jurnal reduksi logam timbal

REDUKSI LOGAM TIMBAL (Pb) DARI GAS BUANG KENDARAAN

BERMOTOR MENGGUNAKAN ARANG AKTIF LIDAH MERTUA ( SANSEVIERIA ) DENGAN VARIASI KONSENTRASI NaH2PO4

SEBAGAI UPAYA MENGURANGI PENCEMARAN UDARA

Abstrak

Sepeda motor adalah kendaraan roda dua yang paling digemari

masyarakat Indonesia. Kenaikan jumlah sepeda motor tertinggi terjadi dari

tahun 2004 ke tahun 2005 mencapai 1,5 juta unit, dari 7,5 juta unit (2006)

menjadi 9 juta unit. Total kendaraan bermotor tahun 2006 sebanyak 11,7 juta

unit. Hal ini menunjukkan betapa tingginya populasi sepeda motor di

Indonesia. Di kota-kota besar, kontribusi gas buang kendaraan bermotor

sebagai sumber polusi udara mencapai 60-70 persen.Polutan yang berasal

dari pembakaran kendaraan bermotor yang mengandung Timbal (Pb) dapat

membuat anak-anak tumbuh menjadi generasi yang tidak cerdas, perlu

melakukan penelitian lanjutan tentang penyerapan timbal pada gas buang

pada kendaraan. Pada penelitian ini penyerap yang digunakan yaitu arang

aktif yang terbuat dari lidah mertua (sansivieria) yang memiliki kemampuan

sangat bagus untuk menyerap polutan kendaraan. Dengan membuat arang

dari lidah mertua (sensiveria kemudian diberi variasi konsentrasi dengan

menggunakan Natrium Biphospat (NaH2PO4) yang bertujuan untuk

mengaktifkan penyerapan arang terhadap timbal.

Arang aktif sansivieria, dibuat dengan pengeringan sansivieria,

disunray setelah diperoleh arang diaktivas imenggunakan Natrium Biphospat

(NaH2PO4) dengan variasi konsentrasi 10% 20% dan 30% untuk proses

selanjutnya arang aktif dipadatkan. Setelahitu diaplikasikan di dalam knalpot

sepeda motor, dan dilanjutkan pengujian AAS (Atomic Absorbance

Spectrophotometer) untuk mengetahui ada tidaknya Pb yang terserab.

NaH2PO4 merupakan activator yang digunakan untuk mengaktifkan

penyerapan arang terhadap timbal.Dari hasil pengujian AAS (Atomic

Absorbance Spectrophotometer) diperoleh arang aktif sansivieria dengan

activator NaH2PO4 yang mampu menyerap Pb paling banyak. Sehingga

dapat disimpulkan semakin tinggi konsentrasi activator maka arangaktif yang

dihasilkan akan semakin bagus.

Kata kunci: arangaktifsansiviera, NaH2PO4, Pb (Timbal), knalpot

kendaraan

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Pemanasan global belakangan ini menjadi isu yang hangat dibicarakan

selain isu krisis finansial global. Pemanasan global tidak lagi menjadi

tanggung jawab beberapa negara saja, namun menjadi tanggung jawab

seluruh negara di dunia ini. Pemanasan global adalah sebuah dampak negatif

dari polusi udara kronis. Polusi udara dalam hal ini dapat didefinisikan

sebagai kehadiran satu atau lebih substansi fisik, kimia, atau biologi di

atmosfer dalam jumlah yang dapat membahayakan kesehatan mahkluk hidup,

mengganggu estetika dan kenyamanan, atau merusak properti. Polusi udara

merupakan masalah yang memerlukan perhatian kita untuk dapat

mengatasinya.

Sepeda motor adalah kendaraan roda dua yang paling digemari

masyarakat Indonesia. Data dari Asosiasi Industri Sepeda Motor Indonesia

(AISI), jumlah sepeda motor yang ada di Indonesia hingga tahun 2005 adalah

sebanyak 35 juta unit. Pada tahun 2005 angka penjualan sepeda motor

mencapai 4,6 juta unit, sedangkan pada tahun 2004 penjualan mencapai

3.900.664 unit, sementara pada tahun 2003 penjualan sepeda motor mencapai

2.823.702 unit. Data ini menunjukkan bahwa pertumbuhan penjualan sepeda

motor, setiap tahun naik rata-rata 38,14 persen

Kenaikan jumlah sepeda motor tertinggi terjadi dari tahun 2009 ke

tahun 2010 mencapai 1,5 juta unit, dari 7,5 juta unit (2009) menjadi 9 juta

unit. Total kendaraan bermotor tahun 2010 sebanyak 11,7 juta unit. Hal ini

menunjukkan betapa tingginya populasi sepeda motor di Indonesia.

