## OPTIMALISASI METODE ELECTROPLATTING KOAGULASI TERHADAP PENURUNAN KADAR LOGAM ZINKUM (Zn) PADA AIR BUANGAN LIMBAH INDUSTRI PENGOLAHAN KARET

## Abdul Chalik Nasution
Fakultas Teknik Universitas Tjuk Nyak Dien E-mail : fadlan_52@yahoo.com

## Sri Pratiwi Aritonang
Fakultas Teknik Sekolah Tinggi Teknologi Immanuel E-mail : pratiwiaritonang@gmail.com

## Muhammad Ridwan Harahap
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Ar-Raniry E-mail : ridwankimia@ar-raniry.ac.id
Abstrak: Penelitian  tentang  penggunaan  metode  electroplatting  koagulasi  untuk  menurunkan konsentrasi  logam  Zn  dalam  air  limbah  industri  karet  telah  dilakukan.  Limbah  yang  digunakan memiliki  karakteristik  kontaminan  Zn  1.2771  mg/L.  Percobaan  dilakukan  dengan  tegangan  listrik 12 Volt, kuat arus 10 A, variasi waktu 0, 15, 30, 45, sampai 60 menit, variasi pH limbah 4, 7,dan 8, karakteristik plat elektroda dengan panjang 10 cm, lebar 2 cm dan ketebalan 0,5 mm, serta volume sampel  sebanyak  1  liter  dalam  keadaan  statis.  Analisis  Zn  pada  hasil  akhir  digunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). Hasil penelitian menunjukkan penurunan konsentrasi logam Zn pada pH 7 dengan waktu kontak 60 menit, yakni sebesar 99,56 %.
Kata Kunci: electroplatting, koagulasi, zinkum, limbah, industri karet.

## PENDAHULUAN
Masalah  pencemaran  lingkungan  dan  kemusnahan  sumber  daya  alam  menjadi  masalah utama yang dihadapi oleh hampir semua negara pada saat ini. Diantara pencemaran tersebut diatas didapati  bahwa  pencemaran  air  telah  menjadi  salah  satu  dari  pada  masalah  uutama  yang  dihadapi oleh  masyarakat  dewasa  ini.  Beberapa  jenis  bahan  pencemar  yang  biasa  ditemukan  adalah  bahan kimia  dan  bahan  mikrobiologi.  Pencemaran  yang  disebabkan  oleh  bahan  kimia  pada  umumnya adalah  pencemaran  oleh  bahan  kimia  organik  maupun  bahan  kimia  anorganik  (khususnya  akibat pencemaran  logam-logam  berat).  Logam-  logam  berat  ini  dapat  menumpuk  dalam  tubuh  manusia, hewan, tumbuhan yang akhirnya meracuni sistem kekebalan tubuh.
Logam  berat  ialah  unsur  logam  dengan  berat  molekul  yang  tinggi.  Dalam  kadar  rendah logam  berat  pada  umumnya  sudah  beracun  bagi  tumbuhan  dan  hewan,  termasuk  manusia.  Logam berat  yang  sering  mencemari  lingkungan  perairan  adalah  :  Hg,  Zn,  Cd,  As,  dan  Pb (Notohadiprawiro, T. 1993).
Perawatan  pencemaran  air  mempunyai  nilai  (biaya)yang  cukup  tinggi  sehingga mempengaruhi harga produk. Upaya pemulihan kondisi air cemar, bagaimanapun akan memerlukan biaya  yang mungkin  lebih besar tetapi  bila dibandingkan dengan nilai  efek  yang ditimbulkan pada kesehatan semua makhluk hidup jauh lebih besar.
Logam  berat  jika  sudah  terserap  ke  dalam  tubuh  melebihi  dosis  yang  dapat  diserap  oleh tubuh maka akan menumpuk. Hal serupa juga terjadi apabila suatu lingkungan terutama diperairan telah  terkontaminasi  logam  berat  maka  proses  pembersihannya  akan  sulit  sekali  dilakukan. Kontaminasi  logam  berat  ini  dapat  berasal  dari  faktor  alam  seperti  kegiatan  gunung  berapi  dan kebakaran  hutan  atau  faktor  manusia  seperti  pembakaran  minyak  bumi,  pertambangan,  peleburan, proses  industri,  kegiatan  pertanian,  peternakan  dan  kehutanan,  serta  limbah  buangan  termasuk sampah rumah tangga (Putra, E. Sinly dan Putra, A. Johan. 2000).
Penelitian mengenai metode elektrokoagulasi telah dilakukan. Sunardi (2007) 1 telah meneliti pengaruh  tegangan  listrik  dan  kecepatan  alir  terhadap  hasil  pengolahan  limbah  cair  yang mengandung  logam  Pb,  Cd  dan  TSS  menggunakan  alat  elektrokoagulasi.  Hal  ini  yang  mendorong penulis  untuk  melakukan  penelitian  tentang  pengolahan  limbah  yang  lebih  mudah,  efisien  dan praktis.

