrasi 0.0175% dan Brij 35 sebesar 0.22% pada konsentrasi 0.0150%. Jika

nilai ini dibandingkan dengan pengukuran tegangan permukaan sebelumnya, yaitu

nilai KMK untuk LAS sekitar 0.06%, sekitar 0.20% untuk NDS, dan sekitar

0.0175% untuk Tween 80 dan Brij 35 (Tabel 2.1), hasil yang diperoleh sesuai

dengan sifat surfaktan bahwa efektifitas surfaktan dalam menurunkan tegangan

permukaan tercapai di sekitar titik KMK.

Gambar 2.4 Stabilitas emulsi LAS (■) dan NDS (♦) pada berbagai kosentrasi

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

Stab

ilita

s Em

ulsi

(%)

Kosentrasi (%)

28

Gambar 2.4 dan 2.5 pada awalnya menunjukkan adanya kenaikan stabilitas

emulsi, hal ini disebabkan karena molekul-molekul surfaktan teradsorpsi pada

antarmuka air dan minyak. Adsorpsi ini terjadi berdasarkan pergerakan gugus

hidrofobik untuk mencegah kontak dengan air dan mengarah ke minyak karena

tarik-menarik antara minyak dan gugus hidrofobik, sedangkan gugus hidrofilik

dari molekul surfaktan tarik-menarik dengan air. Adsorpsi yang terjadi ini

menurunkan tegangan permukaan antarmuka minyak-air sehingga meningkatkan

kestabilan emulsi yang terbentuk. Pada saat misel terbentuk, tegangan antarmuka

minyak-air telah jenuh sehingga yang teradsorpsi pada antarmuka minyak-air juga

lebih sedikit. Akibatnya kemampuannya dalam menurunkan tegangan antarmuka

juga lebih kecil atau tidak mampu lagi menurunkan tegangan antarmuka sehingga

stabilitas emulsi tetap setelah mencapai maksimum.

Gambar 2.5 Stabilitas emulsi Tween 80 (●) dan Brij 35 (▲) pada berbagai kosentrasi

Dari ke-4 surfaktan yang digunakan pada penelitian ini, surfaktan LAS

memiliki stabilitas emulsi tertinggi yaitu sebesar 1.58% pada konsentrasi yang

lebih rendah dari NDS yaitu pada konsentrasi 0.04%.

Pengukuran Tinggi Busa

Untuk melihat pembentukan busa pada surfaktan ini digunakan metode shaker.

Konsentrasi surfaktan yang digunakan untuk pengukuran tinggi busa sama dengan

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025

Stab

ilita

s Em

ulsi

(%)

Kosentrasi (%)

29

pengukuran stabilitas emulsi. Hasil pengukuran tinggi busa dari larutan surfaktan

dapat dilihat pada Gambar 2.6 dan 2.7. Dari hasil tersebut terlihat semakin tinggi

konsentrasi surfaktan, maka semakin tinggi busa yang terbentuk. Hal ini

disebabkan karena semakin rendah konsentrasi, maka nilai viskositas larutan akan

semakin kecil, faktor inilah yang menyebabkan pembentukan busa pada

konsentrasi rendah semakin sedikit. Nilai viskositas yang rendah akan

mempermudah tumbukan antar lapisan tipis yang berdekatan. Tinggi busa

maksimum untuk LAS yaitu 5.33 cm pada konsentrasi 0.10%, sedangkan untuk

NDS yaitu 11.80 cm pada konsentrasi 0.25%, dan secara keseluruhan, tinggi busa

Tween 80 lebih besar dibandingkan dengan Brij 35 (Lampiran 2.14-2.17).

Gambar 2.6 Perubahan tinggi busa maksimum (■) dan tinggi busa setelah 5 menit (■) pada perlakuan dengan LAS (a) dan NDS (b)

Gambar 2.7 Perubahan tinggi busa maksimum (■) dan tinggi busa setelah 5

menit (■) pada perlakuan dengan Tween 80 (a) dan Brij 35 (b)

02468

1012

0,02 0,04 0,06 0,08 0,10

Ting

gi B

usa

(cm

)

Konsentrasi LAS (%)

02468

1012

0,15 0,2 0,25

Ting

gi B

usa

(cm

)

Konsentrasi NDS (%)

0

5

10

15

20

25

0.0125 0.0150 0.0175 0.020 0.0225

Ting

gi b

usa

(mm

)

Konsentrasi Tween 80 (%)

0

5

10

15

20

25

0.0125 0.0150 0.0175 0.020 0.0225

Tinn

ggi b

usa

(mm

)

Konsentrasi Brij 35 (%)

(a) (b)

(a) (b)

30

Hal ini disebabkan perbedaan jumlah atom karbon pada kedua surfaktan.

Molekul LAS dan Tween 80 memiliki atom karbon lebih banyak dibandingkan

dengan NDS dan Brij 35. Jumlah atom karbon yang semakin banyak akan

menyebabkan semakin banyak jumlah lapisan tipis yang terbentuk dan hal ini

akan berakibat pula pada semakin banyaknya jumlah gas atau udara yang terjerap

dalam lapisan tipis tersebut, sehingga busa yang terbentuk akan semakin banyak.

Pengukuran pH pada Variasi Kecepatan Pengadukan

Nilai pH diukur pada kecepatan pengadukan 100 rpm, 120 rpm dan 140

rpm. Pengukuran dilakukan sebelum dan sesudah pengadukan, untuk mengamati

perubahan pH terhadap kecepatan pengadukan yang dilakukan.