Di kota-kota besar, kontribusi gas buang kendaraan bermotor sebagai sumber

polusi udara mencapai 60-70 persen. Sementara kontribusi gas buang dari

cerobong asap industri hanya berkisar 10-15 persen, sisanya berasal dari

sumber pembakaran lain, misalnya dari pembakaran sampah dan hutan.

Polutan udara yang berbahaya bagi kesehatan manusia, hewan, serta mudah

merusak harta benda adalah partikulat yang mengandung partikel (asap dan

jelaga),asap 0.3%, Sulfur dioksida 3,8% karbon monoksida(CO) 22.7%,

hidrokarbon (HC) 18.6%, nitrogen (NOx) 15.6% , karbon dioksida (CO2)

13.5% , dan timbal (Pb) 25.5%. (Sumber: Pertamina Jakarta, 2001).

Polutan yang berasal dari pembakaran kendaraan bermotor yang

mengandung Timbal Timbal (plumbum /Pb ) atau timah hitam dapat

membuat anak-anak tumbuh menjadi generasi yang tidak cerdas. Bensin

bertimbal masih digunakan di Indonesia. Baru beberapa kota saja yang sudah

mengganti bensin dengan bensin tanpa timbal. Sungguh sangat disayangkan,

mengingat hampir seluruh negara di wilayah Asia sudah tidak menggunakan

bensin bertimbal. “Tinggal Indonesia dan Laos,” ujar Ir. Puji Lestari, Ph.D,

ahli polusi udara dari ITB, tentang negara yang masih memakai bensin

bertimbal. Thailand mengganti bahan bakar, terutama untuk transportasi

publiknya, dengan gas, sehingga tingkat cemaran udara yang mengandung

timbal sudah menurun drastis. Terbukti, ujar staf pengajar dan peneliti di

Teknik Lingkungan ITB ini penggantian bahan bakar tersebut berpengaruh

besar terhadap kadar timbal di udara.

Karbon aktif adalah karbon amoft yang diaktivasi agar mempunyai luas

permukaan yang besar. Karbon aktif merupakan salah satu senyawa yang

banyak dibutuhkan dalam industri, baik industri berskala kecil maupun skala

besar, adapun industri yang banyak memanfaatkan karbon aktif diantaranya:

industry obat-obatan, industri bahan makanan, industri pemurnian,

pertambangan, otomotif, industri kimia serta banyak digunakan pula dalam

penyehatan lingkungan hidup yaitu menetralisasikan limbah. Karbon aktif

mempunyai daya absorbsi yang tinggi terhadap zat warna, zat berbau dan

beracun.

Karbon aktif mempunyai kapasitas absorbsi selektif yang besar sehigga

banyak yang digunakan sebadai adsorbsen didalam bidang industri.

Mengingat karbon aktif banyak dibutuhkan maka harus dicari bahan dasar

yang lain agar dapat memenuhi permintaan. Hampir semua bahan yang

mengandung karbon tinggi baik yang berasal dari bahan binatang, tumbuhan

dan mineral dapat dibuat karbon aktif. Bahan tanaman yang telah berhasil

dibuat karbon aktif yaitu kayu, tungku kelapa, biji kopi, sekam padi, biji

buah-buahan dan kulit kacang (kirk-orthmer, 1964: 52).

Sansevieria atau lidah mertua adalah tanaman yang banyak ditanam

sebagai tanaman hias dalam ruangan dan dihalaman rumah. Tetapi tanaman

ini belum termanfaatkan secara optimal, padahal Sansevieria memiliki

banyak kelebihan yang begitu besar antara lain mampu bertahan hidup pada

rentang waktu suhu dan cahaya yang sangat luas, sangat resisten terhadap

polutan, dan mampu menyerap 107 jenis polutan di daerah padat lalu lintas

dan ruangan yang penuh asap rokok

(http://properti.kompas.com/index.php/read/2009/04/22/21391077/Raga

m.Manfaat.Si.Lidah.Mertua).

Kemampuan Sensivieria dalam menyerap 107 jenis polusi udara dapat

dijadikan bahan pembuatan karbon aktif yang nantinya akan dipasang dalam

knalpot agar dapat menyerap Pb dan mengurangi polusi udara yang

timbulkan. Selain itu Sensivieria ini merupakan bahan yang berasal dari alam

dan ketika dia kembali kealam Sensivieria tidak akan menimbulkan

pencemaran bagi lingkungan (green chemistry). Selain itu juga melimpahnya

bahan yang ada dan masih belum banyak masyarakat yang melirik untuk

memanfaatkannya.

