Pendahuluan

Berdasarkan Peraturan Pemerintah no.18 tahun 1999 dijelaskan bahwa limbah bahan

beracun dan berbahaya (limbah B3) adalah sisa suatu usaha dan/atau kegiatan yang

mengandung bahan berbahaya dan/atau beracun yang karena sifat, konsentrasinya, atau

jumlahnya yang secara langsung maupun tidak langsung dapat mencemari lingkungan hidup

dan membahayakan lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta

makhluk hidup yang lain.

Keanekaragaman jenis limbah akan tergantung pada aktivitas industri dan penghasil

limbah lainnya. Mulai dari penggunaan bahan baku, pemilihan proses produksi dan

sebagainya akan mempengaruhi karakter limbah yang tidak terlepas dari proses industri itu

sendiri. Meskipun demikian, tidak semua limbah industri merupakan limbah B3, tetapi hanya

sebagian saja. Dan pada kenyataannya, sebagai besar limbah B3 memang berasal dari

kegiatan industri dan harus ditangani secara khusus. penanganan limbah merupakan suatu

keharusan guna terjaganya kesehatan manusia dan lingkungan pada umumnya, sudah tidak

diragukan lagi.

Pengadaan sarana pengolahan limbah ternyata masih dianggap memberatkan bagi

sebagian industri maupun instansi. Masih terdapat industri yang membuang langsung limbah

ke badan air sehingga menyebabkan pencemaran air. Menurut PP No. 18 Tahun 1999, maka

perlu dilakukan adanya pengelolaan limbah B3 untuk mencegah dan menanggulangi

kerusakan lingkungan. Pengelolaan tidaklah cukup maka juga diperlukan pengurangan

limbah pada sumbernya, penggunaan kembali, daur ulang dan pemanfaatan kembali agar

efisiensi ekonomi dan penghematan sumberdaya dapat terlaksana.

Tujuan :

Mengetahui mekanisme adsorpsi dalam proses pengolahan limbah B3 dan pemanfaatannya.

Rumusan Masalah :

1.Bagaimanakah proses adsorpsi logam dengan menggunakan bahan kimia dan bahan alami?

Tinjauan Pustaka

Jenis dan Sumber Limbah B3 Jenis limbah B3 menurut sumbernya meliputi :

a) Limbah B3 dari sumber yang tidak spesifik, yaitu limbah B3 yang bukan berasal dari

proses utamanya, tetapi berasal dari kegiatan pemeliharaan alat, pencucian, pencegahan

korosi (inhibitor korosi), pelarutan kerak, pengemasan, dan lain-lain.

b) Limbah B3 dari sumber spesifik, yaitu sisa proses suatu industri atau kegiatan yang secara

spesifik dapat ditentukan berdasarkan kajian ilmiah.

c) Limbah B3 dari bahan kimia kadaluarsa, tumpahan, bekas kemasan, buangan produk yang

tidak memenuhi spesifikasi.

Pengolahan Limbah B3

Wentz (1995) dan Freeman (1998) menyebutkan bahwa pengolahan limbah B-3 adalah

proses untuk mengubah karakteristik dan komposisi limbah B-3 untuk menghilangkan dan

atau mengurangi sifat bahaya dan/atau sifat racun. Proses pengubahan karakteristik dan

komposisi limbah B-3 dilakukan agar limbah tersebut tidak berbahaya dan beracun.

Pengelolaan limbah B3 secara terpadu dan menyeluruh harus dilaksanakan bersama-sama

Bapedal. Pemda, dan badan Usaha yang dapat diwujudkan dalam suatu “ Program Kemitraan

Dalam Pengelolaan Limbah B3” yang selanjutnya disingkat dengan program KENDALI B3.

Tujuan dari program KENDALI B3 adalah :

a. Terkendalinya pencemaran lingkungan

b. Terkendalinya pembuangan limbah B3 melalui kegiatan tanpa pengolhan

c. Mendorong pelaksanaan upaya minimalisasi limbah B3 melalui kegiatan pengurangan

limbah pada sumbernya, penggunaan kembali, daur ulang dan pemanfaatan kembali

d. Tercapainya kualitas lingkungan yang baik

e. Ditaatinya ketentuan-ketentuan pengelolaan limbah B3.

Kasus

1. Adsorpsi logam berat dalam air limbah

Logam berat yang terdapat dalam perairan dapat berasal dari alam, maupun dari hasil

keguatan manusia. Sumber utama logam berat adalah kegiatan industri dan pertanian yang

menggunakan bahan kimia.