## PEMBAHASAN

## 1. Pembuatan Larutan Standar Logam Seng 100 mg/L
Sebanyak 10 mL larutan induk logam Seng 1000 mg/L dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL lalu diencerkan dengan akuades sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen.

## 2. Pembuatan Larutan Standar Logam Seng 10 mg/L
Sebanyak 10 mL larutan induk logam Seng 100 mg/L dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL lalu diencerkan dengan akuades sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen.
3. Pembuatan Larutan Seri Standar Logam Seng 0,5; 1,0; 1,5; 2,0;dan 2,5  mg/L
1 Lihat Sunardi. (2007).
Sebanyak  2,5;  5,0;  7,5;  10,0;  12,5  mL  larutan  induk  logam  Seng  10  mg/L  dimasukkan  ke dalam 4 buah labu takar 50 mL lalu kemudian diencerkan dengan akuades sampai garis tanda dan diaduk sampai homogen sehingga diperoleh larutan seri standar logam  Seng 0,5;  1,0;  1,5;  2,0;  2,5 mg/L.

## 4. Pembuatan Kurva Standar Logam Seng
Larutan  seri  standar  logam  Seng  0,5  mg/L  dibuat  pH  2-4  kemudian  diukur  absorbansinya dengan Spektrofotometer Serapan Atom pada λspesifik = 213,9 nm. Perlakuan dilakukan sebanyak 3 kali dan dilakukan hal yang sama untuk larutan seri standar 1,0; 1,5; 2,0 dan  2,5 mg/L.

## 5. Rangkaian Alat
Disediakan  adaptor  dengan  tegangan  sebesar  12  V  dan  kuat  arus  sebesar  10  A.  Kemudian dihubungkan  elektroda  Aluminium  dengan  ketebalan  0,5  mm,  Lebar  2  cm,  dan  panjang  10  cm dengan    menggunakan  kabel  tembaga.  Lalu  elektroda  Aluminium  siap  untuk  dicelupkan  kedalam sampel.
Gambar 1.Rangkaian alat penelitian
Keterangan
:
1. Sumber Tegangan
2. Bak Sampel
3. Elektroda
4. Kabel Tembaga

## 6. Optimalisasi Sampel

## Optimalisasi Sampel  pada pH 4
Sebanyak  1  L  sampel  dimasukkan  kedalam  Beaker  glass  dan  diatur  pH-nya  pada  pH  4. Elektroda Aluminium yang telah dirangkai dicelupkan kedalam sampel. Lalu dihidupkan alat selama 0,  15,  30,  45,  dan  60  menit  sampai  terbentuk  dua  fase  yaitu  larutan  dan  endapan.  Larutan  yang
terbentuk  kemudian  dipreparasi  lalu  diperiksa  kadar  Zn-nya  dengan  menggunakannya Spektrofotometer  Serapan  Atom.  Dilakukan  perlakuan  yang  sama  untuk  optimalisasi  sampel  pada pH 7 dan pH 8.