Berdasarkan pertimbangan tersebut perlu diadakan penelitian lebih

lanjut, maka dalam program kreativitas mahasiswa penelitian kami

mengangkat judul tentang reduksi logam timbal (Pb) dari gas buang

kendaraan bermotor menggunakan arang aktif lidah mertua ( Sansivieria )

Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan

MIPA, Fakultas MIPA, Universitas Negeri Yogyakarta, 2 Juni 2012 K-47

dengan variasi konsentrasi Natrium Biphospat (NaH2PO4) Sebagai

Upaya Mengurangi Pencemaran Udara.

B. RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut:

1. Manakah kadar arang aktif Sensivieria yang paling baik dari berbagai

konsentrasi NaH2PO4 bila dibandingkan dengan karbon aktif standar?

2. Bagaimana pengaruh lama aktivasi terhadap karakteristik karbon aktif

dari lidah mertua (Sensivieria) ?

3. Bagaimana keefektifan penggunaan karbon aktif lidah mertua

(Sensivieria) dalm menjerab Pb dari gas buang kendaraan?

C. TUJUAN PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk :

1. Mengetahui kadar arang aktif lidah mertua (Sensivieria) yang paling

baik dari berbagai konsentrasi NaH2PO4 bila dibandingkan dengan

karbon aktif standar.

2. Mengetahui pengaruh lama aktivasi terhadap karakteristik karbon aktif

dari lidah mertua (Sensivieria).

3. Mengetahui keefektifan penggunaan karbon aktif lidah mertua

(Sensivieria) dalm menjerab Pb dari gas buang kendaraan.

D. MANFAAT PENELITIAN

Manfaat penelitian ini adalah:

1. Bagi peneliti

Penelitian ini diharapkan dapat menambah pengetahuan mengenai manfaat

dari (sansevieria) sebagai bahan baku pembuatan arang aktif.

2. Bagi mahasiswa

Dengan adanya penelitian ini diharapkan mahasiswa dapat

mengembangkan arang aktif dari (sansevieria) sebagai bahan industri dan

adsorben ion logam berat.

3. Bagi masyarakat

Dapat dihasilkan suatu padatan material yaitu karbon arang aktif lidah

mertua (sansevieria) yang dapat digunakan sebagai bahan industri dan

adsorben ion logam berat dan juga dapat membantu mengurangi pencemaran

udara.

E. METODE PENELETIAN

1. Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang digunakan adalah penelitian eksperimen yaitu Reduksi

Logam Pb dari Arang Aktif Lidah Mertua (Sansevieria) dengan Berbagai

Konsentrasi NaH2PO4 dan Lama Aktivasi.

2. Subjek dan Objek Penelitian

a) Subjek penelitian ini adalah Arang aktif lidah mertua (Sansivera).

b) Objek penelitian ini adalah karakter dari arang Aktif Lidah Mertua

(Sansevieria) yang dihasilkan yang meliputi kadar abu, kadar air dan

absorpsi terhadap Pb.

3. Variabel Penelitian

a) Variabel Bebas

Variabel bebas dari penelitian ini adalah konsentrasi NaH2PO4 10 %, 20%

dan 30% yang akan digunakan sebagai activator.

b) Variabel Terikat

Variabel terikat dari penelitian arang aktif Sansevieria ini adalah kadar abu,

kadar air dan uji absopsi terhadap Pb.

4. Alat dan Bahan Penelitian

a. Alat-alat yang digunakan:

1.Tungku pemanas(muffle

furnace)

2. Oven

3. Timbangan analitik

4. Pompa vakum

5. Pengaduk magnet

6. Cawan porselen 7. Lumpang porselen

8. Ayakan berukuran 200 mesh

9. Hot plate

10. Alat-alat gelas pendukung

11. Alat-alat plastik pendukung

12. Kertas Whatman no. 42

13. Knalpot Sepeda Motor

14. Sepeda Motor 15. Blender

5. Prosedur Penelitian

Pembuatan karbon aktif menggunakan metode eksperimen dengan

bahan dasar Sansevieria. Sampel yang digunakan Sansevieria dengan berat

20 kilogram. Proses pembuatan biokomposit sebagai berikut :

A Proses Pengeringan

Sansevieria dipotong kecil-kecil, menimbang 500 gram setelah itu di

oven dalam suhu 100oC selama 9 jam. Diperoleh 63,5 gram.

