POTENSI KULIT MANGIUM SEBAGAI BIOSORBEN IONLOGAM BERAT BERBAHAYA

JAUHAR KHABIBI

SEKOLAH PASCASARJANAINSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR2016

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DANSUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Potensi Kulit Mangiumsebagai Biosorben Ion Logam Berat Berbahaya adalah benar karya saya denganarahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepadaperguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karyayang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis telah disebutkan dalamteks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta karya tulis saya kepada InstitutPertanian Bogor.

Bogor, Maret 2016

Jauhar KhabibiNIM E251120031

RINGKASAN

JAUHAR KHABIBI. Potensi Kulit Mangium sebagai Biosorben Ion Logam BeratBerbahaya. Dibimbing oleh WASRIN SYAFII dan RITA KARTIKA SARI.

Penurunan kandungan ion logam berat di dalam limbah cair cukupdiperhatikan oleh industri-industri di Indonesia tetapi hal ini terhalang oleh belumditemukannya metode yang tepat. Kandungan ion logam berat yang tinggi didalam limbah cair berdampak negatif terhadap makhluk hidup dan lingkungannya.Beberapa jenis ion logam berat, seperti timbal (Pb2+), merkuri (Hg2+), tembaga(Cu2+), dan nikel (Ni2+) dapat menyebabkan kelainan terhadap organ tubuh dansignifikan beracun bagi makhluk hidup serta lingkungannya. Terdapat beberapametode yang bisa diterapkan untuk menurunkan kadar ion logam berat, sepertiprecipitation, ion exchange, filtration, electrode-position, dan reverse osmosistetapi beberapa tidak memuaskan dalam segi pembiayaan dan kinerjapenyerapannya. Absorption merupakan salah satu metode yang efisien untukmenurunkan kadar ion logam berat di dalam limbah cair. Metode inimemanfaatkan suatu bahan dari biomassa untuk menyerap atau mengikat ionlogam berat.

Limbah industri pertanian, perkebunan, dan kehutanan dapat digunakansebagai biosorben untuk penyerapan ion logam berat. Kulit kayu, daun, serbukgergaji, dan bahan biomassa lainnya telah diteliti mampu menyerap ion logamberat. Kandungan gugus fungsi, seperti hidroksil, karboksil, sulfidril, amida, danamina di dalam biomassa memiliki kemampuan tinggi untuk mengikat ion logamberat. Selain itu, jenis biomassa kulit memiliki kandungan ekstraktif, seperti taninyang juga mampu mengikat ion logam berat. Indonesia memiliki potensi kulitmangium yang cukup besar. Hutan Tanaman Industri (HTI) di Indonesiadidominasi oleh tegakan mangium untuk tujuan bahan baku pulp dan kertas. Logmangium sebagai bahan baku pulp harus dihilangkan bagian kulitnya sebesar 12-17% dari 1 buah log. Pemanfaatan kulit mangium selama ini hanya untuk bahanbakar boiler sehingga perlu dilakukan peningkatan nilai tambah dan efisiensipemanfaatannya. Salah satunya mengembangkan kulit mangium sebagaibiosorben untuk menurunkan kandungan ion logam berat pada limbah cairindustri.

Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah 1) Menentukanpersentase penyerapan Hg2+, Cu2+, Pb2+, dan Ni2+ oleh biosorben kulit mangiumdalam larutan artifisial tunggal, campuran, dan limbah cair pertambangan emasdan menentukan ion logam berat terpilih pada larutan artifisial tunggal untukpengujian tahap lebih lanjut berdasarkan persentase penyerapan terbesar, 2)Menganalisis pengaruh dan kondisi optimal dari parameter dosis biosorben, pHlarutan, waktu kontak, dan konsentrasi ion logam berat dalam larutan artifisialtunggal terhadap persentase penyerapan ion logam berat terpilih, sertamenentukan kapasitas penyerapan dan kinerja penyerapan ion logam berat terpiliholeh biosorben kulit mangium, kulit mangium tanpa perlakuan, dan arang aktifkomersial, dan 3) Karakterisasi biosorben sebelum dan setelah penyerapan ionlogam berat terpilih pada persentase penyerapan terbesar.

Percobaan penyerapan ion logam berat dilakukan dalam labu erlenmeyer100 mL menggunakan 50 mL larutan ion logam berat dan ditambahkan 200 mg

biosorben kulit mangium. Setelah itu, labu ditutup rapat dan diletakkan di ataspengaduk magnetik dengan kecepatan 300 rpm pada suhu ruangan ±25 oC.Setelah 3 jam, pemisahan antara biosorben kulit mangium dan larutan ion logamberat dilakukan dengan kertas saring dan diuji kadar ion logam beratnyamenggunakan atomic absorption spectrophotometer (AAS). Pengujianpenyerapan dilakukan dengan menggunakan larutan artifisial tunggal, campuran,dan limbah cair pertambangan emas. Parameter dosis biosorben, pH larutan,waktu kontak, dan konsentrasi ion logam berat diujikan untuk mengetahui kondisioptimal serta dilakukan pengujian kinerja jenis bahan penyerap terhadappenyerapan ion logam berat terpilih. Selain itu juga dilakukan pengujiankarakteristik biosorben kulit mangium sebelum dan setelah penyerapan ion logamberat terpilih menggunakan electron microscopy (SEM), energy dispersive X-rayspectroscopy (EDS), dan fourier transform infrared (FTIR).

Hasil penelitian menunjukkan persentase penyerapan Cu2+, Hg2+, Pb2+, danNi2+ oleh biosorben kulit mangium berturut-turut 42.67%, 9.45%, 19.97%, dan20.47% dalam larutan artifisial tunggal dan 64.15%, 92.76%, 17.09%, dan13.69% dalam larutan artifisial campuran. Limbah cair pertambangan emasmengandung Cu2+ paling besar 7 mg/L sedangkan Pb2+, Ni2+, dan Hg2+ berada dibawah batas deteksi alat (< 0.001 mg/L). Persentase penyerapan Cu2+ dalamlimbah cair pertambangan emas oleh biosorben kulit mangium sebesar 42.86%.Peningkatan dosis biosorben kulit mangium, pH larutan, waktu kontak, dankonsentrasi Cu2+ dapat meningkatkan persentase penyerapan Cu2+ sampai batastertentu. Hasil uji statistik menunjukkan kondisi optimal penyerapan Cu2+ olehbiosorben kulit mangium terjadi pada dosis biosorben 400 mg, pH larutan 4,konsentrasi awal 50 mg/L, dan waktu kontak 10 menit. Kondisi optimalpenyerapan Cu2+ oleh biosorben kulit mangium menghasilkan persentase dankapasitas penyerapan berturut-turut 82.58 % dan 2.28 mg/g. Hasil pengujianstatistik jenis bahan penyerap menunjukkan bahwa kinerja penyerapan Cu2+ olehbiosorben kulit mangium dan arang aktif komersial tidak berbeda tetapi kinerjapenyerapan Cu2+ keduanya berbeda nyata dengan kulit mangium tanpa perlakuan.Karakteristik dasar biosorben kulit mangium mendukung untuk pengikatan ionlogam berat. Proses penyerapan Cu2+ dalam larutan artifisial tunggalmengakibatkan perubahan karakteristik biosorben kulit mangium, sepertipenurunan indeks kristalinitas, perubahan transmitansi pada gugus hidroksil,karboksil, dan karbonil, dan munculnya unsur Cu2+. Berdasarkan hasil ini kulitmangium memiliki potensi yang sangat tinggi sebagai biosorben ion logam beratberbahaya.

Kata kunci: biosorben, ion logam berat, kulit mangium, optimalisasi, penyerapan

SUMMARY

JAUHAR KHABIBI. Potency of Mangium Bark as Biosorbent for HazardousHeavy Metal Ion. Supervised by WASRIN SYAFII and RITA KARTIKA SARI.

Reducing the content of heavy metal ion in the wastewater was seriouslyhandled by industries in Indonesia but it is hindered by not finding the rightmethod. The content of heavy metal ions in wastewater has a negative impact onliving beings and environment. Some types of heavy metal ions, such as lead(Pb2+), mercury (Hg2+), copper (Cu2+), and nickel (Ni2+) can cause abnormalitiesand significantly toxic to the living beings and the environment. There are severalmethods that can be applied to reduce the heavy metal ions, such as precipitation,ion exchange, filtration, electrode-position, and reverse osmosis but some of thesemethods are not satisfactory in terms of financing and performance. Absorption isone of efficient methods to reduce heavy metal ions in wastewater. This methodutilizes a material of biomass to absorb the heavy metal ions.

The waste of agriculture, plantation, and forestry can be used as biosorbentfor heavy metal ions absorption. Bark, leaves, sawdust, and other biomassmaterials have been investigated enable to absorb heavy metal ions. The contentof functional groups, such as hydroxyl, carboxyl, sulfhydryl, amide, and amine inthe biomass has high capability to bind heavy metal ions. Moreover, the barkbiomass contains extractive, such as tannin which has capability to bind heavymetal ions. Mangium bark is one of many kind biomass which has a high potencyin Indonesia. Industrial timber plantation in Indonesia was dominated bymangium for the pulp and paper purposes. The raw material for pulp and papermust be debarked for remove bark. This process is resulting around 12-17% barkwaste. Utilization of mangium bark is only for boiler fuel so it is necessary toincrease the added value and efficiency in their utilization. One of them developeda mangium bark as biosorbent to reduce the content of heavy metal ions inindustrial wastewater.

The objectives of this research are 1) Determine the absorption percentageof Hg2+, Cu2+, Pb2+, and Ni2+ by mangium bark biosorbent in the solution of singleartificial, mixture artificial, and gold mining wastewater and determine the chosenheavy metal ion in a single artificial solution which result the highest absorptionpercentage for further experiment, 2) Analyze the effect and the optimumconditions of the several parameters, such as biosorbent dose, solution pH, contacttime, and heavy metal ions concentration in single artificial solution towardabsorption percentage of the chosen heavy metal ion; determine the absorptioncapacity on the optimum condition; and absorption performance of chosen heavymetal ion by mangium bark biosorbent, untreated mangium bark, and commercialactivated charcoal, and 3) Characterization mangium bark biosorbent before andafter the absorption process of chosen heavy metal ion on the condition whichresult the highest absorption percentage.

Absorption experiment was conducted in erlenmeyer flask using 50 mL ofheavy metal ion solutions and added 200 mg mangium bark biosorbent. After thatthe flask was sealed and placed on a magnetic stirrer at 300 rpm at roomtemperature ± 25 °C. After 3 hours, mangium bark biosorbent and heavy metalion solution were separated using filter paper and the heavy metal ion

concentration was tested using atomic absorption spectrophotometer (AAS). Theexperiment was conducted using 3 kinds of solution, single artificial, mixtureartificial, and gold mining wastewater. The parameters of biosorbent dose,solution pH, contact time, and the concentration of heavy metal ion were tested todetermine the optimal condition. The absorption performance of the mangiumbark biosorbent, mangium bark untreated, and commercial activated charcoalwere also analyzed. The mangium bark biosorbent characteristics before and afterabsorption of chosen heavy metal ion was analyzed using electron microscopy(SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and fourier transforminfrared (FTIR).

The results showed the absorption percentage of Cu2+, Hg2+, Pb2+, and Ni2+

by mangium bark biosorbent respectively 42.67%, 9.45%, 19.97% and 20.47% inthe single artificial and 64.15%, 92.76%, 17.09%, and 13.69% in the mixtureartificial solution. Gold mining wastewater has higher Cu2+ content than the otherheavy metal ion, 7 mg/L. The content of Pb2+, Ni2+, and Hg2+ in the gold miningwastewater are below the detection limit of AAS (<0.001 mg/L). Cu2+ absorptionpercentage in the gold mining wastewater by mangium bark biosorbent is 42.86%.Increasing doses of mangium bark biosorbent, solution pH, contact time, and Cu2+

concentration could increase the Cu2+ absorption percentage to a certain extent.Statistical analysis showed the optimal conditions of Cu2+ absorption by mangiumbark biosorbent occurs at biosorbent dose 400 mg, solution pH 4, Cu2+

concentration 50 mg/L, and contact time 10 minute. This optimal conditiongenerates the absorption percentage and absorption capacity respectively 82.58%and 2.28 mg/g. Statistical analysis also shows the performance of Cu2+absorption by mangium bark biosorbent and commercial activated carbon are notdifferent but both of them were significantly different from the untreatedmangium bark. The basic characteristics of mangium bark biosorbent support thebinding of heavy metal ions. Cu2+ absorption process in single artificial solutionhas changed the characteristic of mangium bark biosorbent, such as decreasingcrystallinity index, changing transmittance on group of hydroxyl, carboxyl, andcarbonyl, and the appearance of Cu2+ element. Based on these results, showed thatmangium bark has a potential to be developed as biosorbent for reducinghazardous heavy metal ion.