Tabel 2.2 Nilai pH surfaktan anionik dan nonionik pada variasi kecepatan

pengadukan Kecepatan Pengadukan (rpm)

pH sebelum pengadukan Surfaktan Anionik Surfaktan Nonionik

Blanko LAS NDS Blanko T80 B35 100 6 5 5 4 4 4 120 5 6 6 4 4 4 140 5 6 6 4 4 4 Kecepatan Pengadukan (rpm)

pH setelah pengadukan Surfaktan Anionik Surfaktan Nonionik

Blanko LAS NDS Blanko T80 B35 100 6 5 5 4 3 3 120 5 5 5 4 4 4 140 5 5 5 4 4 4

Keterangan: B = blanko, L = 0.04% LAS, N = 0.15% NDS T80 = Tween 80 (0.0175%), B35 = Brij 35 (0.0150%)

Tabel 2.2 menunjukkan perubahan pH sebelum dan sesudah proses

pengadukan. Dari Tabel 2.2 terlihat bahwa pengadukan berpengaruh terhadap

nilai pH. Nilai setelah pengadukan lebih kecil dibandingkan sebelum

pengadukan. Kecepatan pengadukan diatas 140 rpm tidak berpengaruh terhadap

nilai pH (Lampiran 2.19-2.20).

Biodegradasi minyak bumi dipengaruhi oleh nilai pH yang terjadi pada

lingkungan tersebut (Zhu et al., 2001). Nilai pH berhubungan dengan jumlah

31

asam yang terkandung dalam tanah. Mayoritas mikrorganisme tanah akan tumbuh

dengan subur pada pH antara 6 sampai 8. Nilai pH pada semua tanah yang diberi

perlakuan tersebut hanya berkisar antara 6 - 5. Pada rentang pH ini, mikroba yang

berada pada tanah tetap dapat mendegradasi walaupun tidak menutup

kemungkinan ada beberapa jenis bakteri yang dapat mati pada pH 5.

Pengaruh Pengadukan Terhadap Nilai TPH

Parameter yang paling tepat untuk menggambarkan proses biodegradasi

limbah minyak bumi ialah TPH. TPH menggambarkan jumlah hidrokarbon

dengan berbagai macam panjang rantainya tanpa melihat jenisnya yaitu alisiklik,

aromatik atau alifatik.

Kandungan hidrokarbon pada tanah yang digunakan dalam penelitian ini

tergolong tinggi yaitu sekitar 17 % (Lampiran 2.18). Tingginya nilai TPH awal

proses biodegradasi ini membuat laju degradasi tidak optimum karena menurut

Vidali (2001) kondisi optimum biodegradasi terjadi pada total kontaminan (TPH)

sebesar 5 – 10 %. Untuk mengoptimalkan proses biodegradasi, maka minyak yang

ada pada tanah harus terdispersi ke dalam media air sehingga bakteri dapat

mendegradasi minyak tersebut. Salah satu caranya yaitu dengan menambahkan

surfaktan dan melakukan pengadukan.

Surfaktan yang ditambahkan dalam penelitian ini adalah LAS dan NDS

untuk surfaktan anionik dan untuk surfaktan nonionik digunakan Tween 80 dan

Brij 35, serta kecepatan pengadukan yang digunakan adalah 100, 120, dan 140

rpm. Hasil dari perlakuan tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.8a dan 2.9a. Hasil

tersebut memperlihatkan bahwa nilai TPH fasa cair yang ditambah NDS lebih

tinggi dibandingkan LAS. Kecepatan pengadukan juga mempengaruhi nilai TPH

fasa cair. Untuk surfaktan nonionik penambahan Brij 35 (0.0150%) memberikan

nilai TPH fasa cair lebih tinggi dibandingkan dengan Tween 80 dan blanko.

Nilai TPH fasa cair yang semakin besar menggambarkan proses dispersi

minyak ke dalam air semakin baik. NDS memiliki nilai TPH fasa cair yang lebih

besar dibandingkan LAS dan Brij 35 memiliki TPH fasa cair yang lebih besar

32

dibandingkan Tween 80, hal ini disebabkan karena konsentrasi NDS dan Brij 35

lebih tinggi dibandingkan konsentrasi LAS dan Tween 80 sehingga menyebabkan

semakin banyak minyak yang berinteraksi dengan NDS dan Brij 35.

Kecepatan pengadukan memiliki pengaruh yang cukup besar terhadap nilai

TPH fasa cair, seperti terlihat pada Gambar 2.8a dan 2.9a. Semakin tinggi

kecepatan pengadukan, maka semakin banyak minyak yang terlepas dari tanah

dan terdispersi ke dalam air. TPH fasa cair blanko menunjukkan kenaikan dengan

semakin tingginya kecepatan pengadukan, namun kenaikan ini secara umum tidak

terlalu tinggi dibandingkan dengan perlakuan yang ditambahkan surfaktan. Nilai

TPH fasa cair yang tertinggi pada surfaktan anionik yaitu pada perlakuan

penambahan 0.15% NDS dan kecepatan pengadukan 140 rpm sebesar 1.68%,

sedangkan untuk penambahan LAS 0.04% dan kecepatan pengadukan 140 rpm

hanya sebesar 1.33%. Nilai TPH fasa cair untuk penambahan LAS dan NDS

menghasilkan data yang tidak berbeda nyata berdasarkan uji analysis of variance

(ANOVA). Uji ANOVA dilakukan pada data perlakuan laju 140 rpm karena data

ini memiliki nilai TPH terbesar (Lampiran 2.30).

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Suardana et al. (2002),

biodegradasi limbah minyak bumi dengan cara bioremediasi konvensional

menghasilkan persen degradasi sebesar 11,6%. Hasil biodegradasi cara tersebut

dapat ditingkatkan menjadi maksimal sebesar 29% dengan penambahan

konsentrasi surfaktan LAS 2.25% dan EM4 sebanyak 250 ml dalam waktu 31

hari. Penambahan surfaktan LAS menyebabkan luas permukaan antara minyak

dengan air semakin besar sehingga mampu meningkatkan ketersediaan biologis

kontaminan tersebut untuk keperluan metabolisme mikroba yang diindikasikan

dengan adanya penurunan tegangan permukaan minyak bumi dan peningkatan

persentase penurunan kadar TPH.

Untuk surfaktan nonionik, TPH fasa cair tertinggi dengan penambahan Brij

35 (0.0150%) pada kecepatan 140 rpm, yaitu sebesar 0.70% dan penambahan

Tween 80 (0.0175%) pada kecepatan 140 rpm sebesar 0.40%. Penambahan Brij

35 dengan konsentrasi lebih rendah (0.0150%) daripada Tween 80 (0.0175%)

seperti yang terlihat pada Lampiran 2.23.