Tabel sumber logam berat yang tercemar ke lingkungan

Banyak faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi antara lain pH. pH mempengaruhi

permukaan dari adsorben dan juga derajat ionisasi dari adsorbat. Kebanyakan sorpsi logam

dipercepat dengan pengaturan pH. Kecepatan reduksi berbanding lurus dengan penurunan

pH.

Tabel pengaruh pH terhadap adsorpsi logam berat

Pada tabel di atas dilihat bahwa maksimum biosorpsi terjadi pada rentan pH 2,5-5.

Pada kondisi pH lebih dari 5 terjadi penurunan drastis dalam penerapan logam menggunakan

bahan yang harganya murah dan terdapat banyak di sekitar.

2. Menghilangkan logam berat Zn, Cr, Pb, Cd, Cu, dan fe mengguankan calcium carbonate.

Proses sorpsi logam berat menggunakan calcium karbonat metode bed column.

Proses absorpsi dilihat dengan menggunakan spektrofotometer dengan membandingkan

konsentrasi logam sbebelum dan sesudah perlakuan. Kalsium karbonat adalah salah satu

adsorben yang efektif karena mampu menurunkan kadar logam masing-masing Zn, Cr, Pb,

Cd, Cu, Fe dari konsentrasi awal 195, 156, 621, 342, 190, dan 169 mg/L menjadi 0.00089,

0.1390, 0.3510, 0.0390, 0.0241 dan 0. 3397. Perbedaan kapasitas adsorpsi dapat dipengaruhi

oleh kelarutan, ukuran kation, afinitas adsorben dan lain-lain. Namun presentase penurunan

kadar logam berat dengan peningkatan kadar logam berat. Kalsium karbonat dapat menjadi

adsorben yang efisien untuk proses sorbsi logam berat.

3. Removal logam berat dari air limbah menggunakaan Fava beans

Fava beans telah digunakan sebagai adsorben logam berat untuk menghilangkan Pb(II),

Cd(II), dan Zn (II). Pada banyak penelitian disebutkan bahwa pH sangat berpengaruh

terhadap kapasitas sorpsi suatu adsorben karena hal tersebut mempengaruhi kelarutan dari ion

logam, tingkat ionisasi adsorben. Proses adsorpsi menggunakan Fava beans menunjukan pH

3 adalah kondisi optimum untuk Pb, pH 4,5 untuk Cd, dan pH 4 untuk Zn. Faktor lain yang

berpengaruh adalah waktu kontak untuk mengetahui kapan waktu keseimbangan tercapai.

Tabel efek pH terhadap adsorpsi menggunakan fava beans

Tabel hubungan waktu kontak terhadap daya adsorpsi menggunakan fava beans

4. Menghilangkan logam berat menggunakan zeolit alami

Zeolit dapat digunakan dalam proses adsorpsi untuk menghilangakn Co, Cu, Zn, dan

Mn dalam proses pemurnian air. Dalam penelitian ini disebutkan bahwa proses adsorpsi yang

terjadi bergantung pada diameter ion. Adsorpsi ion Cu, Co, Zn, dan Mn menggunakan zeolit

alami tergantung pada kation logamnya.

Tabel diameter ion

Semakin besar diameter diameter ion maka kemampuan adsorpsi dari adsorben

semakin menurun, sedangkan semakin kecil diameter maka kapasitas adsorben akan semakin

besar.

Tabel laju adsorpsi ion

5. Menghilangkan Cu dari air dengan adsorpsi menggunakan Chicken eggshell

Penggunaan chicken eggshell sebagai adsorben untuk menghilangakan kandungan Cu. Pada

penelitian ini menyelidiki pengaruh agitasi pada proses adsopsi Cu. Proses agitasi

menggunakan water bath shaker pada suhu dengan keceptan 150-350 rpm. Agitasi sangat

berperan dalam proses adsorpsi. Presentase adsorpsi Cu meningkat seiring dengan kenaikan

kecepatan agitasi dan waktu kontak antara logam berat dengan adsorben semakin efektif

karena ion Cu dapat menempel pada permukaan adsorben. Hampir 100 % Cu teradsorpsi

pada kecepatan 350 rpm, karena pada kecepatan rendah adsorben akan terakumulasi pada

bagian bawah.

Perbandingan efek kecepatan agitasi dengan kemampuan adsorpsi

6. Biosorpsi menggunakan mikroba

Meningkatnya jumlah logam yang terdapat di perairan akan mengganggu organisme

yang hidup di dalamnya. Polutan logam yang terdapat pada perairan meliputi zink, arsenik,

cadmium, copper, dan emas. Logam berat seperti zink dan chromium terdapat dalam jumlah

besar karena erupakan hasil samping dari industri kertas, fertilizer, dan lain-lain. Mikroba

adalah salah satu agen biologis yang mampu melakukan sorpsi terhadap logam berat. Logam

berat dicerna dan masuk dalam proses metabolisme sel. Logam berat masuk ke dalam tubuh

mikroba melalui interaksi elektrostatik anatar logam dengan dinding sel mikroba.