B Proses Sunray

1,651 gram Sansevieria kering, kemudian dilakukan proses sunray dan

diperoleh berat 630,5 gr arang aktif Sansevieria

C Proses aktivasi

Membuat 100 ml larutan aktivitas Na2H2PO4 10% , 20% DAN 30% kemudian

di masukan ke dalam gelas kimia

Masukan masing masing sebanyak 90gr karbon dan di rendam selama 1 hari

Karbon aktif di saring dan di keringkan dalam oven pada suhu 100 selama 3

jam

Terbentuk arang aktif

Karbon aktif di cuci dengan aquades sehingga filtrate bersih netral dengan

menggunakan pH meter dengan uji kualitif

D Uji kualitas abu

E uji kualitas air

Karbon aktif sebanyak 0.5 gr (A) di masukkan kedalam kurs

Memasukan kurs yang telah berisi karbon aktif ke dalam muffle porselin pada

Suhu 700°C selama 6 jam

Abu yang telah di peroleh di dinginkan dalam eksikator dan menimbulkan

berat akhir

Di panaskan dalam oven 3 jam dengan suhu 110° C

Pemanasan berulang sampai di peroleh berat yang berulang

Pendingin dan menghitung berat akhir

Karbon aktif sebanyak 0.5 gr (A) di masukkan kedalam kurs

F Uji kualitatif kandungan Pd dalam karbon aktif sansivera

1. Uji arang aktif dengan larutan HC1

2. Uji arang aktif pada kenalpot

Menyiapkan arang aktif

Merendam arang aktif ke dalam CH3COOH

Menambahkan CH1

Bila ada endapan putih berarti ada endapan Pd

Menyiapkan serbuk dan arang aktif sensiviera yang sudah di pres dan di cetak

Memasang karbon aktif pada skat knalpot yang telah di modifikasi

Memasang skat pada sepeda motor dengan baut ukuran 10

Memanaskan sepeda motor sekitar 10 menit sebelumnya

Mengakselerasi puteran moter dari puteran idle rendah, menengah dan tinggi

Membuka baut knalpot kemudian melepas skat modifikasi dan ambil arangnya

untuk di uji Pd

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. HASIL PENELITIAN

Setelah arang aktif tanpa aktivasi dan yang telah diaktivasi di uji dalam

knalpot yang telah modifikasi maka didapat hasilnya sebagai berikut :

1. Hasil pengujian AAS I ( Arang aktif di uji pada motor 4 tak )

No Parameter Satuan Hasil uji Metode

1 Timbale Mg/kg 0 % < 0,890 USEPA 3051,SNI 06-69923



4 Timbale Mg/kg 30 % 17,005 USEPA 3051,SNI 06-69923

2. Hasil pengujian AAS II (arang aktif di uji pada motor 2 tak)

No Parameter Satuan Hasil uji Metode





B. PEMBAHASAN

Berdasarkan data hasil penelitian yang diperoleh menunjukkan bahwa

serapan Pb pada motor 2 tak lebih banyak jika dibandingkan dengan 4 tak.

Hal ini dikarenakan bahwa gas hasil pembuangan motor 2 tak lebih besar dari

motor 4 tak sehingga Pb yang terserap dengan jumlah yang lebih banyak

pada motor 2 tak.

C. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat di

simpulkan bahwa Arang aktif dapat mengadsorpsi kandungan timbal yang

ada dalam gas buang kendaraan bensin baik 4 tak maupun 2 tak jika

menggunakan metode AAS (Atomic Absorbance Specphotometer). Jadi arang

aktif lidah mertua (Sansivieria) sangat efektif menyerap kandungan timbal

(Pb).

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. Sehari 21 Pengendara Terlibat Kecelakaan http://megapolitan.kompas.com/read/2011/01/31/0408024/Sehari.21.Pengendara.T

erlibat.Kecelakaan. Diakses pada 27 Februari 2011.

Arga, I.B., Warnijati, S dan Zaenal, A. 1973. Karbonisasi Tempurung Kelapa Disertai Penambahan Garam dapur, Forum Teknik, Jilid 3. Fakultas Tek. UGM:

Yogyakarta.

Cheremistinof, P.N. 1978. Carbon Adsorption, Hand Book. Ann Arbor Science Publiser, Inc, Ann Arbon Mich.

Harta Dwi Astuti, M.F. 1990. Aktifasi Karbon Tempurung Kelapa dengan Cara

Penambahan Na dan Halida. Yogyakarta: Fak. MIPA-UGM. Jankowska, H,Swiatkowki, A, and Choma, j .1991. Active carbon. New york: Gilss

Harwood.

Murhadi. 2006. “Adsorbsi Timbal (Pb) pada Gas Buang Kendaraan Bermotor Bensin dengan Karbon Aktif”. Kumpulan Makalah PKMP, Pimnas XIX,

Universitas Muhamadiyah Malang, hlm. 252 - 262.

Purwanto, Arie W. 2010. Sanseviera : Tanaman Cantik Penyerap Racun.Yogyakarta:KANISIUS

Sunarto.2000.Jurnal Penelitian Iptek & Humaniora. Yogyakarta: FMIPA UNY

jurnal reduksi logam timbal

Education