33

Gambar 2.8 Pengaruh penambahan LAS 0.04% (■), NDS 0.15% (■), blanko (■) dan kecepatan pengadukan terhadap kosentrasi TPH fasa cair (a) dan TPH fasa padat (b)

(a) (b)

Gambar 2.9 Pengaruh penambahan Tween 80 (0.0175%) (■) dan Brij 35 (0.0175%) (■), blanko (■) dan kecepatan pengadukan terhadap kosentrasi TPH fasa cair (a) dan TPH fasa padat (b)

Dari grafik pada Gambar 2.8b dan 2.9b serta pada Lampiran 2.24-2.26,

semakin tinggi kecepatan pengadukan, maka nilai TPH fasa padat akan semakin

kecil. Hal ini disebabkan karena pengadukan dan penambahan surfaktan

menyebabkan minyak dari limbah minyak bumi terdispersi ke dalam air sehingga

nilai TPH fasa padat berkurang dan nilai TPH fasa cair meningkat. Pada penelitian

ini, kecepatan 140 rpm belum dapat dikatakan sebagai kecepatan optimum, karena

nilai TPH fasa cair yang lebih besar masih mungkin diperoleh pada kecepatan

yang lebih tinggi.

0

0,5

1

1,5

2

100 120 140

TPH

fas

a ca

ir (%

)

Kecepatan Pengadukan (rpm)

0

5

10

15

100 120 140

TPH

fasa

pad

at (%

)


0

0,5

1

1,5

2

100 120 140

TPH

fas

a ca

ir (%

)


0

5

10

15

20

100 120 140

TPH

fasa

pad

at (%

)


(a) (b)

34

Pengaruh Pengadukan Terhadap Nilai COD

Pengukuran COD dalam penelitian ini dilakukan dengan menggunakan

metode refluks tertutup yang diikuti dengan metode titrimetri. Semakin tinggi

kecepatan pengadukan, maka nilai CODnya semakin besar pula. Hal ini

disebabkan semakin tinggi kecepatan pengadukan, maka semakin banyak senyawa

organik yang terkandung dalam limbah minyak masuk ke media air. Nilai ini

menunjukkan bahwa limbah minyak tersebut banyak mengandung senyawa

organik berupa hidrokarbon, nitrogen, sulfur, dan oksigen. Sehingga jumlah

oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi senyawa tersebut menjadi CO2 dan

H2

O semakin tinggi. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Suardana et al.

(2002) penambahan surfaktan LAS yang diberikan ke petak sel penelitian ini mampu

meningkatkan hasil proses biodegradasi limbah minyak secara berbanding lurus.

Semakin tinggi konsentrasi surfaktan LAS yang digunakan didalam penelitian ini,

semakin besar efek pendispersian minyak bumi didalam air sehingga nilai COD akan

semakin tinggi.

(a) (b) Gambar 2.10 Perubahan nilai COD pada surfaktan anionik (a) yaitu dengan

penambahan LAS 0.04% (■), NDS 0.15% (■), blanko (■) dan pada surfaktan anionik (b) yaitu dengan penambahan Tween 80 (0.0175%) (■) dan Brij 35 (0.0175%) (■), blanko (■) terhadap kecepatan pengadukan

Gambar 2.10 menunjukkan nilai COD blanko lebih rendah dibandingkan

dengan penambahan surfaktan NDS, LAS, Tween 80 dan Brij 35. Hal ini

0

10000

20000

30000

40000

100 120 140

CO

D (m

g/m

L)


0

10000

20000

30000

40000

100 120 140

CO

D (m

g/m

L)

Kecepatan Pengadukan (rpm

35

memperlihatkan bahwa penambahan surfaktan mempunyai pengaruh yang cukup

besar terhadap nilai COD. Penambahan surfaktan akan menambah senyawa

organik yang harus dioksidasi, karena surfaktan sendiri adalah senyawa organik.

Penambahan NDS memiliki nilai COD yang lebih tinggi dibandingkan LAS, dan

penambahan Brij 35 memiliki nilai COD yang lebih tinggi dibandingkan Tween

80. Hal ini terkait dengan konsentrasi surfaktan yang ditambahkan, konsentrasi

NDS yaitu sebesar 0.15% sedangkan konsentrasi LAS sebesar 0.04%. Nilai COD

tertinggi terjadi pada kecepatan pengadukan 140 rpm, yaitu 20485 mg/L untuk

blanko, 33499 mg/L untuk 0.04% LAS, dan 35909 mg/L untuk 0.15% NDS.

Penambahan Brij 35 pada 140 rpm memberikan nilai COD terbesar (41717 mg/L)

dibandingkan dengan surfaktan Tween 80, LAS dan NDS (Lampiran 2.27-2.29).

SIMPULAN

Penambahan surfaktan dan pengaruh kecepatan pengadukan terbukti mampu

meningkatkan dispersi limbah minyak bumi dalam media air. Penggunaan LAS

lebih baik dibandingkan NDS, Tween 80 dan Brij 35 karena stabilitas emulsi

LAS lebih tinggi (1.58%) dibandingkan NDS (0.45%), Tween 80 (0.24%) dan

Brij 35 (0.22%).

DAFTAR PUSTAKA

[ASTM] American Society for Testing and Materials. 2001. D 1331-89. Standard Test Methods for Surface and Interfacial Tension of Solutions of Surface Active Agents. West Conshohocken, PA19428-2959, West Conshohocken: ASTM.

[ASTM] American Society for Testing and Materials. 2002. D 3601-88. Standard Test Methods for Foam In Aqueous Media. West Conshohocken, PA19428-2959, West Conshohocken: ASTM.

Atkins PW. 1999. Kimia Fisik Edisi keempat Jilid 1. Irma I. Kartohadiprodjo, penerjemah. Jakarta : Erlangga. Terjemahan dari: Physical Chemistry.

Clesceri LC, Greenberg AE, Eaton AD. 2005. Standard Method for Examination of Water and Wastewater 21th .5220.C- Clossed Reflux, Titrimetri Method. APHA, AWWA, WEF.