Perbandingan penyerapan logam oleh makrophyta

7. Proses adsorpsi untuk mengurangi polutan dari air.

Bottom ash dari hasil pembakaran dalam proses insinerasi dapat digunakan sebagai

bahan dalam menghilangkan logam berat dalam air limbah. Abu insinerator ini digunakan

untuk mengolah lindi logam berat. Semakin kecil ukuiran partikel maka semakin tinggi nilai

nilai CEC dan luas permukaan. Tingkat adsorpsi logam berat akan meningkat dengan

menurunnya ukuran partikel atau debu. Bottom ash juga digunakan sebagai adsorben untuk

menghilangkan zat warna dari dari air limbah. Gupta et al mempelajari penghapusan pewarna

dari limbah menggunakan bottom ash. Hasil penelitiannya menunjukan bahwa kepindahan

dari pewarna mencapai 98 % dengan metode batch.

8. Adsorpsi logam berat menggunakan Fe3O4

Fe3O4 dapat diaplikasikan untuk menghilangkan Cu, Ni, dan Pb dari air. Adsorben tidak

hanya harus memiliki luas permukaan yang besar namun juga superparamagnetic character.

Penyerapan ion logam secara cepat terjadi pada logam Cu, ni, dan Pb dengan menggunakan

adsorben Fe3O4 dalam waktu kurang dari 2 menit. Fe3O4 memiliki kecepatan, kefektifan,

dan kemudahan dibanding dengan lainnya.

Parameter kinetik adsorpsi Cu, ni, dan Pb menggunakan Fe3O4

Pada tabel di atas dapat dilihat bahwa konstanta laju adsorpsi (k2) Pb lebih rendah

dibandingkan Ni dan Cu. Hal ini berarti penerapan Pb ke adsorben lebih cepat dan

menguntungkan. Hasil tersebut dapat dilihat dengan laju adsopsi (h) dari Pb lebih tinggi

dibanding logam lainnya.

9. Penyisihan logam berat dari limbah cair laboratorium dengan metode presipitasi dan

adsorpsi

Limbah cair yang dihasilkan dari laboratorium mengandung banyak logam berat

terlarut seperti merkuri, perak, dan krom dalam konsentrasi tinggi. Metode adsorpsi adalah

metode yang dapat membantu proses presipitasi dimana adsorben sepeerti karbon aktif dapat

menurunkan kadar logam berat 0,05 mg/L. Perbedaan jenis karbon aktif berperan dalam

perbedaan luas permukaan aktif karbon aktif hal ini berpengaruh pada laju difusi logam ke

karbon aktif. Dosis karbon aktif menentukan kuantitas logam yang teradsorpsi. Semakin

banyak karbon aktif yang ditambahkan per satuan volume limbah cair akan meningkatkan

massa logam berat terlarut yang teradsorpsi, akan tetapi massa logam yang teradsorpsi per

satuan berat karbon aktif menurun. kebutuhan karbon aktif sangat ditentukan oleh kapasitas

adsorpsi oleh absorben. Untuk suatu jenis adsorbat tertentu, kapisitas adsorpsi pada kondisi

kesetimbangan dipengaruhi karakteristik permukaan adsorben. adsorpsi dengan karbon aktif

dapat menyisihkan logam Hg, Ag, dan Cr terlarut dari 0,73-2,62 mg/L hingga konsentrasi

sekitar 0-0,05 mg/L. Logam Hg dan Cr relatif lebih mudah teradsorpsi dibandingkan dengan

logam Ag. Dosis karbon aktif menentukan kuantitas logam yang teradsorpsi. Semakin banyak

karbon aktif yang ditambahkan per satuan volume limbah cair akan meningkatkan massa

logam berat terlarut yang teradsorpsi, akan tetapi massa logam yang teradsorpsi per satuan

berat karbon aktif menurun.

10. Bottom ash sebagai pemurnian gas

Bottom ash digunakan sebagai penghilang senyawa sulfur. Bottom ash juga mampu

menghilangkan dimetil sulfida tanpa mempengaruhi energi pada gas. Penelitian menunjukkan

bahwa 1 kg bottom ash mampu mengikat lebih dari 3 gram hidrogen sulfida, 44 mg metil

mercaptan, dan 86 mg dimetil sulfida

11. Fly ash sebagai stabilizing agent

Fly ash sebagai agen dalam stabilisasi dan solidifikasi berfungsi sebagai pengikat logam

berat dari sisa-sisa lumpur. Campuran optimum yang terdiri daro 45% fly ash, 50 % lumpur ,

dan semen bisa memberikan stabilisasi dan pemadatan. Hal ini berguna dalam meminimalkan

pembesaran volume TPA dan efektif menstabilkan logam berat.

