BIOSORPSI ION LOGAM BERAT MENGGUNAKAN KULIT SAGU (Metroxylon sagu) DENGAN METODE BATCH DAN KOLOM SERTA PENANGGULANGAN SISA BIOSORBEN DENGAN ADISI PADA MORTAR

Penelitian ini memanfaatkan kulit sagu (Metroxylon sagu) sebagai bahan penyerap. Banyaknya penggunaan sagu oleh masyarakat sebagai bahan dasar tepung dan makanan kuda sehingga menghasilkan kulit sagu dalam jumlah yang besar yang belum dimanfaatkan secara optimal. Biosorpsi dengan kulit sagu dimaksudkan untuk menghilangkan logam berat Cd(II), Cu(II), Pb(II) dan Cr(VI) dalam larutan. Proses biosorpsi dilakukan menggunakan dua metode yaitu metode batch (perendaman) dan metode kolom (dinamis) dengan mempelajari parameter yang memepengaruhi proses biosorpsi. Biosorpsi dengan metode batch mencapai kondisi optimum pada pH 5 untuk Cd(II), Cu(II), dan Pb(II) sementra Cr(VI) memiliki pH optimum 3 sedangkan pHpzc kulit sagu adalah 5. Waktu kontak penyerapan Cd(II), Cu(II), Pb(II) dan Cr(VI) masing-masing adalah 15 menit, 30 menit, dan 60 menit. Sedangkan konsentrasi optimum penyerapan dicapai 50 mg/L, 800 mg/L dan 1000 mg/L masing-masing untuk Cd(II), Cu(II), Pb(II) dan Cr(VI). Kondisi optimum itu dicapai dengan massa biosorben 0,1 g dan ukuran partikel 32 µm pada suhu ruangan. Kapasitas penyerapan untuk Cd(II) adalah 2,74 mg/g dengan persen penyerapan 59,32 %, untuk Cu(II) 24,40 mg/g dengan persen penyerapan 31,23 %, untuk Pb(II) 40,15 mg/g dengan persen penyerapan 60,35 % dan untuk Cr(VI) 61,73 mg/g dengan persen penyerapan 62,61 %. Proses adsorpsi-desorpsi menunjukan bahwa HNO3 0,01 memberikan performa yang baik setelah 3 kali proses adsorpsi-desorpsi. Kompetisi dengan sistem biner menunjukan bahwa penyerapan ion Pb(II), Cu(II) dan Cr(VI) tidak mengalami perubahan dengan adanya kompetitor dengan konsentrasi yang lebih tinggi. Sementara penyerapan ion Cd(II) mengalami penurunan dengan meningkatnya konsentrsi ion Cu(II) yang ada didalamnya. Penyerapan dengan metode kolom menggunakan kolom kaca (15 cm x1cm i.d.) menunjukan laju alir 2 mL/menit dengan tinggi bed 9 cm (1,5 g) dapat menunda terjadinya kejenuhan pada biosorben sehingga volume limbah yang dapat dialirkan meningkat. Keterulangan penggunaan biosorben dalam kolom menunjukan waktu jenuh yang semakin singkat setelah tiga proses adsorpsi-desorpsi dengan HNO3 0,01 M. Sedangkan proses recycle memberikan informasi bahwa waktu jenuh kulit sagu semakin singkat dibandingkan dengan aliran pertama (sebelum penyerpan). Karakterisasi kulit sagu dengan FTIR menunjukan pergeseran gugus fungsi seperti hidroksil (O-H) dan karbonil (C=O) setelah penyerapan. Permukaan kulit sagu yang berpori berubah menjadi permukaan yang halus ketika proses biosorpsi telah terjadi ketika ditunjukan oleh SEM. Data BET menunjukan luas permukaan kulit sagu adalah 4,845 m2/g dan distribusi pori 24,904 Å. Total volume pori adalah 0,01342 cc/g dengan rata-rata diameter porinya 55,39 Å. Data XRF menunjukan adanya kenaikan persentase jumlah logam berat setelah penyerapan pada kulit sagu. Parameter termodinamika yang diamati pada suhu 298, 308, dan 318 K, menunjukan bahwa penyerapan Cd(II) dam Pb(II) mengalami reaksi endotermis sementara Cu(II) dan Cr(VI) mengalami rekasi eksotermis. Penyerapan Cd(II) dengan kulit sagu mengikuti model isoterm Langmuir, Cu(II) mengikuti model Langmuir, Freundlich dan Tempkin, Pb(II) mengkuti model Langmuir dan Tempkin sementara Cr(VI) mengikuti model Langmuir dan Freundlich. Kinetika reaksi penyerapan ion Cd(II), Cu(II), Pb(II) dan Cr(VI) mengikuti pseudo-orde kedua. Solidifikasi/stabilisasi limbah biosorben pada mortar diamati dengan berbagai komposisi penambahan residu adsorben (0;0,5;1;3;5 % wt). Kuat tekan mortar yang telah dimodifikasi dengan residu biosorbent setelah 28 hari adalah 23,9 MPa untuk blanko, 22,8 MPa untuk 0,5 % penambahan residu biosorben, 24,92 MPa untuk 1 % penambahan residu biosorben, 18,9 MPa dan 19,1 MPa untuk penambahan masing-masing 3 % dan 5 %. Solidifikasi/stabilisasi limbah biosorben yang mengandung logam berat ke dalam mortar menunjukan konsentrasi logam yang terlepas ke lingkungan berada dibawah Limit of Detection (LOD) dan Limit of Quatification (LOQ) setelah perendaman dengan air hujan, air laut dan air sumur baik alami maupun buatan. XRF menunjukan adanya oksida seperti CaO dan Al2O3 di dalam semen. Pola XRD dari mortar baik sebelum maupun setelah perendaman dan siklus pemanasan/pendinginan tidak mengalami perubahan. Sehingga dapat diasumsikan bahwa logam berat telah terenkasulasi secara permanen di dalam mortar. Dengan demikian tercapailah prinsip zero waste