36

Kosswig AG, Marl H. 2003. Surfactant. Di dalam: Ullmann’s. Encyclopedia of Industrial Chemistry. Volume ke-35. Ed ke-6. Jerman: Wiley-VCH. Hlm 2093-365.

Suardana P, Mulyono M, Setyo S, Supardi D, Santoso E. 2002. Pengaruh Surfaktan Alkilbenzena sulfonat linear dalam Mempercepat Bioremediasi Limbah Minyak Bumi. Simposium Nasional-IATMI, Jakarta.

Tharwat FT. 2005. Applied Surfactants: Principles and Applications. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.

[US EPA] United States Environmental Protection Agency. 1998. Method 1664, Revision A: n-Hexane Extractable Material (HEM; Oil and Grease) and Silica Gel Treated n-Hexane Extractable Material (SGT-HEM; Non-polar Material) by Extraction and Gravimetry. Washington DC: U.S.EPA.

[US EPA] United States Environmental Protection Agency. 1999. Method 9071B, n-Hexane Extractable Material (HEM) for Sludge, Sediment, and, Solid Samples. Washington DC: U.S.EPA.

Udiharto M. 1996. Bioremediasi Minyak Bumi. Di dalam: Prosiding Pelatihan dan Lokakarya “Peran Bioremediasi dalam Pengelolaan Lingkungan”; Cibinong, 24-28 Juni 1996. Jakarta: Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia – Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi – Hans Seidel Foundation Jerman hlm: 24-39.

Vidali M. 2001. Bioremediation. An Overview. Department of Inorganic Chemical. University of Padova, Padova.

Zhu X, Venosa AD, Suidan MT, Lee K. 2001. Guidelines For The Bioremediation of Marine Shorelines and Freshwater Wetlands. U.S. Environmental Protection Agency, Cincinnati.

37

Lampiran 2.1 Penentuan densitas larutan LAS

[LAS] (% b/v)

Densitas larutan (g/mL) Rerata densitas (g/mL)

I II III 0.50 1.0079 1.0080 1.0080 1.0080 0.25 0.9736 0.9736 0.9736 0.9736 0.13 1.0083 1.0083 1.0084 1.0083 0.06 0.9741 0.9741 0.9741 0.9741 0.03 1.0072 1.0071 1.0072 1.0072 0.02 0.9734 0.9733 0.9735 0.9735 0.01 0.9727 0.9729 0.9728 0.9728 0.00 0.9738 0.9738 0.9739 0.9738

Lampiran 2.2 Penentuan densitas larutan NDS

[NDS] (% b/v)

Densitas larutan (g/mL) Rerata densitas (g/mL)

I II III 0.40 1.0078 1.0077 1.0077 1.0078 0.35 0.9733 0.9733 0.9733 0.9733 0.30 1.0077 1.0077 1.0077 1.0077 0.25 0.9732 0.9732 0.9731 0.9732 0.20 1.0072 1.0072 1.0072 1.0073 0.15 0.9732 0.9732 0.9731 0.9732 0.10 1.0072 1.0073 1.0073 1.0073 0.00 0.9727 0.9726 0.9727 0.9727

38

Lampiran 2.3 Penentuan densitas larutan Tween 80

[Tween 80] Densitas Tween 80 (g/mL) Densitas Tween 80 rerata

(% v/v) Ulangan

1 Ulangan

2 Ulangan

3 (g/mL) 0.0000 1.0241 1.0242 1.0242 1.0242 0.0025 1.0242 1.0243 1.0246 1.0244 0.0050 1.0234 1.0235 1.0235 1.0235 0.0075 1.0238 1.0242 1.0240 1.0240 0.0100 1.0243 1.0243 1.0244 1.0243 0.0125 1.0246 1.0245 1.0249 1.0247 0.0150 1.0246 1.0249 1.0246 1.0247 0.0175 1.0243 1.0243 1.0243 1.0243 0.0200 1.0233 1.0233 1.0235 1.0234 0.0225 1.0228 1.0232 1.0232 1.0230 0.0250 1.0228 1.0230 1.0231 1.0230 0.0275 1.0236 1.0236 1.0238 1.0237 0.0300 1.0239 1.0240 1.0240 1.0240 0.0350 1.0240 1.0241 1.0242 1.0241 0.0400 1.0240 1.0242 1.0239 1.0240

Lampiran 2.4 Penentuan densitas larutan Brij 35

[Brij 35] Densitas Brij 35 (g/mL) Densitas Brij 35 rerata

(% v/v) Ulangan

1 Ulangan

2 Ulangan

3 (g/mL) 0.0000 1.0241 1.0242 1.0242 1.0242 0.0025 1.0239 1.0237 1.0238 1.0238 0.0050 1.0236 1.0238 1.0237 1.0237 0.0075 1.0241 1.0242 1.0242 1.0242 0.0100 1.0237 1.0240 1.0238 1.0238 0.0125 1.0235 1.0237 1.0238 1.0237 0.0150 0.9720 0.9728 0.9721 0.9723 0.0175 1.0237 1.0238 1.0238 1.0238 0.0200 0.9719 0.9719 0.9718 0.9719 0.0225 1.0236 1.0238 1.0238 1.0237 0.0250 0.9714 0.9715 0.9716 0.9715 0.0275 1.0236 1.0237 1.0238 1.0237 0.0300 0.9720 0.9720 0.9723 0.9721 0.0350 1.0240 1.0239 1.0242 1.0240 0.0400 0.9716 0.9720 0.9717 0.9717

39

Lampiran 2.5 Penentuan tegangan permukaan LAS dengan metode Du Noűy

[LAS] (% b/v)

P (dyne/cm) P rerata (dyne/cm)

Fr γ = P x Fr (dyne/cm)

I II III IV V 0.50 34.5 34.5 34.3 34.7 34.6 34.52 0.8920 30.7918 0.25 34.8 34.9 34.9 35.0 35.1 34.94 0.8940 31.2364 0.13 32.3 32.8 32.3 32.9 32.8 32.62 0.8897 29.0220 0.06 32.3 32.7 32.6 32.8 32.3 32.54 0.8910 28.9931 0.03 39.9 39.1 39.9 39.9 39.6 39.68 0.8983 35.6445 0.02 60.3 60.7 60.6 60.4 60.5 60.50 0.9234 55.8657 0.01 67.5 67.5 67.9 67.3 67.9 67.62 0.9309 62.9475 0.00 77.5 77.6 77.6 77.4 77.5 77.52 0.9408 72.9308