Keywords: absorption, biosorbent, heavy metal ion, mangium bark, optimization

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkanatau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atautinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentinganIPB

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis inidalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

POTENSI KULIT MANGIUM SEBAGAI BIOSORBEN IONLOGAM BERAT BERBAHAYA

JAUHAR KHABIBI

Tesissebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Magister Sainspada

Program Studi Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan

SEKOLAH PASCASARJANAINSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR2016

Penguji pada Ujian Tesis: Dr Henny Purwaningsih, SSi, MSi

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalampenelitian yang dilaksananakan sejak bulan April 2014 sampai Juli 2015 ini ialahpengolahan limbah, dengan judul Potensi Kulit Mangium sebagai Biosorben IonLogam Berat Berbahaya.

Selama proses penelitian dan penulisan tesis ini, penulis banyak mendapatbantuan dan arahan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu, penulis mengucapkanterima kasih sedalam-dalamnya, kepada:

1. Prof Dr Ir Wasrin Syafii, MAgr dan Dr Ir Rita Kartika Sari, MSi selakudosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, arahan,saran, evaluasi, perhatian, dan motivasi kepada penulis selamaperkuliahan, penelitian, dan penyusunan tesis.

2. Dr Henny Purwaningsih, SSi, MSi atas evaluasi dan saran yang diberikankepada penulis selama penulisan tesis.

3. Dr I Nyoman Jaya Wistara, MS dan Prof Dr Ir Fauzi Febrianto, MS selakuKetua Program Studi Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan dan KepalaDepartemen Hasil Hutan yang telah memberikan evaluasi dan motivasikepada penulis selama proses studi.

4. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (Dirjen DIKTI) melalui BeasiswaUnggulan DIKTI 2012/2013 atas kepercayaannya untuk memberikanbeasiswa kuliah kepada penulis selama menempuh pendidikanpascasarjana di Institut Pertanian Bogor.

5. Tanabe Foundation Japan yang telah membiayai penelitian ini atas namaDr Ir Rita Kartika Sari, MSi sehingga penelitian yang penulis lakukandapat terlaksana dengan baik.

6. Bapak Mansur dan Ibu Nurhayati selaku orang tua penulis yang telahmemberikan dukungan kepada penulis selama menuntut ilmu terutamaketika studi di Program Pascasarjana IPB.

7. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu, terima kasihbanyak atas dukungan, kerjasama, dan doa kepada penulis.Semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan

khusunya pada bidang kimia hasil hutan.

Bogor, Maret 2016

Jauhar Khabibi

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL viDAFTAR GAMBAR viDAFTAR LAMPIRAN vii

1 PENDAHULUAN 1Latar Belakang 1Perumusan Masalah 2Tujuan Penelitian 3Manfaat Penelitian 3

2 METODE 3Waktu dan Lokasi Penelitian 3Alat dan Bahan Penelitian 4Persiapan Biosorben 4Pengujian Penyerapan Ion Logam Berat 4Optimalisasi Proses Penyerapan Ion Logam Berat 5Perhitungan Persentase dan Kapasitas Penyerapan 5Karakteristik Biomassa 6Analisis Data 6

3 HASIL DAN PEMBAHASAN 6Penyerapan Ion Logam Berat Dalam Beberapa Jenis Larutan 6Pengaruh Dosis Biosorben Terhadap Penyerapan Cu2+ 8Pengaruh pH Larutan Terhadap Penyerapan Cu2+ 9Pengaruh Waktu Kontak dan Konsentrasi Cu2+ TerhadapPenyerapan Cu2+ 10Kapasitas Penyerapan Cu2+ Oleh Biosorben Kulit Mangium 12Penyerapan Cu2+ Oleh Beberapa Jenis Bahan Penyerap DalamLarutan Artifisial Tunggal 13Karakteristik Kulit Mangium 14Perubahan Indeks Kristalinitas Biosorben Kulit Mangium 15Perubahan Gugus Fungsi Biosorben Kulit Mangium 16Karekteristik Permukaan dan Unsur Penyusun Biosorben KulitMangium 18

4 SIMPULAN DAN SARAN 19Simpulan 19Saran 20

DAFTAR PUSTAKA 20LAMPIRAN 26RIWAYAT HIDUP 31

DAFTAR TABEL

1 Kandungan ion logam berat dalam limbah cair pertambangan emas 82 Pengaruh waktu kontak dan konsentrasi Cu2+ terhadap persentase

penyerapan Cu2+ 113 Karakteristik kulit mangium 144 Hasil perhitungan indeks kristalinitas dan bagian amorf biosorben

kulit mangium 165 Pengujian EDS biosorben kulit mangium 19

DAFTAR GAMBAR

1 Pengaruh jenis ion logam berat dalam larutan artifisial tunggal ( ),larutan artifisial campuran ( ), dan limbah cair ( ) terhadappersentase penyerapan Cu2+, Hg2+, Pb2+, dan Ni2+ oleh biosorbenkulit mangium 7

2 Pengaruh dosis biosorben kulit mangium terhadap persentasepenyerapan Cu2+ pada konsentrasi ion logam berat 50 mg/L. Hurufyang berbeda pada histogram menunjukkan nilai persentasepenyerapan yang berbeda nyata (α = 0.05) berdasarkan uji lanjutDuncan 9

3 Pengaruh pH larutan terhadap persentase penyerapan Cu2+ padakonsentrasi ion logam berat 50 mg/L dan dosis biosorben kulitmangium 400 mg. Huruf yang berbeda pada histogrammenunjukkan nilai persentase penyerapan yang berbeda nyata(α = 0.05) berdasarkan uji lanjut Duncan 10

4 Pengaruh waktu kontak dan konsentrasi awal ion logam berat 50mg/L ( ) dan 25 mg/L ( ) terhadap kapasitas penyerapan Cu2+

pada dosis biosorben kulit mangium 400 mg dan pH larutan 4 125Pengaruh Pengaruh jenis bahan penyerap terhadap persentase penyerapan Cu2+

pada dosis bahan penyerap 400 mg, pH larutan 4, waktu kontak 40menit, dan konsentrai Cu2+ 50 mg/L. Huruf yang berbeda padahistogram menunjukkan nilai persentase penyerapan yang berbedanyata (α = 0.05) berdasarkan uji lanjut Duncan 13

6 Bagian puncak-puncak kuat ( ) pada grafik XRD biosorben kulitmangium (a) Sebelum dan (b) setelah penyerapan Cu2+ 15

7 Bagian puncak-puncak tidak simetris ( ) pada spektrum FTIRbiosorben kulit mangium (a) sebelum dan (b) setelah penyerapanCu2+ 17

8 Bagian pori-pori ( ) pada foto SEM biosorben kulit mangiumperbesaran 500x (a) sebelum dan (b) setelah penyerapan Cu2+ 18

DAFTAR LAMPIRAN

1 Hasil analisis statistik pengaruh dosis biosorben kulit mangiumterhadap persentase penyerapan Cu2+ 26

2 Hasil analisis statistik pengaruh pH larutan terhadap persentasepenyerapan Cu2+ 27

3 Hasil analisis statistik pengaruh waktu kontak dan konsentrasi ionlogam berat terhadap persentase penyerapan Cu2+ 28

4 Hasil analisis statistik pengaruh jenis bahan penyerap terhadappenyerapan Cu2+ dalam larutan artifisal tunggal 30

1 PENDAHULUAN

Latar Belakang

Penurunan kandungan ion logam berat di dalam limbah cair cukupdiperhatikan oleh industri-industri di Indonesia tetapi hal ini terhalang oleh belumditemukannya metode yang tepat. Padahal, kandungan ion logam berat yangtinggi di dalam limbah cair berdampak negatif terhadap makhluk hidup danlingkungannya. Ion-ion logam berat merupakan materi non-biodegradable yangbisa berakumulasi pada makhluk hidup dan menyebabkan berbagai jenis penyakitatau kelainan (Bailey et al. 1999). Beberapa jenis ion logam berat, seperti timbal(Pb2+) dan nikel (Ni2+) dapat menyebabkan kelainan terhadap organ tubuh dansignifikan beracun bagi makhluk hidup serta lingkungannya (Surchi 2011; Yu etal. 2001). Menurut United Stated Environmental Protection Agency (EPA) Ni2+

sangat beracun bagi makhluk hidup dan batas minimal kandungan Ni2+ di dalamair minum sebesar 0.5 mg/L (Reddy et al. 2011). Paparan Pb2+ dan ion tembaga(Cu2+) dapat mengakibatkan kerusakan terhadap organ otak dan tulang (Hidayat etal. 2014). Masuknya Cu2+ berlebih ke dalam tubuh manusia dapat mengakibatkankerusakan hati, iritasi kelenjar getah, dan kelainan ginjal (Chowdhury et al. 2011).World Health Organization (WHO) menyebutkan kandungan maksimal Cu2+ didalam air minum sebesar 1.5 mg/L. Selain itu, paparan ion logam berat merkuri(Hg2+) ke lingkungan dapat menyebabkan penyakit minamata, seperti yangdiderita oleh penduduk di sekitar pertambangan PT Newmont Minahasa Raya(Lutfillah 2011).

Menurunkan kandungan ion logam berat di dalam limbah cair dapatmenggunakan beberapa metode, seperti precipitation, ion exchange, filtration,electrode-position, dan reverse osmosis (Rao et al. 2000). Sebagian besar darimetode yang tersedia sudah diterapkan tetapi tidak memuaskan dari segi biaya(Marchetti et al. 2000). Biaya yang cenderung mahal mengakibatkan sedikitindustri yang benar-benar serius untuk menurunkan konsentrasi ion logam berat didalam limbahnya. Penggunan metode-metode tersebut selain memerlukan biayayang besar juga bisa mengalami kegagalan untuk mengurangi kandungan ionlogam berat sampai batas yang bisa dilepaskan ke lingkungan (Matheickhal et al.1997). Absorption merupakan salah satu metode yang efisien untuk menurunkankadar ion logam berat di dalam limbah cair. Metode ini memanfaatkan suatubahan untuk menyerap atau mengikat ion logam berat, seperti arang aktif.Penggunaan arang aktif kurang efisien dalam skala besar karena membutuhkanbiaya besar (McKay dan Porter 1997). Selain arang aktif, bisa menggunakanbahan penyerap lainnya yang relatif murah, seperti kulit kayu, daun, serbukgergaji, dan bahan biomassa lainnya (Tan 1985; Vázquez et al. 2002; Nehrenheimdan Gustafsson 2008). Oleh karena itu, suatu alternatif bahan untuk menyerap ionlogam berat yang lebih murah dan mudah diperoleh untuk pengelolaan air limbahdi Indonesia diperlukan.

Limbah industri pertanian, perkebunan, dan kehutanan dapat digunakansebagai biosorben untuk penyerapan ion logam berat. Beberapa penelitianmenunjukkan bahwa limbah daun teh, kulit kayu pinus, kulit kacang, serbukgergajian kayu, dan kulit juniper yang mengandung senyawa fenolik tinggi

2

merupakan bahan ideal untuk menurunkan ion logam berat (Tan 1985; Vázquez etal. 2002; Nehrenheim dan Gustafsson 2008; Randall et al. 1974; Yasemin danZeki 2007; Shin et al. 2007; Seki et al. 1997). Kulit kayu yang mengandung tanindapat menyerap ion logam berat karena tanin memiliki bagian aktif, seperticatechol dan pyrogallol yang bisa bereaksi dengan kation ion logam berat(Yasemin dan Zeki 2007; Pizzi et al. 1986). Selain itu, kandungan gugusfungsional, seperti karboksil, hidroksil, sulfidril, amida, dan amina yang terdapatdi dalam kulit kayu juga memiliki kemampuan tinggi dalam mengikat ion logamberat (Xiao dan Thomas 2004). Kulit mangium mengandung tanin yang cukuptinggi sekitar 23.30% (Hoong et al. 2010). Berdasarkan hal tersebut kulitmangium berpotensi digunakan sebagai biosorben untuk menyerap ion logamberat.