12. Pemanfaat limbah jarosite

Jarosite adalah mineral terlarut dari (NH4)2Fe6(OH)12. Jarosit adalah limbah utama

yang dihasilkan dari ekstraksi metalurgi zink dengan sifat asam dengan pH 3,9.

Karakterisyik fisika dan kimia dari filter jarosite disajikan pada tabel 1

Hasil dari pengolahan dengan teknik solidifikasi dan stabilisasi memenuhi standar

dalam US EPA. Menurut IS 456-2000 campuran beton 1:2:4 memiliki kuat tekan 150

Kg/cm2 sehingga dapat digunakan sebagai balok beton bertulang, dinding, dan jalan. Beton

semen bercampur dengan kuat tekan angtara 140-100kg / cm2 dapat digunakan sebagai

pondasi bangunan dan konsentrasi masa, sedangkan blok beton semen dengan kekuatan tekan

kurang dari 100 kg / cm2 dapat digunakan sebagai pekerjaan beton masa saja.

Kesimpulan

1. Limbah logam berat yang terdapat di alam dapat dikurangi dengan mekanisme adsorpsi.

2. Luas permukaan media, pH, dan diameter mempengaruhi kemampuan kerja adsorban.

3. Adsorban alami dan adsorban sintetik dapat dijadikan alternatif dalam proses pemulihan

air yang terkontaminasi logam berat.

Daftar pustaka

Abas, Aeisyah. Nur. Siti., Ismail, Shah. Halim.Mohd., Kamal, Lias. Md., dan Izhar,

Shamsul. 2013. Adsorptiom process of Heavy Metals by Low-Cost Adsorbent. World

Applied Sciences Journal, Vol 28, No. 11, hal. 1518-1530

Ahmad, Khalil., Bhatti, A. Ijaz., Muneer, Majid., iqbal, Munawar., and Iqbal, Zafar. 2012.

Removal of heavy metlas (Zn, Cr, Pb, Cd, Cu, and Fe ) in aqueos media by calcium

carbonate as an adsorbent. Internatioanl Journal of Chemical and Biochemical science,

Vol. 2,hal. 48-53.

Erdem, E., Karapinar, N., Donat, R. 2004. The Removal of heavy metal cations by natural

zeolits. Journal of Colloid and interface Science, Vol. 280, No. 309-314.

Etorki, Mohamed. Abdunnaser., Rais, El. Mahmoud., mahabbis, tahher. Mohamed., and

Mousa, Mohamed. Nayef. 2014. Removal of Some Heavy metlas from Wastewater by

Using of Fava Beans. American Journal of Analytical Chemistry, Vol.5, No. 225-234.

Gupta, V.K.; Ali, I.; Saini, V.K; Van Gerven. T.; Van Bruggen, B.D.; Vandecasteele, C.

Removal of dyes from wastewater using bottom ash. Ind. Eng. Chem. Res. 2005, 44, 3655-

3664.

Kalantari, katayoo., Ahmad, B. Mansor., Masoumi, fard. Reza. Hamid., shameli, Kamyar.,

basri, Mahiran., dan Khandanlou, Roshanak. 2014. Rapid Adsorption of Heavy Metals by

Fe3O4/Talc Nanocomposite and Optimization Study Using Response Surface

Methodology. International Journal of Molecular Science, Vol. 15, hal. 12913-12927.

Qian, Guanggre., Cao, yali. Chui, Pengcheong., Dan Tay, Joohwa. Utilization of MSWI fly

ash for stabilization/solidification of industrial waste sludge. Journal of Hazardous

Materials, Vol. 129 Issues 1-3, hal. 274-281

Suprihatin dan Indrasti, Siswi. Nastiti. 2010. Penyisihan logam berat daru limbah cair

laboratorium dengan metode presipitasi dan adsorpsi. Makara sains, Vol. 14, hal. 44-50.

Vyas., A.K. 2011. Solidification- Stabilization Technique for Metal bearing Solid Waste from

Zinc Industry- A case study. International Confrence on Enviromental and Computer

Science, Vol. 19, hal. 151-155

Wentz, Charles A. 1995. “Hazardous Waste Management”. Second edition. Mc Graw Hill

International Editions , United States.