Lampiran 2.6 Penentuan tegangan permukaan NDS dengan metode Du Noűy

Lampiran 2.7 Penentuan tegangan permukaan Tween 80 dengan metode cincin Du

Noűy [Tween 80] P (dyne/cm) P rerata Fr γ = P x Fr

(% v/v) I II III IV V (dyne/cm) (dyne/cm) 0.0000 76.70 76.70 76.70 76.20 76.70 76.60 0.9361 71.71 0.0025 76.00 76.60 76.10 76.10 76.40 76.24 0.9357 71.34 0.0050 69.50 69.60 69.40 69.10 69.80 69.48 0.9293 64.57 0.0075 68.20 68.00 68.30 68.60 68.40 68.30 0.9281 63.39 0.0100 63.40 63.40 63.40 63.60 63.50 63.46 0.9233 58.59 0.0125 62.90 62.30 62.20 62.50 62.10 62.40 0.9221 57.54 0.0150 61.10 61.60 61.70 61.60 61.70 61.54 0.9212 56.69 0.0175 54.30 54.60 54.20 53.70 54.50 54.26 0.9137 49.58 0.0200 55.30 55.60 55.50 55.70 55.70 55.56 0.9152 50.85 0.0225 62.80 62.60 62.70 62.30 62.40 62.56 0.9224 57.71 0.0250 61.60 61.90 61.70 61.80 61.60 61.72 0.9215 56.87 0.0275 62.40 62.20 62.40 62.40 62.60 62.40 0.9222 57.55 0.0300 60.00 59.80 59.70 60.00 59.60 59.82 0.9195 55.00 0.0350 57.00 57.50 57.30 57.30 57.40 57.30 0.9169 52.54 0.0400 59.40 59.40 59.20 59.30 59.60 59.38 0.9191 54.58

[NDS] (% b/v)

P (dyne/cm) P rerata (dyne/cm)

Fr γ = P x Fr (dyne/cm)

I II III IV V 0.40 33.1 33.8 33.8 33.3 33.4 33.48 0.8908 29.82 0.35 33.5 33.1 33.7 33.5 33.8 33.52 0.8923 29.91 0.30 31.5 31.5 31.3 31.1 31.6 31.40 0.8882 27.89 0.25 30.5 30.8 30.9 30.3 30.5 30.60 0.8885 27.19 0.20 28.1 28.0 28.8 28.9 28.1 28.38 0.8844 25.10 0.15 35.8 35.4 35.0 35.6 35.3 35.42 0.8947 31.69 0.10 35.9 35.4 35.3 35.7 35.5 35.56 0.8933 31.77 0.00 76.0 76.2 76.2 76.3 76.4 76.22 0.9396 71.62

40

Lampiran 2.8 Penentuan tegangan permukaan Brij 35 dengan metode cincin Du Noűy

[Brij 35] P (dyne/cm) P rerata Fr γ = P x Fr (% v/v) I II III IV V (dyne/cm) (dyne/cm) 0.0000 76.70 76.70 76.70 76.20 76.70 76.60 0.9361 71.71 0.0025 54.40 54.50 54.30 54.40 54.70 54.46 0.9139 49.77 0.0050 49.40 49.40 50.00 49.70 49.90 49.68 0.9088 45.15 0.0075 49.70 49.70 49.30 49.50 49.50 49.54 0.9086 45.01 0.0100 44.30 43.80 44.30 44.50 43.90 44.16 0.9026 39.86 0.0125 44.80 45.10 44.90 45.10 45.00 44.98 0.9036 40.64 0.0150 44.20 44.10 44.50 44.30 44.10 44.24 0.9054 40.05 0.0175 35.10 35.00 35.20 35.10 35.00 35.08 0.8921 31.29 0.0200 37.20 37.30 37.30 37.50 37.50 37.36 0.8971 33.52 0.0225 36.90 37.00 37.00 37.10 36.90 36.98 0.8943 33.07 0.0250 43.50 43.50 43.50 43.60 43.70 43.56 0.9046 39.40 0.0275 42.50 42.40 42.50 42.30 42.40 42.42 0.9007 38.21 0.0300 39.50 39.40 39.40 39.40 39.30 39.40 0.8996 35.44 0.0350 40.00 40.10 40.00 39.90 40.00 40.00 0.8979 35.91 0.0400 40.30 40.20 40.20 40.20 40.30 40.24 0.9006 36.24

Contoh perhitungan: Keliling cincin = 5.9450 r/R = 0.0187 Densitas udara = 0.0012 g/mL

( )

−+

−+=

Rr

dDCPFr 679.104534.001452.07250.0 2

( )

−+

−+= )0187.0679.1(04534.0

0012.00238.19450.546.5401452.07250.0

2xxFr

Fr = 0.9139 γ = P x Fr = 54.46 x 0.9139 = 49.77 dyne/cm

41

Lampiran 2.9 Pengukuran stabilitas emulsi LAS

Konsentrasi LAS

Kekeruhan Sebelum

Sentrifugasi

Kekeruhan Setelah Sentrifugasi

Stabilitas Emulsi

(%) (NTU) (NTU) (%) I II III Rerata I II III Rerata

0.00 663 668 661 664.0000 0.66 0.57 0.58 0.603333 0.09 0.02 758 759 754 757.0000 1.19 0.95 0.87 1.003333 0.13 0.04 836 832 837 835.0000 13.4 13.1 13.1 13.20000 1.58 0.06 923 922 918 921.0000 2.34 2.37 2.19 2.300000 0.25 0.08 963 967 953 961.0000 1.30 1.49 1.36 1.383333 0.14 0.10 931 922 919 924.0000 4.88 4.90 5.43 5.070000 0.55