## 7. Preparasi Terhadap Sampel
Sebanyak  10  mL  sampel  dimasukkan  ke  dalam  beaker  glass.  Kemudian  ditambahkan sebanyak  5  mL  HNO 3 pekat  lalu  diaduk  sampai  homogen.  Campuran  yang  diperoleh  dipanaskan diatas pemanas listrik sampai hampir kering. Setelah hampir kering lalu didinginkan. Setelah dingin, ditambahkan 50 ml aquadest, kemudian dimasukkan kedalam labu ukur 100 ml melalui kertas saring dan ditepatkan 100 ml dengan aquadest. (SNI 06 – 6989 .7 – 2004).

## Hasil Penelitian
1. Pengukuran Kandungan Seng ( Zn )
Data  hasil  pengukuran  absorbansi  dari  larutan  standar  seng  (  Zn  )  diplotkan    terhadap  konsentrasi larutan  standar  seng  ( Zn ) tertera pada tabel 1 berikut.
Tabel 1.    Data Absorbansi Larutan Standar Zn Standar Zn (mg/L) Absorbansi (Abs) 0,0000 0,0002 0,5000 0,0032 1,0000 0,0066 1,5000 0,0097 2,0000 0,0126 2,5000
0,0156 y = 0.0062x + 0.0002 r = 0.9994 0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0 0.5 1 1.5 2 2.5
3
Konsentrasi Larutan seri standar Logam Seng (ppm)
A b so rb an si (mg/L)

## Gambar 2.  Kurva Larutan Standar Logam Seng ( Zn )
Tabel 2. Penentuan Konsentrasi  Logam  Zn dengan menggunakan metode electroplatting koagulasi pada air limbah industri karet dengan variasi pH dan waktu kontak
pH Waktu Kontak (menit) Ulangan Bacaan Absorbansi (Abs) Rata-Rata Konsentrasi (mg/L) 1 2 3 4 0 0,0070 0,0070 0,0081 1.2771 15 0,0070 0,0056 0,0089 1.2753 30 0,0082 0,0075 0,0070 1.2732 45 0,0072 0,0080 0,0066 1.2494 60 0,0070 0,0068 0,0070 1.2001 7 0 0,0066 0,0066 0,0068 1.1310 15 0,0067 0,0066 0,0066 1.0805 30 0,0066 0,0066 0,0022 9,6726 45 0,0057 0,0057 0,0018 7,7535 60 0,0048 0,0032 0,0019 4,9153 8 0 0,0033 0,0032 0,0017 4,2206 15 0,0030 0,0031 0,0016 4,1987 30 0,0025 0,0025 0,0017 4,0326 45 0,0025 0,0028 0,0015 4,0010 60 0,0025 0,0024 0,0016 3,9501

## 2. Penentuan  Persentase Penurunan  Logam Zn
Dari  data  diatas  dapat  dibentuk  persentase  (%)  penurunan  konsentrasi  logam  Zn  dengan menggunakan rumus :
% 100 _ x A B A penurunan Persentase  
Keterangan :
A = Konsentrasi awal limbah
B = Konsentrasi akhir limbah
maka persentase (%) penurunan konsentrasi logam Zn pada pH 7 (netral)
% 100 / 131 . 1 / 9153 , 4 / 131 . 1 x L mg L mg L mg        =  99,56 %
Dengan  cara  yang  sama  dilakukan  langkah-langkah  tersebut  untuk  menghitung  persentase  (%) penurunan konsentrasi logam Zn pada tiap-tiap perlakuan. Data selengkapnya pada lampiran .