Hutan Tanaman Industri (HTI) di Indonesia didominasi oleh tegakanmangium. Hasil estimasi bersih menunjukkan luasan tegakan mangium tersebutmencapai 67% dari total keseluruhan luasan tegakan mangium di dunia (FAO2002). Pada tahun 2002 total luasan hutan tanaman untuk jenis cepat tumbuhmeningkat mencapai 1 juta ha di Indonesia dan tegakan mangium mendominasisekitar 80% dari luasan tersebut (Rimbawanto 2002; Barry et al. 2004). Sebanyak1.82 juta ha dari luasan HTI sebesar 3,03 juta ha di tahun 2006 ditunjukkan untukproduksi pulp dan kertas (Manurung et al. 2007). Selain itu, di Indonesia tegakanmangium juga diusahakan oleh rakyat dalam skala kecil sebagai bahan bakuindustri penggergajian (Krisnawati et al. 2011). Mangium yang berumur 5-7 tahunbisa menghasilkan biomassa sekitar 60.47-95.85 ton/ha dengan kulit kayu 7.28-8.83 ton/ha (Muladi et al. 2001). Berdasarkan estimasi jumlah log yang disuplaiPT Musi Hutan Persada untuk PT Tanjung Enim Lestari, limbah kulit mangiumyang dihasilkan sebesar 15.18 ton/hari atau sebesar 12-17% (Pari et al. 2000).Pemanfaatan kulit mangium selama ini hanya untuk bahan bakar boiler sehinggaperlu dilakukan peningkatan nilai tambah dan efisiensi pemanfaatannya. Salahsatunya mengembangkan kulit mangium sebagai biosorben untuk menurunkankandungan ion logam berat pada limbah cair industri.

Perumusan Masalah

Permasalahan yang dirumuskan dalam penelitian ini adalah 1)Bagaimanakah kinerja biosorben kulit mangium (serbuk kulit mangium yangdirendam dalam air dingin selama 48 jam) untuk menyerap Hg2+, Cu2+, Pb2+, Ni2+

di dalam larutan artifisial tunggal, campuran, dan limbah cair pertambangan emas,serta ion logam berat manakah yang terpilih pada larutan artifisial tunggal untukpengujian tahap lebih lanjut ?, 2) Bagaimana pengaruh dosis biosorben, pHlarutan, waktu kontak, dan konsentrasi ion logam berat terhadap persentasepenyerapan ion logam berat terpilih dan menentukan nilai kapasitaspenyerapannya pada kondisi optimal, serta bagaimanakah kinerja penyerapan ionlogam berat terpilih oleh biosorben kulit mangium, kulit mangium tanpaperlakuan, dan arang aktif komersial ?, dan 3) Adakah perubahan karakteristikbiosorben setelah proses penyerapan ion logam berat terpilih ?.

3

Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah 1) Menentukanpersentase penyerapan Hg2+, Cu2+, Pb2+, dan Ni2+ oleh biosorben kulit mangiumdalam larutan artifisial tunggal, campuran, dan limbah cair pertambangan emasdan menentukan ion logam berat terpilih pada larutan artifisial tunggal untukpengujian tahap lebih lanjut berdasarkan persentase penyerapan terbesar, 2)Menganalisis pengaruh dan kondisi optimal dari parameter dosis biosorben, pHlarutan, waktu kontak, dan konsentrasi ion logam berat dalam larutan artifisialtunggal terhadap persentase penyerapan ion logam berat terpilih, sertamenentukan kapasitas penyerapan dan kinerja penyerapan ion logam berat terpiliholeh biosorben kulit mangium, kulit mangium tanpa perlakuan, dan arang aktifkomersial, dan 3) Karakterisasi biosorben kulit mangium sebelum dan setelahpenyerapan ion logam berat terpilih pada persentase penyerapan terbesar.

Manfaat Penelitian

Manfaat yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah 1) Memberikaninformasi tingkat persentase penyerapan ion logam berat dari larutan artifisial danlimbah cair pertambangan emas oleh biosorben kulit mangium, kulit mangiumtanpa perlakuan, dan arang aktif komersial, 2) Memberikan informasi kondisioptimal penyerapan ion logam berat terpilih oleh biosorben kulit mangiumberdasarkan dosis biosorben, pH larutan, waktu kontak, dan konsentrasi ion logamberat terhadap persentase penyerapan ion logam berat terpilih, 3) Memberikaninformasi kapasitas penyerapan biosorben kulit mangium terhadap ion logamberat terpilih pada kondisi optimal, dan 4) Memberikan informasi karakteristikkulit mangium dan biosorben kulit mangium sebelum dan setelah penyerapan ionlogam berat terpilih pada kondisi persentase penyerapan terbesar.

2 METODE

Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian dilaksanakan di beberapa laboratorium. Penyiapan bahan bakudan pengujian penyerapan ion logam dilakukan di Lab. Kimia Hasil Hutan,Fahutan, IPB. Analisis X-ray diffraction (XRD) dan atomic absorptionspectroscopy (AAS) dilakukan di Lab. Instrumentasi Fisika, FMIPA, IPB danLab. Terpadu Departemen Teknologi Industri, Fateta IPB. Analisis scanningelectron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), danfourier transform infrared (FTIR) masing-masing dilaksanakan diPUSTEKOLAH Bogor dan Biofarmaka IPB. Penelitian dilaksanakan mulai bulanApril 2014 sampai Juli 2015.

4

Alat dan Bahan Penelitian

Bahan utama adalah kulit mangium dari 3 individu berbeda yang berasaldari Bogor, Jawa Barat. Semua bahan kimia yang digunakan adalah grade analisis(PA), seperti etanol, H2SO4, CH3COOH, dan NaClO2 dari Merck KGaA,Darmstadt, Germany. Pengaturan pH larutan dilakukan dengan penambahan 0.1M HCl (Merck KGaA, Darmstadt, Germany) dan 0.1 M NaOH (MacronChemical). Penentuan pH larutan menggunakan pH meter (HM-20J). Larutanartifisial logam berat dibuat dari pengenceran larutan standar 1000 mg/L dalam airsuling. Larutan standar yang digunakan adalah Cu(NO3)2 dalam HNO3 0.5 mol/L,Pb(NO3)2 dalam HNO3 0.5 mol/L, Pb(NO3)2 dalam HNO3 0.5 mol/L, danHg(NO3)2 dalam HNO3 2 mol/L dari Merck KGaA, Darmstadt, Germany, danarang aktif produk PT Brataco. Larutan limbah cair pertambangan emas diperolehdari PT Aneka Tambang (Antam), Pongkor, Jawa Barat. Peralatan yangdigunakan pada penelitian ini adalah alat pengujian SEM (ZEISS EVO’50), alatpengujian EDS (BRUKER 133eV), alat pengujian XRD (GBC-EMMA), alatpengujian FTIR (BRUKER TENSOR 37), alat pengujian kadar ion logam beratAAS (Perkin Elmer AAnalist 100), alat-alat pengujian proksimat, dan alat-alatpenunjang lainnya.

Persiapan Biosorben

Kulit kayu mangium diperoleh dari batang pohon mangium berumur 6-7tahun dari 3 individu berbeda yang tumbuh pada perkebunan warga di KabupatenBogor. Kulit kayu dibuat chip dan dikeringudarakan. Setelah kering, kulit kayudiperkecil ukurannya menggunakan wiley mill menjadi serbuk kulit mangiumberukuran 40-60 mesh. Serbuk kulit diberi perlakuan perendaman air dinginselama 48 jam kemudian dikeringkan di oven pada suhu 75 oC selama 24 jam.Setelah itu serbuk kulit mangium dimasukkan ke dalam desikator ±10 menit dankemudian dimasukkan ke dalam plastik segel dan disimpan di dalam desikatorkembali sebelum digunakan. Serbuk kulit mangium yang sudah diberi perlakuandan siap digunakan ini disebut biosorben kulit mangium.

Pengujian Penyerapan Ion Logam Berat

Pengujian penyerapan dilakukan pada 3 jenis tipe larutan uji, yaitu: 1)Larutan artifisial tunggal yang masing-masing larutan hanya terdiri dari satu jenision logam berat Hg2+, Cu2+, Pb2+ atau Ni2+, 2) Larutan artifisial campuran yangdibuat dengan mencampurkan 4 jenis ion logam berat Hg2+, Cu2+, Pb2+, dan Ni2+,serta 3) Limbah cair pertambangan emas dari PT Antam. Pada pengujian ini,kinerja penyerapan biosorben terhadap jenis ion logam berat dan kondisi ionlogam berat dalam larutan dibandingkan. Berdasarkan hasil pengujian ini, satujenis ion logam berat dari larutan artifisial tunggal yang menghasilkan nilaipersentase penyerapan paling besar dipilih untuk pengujian selanjutnya.

Percobaan penyerapan ion logam berat dilakukan pada labu erlenmeyer100 mL dengan 50 mL larutan uji dan ditambahkan 200 mg biosorben. Setelahitu, labu ditutup rapat dan diletakkan di atas pengaduk magnetik dengan kecepatan

5

300 rpm pada suhu ruangan ±25 oC. Setelah 3 jam, pemisahan antara biosorbendan larutan dilakukan dengan kertas saring. Penggunaan kertas saring jugadilakukan pada larutan kontrol. Konsentrasi ion logam berat dalam larutanditentukan menggunakan AAS (Reddy et al. 2011).

Optimalisasi Proses Penyerapan Ion Logam Berat

Pada tahap kedua dilakukan percobaan untuk mengetahui kondisi optimalproses penyerapan. Ion logam berat yang terpilih pada tahap pertama diuji lebihlanjut untuk mengetahui kondisi optimal proses penyerapan. Pengujian inimenggunakan beberapa parameter penting, yaitu: 1) Dosis biosorben (200, 300,400, 500, 600, dan 700 mg), setelah diperoleh nilai optimal dosis biosorben makanilai tersebut digunakan untuk menentukan kondisi optimal pH larutan; 2) pHlarutan (2, 3, 4, 5, 6, dan 7), nilai optimal dari dosis biosorben dan pH larutanyang diperoleh digunakan untuk menentukan nilai optimal dari waktu kontak dankonsentrasi ion logam berat; 3) Waktu kontak (10, 20, 30, 40, 50 ,60, dan 70menit); dan 4) Kosentrasi ion logam berat dalam larutan artifisial tunggal (25 dan50 mg/L). Data waktu kontak dan konsentrasi ion logam berat digunakan untukmenganalisis nilai kapasitas penyerapan. Setelah itu dilakukan pengujian kinerjabiosorben kulit mangium dengan menggunakan perbandingan bahan bahanpenyerap kulit mangium tanpa perlakuan dan arang aktif komersial pada kondisiyang menghasilkan nilai persentase penyerapan terbesar. Pemilihan setiap kondisioptimal parameter dilakukan menggunakan uji anova statistik dengan uji lanjutLeast Significant Different (LSD) dan Duncan. Pada setiap pengujian digunakanulangan sebanyak 3 kali.

Perhitungan Persentase dan Kapasitas Penyerapan

Perhitungan persentase penyerapan, yaitu rasio jumlah ion logam beratyang diserap dengan jumlah ion logam berat awal Qf, menggunakan perhitungandengan persamaan di bawah ini:

Persentase penyerapan = ((Ci – Cf)/Ci) x 100%

Simbol Ci menyatakan konsentrasi awal ion logam berat (mg/L) dan Cfadalah konsentrasi ion logam berat pada kondisi akhir (mg/L) (Zare et al. 2015).Perhitungan kapasitas penyerapan, yaitu jumlah ion logam berat yang diserap persatuan massa biosorben (mg/g), dihitungan dengan persamaan di bawah ini:

Qf = (Ci – Cf). V/m

Simbol qt menyatakan jumlah ion logam berat yang diserap pada kondisiakhir (mg/g), C0 adalah konsentrasi awal ion logam berat (mg/L), Ct adalahkonsentrasi ion logam berat pada kondisi akhir (mg/L), V adalah volume larutanion logam berat (L), dan m adalah massa biosorben yang digunakan (g) (Reddy etal. 2011; Yasemin dan Zeki 2007).

6

Karakteristik Biomassa

Pengujian karakteristik biomassa dilakukan untuk mengetahui kondisidasar biosorben. Pengujian karakteristik biomassa yang dilakukan pada bahanbiosorben kulit mangium, yaitu: 1) Pengujian proksimat, seperti kadar air (TAPPIT 264 om-88), volatile matter (ASTM E872-82), kadar abu (TAPPI T 211 om-02), dan karbon terikat (Cordero et al. 2001) dan 2) Analisis komponen kimia,seperti persiapan sampel (TAPPI T 264 om-88), kelarutan etanol-benzena (TAPPIT 204 om-88), holoselulosa (Browning 1967), hemiselulosa dan selulosa (TAPPIT 203 cm-99; Browning 1967), dan lignin (TAPPI T 222 om-88; Dence 1992;Yoshihara et al. 1984).

Pengujian karakteristik dilakukan pada biosorben kulit mangium sebelumdan setelah proses penyerapan ion logam berat terpilih. Hal ini bertujuanmengetahui perubahan pada biosorben kulit mangium setelah digunakan untukproses penyerapan ion logam berat terpilih. Pengujian yang dilakukan, yaitu: 1)Pengujian morfologi biosorben menggunakan SEM, 2) Pengujian unsur penyusunbiosorben dengan EDS, 3) Pengujian indeks kristalinitas dan bagian amorf denganXRD, dan 4). Pengujian perubahan kondisi gugus fungsi biosorben kulit mangiummenggunakan FTIR.