Lampiran 2.10 Pengukuran stabilitas emulsi NDS

Konsentrasi NDS

Kekeruhan Sebelum

Sentrifugasi

Kekeruhan Setelah Sentrifugasi

Stabilitas Emulsi

(%) (NTU) (NTU) (%) I II III Rerata I II III Rerata

0.00 663 668 661 664.0000 0.66 0.57 0.58 0.603333 0.09 0.15 520 526 524 523.3333 2.29 2.36 2.34 2.330000 0.45 0.18 454 457 457 456.0000 0.62 0.69 0.73 0.680000 0.15 0.20 553 552 544 549.6667 0.69 0.64 0.67 0.666667 0.12 0.23 621 620 622 621.0000 0.7 0.72 0.67 0.696667 0.11 0.25 511 519 519 516.3333 0.56 0.55 0.53 0.546667 0.11

Lampiran 2.11 Pengukuran stabilitas emulsi Tween 80 [Tween 80] Kekeruhan sebelum Rerata Kekeruhan setelah Rerata Stabilitas

sentrifugasi (NTU) (NTU) sentrifugasi (NTU) (NTU) emulsi (% v/v) I II III I II III (%) 0.0000 488 489 481 486 0.11 0.10 0.12 0.11 0.02 0.0125 732 737 738 736 0.20 0.21 0.25 0.22 0.03 0.0150 555 534 558 549 0.79 0.74 0.75 0.76 0.14 0.0175 412 418 416 415 0.97 1.00 1.02 1.00 0.24 0.0200 622 624 625 624 0.56 0.56 0.56 0.56 0.09 0.0225 382 384 383 383 0.30 0.29 0.31 0.30 0.08

42

Lampiran 2.12 Pengukuran stabilitas emulsi Brij 35

[Brij 35] Kekeruhan sebelum Rerata Kekeruhan setelah Rerata Stabilitas sentrifugasi (NTU) (NTU) sentrifugasi (NTU) (NTU) emulsi

(% v/v) I II III I II III (%) 0.0000 488 489 481 486 0.11 0.10 0.12 0.11 0.02 0.0125 473 476 474 474 0.57 0.57 0.57 0.57 0.12 0.0150 674 674 672 673 1.48 1.44 1.50 1.47 0.22 0.0175 538 536 540 538 0.17 0.18 0.20 0.18 0.03 0.0200 507 505 510 507 0.21 0.18 0.20 0.20 0.04 0.0225 563 569 567 566 0.15 0.16 0.17 0.16 0.03

Contoh perhitungan:

% Stabilitas emulsi = emulsiawalturbiditasemulsiakhirturbiditas X 100%

% Stabilitas emulsi = 673

47.1 X 100%

% Stabilitas emulsi = 0.22 % Lampiran 2.13 Standardisasi larutan FAS 0.5000 N dengan larutan K2Cr2O7

0.0250 N

Ulangan Meniskus Awal (mL)

Meniskus Akhir (mL)

Volume Terpakai (mL)

Volume K2Cr2O7

Konsentrasi FAS (mL)

1 1.7 6.9 5.2 10 0.0485 2 6.9 12.1 5.2 10 0.0485 3 12.1 17.4 5.3 10 0.0475

0.0482

Contoh perhitungan:

VFAS x N FAS = VK2Cr2O7 x N

5.2 mL x N K2Cr2O7

FAS

= 10 mL x 0.0252 N

N FAS mL

NxmL2.5

0252.010 =

N FAS

= 0.0482 N

43

Lampiran 2.14 Pengukuran busa LAS

Konsentrasi LAS 0.10% t=26.5°C

Ulangan M (cm) R (cm) I (cm) FM=M-I FR=R-I 1 11.4 11 6 5.4 5 2 11.3 10.7 6.2 5.1 4.5 3 11.4 11 5.9 5.5 5.1

5.3 4.9


Ulangan M (cm) R (cm) I (cm) FM=M-I FR=R-I 1 10.3 9.8 6.4 3.9 3.4 2 9.8 9.1 6.1 3.7 3 3 10.2 9.5 6.3 3.9 3.2

3.8 3.2


Ulangan M (cm) R (cm) I (cm) FM=M-I FR=R-I 1 9.7 9.3 6.2 3.5 3.1 2 9.6 9.1 6.4 3.2 2.7 3 9.4 8.8 6.3 3.1 2.5

3.3 2.8

Konsentrasi LAS 0.04%

t=27.0°C

Ulangan M (cm) R (cm) I (cm) FM=M-I FR=R-I

1 8.8 8.3 6.1 2.7 2.2 2 8.4 8.4 6 2.4 2.4 3 8.7 8.8 6.2 2.5 2.6

2.5 2.4


Ulangan M (cm) R (cm) I (cm) FM=M-I FR=R-I 1 7.5 7 6.1 1.4 0.9 2 7.6 7.2 6.3 1.3 0.9 3 7.2 6.9 6.2 1 0.7

1.2 0.8

44

Lampiran 2.15 Pengukuran busa NDS

Konsentrasi NDS 0.25% t=25.5°C

Ulangan M (cm) R (cm) I (cm) FM=M-I FR=R-I 1 17.8 15.8 6 11.8 9.8 2 18.3 16.2 6 12.3 10.2 3 17.8 15.5 6.5 11.3 9

11.8 9.7


Ulangan M (cm) R (cm) I (cm) FM=M-I FR=R-I 1 14.1 13.2 6 8.1 7.2 2 14.4 12.8 6 8.4 6.8 3 14.7 13.4 6.5 8.2 6.9

8.2 7.0


Ulangan M (cm) R (cm) I (cm) FM=M-I FR=R-I 1 13.2 11.5 6.5 6.7 5 2 12.9 11.5 6 6.9 5.5 3 13.1 12.4 6.5 6.6 5.9

6.7 5.5


Ulangan M (cm) R (cm) I (cm) FM=M-I FR=R-I 1 12.9 11 6.1 6.8 4.9 2 12.6 10.7 6.4 6.2 4.3 3 12.3 10.8 6.1 6.2 4.7

6.4 4.6

Konsentrasi NDS 0.15%

t=25.5°C

Ulangan M (cm) R (cm) I (cm) FM=M-I FR=R-I

1 11.7 10.8 6.4 5.3 4.4 2 11.3 10.7 6.1 5.2 4.6 3 10.8 10.4 6.3 4.5 4.1

5.0 4.4

45

Lampiran 2.16 Pengukuran busa Tween 80 [Tween 80] Ulangan I M R FM FM rerata FR FR rerata