## PEMBAHASAN
Electroplatting koagulasi  merupakan  suatu  proses  elektris  yang  digabungkan  dengan  ilmu kimia, dimana di dalam prosesnya terjadi koagulasi yang kemudian diikuti oleh flokulasi. Sehingga dengan terbentuknya flokulasi yang mengandung logam-logam seperti logam Zn dapat menurunkan konsentrasi  logam  yang  larut  di  dalam  sampel  limbah.  Hal  tersebut  dipengaruhi  oleh  kondisi  pH sampel tersebut
Pada penelitian ini, variasi pH yang dianalisis adalah 4, 7, dan 8. Setelah dilakukan metode elektrokoagulasi diperoleh penurunan konsentrasi logam Zn  yang sesuai dengan tentang Baku Mutu Limbah  Cair  Bagi  Kegiatan  Industri  .  Dari  gambar  3  (lampiran)  pada  pH  4  dengan  variasi  waktu kontak  yang dimulai dari  0, 15, 30, 45, dan 60  menit,  didapati waktu  kontak 0 menit  memberikan nilai  1.277  mg/L.  Sedangkan  pada  waktu  60  menit  didapati  1.200  mg/L  dengan  penurunan konsentrasi sebesar 6,0 %. Konsentrasi yang di peroleh masih terlalu tinggi. Hal ini disebabkan oleh logam  Zn  dalam  bentuk  ion  Zn 2+ masih  larut  di  dalam  sampel  karena  hampir  semua  logam  tidak dapat mengendap dalam suasana asam.
Pada  pH  7  dengan  variasi  waktu  kontak  yang  dimulai  dari  0,  15,  30,  45,  dan  60  menit, didapati  waktu  kontak  0  menit  memberikan  nilai  1.080  mg/L.  Sedangkan  pada  waktu  60  menit didapati 4,9153 mg/L dengan penurunan konsentrasi  sebesar 99,56 %. Dengan adanya reaksi  pada anoda  maka  ion-ion  logam  akan  direduksi  menjadi  logamnya  sehingga  flok  yang  terbentuk  dari Al(OH) 3 mengikat  logam  Zn.  Logam-logam  terutama  logam  Zn  (  II  B  )  bersifat  cenderung mengendap pada pH lebih besar 7 yang membentuk endapan Zn(OH) 2 yang bersifat amfoter.
Dan  pH  8  dengan  variasi  waktu  kontak  yang  dimulai  dari  0,  15,  30,  45,  dan  60  menit, didapati  waktu  kontak  0  menit  memberikan  nilai  4,4206  mg/L.  Sedangkan  pada  waktu  60  menit didapati  3,9501  mg/L  dengan  penurunan  konsentrasi  sebesar  10,64  %.  Hal  ini  disebabkan  karena hampir semua logam Zn sudah mengendap.
Dari  pembahasan  diatas  dan  sesuai  KEP-51/MENLH/10/1995  limbah  cair  yang  dapat dibuang  ke  badan  air  dengan  pH  netral  7  dan    maksimum  kadar  logam  Zn  sebesar  5  mg/L.  Maka penelitian ini sangat baik digunakan untuk pengolahan air limbah industri karet.

## KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  yang  dilakukan  diperoleh  kondisi  optimal  metode electroplatting koagulasi  yang  paling  optimum  dalam  menurunkan  konsentrasi  logam  Zn  pada  limbah  industri karet  yaitu  pada  pH  7  dengan  waktu  kontak  60  menit,  yakni  sebesar  99,56  %.  Disarankan  bagi peneliti selanjutnya agar dapat menganalisis logam Zn yang diperoleh dari limbah cair industri karet menggunakan metode electroplatting koagulasi dengan sampel keadaan dinamis.