Analisis Data

Analisis data dilakukan dengan cara deskriptif dengan menggunakangrafik dan statistik menggunakan software MINITAB 14 dan SPSS Statistics 17untuk memberikan kesimpulan dan jawaban fenomena yang terjadi dalampercobaan.

3 HASIL DAN PEMBAHASAN

Penyerapan Ion Logam Berat Dalam Beberapa Jenis Larutan

Hasil persentase penyerapan ion logam berat oleh biosorben kulitmangium pada larutan artifisial tunggal menunjukkan nilai yang beragam.Persentase penyerapan ion logam Cu2+ > Ni2+ > Pb2+ > Hg2+ pada larutan artifisialtunggal (Gambar 1). Pola persentase penyerapan ini serupa dengan penyerapanCu2+, Ni2+, Zn2+, dan Pb2+ oleh biosorben daun neem (Oboh et al. 2009).Persentase penyerapan Cu2+ memiliki nilai yang paling besar dibandingkan ionlogam berat lainnya. Hal ini diperkirakan dipengaruhi oleh faktor jari-jari atomion logam berat, Cu2+ memiliki jari-jari atom terkecil dibanding dibandingkan ionlogam berat lainnya (Clementi et al. 1967). Faktor jari-jari atom dapatmempengaruhi kuat dan lemahnya ikatan yang terjadi, semakin pendek jari-jariatom maka semakin stabil dan kuat ikatan yang dibentuk (McBride 1994). Selainitu kombinasi antara jari-jari atom dan keelektronegatifan diperkirakan jugamempengaruhi pernsetase penyerapan ion logam berat. Cu2+ dan Ni2+ memilikikeelektronegatifan yang cukup besar dibandingkan ion logam berat lainnya,seperti Pb2+ dan Hg2+ (Allred dan Rochow 1985). Semakin besar

7

keelektronegatifan maka akan semakin kuat berikatan kovalen dengan atom Odalam gugus aktif biosorben (Brown et al. 2000).

Gambar 1 Pengaruh jenis ion logam berat dalam larutan artifisial tunggal ( ),larutan artifisial campuran ( ), dan limbah cair ( ) terhadappersentase penyerapan Cu2+, Hg2+, Pb2+, dan Ni2+ oleh biosorben kulitmangium

Hasil pengujian penyerapan ion logam berat oleh biosorben kulit mangiumpada larutan artifisial campuran menunjukkan persentase penyerapan Hg2+ > Cu2+

> Pb2+ > Ni2+ (Gambar 1). Pola penyerapan tersebut serupa dengan penyerapanCu2+, Pb2+, Ni2+, dan Co2+ pada larutan artifisial campuran oleh biosorbencangkang buah nipah (Hidayat et al. 2014). Hg2+ memiliki nilai persentasepenyerapan paling besar dalam larutan artifisial campuran jika dibandingkan ionlogam berat lainnya. Hal ini sangat berbeda jika dibandingkan dengan nilaipersentase penyerapannya pada larutan artifisial tunggal. Fenomena peningkatanpersentase penyerapan Hg2+ pada larutan artifisial campuran ini, diperkirakankarena adanya reaksi antara ion-ion logam berat yang dicampur dalam 1 larutan(Appel dan Na-Oy 2014). Reaksi ini diperkirakan mengubah Hg2+ menjadi lebihaktif dan lebih sesuai terhadap geometri gugus aktif biosorben sehinggameningkatkan persentase penyerapannya. Pengikatan ion logam berat oleh gugusaktif memerlukan kesesuaian jenis, ukuran, dan geometri antara gugus aktifdengan ion logam berat yang akan berikatan (Nieboer dan Richardson 1980).

Hasil pengujian kandungan ion logam berat pada limbah cairpertambangan emas PT Antam menunjukkan kandungan Cu2+ yang paling besardibandingkan dengan ion logam berat lainnya (Tabel 1). Kandungan Cu2+ padalimbah ini sangat besar jika dibandingkan dengan limbah cair pertambangan emasdari Tarkwa, Ghana, yang hanya 0.93 mg/L (Ato et al. 2010). Kandungan lain,seperti Hg2+, Ni2+, dan Pb2+ pada sampel limbah yang diuji sangat kecil atauberada di bawah batas deteksi alat 0.001 mg/L. Hal berbeda ditunjukkan padapengujian limbah cair pertambangan emas di Datuku, Talensi-Nabdam, yangmemiliki kandungan Hg2+ 0.002-0.02 mg/L (Cobbina et al. 2013). Selain itu,pengujian limbah cair pertambangan emas dari Tarkwa, Ghana, juga menunjukkanadanya kandungan Pb2+ sebesar 0.65 mg/L (Ato et al. 2010). Perbedaan ini terjadikarena perbedaan metode atau proses pengolahan pada setiap industri

8

pertambangan emas (Logsdon et al. 1999). PT Antam pada saat ini tidakmenggunakan Hg2+ sebagai bahan kimia utama untuk mengikat logam mulia.Penggunaan Hg2+ telah digantikan dengan bahan kimia NaCN atau sianida.Berbeda pada pertambangan kecil di Datuku, Talensi-Nabdam, yang masihmenggunakan Hg2+ untuk mengikat logam mulia dalam proses amalgamation.

Tabel 1 Kandungan ion logam berat dalam limbah cair pertambangan emas

No. Ion logam berat Konsentrasi dalam limbah PT Antam (mg/L)1 Cu2+ 7 ± 0.0042 Hg2+ < 0.0013 Pb2+ < 0.0014 Ni2+ < 0.001

Hasil pengujian penyerapan Cu2+ pada limbah cair pertambangan emas olehbiosorben kulit mangium menunjukkan nilai persentase penyerapan sebesar42.89%. Persentase penyerapan Cu2+ tersebut hampir sama dengan persentasepenyerapan Cu2+ pada larutan artifisial tunggal (Gambar 1). Hal ini karena keduajenis larutan tersebut sama-sama mengandung 1 jenis ion logam berat, yaitu Cu2+.Berdasarkan hal tersebut larutan artifisial tunggal dapat dimanfaatkan untuksimulasi penyerapan ion logam berat pada limbah cair yang mengandung 1 jenision logam berat.

Pengaruh Dosis Biosorben Terhadap Penyerapan Cu2+

Hasil pengujian menunjukkan bahwa penambahan dosis biosorben kulitmangium sampai dengan dosis tertentu dapat meningkatkan persentasepenyerapan Cu2+ (Gambar 2). Hasil analisis statistik (Lampiran 1) menunjukkanbahwa dosis biosorben berpengaruh sangat nyata terhadap persentase penyerapanCu2+ (α = 0.01). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa dosis biosorben 400mg menghasilkan persentase penyerapan Cu2+ yang lebih tinggi dan berbeda nyata(α = 0.05) dengan dosis 200 dan 300 mg. Akan tetapi, dosis biosorben 400 mgmenghasilkan persentase penyerapan Cu2+ yang tidak berbeda nyata dengan dosisbiosorben 500, 600, dan 700 mg (Gambar 2). Oleh karena itu, dipilih dosisbiosorben 400 mg sebagai dosis optimal proses penyerapan Cu2+ yangmenghasilkan persentase penyerapan sebesar 70.23%.

Persentase penyerapan Cu2+ meningkat dengan penambahan dosisbiosorben sampai dosis 400 mg (Gambar 2). Fenoma ini serupa denganpenyerapan Cu2+ oleh biosorben dried activated sludge (DAS) serta penyerapanCd2+ dan Pb2+ oleh biosorben daun Acacia nilotica (Zare et al. 2015; Waseem etal. 2014). Meskipun berbeda jenis biosorben, pola penyerapan yang terjadimemiliki kesamaan. Hal ini karena bio-material memiliki gugus aktif yang samauntuk mengikat ion logam berat, seperti karboksil, karbonil, hidroksil, amina, danamida (Xiao dan Thomas 2004). Penambahan dosis biosorben akan menyediakanruang-ruang aktif pada permukaan biosorben yang semakin banyak sehinggadapat meningkatkan persentase penyerapan ion logam berat (Torab-Mostaedi2013; Annie et al. 2015).

9

a

bc c c

c

Gambar 2 Pengaruh dosis biosorben kulit mangium terhadap persentasepenyerapan Cu2+ pada konsentrasi ion logam berat 50 mg/L. Hurufyang berbeda pada histogram menunjukkan nilai persentasepenyerapan yang berbeda nyata (α = 0.05) berdasarkan uji lanjutDuncan

Persentase penyerapan Cu2+ oleh biosorben kulit mangium tidakmeningkat dengan penambahan dosis di atas 400 mg (Gambar 2). Fenomena ini,sejalan dengan persentase penyerapan Cu2+ oleh biosorben chitosan danpenyerapan Ni2+ oleh biosorben serat kenaf (Morales et al. 2011; Annie et al.2015). Hal ini karena jumlah ion logam berat yang terikat pada biosorben dan ionlogam berat yang bebas dalam larutan relatif konstan, walaupun dilakukanpenambahan dosis biosorben lebih lanjut. Kondisi ini disebut telah mencapaikesetimbangan sehingga tidak terjadi penyerapan ion logam berat lebih lanjut(Jaya dan Das 2014).

Pengaruh pH Larutan Terhadap Penyerapan Cu2+

Hasil pengujian menunjukkan bahwa sampai nilai pH tertentu, semakinbesar pH larutan maka persentase penyerapan Cu2+ oleh biosorben kulit mangiumjuga semakin tinggi (Gambar 3). Hasil analisis statistik (Lampiran 2)menunjukkan bahwa tingkat pH larutan berpengaruh sangat nyata (α = 0.01)terhadap persentase penyerapan Cu2+. Hasil uji lanjut Duncan menunjukkanbahwa pH larutan 4 menghasilkan persentase penyerapan Cu2+ yang lebih tinggidan berbeda nyata (α = 0.05) dengan pH larutan 2 dan 3. Akan tetapi, pH larutan 4menghasilkan persentase penyerapan Cu2+ yang tidak berbeda nyata dengan pHlarutan 5, 6, dan 7 (Gambar 3). Berdasarkan hasil ini, dipilih pH larutan 4 sebagaipH optimal proses penyerapan Cu2+ yang menghasilkan persentase penyerapansebesar 95.31%.

pH larutan sangat berpengaruh terhadap proses penyerapan ion logamberat (Iqbal dan Edyvean 2005). Tingkat pH larutan dapat mempengaruhi derajatpemisahan gugus fungsional biosorben dan kelarutan ion logam berat (Deng et al.2007). Selain itu, tingkat pH larutan berpengaruh terhadap komposisi ion-ion

10

a

b

c c c c

logam berat yang dapat diikat oleh gugus aktif biosorben sehingga mempengaruhiproses pertukaran ion (Jaya dan Das 2014).

Gambar 3 Pengaruh pH larutan terhadap persentase penyerapan Cu2+ padakonsentrasi ion logam berat 50 mg/L dan dosis biosorben kulitmangium 400 mg. Huruf yang berbeda pada histogram menunjukkannilai persentase penyerapan yang berbeda nyata (α = 0.05)berdasarkan uji lanjut Duncan

Pola persentase penyerapan Cu2+ oleh biosorben kulit mangium padakondisi variasi pH larutan yang terjadi serupa dengan penyerapan Cu2+ olehbiosorben DAS (Zare et al. 2015). pH larutan yang tinggi mengakibatkanpermukaan biosorben menjadi lebih negatif dan jumlah H+ semakin berkurangsehingga mendukung terjadinya pengikatan ion logam berat (Masud danAnantharaman 2005; Zafar et al. 2008; Yan dan Viraraghavan 2003). Padakondisi pH larutan rendah terjadi persaingan pengikatan antara ion logam beratdan H+ oleh gugus aktif biosorben sehingga persentase penyerapan ion logamberat cenderung menurun (Huang et al. 1988; Jaya dan Das 2014).

Pengaruh Waktu Kontak dan Konsentrasi Cu2+ TerhadapPenyerapan Cu2+

Hasil analisis statistik (Lampiran 3) menunjukkan bahwa waktu kontakmemberikan pengaruh yang sangat nyata (α = 0.01) terhadap persentasepenyerapan Cu2+ pada konsentrasi Cu2+ 25 mg/L tetapi tidak memberikanpengaruh pada konsentrasi Cu2+ 50 mg/L. Faktor konsentrasi Cu2+ memberikanpengaruh yang sangat nyata (α = 0.01) terhadap persentase penyerapan Cu2+.Hasil uji lanjut Duncan pada konsentrasi Cu2+ 25 mg/L menunjukkan bahwawaktu kontak 10 menit menghasilkan persentase penyerapan Cu2+ yang lebihrendah dan berbeda nyata (α = 0.05) dibandingkan dengan waktu kontak lainnyayang lebih tinggi. Akan tetapi, persentase penyerapan Cu2+ antara waktu kontak20 menit tidak berbeda dibandingkan dengan waktu kontak yang lebih lama(Tabel 2).