(% v/v) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 0.0125 1 57 80 77 23 23 20 20

2 57 79 76 22 19 3 57 80 77 23 20

0.0150 1 56 81 77 25 24 21 21 2 57 79 77 22 20 3 56 80 77 24 21

0.0175 1 57 82 78 25 25 21 21 2 57 82 78 25 21 3 57 81 77 24 20

0.0200 1 57 84 80 27 26 23 23 2 57 83 81 26 24 3 57 83 79 26 22

0.0225 1 57 85 80 28 27 23 23 2 57 84 79 27 22 3 56 83 79 27 23

Lampiran 2.17 Pengukuran busa Brij 35

[Brij 35] Ulangan I M R FM FM rerata FR FR rerata (% v/v) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 0.0125 1 57 79 77 22 22 20 20

2 57 79 78 22 21 3 57 78 76 21 19

0.0150 1 56 78 76 22 22 20 20 2 56 78 76 22 20 3 56 78 76 22 20

0.0175 1 57 80 78 23 23 21 21 2 57 79 77 22 20 3 57 80 78 23 21

0.0200 1 56 79 76 23 24 20 21 2 56 80 77 24 21 3 56 80 77 24 21

0.0225 1 57 82 79 25 26 22 23 2 57 83 80 26 23 3 57 83 80 26 23

Keterangan: FM M : Tinggi total maksimum busa pada

: Tinggi busa maksimum

waktu nol I : Tinggi awal cairan FR R : Tinggi total busa setelah 5 menit

: Tinggi busa tersisa setelah 5 menit

T : 26 º C

46

Contoh perhitungan: FM F

= M - I M

F= (79 – 57) mm

M

= 22 mm

FR F

= R – I R

F= (77 – 57) mm

R

= 20 mm

Lampiran 2.18 Pengukuran TPH fasa padat pada sampel awal

Ulangan TPH (%)

1 17.45 2 16.99

17.22 Contoh perhitungan:

%TPH (g/g) = sampelbobot

yakbobot min X 100%

%TPH (g/g) = gramgram

2000.107799.1 X 100%

%TPH (g/g) = 17.45 %

Lampiran 2.19 Pengukuran pH sebelum dan setelah pengadukan pada LAS dan

NDS

Laju pH sebelum pengadukan pH setelah pengadukan Pengadukan

(rpm) Blanko 0.04%

LAS 0.15% NDS

Blanko 0.04% LAS

0.15% NDS

100 6 5 5 6 5 5 120 5 6 6 5 5 5 140 5 6 6 5 5 5

Lampiran 2.20 Pengukuran pH sebelum dan setelah pengadukan pada Tween 80 dan Brij 35

Laju pH sebelum Pengadukan pH sesudah Pengadukan pengadukan Blanko Tween 80 Brij 35 Blanko Tween 80 Brij 35

(rpm) 0.0175% 0.0150% 0.0175% 0.0150% 100 4 4 4 4 3 3 120 4 4 4 4 4 4 140 4 4 4 4 4 4

47

Lampiran 2.21 Pengukuran TPH fasa cair dengan penambahan LAS 0.04%

Laju Pengadukan

Ulangan TPH (%)

Rerata TPH (%)

Keterangan

(rpm)

100

1 0.5514 0.52 Blanko 2 0.4792

1 0.6708 0.68 Sampel 2 0.6848

120

1 0.5586 0.57 Blanko 2 0.5826

1 0.7138 0.72 Sampel 2 0.7178

140

1 0.7230 0.70 Blanko 2 0.6790

1 1.4940 1.33 Sampel 2 1.1590

Contoh perhitungan:

%TPH (g/mL) = sampelvolume

yakbobot min X 100%

%TPH (g/mL) = mLgram

502757.0

X 100%

%TPH (g/mL) = 0.55%

Lampiran 2.22 Pengukuran TPH fasa cair dengan penambahan NDS 0.15%

Laju Pengadukan

Ulangan TPH (%)

Rerata TPH (%)

Keterangan

(rpm)

100

1 0.5514 0.52 Blanko 2 0.4792

1 0.8556 0.80 Sampel 2 0.7404

120

1 0.5586 0.57 Blanko 2 0.5826

1 0.9604 1.00 Sampel 2 1.0524

140

1 0.7230 0.70 Blanko 2 0.6790

1 1.6514 1.68 Sampel 2 1.7110

48

Lampiran 2.23 Pengukuran TPH fasa cair setelah pengadukan dengan penambahan surfaktan Tween 80 dan Brij 35

Laju Sampel Ulangan TPH TPH rerata pengadukan (rpm) (% b/v) (% b/v)

100 Blanko 1 0.09 0.10 2 0.11 Tween 80 1 0.25 0.25 2 0.25 Brij 35 1 0.39 0.36 2 0.34



Lampiran 2.24 Pengukuran TPH fasa padat dengan penambahan LAS 0.04%

Laju Pengadukan

Ulangan TPH (%)

Rerata TPH

Keterangan

(rpm) (%)

100

1 13.20 13.18 Blanko 2 13.15

1 11.10 11.08 Sampel 2 11.05

120

1 13.11 13.11 Blanko 2 13.12

1 10.90 10.94 Sampel 2 10.97

140

1 12.51 12.49 Blanko 2 12.48

1 10.25 10.20 Sampel 2 10.15

49

Lampiran 2.25 Pengukuran TPH fasa padat dengan penambahan NDS 0.15%

Laju

Pengadukan Ulangan TPH

(%) Rerata TPH

Keterangan

(rpm) (%)

100

1 13.20 13.18 Blanko 2 13.15

1 10.98 11.00 Sampel 2 11.01

120

1 13.11 13.11 Blanko 2 13.12

1 10.83 10.80 Sampel 2 10.78

140

1 12.51 12.49 Blanko 2 12.48

1 9.08 9.12 Sampel 2 9.17

Lampiran 2.26 Pengukuran TPH fasa padat setelah pengadukan dengan penambahan surfaktan Tween 80 dan Brij 35