## DAFTAR PUSTAKA
Harahap, M.R., 2008. Penurunan Kadar Logam Seng Pada Air Limbah PT. Industri Karet Nusantara Dengan Metode Elektrokoagulasi, Medan.
Khopkar, S.M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Terjemahan : A. Saptohardjo. Jakarta:UI Press.
Ni’am,  M.F.  2007.  Removal  Of  COD  and  Turbidity  To  Improve  Wastewater  Quality  Using Electrocoagulation Technique. Malaysia: The Malaysian Journal of Analytical Sciences. Vol 11. No 1 (2007):198-205.
Patent-6306308. 2001. Inorganic Composition, Process of Preparation and Method of Use. Diakses pada 12 April 2007.
Proste,  R.L.  1997.  Theory  and  Practice  of  Water  and  Waste  Water  Treatment.  New  York:  John Willey & Sons,Inc.
Rodriguez,  J.,  Et  all.  2007.  Feasibility  Assessment  of  Electrocoagulation  Towards  a  New Sustainable Wastewater Treatment. Env Sci Pollut Res 14 (7) 477 – 482. Landsberg
Robert,W. 1986. Handbook of Public Water System. New York: Van Nostrand Reinhold.
Sastrawijaya, A.T. 2000. Pencemaran Lingkungan. Cetakan Kedua. Jakarta: Rineka Cipta.
Samarathunga, I.R.2007. Application of Electro-Coagulation for the Treatment of Wastewater from Vehicle Service Stations. Proceedings of the Peradeniya University Research Sessions. Vol. 12, Part II. Sri Lanka.
Sincero, A.P. 1990. Physical-Chemical Treatment of Water and Waste Water. London: CRC-Press
Sunardi. 2007. Pengaruh Tegangan Listrik dan Kecepatan Alir Terhadap Hasil Pengolahan Limbah Cair  Yang  Mengandung  Logam  Pb,  Cd  dan  TSS  Menggunakan  Alat  Elektrokoagulasi. Yogyakarta: BATAN.

## LAMPIRAN 1
Tabel 3. Parameter Baku Mutu Limbah Cair KEPUTUSAN MENTERI NEGARA LINGKUNGAN HIDUP
NOMOR
: KEP-51 / MENLH / 10 / 1995 TENTANG
: BAKU MUTU LIMBAH CAIR BAGI KEGIATAN INDUSTRI
TANGGAL : 23 OKTOBER 1995
BAKU MUTU LIMBAH CAIR NO PARAMETER SATUAN GOLONGAN BAKU MUTU LIMBAH CAIR FISIKA 1 Temperatur derajat C 38 40 2 Zat padat larut mg/L 2000 4000 3 Zat padat tersuspensi mg/L 200 400 KIMIA 1 pH 6,0 sampai 9,0 2 Besi terlarut (Fe) mg/L 5 10 3 Mangan terlarut (Mn) mg/L 2 5 4 Barium (Ba) mg/L 2 3 5 Tembaga (Cu) mg/L 2 3 6 Seng (Zn) mg/L 5 10 7 Krom Heksavalen (Cr +6 ) mg/L 0,1 0,5 8 Krom Total (Cr) mg/L 0,5 1 9 Cadmium (Cd) mg/L 0,05 0,1 10 Raksa (Hg) mg/L 0,002 0,005 11 Timbal (Pb) mg/L 0,1 1 12 Stanum mg/L 2 3 13 Arsen mg/L 0,1 0,5 14 Selenum mg/L 0,05 0,5 15 Nikel (Ni) mg/L 0,2 0,5 16 Kobalt (Co) mg/L 0,4 0,6 17 Sianida (CN) mg/L 0,05 0,5 18 Sulfida (H 2 S) mg/L 0,05 0,1 19 Flourida (F) mg/L 2 3 20 Klorin bebas (Cl 2 ) mg/L 1 2 21 Amonia bebas (NH 3 -N) mg/L 1 5 22 Nitrat (NO 3 -N) mg/L 20 30 23 Nitrit (NO 2 -N) mg/L 1 3 24 BOD mg/L 50 150 25 COD mg/L 100 300 26 Senyawa aktif biru metilen mg/L 5 10 27 Fenol mg/L 0,5 1 28 Minyak Nabati mg/L 5 10 29 Minyak Mineral mg/L 10 50 30 Radioaktivitas**) - - -
Catatan :
 Untuk memenuhi baku mutu limbah cair tersebut kadar parameter limbah tidak diperbolehkan dicapai dengan cara pengenceran dengan air secara langsung di ambil dari sumber air. Kadar parameter limbah tersebut adalah limbah maksimum yang diperbolehkan.