11

Pola penyerapan yang terjadi pada konsentrasi Cu2+ 25 mg/L serupadengan penyerapan Ce3+ dan La3+ oleh biosorben dari limbah bio-material (Jayadan Das 2015). Laju penyerapan ion logam berat meningkat secara cepat padaawal proses penyerapan kemudian perlahan menurun sampai kondisikesetimbangan (Ho dan McKay 1998). Melambatnya proses penyerapan karenaberkurangnya ruang aktif kosong pada permukaan biosorben sehingga terjadikejenuhan yang memunculkan gaya tolak-menolak antara molekul pada larutandan biosorben (Saravanane et al. 2002; Verma et al. 2006). Secara alami gugusaktif pada biosorben memerlukan waktu untuk mencapai kondisi kesetimbangan(Adie et al. 2012). Oleh karena itu, waktu kontak menjadi parameter pentinguntuk meningkatkan proses penyerapan ion logam berat (Kutahyali et al. 2010).Pada konsentrasi Cu2+ 50 mg/L waktu kontak tidak memberikan pengaruhberbeda terhadap persentase penyerapan Cu2+ (Tabel 2). Hal ini karena kondisilarutan dengan konsentrasi tinggi akan menyediakan gaya untuk mendatangkanion-ion logam berat (Jaya dan Das 2014; Dang et al. 2009). Gaya yang muncul inidiperkirakan memberikan pengaruh yang lebih besar terhadap persentasepenyerapan Cu2+ dibandingkan dengan pengaruh waktu kontak.

Tabel 2 Pengaruh waktu kontak dan konsentrasi Cu2+ terhadap persentasepenyerapan Cu2+

Waktu kontak (menit)(sn) Konsentrasi Cu2+ (mg/L)(sn), 2)

25 5010 64.75±7.42 a 82.58±1.32 a20 83.03±4.27 b 89.79±3.38 a30 83.29±5.82 b 92.58±3.81 a40 84.42±4.55 b 93.47±4.97 a50 82.63±4.03 b 88.90±7.56 a60 83.69±7.44 b 92.87±9.29 a70 83.65±7.94 b 92.03±6.63 a

Rata-rata1, 3) 80.78±9.03 x 90.32±6.08 yKeterangan 1) rata-rata dari 7 ulangan, 2) rata-rata dari 3 ulangan, 3) huruf yang berbeda padalajur/baris rata-rata menunjukan persentase penyerapan yang berbeda nyata (α = 0.05) berdasarkanhasil uji Duncan.

Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa konsentrasi Cu2+ 50 mg/Lmemberikan nilai persentase penyerapan Cu2+ tertinggi dan berbeda nyata (α =0.05) dengan konsentrasi Cu2+ 25 mg/L. Fenomena serupa ditemukan padapenyerapan Ce3+ dan La3+ oleh biosorben dari dari limbah bio-material (Jaya danDas 2015). Konsentrasi ion logam berat yang besar akan menyediakan gaya untukmendatangkan ion-ion logam berat yang terhalang diantara fase padat dan larutanpada permukaan biosorben (Jaya dan Das 2014; Dang et al. 2009). Hal ini akanmeningkatkan persentase penyerapan ion logam berat oleh biosorben.Berdasarkan hasil pengujian pengaruh waktu kontak dan konsentrasi Cu2+ kondisioptimal proses penyerapan yang menghasilkan persentase penyerapan Cu2+

sebesar 82.58% adalah waktu kontak 10 menit dan konsentrasi Cu2+ 50 mg/L.

12

Kapasitas Penyerapan Cu2+ Oleh Biosorben Kulit Mangium

Gambar 4 menunjukkan hasil perhitungan nilai kapasitas penyerapan Cu2+

oleh biosorben kulit mangium. Pola nilai kapasitas penyerapan yang samadiperoleh pada penyerapan Al3+ oleh biosorben kulit Eucalyptus camaldulensisdan penyerapan La3+ oleh biosorben dari limbah bio-material, seperti serbukgergaji neem, kulit buah jagung, dan kulit jeruk (Rajamohan et al. 2014; Jaya danDas 2014). Ion logam berat memerlukan waktu tertentu untuk sampai danberikatan dengan ruang-ruang aktif pada biosorben (Rajamohan et al. 2014).Terisinya ruang-ruang aktif di biosorben mengakibatkan penurunan kapasitaspenyerapan yang disebut dengan kondisi mulai mencapai kesetimbangan (Vermaet al. 2006).

Gambar 4 Pengaruh waktu kontak dan konsentrasi Cu2+ 50 mg/L ( ) dan 25mg/L ( ) terhadap kapasitas penyerapan Cu2+ pada dosis biosorbenkulit mangium 400 mg dan pH larutan 4

Hasil menunjukkan semakin besar konsentrasi ion logam berat dapatmeningkatkan nilai kapasitas penyerapan (Gambar 4). Fenomena yang samaterjadi pada penyerapan Pb2+ oleh biosorben Melocanna baccifera Roxburgh danjuga diungkapkan dari hasil telaah referensi terhadap penyerapan Cu2+ olehbiosorben cangkang kelapa sawit dan Cd2+ oleh biosorben ganggang laut(Lalhruaitluanga et al. 2010; Abdel-Ghani dan El-Chaghaby 2014). Semakin besarkonsentrasi ion logam berat maka rasio jumlah ion logam berat dengan gugusaktif akan semakin besar juga sehingga proses penyerapan sangat tergantungterhadap konsentrasi ion logam berat (Jaya dan Das 2014). Semakin besarkonsentrasi ion logam berat dapat meningkatkan frekuensi kontak antara ionlogam berat dengan gugus aktif sehingga meningkatkan pengikatan ion logamberat pada biosorben (Surchi 2011). Kondisi optimal penyerapan Cu2+ pada dosisbiosorben 400 mg, pH larutan 4, waktu kontak 10 menit, dan konsentrasi Cu2+ 50mg/L menghasilkan kapasitas penyerapan sebesar 2.28 mg/g. Nilai kapasitaspenyerapan ini lebih kecil jika dibandingkan dengan kapasitas penyerapan Cu2+

oleh kulit pinus pada pH larutan 4.5, waktu kontak 16.67 menit, dan konsentrasiCu2+ 20 mg/L sebesar 3.94 mg/g (Nehrenheim dan Gustafsson 2008).

13

b

ab

Penyerapan Cu2+ Oleh Beberapa Jenis Bahan Penyerap Dalam LarutanArtifisial Tunggal

Hasil analisis statistik (Lampiran 4) menunjukkan bahwa jenis bahanpenyerapan berpengaruh sangat nyata (α = 0.01) terhadap persentase penyerapanCu2+. Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa persentase penyerapan Cu2+

oleh serbuk kulit mangium tanpa perlakuan terendah dan berbeda nyata (α = 0.05)dengan biosorben kulit mangium dan arang aktif komersial. Akan tetapi,persentase penyerapan Cu2+ oleh biosorben kulit mangium tidak berbeda nyatadibandingkan dengan persentase penyerapan Cu2+ oleh arang aktif komersial(Gambar 5). Berdasarkan hasil ini biosorben kulit mangium memiliki kinerja yangsama dengan arang aktif komersial dalam menyerap Cu2+ pada kondisi dosisbahan penyerap 400 mg, pH larutan 4, waktu kontak 40 menit, dan konsentraiCu2+ 50 mg/L.

Arang aktif komersial dan kulit mangium tanpa perlakuan digunakansebagai kontrol pembanding untuk biosorben kulit mangium. Nilai persentasepenyerapan Cu2+ oleh arang aktif komersial pada penelitian ini lebih besar jikadibandingkan dengan persentase penyerapan Cu2+ oleh arang aktif daun saffronpada pH 7 dengan waktu kontak 45 menit (Dowlatshahi et al. 2014). Perbedaannilai persentase penyerapan Cu2+ oleh arang aktif terjadi karena perbedaan pHlarutan, dosis arang aktif, dan waktu kontak yang digunakan pada prosespenyerapan (Dowlatshahi et al. 2014). Arang aktif memiliki sifat amphoteric ataudapat bersifat sebagai asam maupun basa karena oksidasi permukaan yangmenghasilkan gugus hidroksil, karbonil, dan karboksilat pada waktu prosesproduksinya (Prabarini dan Okaydnya 2013; Pereira et al. 2010). Permukaanarang aktif dapat bermuatan negatif atau positif tergantung dari pH larutan (Erbil2006). Kondisi amphoteric tersebut dapat memunculkan reaktivitas denganberbagai jenis polutan organik ataupun anorganik (Pereira et al. 2010).

Gambar 5 Pengaruh jenis bahan penyerap terhadap persentase penyerapan Cu2+

pada dosis bahan penyerap 400 mg, pH larutan 4, waktu kontak 40menit, dan konsentrai Cu2+ 50 mg/L. Huruf yang berbeda padahistogram menunjukkan nilai persentase penyerapan yang berbedanyata (α = 0.05) berdasarkan uji lanjut Duncan

14

Biosorben kulit mangium memiliki persentase penyerapan Cu2+ yang lebihbesar daripada kulit mangium tanpa perlakuan (Gambar 5). Kulit mangium tanpaperlakuan mengakibatkan larutan artifisial tunggal Cu2+ menjadi keruh atau tidakbening. Keruhnya larutan artifisial ini diperkirakan karena larutnya ekstraktif darikulit mangium, seperti fenolik sederhana, tannin terhidrolisis, zat warna ataupigmen (Hoong et al. 2010). Larutnya ekstraktif tersebut dapat mengakibatkankompleksitas yang kuat terhadap Cu2+ (Ogunwusi 2013). Kompleksitas terhadapCu2+ mengakibatkan penurunan persentase penyerapan Cu2+ oleh kulit mangiumtanpa perlakuan. Hal ini karena kompleksitas Cu2+ mengakibatkan perubahanukuran dan geometri Cu2+ yang menghalangi proses pengikatannya oleh gugusfungsi di biosorben. Pengikatan ion logam berat pada suatu gugus fungsimemerlukan kesesuaian jenis, ukuran, dan geometri antara gugus aktif dengan ionlogam berat (Nieboer dan Richardson 1980).

Karakteristik Kulit Mangium

Hasil pengujian komponen kimia kulit mangium menunjukkan kadarpolisakarida yang cukup besar (Tabel 3). Polisakarida dapat digunakan untukmenyerap ion logam berat baik secara pertukaran ion ataupun kompleksasi(Reddad et al. 2002). Kadar selulosa yang diperoleh serupa dengan pengujiankulit mangium dari Kalimantan Timur (Wina et al. 2001). Berbeda dengan kadarselulosa, kadar lignin yang diperoleh menunjukkan nilai lebih besar dibandingkanpenelitian Wina et al. (2001). Lignin pada bahan biosorben sangat berguna dalamproses penyerapan ion logam berat (Lelifajri 2010). Polisakarida dan ligninmengandung gugus fungsional, seperti karboksil, hidroksil, sulfidril, amida, danamina (Farooq et al. 2010). Kandungan gugus fungsi ini memiliki kemampuanyang tinggi dalam mengikat ion logam berat (Xiao dan Thomas 2004).

Tabel 3 Karakteristik kulit mangium

No. Parameter Kadar (%) Literatur (%)1 Kelarutan Et- Ben 20.22±5.23 23.6±1.3 Hoong et al. (2011)2 Selulosa 30.55±8.96 30.87 Wina et al. (2001)3 Lignin 27.87±7.42 25.03 Wina et al. (2001)4 Hemiselulosa 23.15±0.47 13.8 Hoong et al. (2011)5 Kadar air 11.65±4.04 12 Hoong et al. (2011)6 Zat menguap 68.58±5.14 77.3 Arola (1976)7 Kadar abu 1.80±0.17 13.54, 4.6 Wina et al. (2001); Arola (1976)8 Karbon terikat 17.97±3.04 19.4 Arola (1976)

Et-Ben: etanol-benzena 1:2, ± menyatakan nilai standar deviasi.

Hasil pengujian proksimat menunjukkan nilai kadar air, zat menguap,kadar abu, dan karbon terikat lebih rendah dari penelitian-penelitian sebelumnya(Tabel 3). Perbedaan hasil pengujian proksimat terjadi karena perbedaan umursampel dan tempat pengambilan atau tumbuh sampel (Wina et al. 2001; Nasserdan Aref 2014). Kadar zat menguap dan karbon terikat suatu bahan lignoselulosadapat digunakan sebagai indikasi kandungan lignin dan hemiselulosa. Semakinbesar kadar zat menguap dan karbon terikat mengindikasikan semakin besarkadungan lignin dan hemiselulosa (Márquez-Montesino et al. 2015).

