karakteristik dan aktivasi campuran tanah andisol/lempung bayat

Download Karakteristik dan Aktivasi Campuran Tanah Andisol/Lempung Bayat

Post on 13-Jan-2017

222 views

Category:

Documents

5 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user 1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    A. Latar Belakang Masalah

    Pembangunan merupakan upaya untuk meningkatkan taraf hidup manusia dengan

    jalan memanfaatkan sumber daya alam dan sumber daya manusia. Pemanfatan sumber

    daya alam untuk kepentingan industri sebagai upaya pemenuhan kebutuhan manusia

    saat ini semakin berkembang. Adanya industri pada suatu lokasi tertentu akan

    menyebabkan terjadinya perubahan lingkungan. Suatu industri dapat meningkatkan

    kesejahteraan masyarakat, hal ini karena mampu menyerap tenaga kerja dalam jumlah

    yang banyak dan mendorong tumbuhnya sektor informal di sekitar perusahaan.

    Meskipun demikian pada sisi lainnya hasil samping industri mempunyai potensi

    menyebabkan tekanan terhadap mutu lingkungan hidup.

    Peningkatan industri membawa dampak negatif berupa peningkatan dalam

    segi jumlah dan tipe limbah yang dihasilkan. Bahan-bahan pencemar yang masuk

    ke perairan (air tanah atau air permukaan) dapat mempengaruhi parameter

    lingkungan perairan. Logam berat merupakan salah satu bahan pencemar berbahaya

    karena toksik dan sifatnya yang tak terdegradasi di alam (Zhao et al., 2011; Suprihatin

    dan Indrastuti,2010 dalam Pranoto et al., 2013; Al-Jill dan Alsewailem, 2009; Alhawas

    et al., 2013)

    Kegiatan industri tekstil yang berkembang di Kabupaten Sukoharjo saat ini akan

    menghasilkan produk utama yang bernilai ekonomi yaitu tekstil dan hasil sampingan

    tidak bernilai ekonomi yang berupa limbah. Limbah ini apabila tidak dikelola dengan

    baik dapat menyebabkan terjadinya pencemaran air, tanah dan udara. Untuk

    menurunkan tingkat pencemaran limbah cair sebelum dibuang ke lingkungannya, harus

    diolah dalam instalasi pengolahan air limbah (IPAL), setelah kualitas air limbah di

    bawah baku mutu lingkungan yang ditetapkan baru kemudian dibuang ke badan

    perairan umum atau sungai.

    Salah satu parameter dalam limbah cair industri tekstil adalah adanya kandungan

    logam berat kromium (Cr). Logam berat dalam lingkungan perairan telah diketahui

    dapat menyebabkan beberapa kerusakan pada kehidupan air, di samping itu terdapat

    fakta bahwa logam tersebut membunuh mikroorganisme selama perlakuan biologis pada

    limbah sebagai akibat kelambatan proses pemurnian air. Hampir semua garam garam

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    2

    logam berat dapat larut dalam air dan membentuk larutan sehingga tidak dapat

    dipisahkan dengan pemisahan fisik yang sudah biasa (Hussein, 2004).

    Tercemarnya lingkungan perairan akibat limbah logam berat kromium (Cr) dapat

    mempengaruhi kualitas air permukaan maupun air tanah. Pada konsentrasi tinggi

    dan jangka waktu yang lama, logam berat dapat menyebabkan resiko kesehatan

    bagi manusia dan ekosistem. Kromium dapat masuk ke dalam tubuh melalui

    makanan, minuman dan pernapasan. Akibat yang ditimbulkan dari banyaknya logam

    berat dalam tubuh yaitu kelainan syaraf seperti gangguan motorik serta penyakit

    parkinson (WHO, 2012;Ariffeni, 2011).

    Kromium (III) umumnya hanya toksik terhadap tumbuh-tumbuhan pada

    konsentrasi yang tinggi, kurang toksik bahkan non toksik terhadap binatang.

    Walaupun Cr(III) kurang toksik dibandingkan Cr(VI), jika tubuh terpapar oleh

    Cr(III) dalam jangka waktu yangpanjang dapat menyebabkan reaksi alergi kulit

    dan kanker (Sengupta and Clifford, 1986; Anderson, 1997).

    Pemerintah telah berupaya melakukan pencegahan dan pengendalian pencemaran

    logam berat dari limbah industri melalui penerbitan UndangUndang Nomor 32 Tahun

    2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup serta Peraturan Menteri

    Negara Lingkungan Hidup Nomor 5 tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah.

    Adapun nilai ambang batas logam kromium yang masih diperbolehkan dalam air

    minum berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor

    492/MENKES/PER/IV/2010 adalah sebesar 0,05 mg/l.

    Berbagai metode telah dikembangkan oleh para peneliti untuk meningkatkan

    kualitas air, misalnya pertukaran ion, pengendapan, ultrafiltrasi, elektro dialisis, reverse

    osmosis, ekstraksi pelarut, evaporasi dan penjerapan (Alhawas et al., 2013; Sajidu et

    al.,2006; Arpa et al., 2000). Metode penjerapan banyak dikembangkan sebagai

    metode pengurangan logam berat karena lebih efektif, sederhana dan murah

    dibandingkan metode-metode lainnya (Alhawas, 2013; Prakash, 2013). Menurut

    Manohar et al.,(2006) dalam Muhdarina et al., (2010), metode penjerapan sangat

    efektif untuk limbah dengan konsentrasi polutan yang rendah sampai sedang.