## ** Kadar radioaktivitas mengikuti peraturan yang berlaku.
Tabel 4.  Penentuan konsentrasi logam Zn dengan menggunakan metode electroplatting pada air limbah industri  karet pada pH 4
pH waktu Absorbansi seng ( Zn ) Sampel  I Sampel  II Sampel  III Ulangan Ulangan Ulangan 1 2 3 1 2 3 1 2 3 4 0 0,0071 0,0070 0,0069 0,0068 0,0071 0,0071 0,0072 0,0076 0,0083 15 0,0068 0,0070 0,0072 0,0060 0,0059 0,0057 0,0075 0,0077 0,0079 30 0,0080 0,0079 0,0081 0,0065 0,0068 0,0070 0,0071 0,0072 0,0069 45 0,0069 0,0072 0,0071 0,0080 0,0079 0,0080 0,0070 0,0069 0,0065 60 0,0070 0,0071 0,0069 0,0065 0,0069 0,0069 0,0071 0,0070 0,0072
Tabel 5.  Penentuan konsentrasi logam Zn dengan menggunakan metode electroplatting pada air limbah industri  karet pada pH 7
pH waktu Absorbansi seng ( Zn ) Sampel  I Sampel  II Sampel  III Ulangan Ulangan Ulangan 1 2 3 1 2 3 1 2 3 7 0 0,0065 0,0066 0,0066 0,0067 0,0064 0,0068 0,0068 0,0068 0,0067 15 0,0066 0,0068 0,0067 0,0066 0,0065 0,0067 0,0066 0,0066 0,0067 30 0,0065 0,0066 0,0068 0,0067 0,0068 0,0066 0,0025 0,0023 0,0021 45 0,0057 0,0059 0,0060 0,0059 0,0058 0,0056 0,0022 0,0017 0,0020 60 0,0050 0,0047 0,0048 0,0030 0,0031 0,0034 0,0019 0,0019 0,0020
Tabel 6.  Penentuan konsentrasi logam Zn dengan menggunakan metode electroplatting pada air limbah industri  karet pada pH 8
pH waktu Absorbansi seng ( Zn ) Sampel  I Sampel  II Sampel  III Ulangan Ulangan Ulangan 1 2 3 1 2 3 1 2 3 8 0 0,0031 0,0030 0,0032 0,0031 0,0032 0,0032 0,0016 0,0018 0,0016 15 0,0028 0,0030 0,0030 0,0030 0,0033 0,0029 0,0016 0,0016 0,0017 30 0,0026 0,0025 0,0025 0,0024 0,0026 0,0025 0,0017 0,0016 0,0018 45 0,0025 0,0026 0,0025 0,0029 0,0028 0,0028 0,0016 0,0015 0,0017
60 0,0025 0,0025 0,0027 0,0025 0,0026 0,0024 0,0015 0,0017 0,0016
Tabel 7.  Penurunan konsentrasi logam Seng (Zn) Setelah menggunakan metode electroplatting dengan Variasi pH dan Variasi Waktu Kontak (menit)
pH Waktu Persentase Penurunan Konsentrasi Logam Seng Setelah menggunakan metode electroplatting dengan Variasi pH dan Variasi Waktu Kontak (menit) 0 15 30 45 60 4 0 0,2 0,3 2,1 6,0 7 0 3,9 99,1 99,31 99,56 8 0 2,7 8,77 9,49 10,64
Gambar 3.  Penurunan konsentrasi logam Seng (Zn) setelah menggunakan metode electroplatting dengan Variasi pH dan Variasi Waktu Kontak (menit) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 10 20 30
40 50 60 70 Waktu kontak (menit) k on s e nt ra s i (m g/ L) pH 4 pH 7 pH 8