15

Perubahan Indeks Kristalinitas Biosorben Kulit Mangium

Hasil pengolahan grafik XRD dengan software Match! menunjukkanbahwa biosorben memiliki beberapa puncak kuat dan setelah proses penyerapanCu2+ mengalami penurunan jumlah puncak-puncak kuat tersebut (Gambar 6).Puncak kuat dari grafik XRD mengambarkan bagian-bagian kristalin padabiosorben sedangkan bagian amorf tidak membentuk puncak kuat karenacenderung menyerap sinar X yang datang (Frost et al. 2009). Gambar 6memberikan informasi bahwa terjadi penurunan bagian kristalin pada biosorbenkulit mangium setelah digunakan dalam penyerapan Cu2+. Tabel 4 menunjukannilai indeks kristalinitas dan bagian amorf pada biosorben kulit mangium sebelumdan setelah penyerapan Cu2+. Nilai indeks kristalinitas dan bagian amorf secarakuantitatif diperoleh dengan perhitungan pendekatan grafik XRD (Frost et al.2009).

Gambar 6 Bagian puncak-puncak kuat ( ) pada grafik XRD biosorben kulitmangium (a) Sebelum dan (b) setelah penyerapan Cu2+

Hasil nilai indeks kristalinitas pada biosorben kulit mangium menurunsetelah digunakan pada penyerapan Cu2+ (Tabel 4). Fenomena penurunan indekskristalinitas ini sesuai dengan hasil pengujian indeks kristalinitas pada biosorben

b

a

16

alga hijau laut yang digunakan untuk penyerapan Cu2+ (Suresh danChandrasekaran 2013). Terjadinya penurunan indeks kristalinitas mengakibatkanmeningkatnya bagian amorf di dalam biosorben kulit mangium. Bagian amorfpada bahan biosorben secara alami terdeteksi muncul akibat adanya kandunganlignin dan tanin (Reddy et al. 2011). Selain itu kandungan selulosa danhemiselulosa juga berkontribusi terhadap munculnya bagian amorf pada bahanbiosorben (Sjostrom 1991). Penurunan indeks kristalinitas tersebut bisa terjadikarena pengikatan ion-ion logam berat yang terjadi pada permukaan biosorbensehingga semakin tidak teratur atau lebih amorf.

Tabel 4 Hasil perhitungan indeks kristalinitas dan bagian amorf biosorben kulitmangium

No. Parameter Kadar dalam biosorben (%)Sebelum penyerapan Cu2+ Setelah penyerapan Cu2+

1 I. kristalinitas 21.2 15.12 Bagian amorf 78.8 84.9

I: indeks.

Perubahan Gugus Fungsi Biosorben Kulit Mangium

Hasil pengujian FTIR menunjukkan biosorben kulit mangium banyakmengandung gugus fungsional yang merupakan salah satu indikator bio-material(Gambar 7). Porositas dan reaktivitas gugus fungsional dalam biosorbenmenentukan kapasitas penyerapan biosorben terhadap ion logam berat (Suresh danChandrasekaran 2013). Gambar 7 memperlihatkan puncak mendekati 3700 cm-1

menunjukkan adanya relasi dengan gugus fungsional OH (Nasrullah et al. 2015).Pada puncak kuat di titik 3413 cm-1 mengindikasikan sejumlah gugus fungsionalOH dan NH (Othman dan Asharuddin 2013; Kamsonlian et al. 2012). Puncak2920 cm-1 merupakan titik ikatan CH dari alifatik dan olefinik serta di titik inijuga terdapat ikatan CH, CH2, dan CH3 (Othman dan Asharuddin 2013). Padainterval bilangan gelombang 1690-1630 cm-1 mengambarkan ikatan C=O dariamida dan pada interval 1650-1450 cm-1 menggambarkan ikatan C=C dalamaromatic rings (Reddy et al. 2011; Kamsonlian et al. 2012). Pada titik 1308 cm-1

dan 1261 cm-1 terdapat gugus C–O ester dan di puncak 1220 cm-1

mengindikasikan C–OH strecth serta pada bilangan gelombang 1161-951 cm-1

mengindikasikan CH stretch (Malik et al. 2015).Hasil spektrum FTIR menunjukkan terdapat bentuk tidak simetris antara

biosorben kulit mangium sebelum dan setelah digunakan untuk penyerapan Cu2+

(Gambar 7). Puncak-puncak yang tidak simetris ini mengelompok menjadi 3bagian I, II, dan III (Gambar 7). Bagian I berada pada bilangan gelombang 2780-1740 cm-1, bagian II berada pada bilangan gelombang 1580-1295 cm-1, dan bagianIII berada pada bilangan gelombang 910-680 cm-1. Pada titik-titik ini diperkirakanterjadi pengikatan Cu2+ yang mengakibatkan munculnya bentuk tidak simetrispada spektrum FTIR.

17

Gambar 7 Bagian puncak-puncak tidak simetris ( ) pada spektrum FTIRbiosorben kulit mangium (a) sebelum dan (b) setelah penyerapan Cu2+

Pada bagian I memungkinkan munculnya beberapa jenis gugus fungsi,seperti 3400-2400 cm-1 O–H stretch asam karboksil, 2750-2700 cm-1 H–C=O: C–H stretch dari aldehid, 2300-2200 cm-1 C≡N stretch dari nitril, 2200-2100 cm-1

C≡C strettch dari alkynes, 1760-1665 cm-1 C=O stretch dari karbonil, 1760-1690cm-1 C=O stretch dari asam karboksil, 1750-1735 cm-1 C=O stretch dari ester,alifatik jenuh, dan1740-1720 cm-1 C=O stretch dari aldehid, alifatik jenuh. Padabagian II gugus-gugus yang mungkin terdektesi, seperti 1550-1475 cm-1 N–Oasymetric strecth dari kelompok nitro, 1550-1450 cm-1 N–H bend dari amina,1500-1400 cm-1 C–C=C asymetric stretch dari aromatic rings, 1500-1440 cm-1

H–C–H bend dari alkana, 1470-1450 cm-1 C–H bend dari alkana, 1370-1350 cm-1

C–H rock dari alkana, 1360-1290 cm-1 N–O symetric stretch dari senyawa nitro,1335-1250 cm-1 C–N stretch dari aromatic amina, dan 1320-1000 cm-1 C–Ostretch dari alkohol, asam karboksil, ester, dan eter. Bagian III merupakan bagianfingerprint tetapi pada bagian ini bisa muncul beberapa gugus fungsional yangtumpang tindih atau overlaped, seperti 950-910 cm-1 O–H bend dari asamkarboksil, 910-665 cm-1 N–H wag dari 1, 2 amina, 900-675 cm-1 C–H “oop” dariaromatics, 850-550 cm-1 C–Cl stretch dari alkyl halides, 725-720 cm-1 C–H rock

a

b

I II III

18

dari alkanes, dan 700-610 cm-1 –C≡C–H: C–H bend dari alkynes(Sastrohamidjojo 1992).

Pada titik-titik puncak yang tidak simetris tersebut salah satunya terdapatgugus fungsional OH. Gugus OH memiliki reaktivitas yang cukup tinggi untukmengikat ion logam berat, seperti Cu2+. Gugus OH muncul dari komponenselulosa, lignin, dan hemiselulosa (Othman dan Asharuddin 2013; Sjostrom1991). Titik lainnya mengambarkan adanya perubahan pada gugus karboksil dankarbonil. Oleh karena itu, proses pengikatan ion logam berat Cu2+ diperkirakanterjadi pada gugus-gugus tersebut. Hasil yang serupa ditunjukkan padapenyerapan Ni2+ oleh biosorben kulit Moringa oleifera (Reddy et al. 2011). Gugusfungsi OH, NH, karbonil, dan karboksil merupakan gugus aktif yang pentingdalam penyerapan ion logam berat pada biosorben (Othman dan Asharuddin2013). Selain itu, sejumlah gugus polar pada permukaan biosorben dapatmeningkatkan kapasitas pertukaran kation logam berat pada biosorben (Nasrullahet al. 2015).

Karekteristik Permukaan dan Unsur Penyusun Biosorben KulitMangium

Pengujian SEM secara luas digunakan untuk mengkarakterisasi bagianpermukaan dan morfologi biosorben (Reddy et al. 2011). Hasil pengujian SEMmenunjukkan morfologi permukaan yang hampir sama sebelum dan setelah prosespenyerapan Cu2+ (Gambar 8). Foto SEM menunjukkan kondisi permukaanbiosorben kulit mangium tidak rata, tidak teratur, dan berpori atau berlubang. Halini mendukung terjadinya pengikatan ion logam berat di dalam biosorben(Kamsonlian et al. 2012). Tekstur yang berpori pada biosorben memberikan luaspermukaan yang lebih besar untuk menyerap ion-ion logam berat (Nasrullah et al.2015).

Gambar 8 Bagian pori-pori ( ) pada foto SEM biosorben kulit mangiumperbesaran 500x (a) sebelum dan (b) setelah penyerapan Cu2+

Hasil pengujian EDS membuktikan telah terjadi pengikatan unsur tembagapada biosorben kulit mangium setelah proses penyerapan Cu2+ (Tabel 5). Hal ini,sesuai pernyataan bahwa pengujian EDS dapat digunakan untuk mengetahuikondisi dasar, kuantitas, dan perubahan unsur penyusun biosorben (Othman danAsharuddin 2013; Malik et al. 2015). Biosorben yang tidak digunakan pada

a b

19

proses penyerapan Cu2+ tidak ditemukan adanya unsur tembaga. Berbeda denganbiosorben yang digunakan untuk penyerapan Cu2+ ditemukan adanya unsurtembaga pada permukaannya sebesar 4.30%. Kondisi ini membuktikan bahwatelah terjadi pengikatan Cu2+ di dalam biosorben.

Tabel 5 Pengujian EDS biosorben kulit mangium

No Unsur penyusun Kadar dalam biosorben (%)Sebelum penyerapan Cu2+ Setelah penyerapan Cu2+

1 Karbon 54.13 52.522 Oksigen 40.70 41.553 Fluorin 2.46 -4 Kalsium 1 0.555 Antimon 1.71 1.086 Tembaga - 4.30

4 SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Persentase penyerapan Cu2+, Hg2+, Pb2+, dan Ni2+ oleh biosorben kulitmangium berturut-turut 42.67%, 9.45%, 19.97%, dan 20.47% dalam larutanartifisial tunggal dan 64.15%, 92.76%, 17.09%, dan 13.69% dalam larutanartifisial campuran. Limbah cair pertambangan emas PT Antam memilikikandungan Cu2+ paling besar 7 mg/L sedangkan Pb2+, Ni2+, dan Hg2+

kandungannya berada di bawah batas deteksi alat (< 0.001 mg/L). Persentasepenyerapan Cu2+ dalam limbah cair pertambangan emas oleh biosorben kulitmangium sebesar 42.86%.

Peningkatan dosis biosorben kulit mangium, pH larutan, waktu kontak,dan konsentrasi Cu2+ dapat meningkatkan persentase penyerapan Cu2+ sampaibatas tertentu. Kondisi optimal penyerapan Cu2+ oleh biosorben kulit mangiumterjadi pada dosis biosorben 400 mg, pH larutan 4, konsentrasi Cu2+ 50 mg/L, danwaktu kontak 10 menit. Kondisi optimal penyerapan Cu2+ oleh biosorben kulitmangium menghasilkan persentase dan kapasitas penyerapan berturut-turut82.58% dan 2.28 mg/g. Kinerja penyerapan Cu2+ oleh biosorben kulit mangiumtidak berbeda dengan arang aktif komersial pada kondisi persentase penyerapanterbesar tetapi kedua jenis bahan penyerap ini berbeda nyata dengan kulitmangium tanpa perlakuan yang menghasilkan persentase penyerapan palingrendah.

Biosorben memiliki karakteristik dasar, seperti kelarutan etanol-benzena20.22±5.23%, selulosa 30.55±8.96%, lignin 27.87±7.42%, hemiselulosa23.15±0.47%, kadar abu 1.80±0.17%, kadar zat menguap 68.58±5.14%, kadar air11.65±4.04%, dan karbon terikat 17.97±3.04%. Penyerapan Cu2+ dalam larutanartifisial tunggal mengakibatkan perubahan karakteristik biosorben kulitmangium, seperti penurunan persentase kristalin, perubahan gugus hidroksil,karboksil, dan karbonil di dalam biosorben kulit mangium, dan munculnya unsurCu2+ dalam biosorben.

20

Saran

Penelitian lebih lanjut untuk menentukan jenis komponen kimia yangmengikat ion logam berat paling besar di dalam biosorben kulit mangium danproses modifikasi untuk meningkatkan kapasitas penyerapan biosorben kulitmangium perlu dilakukan.