Laju pengadukan

(rpm)

Sampel Ulangan TPH

TPH rerata

(% b/b) (% b/b) 100 Blanko 1 16.68 16.29

2 15.89 Tween 80 1 13.32 13.13 2 12.94 Brij 35 1 16.71 16.91 2 17.11



27

50

Lampiran 2.27 Pengukuran COD dengan penambahan LAS 0.04%

Laju Pengadukan

Ulangan Volume FAS awal (mL)

Volume FAS akhir (mL)

Volume FAS terpakai (mL)

Volume Sampel

COD (mg/mL)

Rerata COD

Keterangan

(rpm) (mL) (mg/mL)

100

1 14.2 23.5 9.3 10 1928 2169 Blanko 2 23.5 32.7 9.2 10 2410

1 0.0 9.0 9.0 10 3374 3133 Sampel 2 9.0 18.1 9.1 10 2892

120

1 33.8 42.2 8.4 10 6266 6025 Blanko 2 17.1 25.6 8.5 10 5784

1 0.0 8.2 8.2 10 7230 6989 Sampel 2 8.2 16.5 8.3 10 6748

140

1 43.2 48.7 5.5 10 20244 20485 Blanko 2 25.6 31.0 5.4 10 20726

1 12.5 15.2 2.7 10 33740 33499 Sampel 2 31.0 33.8 2.8 10 33258

51

Lampiran 2.28 Pengukuran COD dengan penambahan NDS 0.15%

Contoh perhitungan:

Volume FAS (Ferro ammonium sulfat) untuk titrasi blanko (A) = 9.7 mL

Volume FAS untuk titrasi sampel (B) = 7.7 mL

Faktor pengenceran = 125 kali

COD (mg/mL) = ( )

( ) xfpmLSampelVolume


= ( ) 125

10810000482.07.77.9 x

mLxxx−

= 9640 mg/mL

Laju Pengadukan

Ulangan Volume FAS awal (mL)

Volume FAS akhir (mL)

Volume FAS terpakai (mL)

Volume Sampel

COD (mg/mL)

Rerata COD

Keterangan

(rpm) (mL) (mg/mL)

100

1 14.2 23.5 9.3 10 1928 2169 Blanko 2 23.5 32.7 9.2 10 2410

1 18.1 25.8 7.7 10 9640 9881 Sampel 2 25.8 33.4 7.6 10 10122

120

1 33.8 42.2 8.4 10 6266 6025 Blanko 2 17.1 25.6 8.5 10 5784

1 16.5 23.2 6.7 10 14460 14701 Sampel 2 23.2 29.8 6.6 10 14942

140

1 43.2 48.7 5.5 10 20244 20485 Blanko 2 25.6 31.0 5.4 10 20726

1 10.3 12.5 2.2 10 36150 35909 Sampel 2 14.5 16.8 2.3 10 35668

52

Lampiran 2.29 Pengukuran COD setelah pengadukan dengan penambahan surfaktan Tween 80 dan Brij 35

Laju pengadukan

(rpm)

Sampel Ulangan Volume FAS 0.05 N

Volume FAS 0.05 N

Volume FAS 0.05 N

Volume sampel COD

(mg/ml)

COD rerata

(mg/ml) awal (ml) akhir (ml) terpakai (ml) (ml) 100 Blanko 1 20.20 26.85 6.65 10 16292 16171

2 26.85 33.55 6.70 10 16051 Tween 80 1 12.20 18.70 6.50 10 17015 16774 2 18.70 25.30 6.60 10 16533 Brij 35 1 25.30 31.80 6.50 10 17015 17256 2 31.80 38.20 6.40 10 17497

120 Blanko 1 23.45 28.85 5.40 10 22317 24245 2 28.85 33.45 4.60 10 26173 Tween 80 1 24.20 28.25 4.05 10 28824 28342 2 28.25 32.50 4.25 10 27860 Brij 35 1 39.60 43.65 4.05 10 28824 28462 2 43.65 47.85 4.20 10 28101

140 Blanko 1 20.30 23.30 3.00 10 33885 33041 2 23.35 26.70 3.35 10 32198 Tween 80 1 11.90 13.35 1.45 10 41356 41235 2 13.35 14.85 1.50 10 41115 Brij 35 1 17.50 18.95 1.45 10 41356 41717 2 19.00 20.30 1.30 10 42079

Contoh perhitungan: Volume FAS (Ferro ammonium sulfat) untuk titrasi blanko (A) = 10.03 mL Volume FAS untuk titrasi sampel (B) = 5.40 mL Faktor pengenceran = 125 kali COD (mg/L) = ( )

( ) xfpmLsampelVolume


COD (mg/L) = ( ) 12510

810000482.040.503.10 xmL

xxx−

COD (mg/L) = 22317 mg/L

53

Lampiran 2.30 Uji ANOVA nilai TPH fasa cair LAS dan NDS

MTB > AOVOneway 'LAS' 'NDS'; SUBC> CIMean 99.0. One-way ANOVA: LAS, NDS Source DF SS MS F P Factor 1 0.1258 0.1258 4.35 0.172 Error 2 0.0579 0.0289 Total 3 0.1837 S = 0.1701 R-Sq = 68.49% R-Sq(adj) = 52.73% Individual 99% CIs For Mean Based on Pooled StDev Level N Mean StDev --------+---------+---------+---------+- LAS 2 1.3265 0.2369 (----------------*----------------) NDS 2 1.6812 0.0421 (----------------*----------------) --------+---------+---------+---------+- 0.70 1.40 2.10 2.80 Pooled StDev = 0.1701 Hipotesis: H0 : LAS = NDS H1 : LAS ≠ NDS α = 1% H0 diterima jika p value > α H1 diterima jika p value < α Nilai p value = 0.172 Nilai p value > α (0.172 > 0.01), sehingga H0 diterima. Simpulan: Nilai TPH fasa cair LAS dan NDS memberikan hasil yang tidak berbeda nyata.

bab ii peningkatan dispersi limbah minyak berat ke dalam ... · ke dalam air dengan penambahan...

Documents