    Penjerapan adalah proses pemusatan molekul atau ion terjerap pada lapisan

    permukaan penjerap, baik secara fisika atau kimia. Dengan demikian penjerap harus

    mempunyai sifat-sifat permukaan yang khas sesuai dengan jenis terjerap yang terjerap.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    3

    Karbon aktif dan resin merupakan penjerap yang cukup efektif tetapi biaya

    operasionalnya cukup tinggi serta kesulitan dalam regenerasinya (Muhdarina, 2010;

    Alhawas, 2013), sehingga perlu dicari penjerap alternatif dengan biaya yang lebih

    murah, misalnya abu sekam, zeolit, abu layang, peat, siderite, sampah pertanian dan

    arang kayu. Secara umum, penjerap dapat disebut murah apabila sederhana dalam

    proses preparasinya, jumlahnya melimpah di alam, seperti alofan alam dan abu

    sekam (Alhawas et al., 2013; Pranoto et al., 2013; Muhdarina et al., 2010; Sallstrom,

    2008 ).

    Tanah andisol adalah tanah yang terjadi dari pelapukan batu-batuan vulkanis, baik

    dari batu yang telah membeku, maupun dari abu gunung api. Aktivitas gunung

    api menghasilkan bahan piroklastik yang merupakan sumber bahan induk tanah

    vulkanis, yang dalam Sistem Taksonomi Tanah diklasifikasikan sebagai andisol.

    Andisol keberadaannya merata di wilayah Indonesia sesuai dengan persebaran

    gunung api, seperti di Jawa dan Sumatera (Devnita, et al., 2005). Keberadaan tanah

    andisol di pulau Jawa, khususnya Jawa Tengah dapat dijumpai di Gunung Lawu,

    Pegunungan Dieng, Gunung Merapi, Gunung Merbabu dan Gunung Wilis (Munir,

    1996). Sifat dan ciri fisika, kimia dan morfologi andisol ini berkaitan erat dengan

    mineral liat nonkristalin seperti alofan, ferihidrit, serta mineral liat parakristalin

    imogolit (Devnita, et al., 2005).

    Tanah yang berkomposisi andesit merupakan tanah andisol, sedangkan

    alofan merupakan aluminosilikat yang terdapat dalam tanah andisol. Alofan

    mempunyai karakteristik sebagai penjerap yang baik, seperti porositas, daya serap

    dan pertukaran kation yang tinggi. Heraldy, et al., (2004) memanfaatkan alofan alam

    dari gunung Lawu sebagai penjerap ion logam seng (Zn2+) pada limbah elektroplating.

    Sulistyarini (2012) melakukan uji perbandingan alofan alam dari gunung Arjuna dengan

    dan tanpa aktivasi secara kimia untuk jerapan ion logam tembaga (Cu2+) dengan metode

    batch. Pranoto et al., (2013) memanfaatkan alofan alam dari berbagai gunung di pulau

    Jawa (Papandayan, Arjuna dan Wilis) untuk jerapan logam berat (Cr, Fe, Cd, Cu,

    Pb dan Mn) dengan metode batch. Kombinasi antara alofan alam dan lempung

    alam dari daerah Sokka, Kebumen, Jawa Tengah sebagai penjerap ion logam

    tembaga (Cu2+) dilakukan oleh Sistha (2014). Pengaruh aktivasi secara kimia terhadap

    luas permukaan dan keasaman alofan alam daerah Tawangmangu telah diselidiki

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    4

    oleh Widjonarko, et al., (2003), dan disimpulkan bahwa aktivator basa (NaOH) lebih

    baik daripada aktivator asam (H2SO4) dalam meningkatkan luas permukaan spesifik

    dan keasaman total alofan.

    Alofan merupakan senyawa mineral yang banyak terdapat di alam bebas, terletak

    di alam di wilayah datar sampai bergunung dengan ketinggian 0 3000 m dpl serta

    terbentuk di bawah pengaruh iklim tropika basah. Menurut Munir (1991), alofan

    terutama ditemukan pada tanah-tanah abu vulkanik dan di Indonesia banyak di jumpai

    di Jawa, Sumatra, Bali dan NTB, Kitagawa (1971) dalam Munir (1991) juga

    menyebutkan bahwa alofan mempunyai prioritas dan permeabilitas tinggi, memiliki

    daya serap dan pertukaran kation yang tinggi.

    Gambar 1. Sebaran Gunung Vulkanik di Indonesia

    Pengembangan alofan alam sebagai penjerap perlu dilakukan untuk

    meningkatkan kapasitas jerapannya. Bahan-bahan alam dipilih untuk memodifikasi

    alofan alam sebagai penjerap logam berat. Lempung Bayat dan Abu sekam dipilih

    sebagai campuran alofan sebagai penjerap ion logam dalam larutan.

    Lempung Bayat dipilih sebagai penjerap karena keberadaannya yang melimpah di

    Kecamatan Bayat Kabupaten Klaten, serta saat ini baru dimanfaatkan sebagian besar

    masyarakat Bayat untuk produksi gerabah. Lempung merupakan agregat mineral yang

    berupa tanah yang terutama terdiri dari hydrous aluminium silicates, memiliki situs aktif

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    5

    pada permukaannya, keras dan kaku bila kering, stabil pada suhu ting