DAFTAR PUSTAKA

Abdel-Ghani NT, El-Chaghaby GA. 2014. Biosorption for metal ions removalfrom aqueous solutions: a review of recent studies. Int J Latest Res SciTechnol. 3(1):24-42.

Adie DB, Okuofu CA, Osakwe C. 2012. Comparative analysis of the adsorptionof heavy metals in wastewater using Borrassus aethiopium and Cocosnucivera. Int J Appl Sci Tech. 2(7):314-322.

Allred AL, Rochow EG. 1958. A scale of electronegativity based on electrostaticforce. J Inor Nucl Chem. 5:264-268.

Annie JKF, Gomathi T, Thenmozhi N, Sudha PN. 2015. Adsorption study:removal of nickel ions using kenaf fiber/chitosan biosorbent. J Chem PharmRes. 7(5):410-422.

Appel PTWU, Na-Oy LD. 2014. Mercury-free gold extraction using borax forsmall-scale gold minners. J Envi Protect. 5:493-499.

Arola RA. 1976. Wood fuels How do they stack up? Energy and the wood productIndustry. Di dalam: Proceeding of Forest Product Research Society; 1976Feb 14; Madison, United Stated of America. Wisconsin (US): ForestProduct Research Society. hlm 34-45.

Ato AF, Samuel O, Oscar YD, Moi PAN. 2010. Mining and heavy metalpollution: assessment of aquatic environments in Tarkwa (Ghana) usingmultivariate stastical analysis. J Environ Stat. 1(4):1-13.

Bailey SE, Olin TJ, Bricka RM. 1999. A review of potentially low-cost sorbentsfor heavy metals. Water Res. 33:2469-2479.

Barry KM, Irianto RSB, Santoso E, Tujaman M, Widyati E, Sitepu I, MohammedCL. 2004. Incidende of heartrot in harvest-age Acacia mangium inIndonesia, using a rapid survey method. Forest Ecol Manag. 190:273-280.

Brown PA, Gill SA, Allen SJ. 2000. Metal removal from wastewater using peat.Water Res. 34(16):3907-3916.

Browning BL. 1967. Methods of Wood Chemistry. Volume ke-2. New York (US):Interscience.

Chowdhury ZZ, Zain SM, Khan RA, Ahmed AA. 2011. Equilibrium kinetics andisotherm studies of Cu (II) adsorption from waste water alkali activated oilpalm ash. Am J Appl Sci. 8(3):230-237.

Clementi E, Raimondi DL, Reinhardt WP. 1967. Atomic screening constantsfrom SCF functions II atoms with 37 to 86 electrons. J Chem Phys.47(4):1300-1307.

Cobbina SJ, Myilla M, Michael K. 2013. Small scale gold mining and heavymetal pollution: assessment of drinking water sources in Dakutu in theTealensi-Nabdam district. Int J Sci Technol Res. 2(1):96-100.

21

Cordero T, Marquez F, Rodriguez-Mirasol J, Rodriquez JJ. 2001. Predictingheating values of lignocellulosics and carbonaceous materials fromproximate analysis. Fuel. 80:1567-1571.

Dang VBH, Doan HD, Dang-Vu T, Lohi A. 2009. Equilibrium and kinetics ofbiosorption of cadmium(II) and copper(II) ions by wheat straw. BioresTechnol. 100:211-219.

Dence CW. 1992. The Determination of Lignin. Di dalam: Lin SY, Dence CW,editor. Methods in Lignin Chemistry. Heidelberg (DE): Springer-Verlag.hlm. 33-61.

Deng L, Su Y, Su H, Wang X, Zhu X. 2007. Sorption and desorption of lead(II)from wastewater by green algae Cladophora fascicularis. J Hazard Mater.143:220-225.

Dowlatshahi S, Torbati ARH, Loloei M. 2014. Adsorption of copper, lead andcadmium from aqueous solution by activated carbon prepared from saffronleaves. Environ Health Eng Manag J. 1(1):37-44

Erbil HY. 2006. Surface Chemistry of Solid and Liquid Interfaces. Oxford (UK):Blackwell Publishing.

[FAO] Food and Agricultural Organization of the United Nations. 2002. TropicalForest Plantation Areas Data Set. Forest Plantation Working Paper 18.Roma (IT): FAO.

Farooq U, Konzinski JA, Ain KM, Athar M. 2010. Biosorption of heavy metalions using based biosorbents – a review of the recent literature. BioresTechnol. 101:5043-5053.

Frost K, Kaminski D, Kirwan G, Lascaris E, Shanks R. 2009. Crystallinity andstructure of tsarch using wide angel X-ray scattering. Carbohyd Polym.78:543-548.

Hidayat, Kurniawan MI, Nazaruddin N, Zein R, Munaf E. 2014. Palm fruit(Arenga pinnata) shell as biosorbent for the removal of Cu (II), Co (II), NI(II), and Pb (II) from aqueous solution. Res J Pharm Biol Chem Sci.5(5):1329-1338.

Hoong YB, Paridah MT, Loh YF, Jalaluddin H, Chuah LA. 2011. A new sourceof natural adhesive: Acacia mangium bark extracts co-polymerized withphenol-formaldehyde (PF) for bonding mempisang (Annonaceae spp)veneers. Int J Adhes Adhes. 31:164-167.

Hoong YB, Paridah MT, Loh YF, Koh MP, Luqman CA, Zaidon A. 2010. Acaciamangium tannin as formaldehyde scavenger for low molecular weightphenol-formaldehyde resin in bonding tropical plywood. J Adhes SciTechnol. 24:1653-1664.

Ho YS, McKay G. 1998. Kinetic model for lead (II) adsorption onto peat. AdsorptSci Technol. 16(4):243-225.

Huang CP, Westman D, Huang C, Morehart AL. 1988. The removal of cadmium(II) from dilute aqueous solutions by fungal biosorbent. Water Sci Technol.20:369-223.

Iqbal M, Edyvean RGJ. 2005. Loofa sponge immobilized fungal biosorbent: arobust system for cadmium and other dissolved metal removal from aqueoussolution. Chemosphere. 61:510-518.

22

Jaya SVC, Das N. 2014. Relevant approach to assess the performance of biowastematerials for the recovery of lanthanum (III) from aqueous medium. Res JPharm Biol Chem Sci. 5(6):88-94.

Jaya SVC, Das N. 2015. Enhanced uptake of rare earth metals using surfacemolecular imprinted biosorbents of animal origin: equilibrium, kinetic andthermodynamics studies. Int J Chem Tech Res. 7(4):1913-1919.

Kamsonlian S, Balomajumder C, Chand S. 2012. Potential of biosorbent derivedfrom banana peel for removal of As (III) from contaminated water. Int JChem Sci App. 3(2):269-275.

Krisnawati H, Kallio M, Kanninen M. 2011. Acacia mangium Willd.: Ekologi,Silvikultur dan Produktivitas. Bogor (ID): CIFOR.

Kutahyali C, Sert S, Cetinkaya B, Inan S, Eral M. 2010. Factors affectinglanthanum and cerium biosorption on pinus brutia leaf powder. Sep SciTechnol. 45:1456-1462.

Lalhruaitluanga H, Jayaram K, Prasad MNV, Kumar KK. 2010. Lead(II)adsorption from aqueous solutions by raw and activated charcoals ofMelacanna baccifera Roxburgh (bamboo) – a comparative study. J HazardMater. 175:311-318.

Lelifajri. 2010. Adsorpsi ion logam Cu (II) menggunakan lignin dari limbahserbuk gergaji. JRKL. 7(3):126-129.

Logsdon MJ, Hagelstein K, Mudder TI. 1999. The Management of Cyanide inGold Extraction. Ontario (CA): ICME

Lutfillah K. 2011. Kasus Newmont (pencemaran di Teluk Buyat). J Kybernan.2(1):17-29.

Malik DS, Jain CK, Yadav AK. 2015. Preparation and characterization of plantbased low adsorbent. J Glob Biosci. 4(1):1824-1829.

Manurung EGT, Simangunsong ChB, Widyantoro B, Justianto A, Ramadhan S,Sumardjani L, Rochadi D, Permadi P, Priyono BM, Supriyanto B. 2007.Road Map Revitalisasi Industri Kehutanan Indonesia. Simangunsong ChB,Manurung EGT, Sukadri DS, editor. Jakarta (ID): Departemen Kehutanan.

Marchetti V, Clement A, Lonbinoux B. 2000. Synthesis and use of esterifiedsawdust bearing carboxyl group for removal of cadmium(II) from water.Wood Sci Technol. 34(2):167-173.

Márquez-Montesino F, Correa-Méndez F, Glauco-Sánchez C, Zanzi-VigourouxR, Rutiaga-Quiňones JG, Anguiar-Trujillo L. 2015. Pyrolytic degradationstudies of Acacia mangium wood. BioRes. 10:1825–1844.

Masud HS, Anantharaman N. 2005. Studies on copper (II) biosorption usingThiobacillus ferrooxidans. J U Chem Tech Metall. 40(3):227-234.

Matheickal JT, Yu Q, Woodburn GV. 1999. Biosorption of cadmium(II) fromaqueous solutions by pre-treated biomass of marine alga Durvillaeapotatorum. Water Res. 33:335-342.

McBride MB. 1994. Environmental Chemistry of Soils. New York (US): OxfordUniversity Press.

McKay G, Porter JF. 1997. Equilibrium parameters for the sorption of copper,cadmium and zinc ions onto peat. J Chem Technol Biot. 69(3):309-320.

Morales C, Kan C, Lourdes MD, Pascua C, Wei WM. 2011. Fixed-bed columnstudies on the removal of copper using chitosan immobilized on bentonite.Carbohyd Polym. 83(2):697-704.

23

Muladi S, Amirta R, Arung ET, Arifin Z. 2001. Chemical component analysis ofwood bark compost on waste of medium density fiberboard industry. Didalam: Proceedings of Seminar Environment Conservation ThroughEfficiency Utilization of Forest Biomass; 2000 Nov 13; Yogyakarta,Indonesia. Yogyakarta (ID): DEBUT Press. hlm 124-137.

Nasrullah A, Khan H, Sada AK, Man Z, Muhammad N, Irfan MK, Abd ME.2015. Potential biosorbent derived from Calligonum polygonoides fromremoval of methylene blue dye from aqueous solution. Sci World J. 2015:1-11.

Nasser RA, Aref IM. 2014. Fuelwood characteristic of six acacia spesies growingwild in the southwest of Saudi Arabia as affected by geographical location.BioRes. 9:1212–1224.

Nehrenheim E, Gustafsson JP. 2008. Kinetic sorption modelling of Cu, Ni, Zn, Pband Cr ions to pine bark and blast furnace slag by using batch experiments.Biores Technol. 99:1571-1577.

Nieboer E, Richardson HS. 1980. The replacement of the nondescript term ‘heavymetals’ by a biologically and chemically significant classification of metalions. Environ Pollut. 1:3-26.

Oboh I, Aluyor E, Audu T. 2009. Biosorption of heavy metal ions from aqueoussolutions using a biomaterial. Leonardo J Sci. 14:58-65.

Ogunwusi AA. 2013. Potentials of industrial utilization of bark. J Nat Sci Res.3(5):106-115.

Othman N, Asharuddin SM. 2013. Cucumis melo rind as biosorbent to removeFe(II) and Mn(II) from synthetic groundwater solution. Adv MaterRes.795:266-271.

Pari G, Tjutju N, Hartoyo. 2000. Kemungkinan pemanfaatan arang kulit kayuAcacia mangium Willd. untuk pemurnian minyak kelapa sawit. Bul PenelitHasil Hutan. 18(1):40-53.

Pereira L, Pereira R, Pereira MFR, van der Zee FP, Cervantes FJ, Alves MM.2010. Thermal modification of activated carbon surface chemistry improvesits capacity as redox mediator for azo dye reduction. J Hazard Mater.183:931-939.

Pizzi A, Conradie WE, Jansen A. 1986. Polyflavonoid tannins – a main cause ofsoft-rot failure in CCA-treated timber. Wood Sci Technol. 20:71-81.

Prabarini N, Okayadnya DG. 2013. Penyisihan logam besi (Fe) pada air sumurdengan karbon aktif dari tempurung kemiri. J Ilmiah Tek Ling. 5(2):33-41.

Rajamohan N, Rajasimman M, Rajeshkannan R, Saravanan V. 2014. Equilibrium,kinetic and thermodynamic studies on the removal of aluminum by modifiedEucalyptus camaldulensis barks. Alexandria Eng J. 53:409-415.

Randall JM, Garrett V, Bermann RL, Waiss ACJr. 1974. Use of bark to removeheavy metal ions from waste solutions. Forest Prod J. 24(9):80-84.

Rao NN, Kumar A, Kaul SN. 2000. Alkali-treated straw and insoluble strawxanthate as low cost adsorbents for heavy metal removal-preparation,characterization and application. Biores Technol. 71:133-142.

Reddad Z, Gerente C, Andres Y, Le Cloirec P. 2002. Adsorption of several metalions onto a low-cost biosorbent: kinetic and equilibrium studies. Environ Sciand Technol. 36(9):2067-2037.

24

Reddy DHK, Ramana DKV, Seshaiah K, Reddy AVR. 2011. Biosorption ofNi(II) from aqueous phase by Moringa oleifera bark, a low cost biosorbent.Desalination. 268:150-157.

Rimbawanto A. 2002. Plantation and tree improvement trends in Indonesia. Didalam: Barry K, editor. Heartrots in Plantation Hardwoods in Indonesiaand Australia. Canberra (AU): CSIRO Publishing. hlm 18-21.

Saravanane R, Sundararaja T, Reddy SS. 2002. Efficiency of chemically modifiedlow cost adsorbent for the removal of heavy metals from wastewater: acomparative study. Indian J Env Health. 44:78-81.

Sastrohamidjojo H. 1992. Spektroskopi Inframerah. Sardjoko, editor. Yogyakarta(ID): Liberty.

Seki K, Saito N, Aoyama M. 1997. Removal of heavy metal ions from solutionsby coniferous barks. Wood Sci Technol. 31(6):441-447.

Shin EW, Karthikeyan KG, Tshabalala MA. 2007. Adsorption mechanism ofcadmium on juniper bark and wood. Biores Technol. 98:588-594.

Sjostrom E. 1991. Wood Chemistry: Fundamentals and Applications. New York(US): Academic Pr.

Surchi KMS. 2011. Agricultural wastes as low cost adsorbents for Pb removal:kinetics, equilibrium and thermodynamics. Int J Chem. 3(3):103-112.

Suresh JRP, Chandrasekaran V. 2013. SEM, FTIR and XRD studies for removalof Cu(II) from aqueous solution using marine green algae. Glob Res Anal.2(11):10-13.

Tan WT. 1985. Copper adsorption by waste tea leaves and coffee powder.Pertanika. 8(2):223-230.

Torab-Mostaedi M. 2013. Biosorption of lanthanum and cerium aqueous solutionsusing tangerine (Citrus reticulata) peel: equilibrium, kinetic andthermodymic studies. Chem Industry Chem Eng Q. 19:79-88.

Vázquez G, González-Álvarez, Freire S, López-Lorenzo M, Antorrena G. 2002.Removal of cadmium and mercury ions from aqueous solution by sorptionon treated Pinus pinaster bark: kinetics and isotherms. Biores Technol.82:247-251.

Verma A, Chakraborty S, Basu JK. 2006. Adsorption study of hexavalentchromium using tamarind hull-based adsorbents. Sep Purif Technol. 50:336-341.

Waseem S, Din MI, Nasir S, Rasool A. 2014. Evaluation of Acacia nilotica as anon conventional low cost biosorbent for the elimination of Pb(II) andCd(II) ions from aqueous solutions. Arab J Chem. 7: 1091-1098.

Wina E, Toharmat T, Astuti W. 2001. Peningkatan nilai kecernaan kulit kayuAcacia mangium yang diberi perlakuan alkali. JITV. 6:202-209.

Xiao B, Thomas KM. 2004. Competitive adsorption of aqueous metal ions on anoxidised nanoporous activated carbon. Langmuir. 20:4566-4578.

Yan G, Viraraghavan. 2003. Heavy metal removal from aqueous solution byfungus Mucur rouxii. Water Res. 37:4486-4496.

Yasemin B, Zeki T. 2007. Removal of heavy metals from aqueous solution bysawdust adsorption. J Environ Sci. 19:160-166.

Yoshihara K, Kobayashi T, Fujii T, Akamatsu I. 1984. A novel modification ofklason lignin quantitative method. J Jpn Tappi. 38:86-95.

25

Yu B, Zhang Y, Shukla A, Shukla SS, Dorris KL. 2001. The removal of heavymetals from aqueous solutions by sawdust adsorption – removal of lead andcomparison of its adsorption with copper. J Hazard Mater. B84:83-94.

Zafar SL, Bismam M, Saeed A, Iqbal M. 2008. FTIR spectrophotometry. kineticsand adsorption isotherms modelling, and sem-edx analysis for describingmechanism of biosorption of the cationic basic dye methylene blue by a newbiosorbent (sawdust of silver fir, Abies pindrow). Fresenius Environ Bull.17(12A):2109-2121.

Zare H, Haydarzade H, Rahimnejad M, Tardast A, Seyfi M, PeyghambarzadehSM. 2015. Dried activated sludge as an appropriate biosorbent for removalof copper (II) ions. Arab J Chem. 8:858-864.

26

LAMPIRAN

27

Lampiran 1 Hasil analisis statistik pengaruh dosis biosorben kulit mangiumterhadap persentase penyerapan Cu2+

One-way ANOVA: Persentase penyerapan versus dosis biosorben kulit mangium

Source DF SS MS F PDosis biosorben 5 1911.9 382.4 10.30 0.001Error 12 445.5 37.1Total 17 2357.4

S = 6.093 R-Sq = 81.10% R-Sq(adj) = 73.23%

Individual 95% CIs For Mean Based onPooled StDev

Level N Mean StDev +---------+---------+---------+---------200 3 43.522 4.168 (-----*------)300 3 57.971 7.279 (-----*------)400 3 70.234 4.969 (------*-----)500 3 70.190 5.419 (-----*------)600 3 71.260 9.667 (-----*------)700 3 71.193 2.209 (-----*------)

+---------+---------+---------+---------36 48 60 72

Pooled StDev = 6.093

Hasil uji Duncan dosis biosorben kulit mangium terhadap persentasepenyerapan Cu2+

Dosis NSubset for alpha = 0.05

Uji 1 2 3Duncana 200.00 3 43.5219

300.00 3 57.9709

500.00 3 70.1901

400.00 3 70.2343

700.00 3 71.1927

600.00 3 71.2596

Sig. 1.000 1.000 .845

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000.

26

28

Lampiran 2 Hasil analisis statistik pengaruh pH larutan terhadap persentasepenyerapan Cu2+

One-way ANOVA: Persentase penyerapan versus pH larutan

Source DF SS MS F PpH larutan 5 5515.3 1103.1 20.63 0.000Error 12 641.5 53.5Total 17 6156.8

S = 7.312 R-Sq = 89.58% R-Sq(adj) = 85.24%

Individual 95% CIs For Mean Based onPooled StDev

Level N Mean StDev -+---------+---------+---------+--------2 3 46.36 8.36 (---*----)3 3 64.23 8.12 (---*----)4 3 95.31 1.54 (----*---)5 3 91.61 3.10 (----*---)6 3 88.46 6.18 (---*----)7 3 85.46 11.61 (----*---)

-+---------+---------+---------+--------40 60 80 100

Pooled StDev = 7.31

Hasil uji Duncan pH larutan terhadap persentase penyerapan Cu2+

pH larutan NSubset for alpha = 0.05

Uji 1 2 3Duncana 2.00 3 46.3631

3.00 3 64.2314

7.00 3 85.4580

6.00 3 88.4553

5.00 3 91.6143

4.00 3 95.3105

Sig. 1.000 1.000 .152

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000.

27

29

Lampiran 3 Hasil analisis statistik pengaruh waktu kontak dan konsentrasi ionlogam berat terhadap persentase penyerapan Cu2+

One-way ANOVA: Persentase penyerapan versus waktu kontak padakonsentrasi Cu2+ 50 mg/L

Source DF SS MS F PWaktu K(50) 6 259.8 43.3 1.26 0.334Error 14 479.7 34.3Total 20 739.5

S = 5.853 R-Sq = 35.14% R-Sq(adj) = 7.34%

Individual 95% CIs For Mean Based onPooled StDev

Level N Mean StDev --+---------+---------+---------+-------10 3 82.58 1.32 (---------*---------)20 3 89.79 3.38 (---------*----------)30 3 92.58 3.81 (---------*----------)40 3 93.47 4.97 (----------*---------)50 3 88.90 7.56 (---------*---------)60 3 92.87 9.29 (----------*---------)70 3 92.03 6.63 (---------*----------)

--+---------+---------+---------+-------77.0 84.0 91.0 98.0

Pooled StDev = 5.85

One-way ANOVA: Persentase penyerapan versus waktu kontak padakonsentrasi Cu2+ 25 mg/L

Source DF SS MS F PWaktu K(25) 6 983.5 163.9 4.37 0.011Error 14 525.4 37.5Total 20 1508.8

S = 6.126 R-Sq = 65.18% R-Sq(adj) = 50.26%

Individual 95% CIs For Mean Based onPooled StDev

Level N Mean StDev ---+---------+---------+---------+------10 3 64.746 7.427 (-------*------)20 3 83.034 4.273 (-------*-------)30 3 83.290 5.822 (------*-------)40 3 84.419 4.552 (------*-------)50 3 82.634 4.031 (-------*------)60 3 83.690 7.440 (-------*------)70 3 86.745 7.940 (-------*------)

---+---------+---------+---------+------60 70 80 90

Pooled StDev = 6.126

28

30

Hasil uji Duncan waktu kontak pada konsentrasi Cu2+ 25 mg/Lterhadap persentase penyerapan Cu2+

Duncana

Waktu kontak NSubset for alpha = 0.05

1 210.00 3 64.746333

50.00 3 82.633533

20.00 3 83.033667

30.00 3 83.290500

60.00 3 83.690367

40.00 3 84.418733

70.00 3 86.745400

Sig. 1.000 .471

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000.

One-way ANOVA: Persentase penyerapan versus konsentrasi Cu2+

Source DF SS MS F PKonsentrasi 1 868.3 868.3 15.45 0.000Error 40 2248.3 56.2Total 41 3116.6

S = 7.497 R-Sq = 27.86% R-Sq(adj) = 26.06%

Individual 95% CIs For Mean Based onPooled StDev

Level N Mean StDev -----+---------+---------+---------+----25 21 81.223 8.686 (-------*-------)50 21 90.317 6.081 (-------*-------)

-----+---------+---------+---------+----80.0 84.0 88.0 92.0

Pooled StDev = 7.497

29

31

Lampiran 4 Hasil analisis statistik pengaruh jenis bahan penyerap terhadappenyerapan Cu2+ dalam larutan artifisal tunggal

One-way ANOVA: Persentase penyerapan versus Jenis penyerap

Source DF SS MS F PJenis penyerap 2 414.00 207.00 22.87 0.002Error 6 54.32 9.05Total 8 468.31

S = 3.009 R-Sq = 88.40% R-Sq(adj) = 84.54%

Individual 95% CIs For Mean Based onPooled StDev

Level N Mean StDev ------+---------+---------+---------+---Arang aktif 3 87.662 0.353 (-----*-----)Biosorben 3 93.469 4.967 (------*-----)Kulit mangium 3 77.086 1.537 (-----*-----)

------+---------+---------+---------+---77.0 84.0 91.0 98.0

Pooled StDev = 3.009

Hasil uji Duncan jenis bahan penyerap terhadap persentasepenyerapan Cu2+

Duncana

Jenis bahan penyerap NSubset for alpha = 0.05

1 23 3 77.0858

2 3 87.6616

1 3 93.4693

Sig. 1.000 .056

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000.

30

32

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Blitar, Jawa Timur, pada tanggal 30 April 1988sebagai anak kedua dari 3 bersaudara dari pasangan Bapak Mansur dan IbuNurhayati. Pendidikan SMA ditempuh penulis di SMA N 1 Blitar pada tahun2004-2007. Pada tahun 2007 penulis diterima sebagai mahasiswa Teknologi HasilHutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, IPB melalui jalur USMIdan lulus pada tahun 2011. Selama menempuh pendidikan sarjana penulis pernahmenjadi asisten praktikum mata kuliah Silvikultur dan Dendrologi pada tahunajaran 2010/2011. Pada tahun 2012, penulis diterima di Program Studi Ilmu danTeknologi Hasil Hutan pada Program Pascasarjana, IPB dengan BeasiswaUnggulan DIKTI tahun 2012. Selama menempuh pendidikan Pascasarjana IPB,penulis menjadi asisten dosen mata kuliah Hasil Hutan Bukan Kayu pada tahunajaran 2012/2013, 2013/2014, dan 2015/2016. Penulis melakukan penelitiandengan judul Potensi Kulit Mangium sebagai Biosorben Ion Logam BeratBerbahaya sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains(MSi). Penelitian ini dibimbing oleh Prof Dr Ir Wasrin Syafii, MAgr dan Dr IrRita Kartika Sari, MSi.

31