## PEMBUATAN ADSORBEN DARI KORAN BEKAS UNTUK MENGURANGI KADAR Fe DAN Cu DALAM AIR LIMBAH

## Herlenasari, Agustina, Mita Puspita Sari, Mardiah
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Mulawarman Jalan Sambaliung 9 Samarinda Kalimantan Timur 75119 Indonesia Email : herleenasari@gmail.com , sa12atina.1m@gmail.com , mitapuspita9c@gmail.com, mardiah@ft.unmul.ac.id

## INTISARI
Seiring dengan berkembangnya industri kimia, tingkat pencemaran lingkungan semakin meningkat.  Oleh  karena  itu,  diperlukan  solusi  alternatif  untuk  mengurangi  tingkat pencemaran  tersebut.  Kertas  koran  bekas  berpotensi  untuk  dijadikan  sebagai  adsorben logam  berat.  Kandungan  selulosa  yang  terdapat  dalam  kertas  koran  bekas  dapat menyerap kandungan logam berat yang terdapat pada limbah. Pada penelitian ini, kertas koran  bekas  yang  banyak  ditemui  dapat  digunakan  untuk  mengadsorpsi  logam  berat tembaga  (Cu)  dan  besi  (Fe).  Koran  bekas  dilarutkan  dalam  NaOH  terlebih  dahulu, kemudian  dikeringkan.  Variabel  yang  digunakan  selama  proses  adsorpsi  yaitu konsentrasi  larutan,  dosis  adsorben  dan  jenis  larutan  artifisial.  Setelah  proses  adsorbsi selesai,  sampel  diuji  dengan  menggunakan  AAS  ( Atomics  Adsorption  Spectrophotometer ). Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, diperoleh rata-rata persen removal adsorben logam Cu (II) dan Fe (II) berdasarkan pengaruh konsentrasi mula-mula dengan dosis 20 – 200  mL  yaitu  98,38%  dan  98,90%.  Sedangkan  berdasarkan  pengaruh  dosis  adsorben diperoleh  rata-rata  persen  removal  Cu  (II)  dan  Fe  (II)  yaitu  97,50%  dan  92,87%. Sehingga  pada  penelitian  ini,  kertas  koran  bekas  dapat  digunakan  sebagai  adsorben logam berat.
Kata kunci : Adsorben, Logam berat, Kertas koran bekas.

## ABSTRAK
Since  the  development  of the  chemical  industry, it  was  increasing environmental pollution level. Therefore, alternative solutions are required to reduce the level of pollution. Newspaper has potency to serve as adsorbent of heavy metals. Cellulose contained in the newspaper has  an  ability  to  absorb the  content  of heavy  metals contained in the waste. In this  study,  newspaper  pulp  can  be  used to  adsorb  heavy  metals  such  as  Copper (Cu)  and  Iron  (Fe).  In  this  experiment,  news  paper  treated  by  Sodium  hidroxyde.  The adsorption  parameters  optimizer  were  concentration  and  adsorbent  dose.  Once  the  process  is complete,  the  adsorbs  samples  tested  by  AAS  (Atomics  Adsorbtion  Spectrophometer).  The results showed that average of percent removal adsorbent metals Cu (II) and Fe (II) based on the  influence  of  the  concentration  initially  with  a  dose  of  20  –  200  mL  were  98.38%  and 98,90%.  While  based  on  the  influence  of  dose  of  adsorbents  obtained  an  average  of  percent
removal  Cu  (II)  and  Fe  (II)  were  97.50%  and  37.00%. Therefore  in this  study, the newspaper can be used as adsorbent of heavy metals.

## Keywords: Adsorbent, Heavy metal, Newspaper .

## 1. PENDAHULUAN
Tingkat konsentrasi logam berat yang terkandung  didalam  limbah  industri  ke lingkungan  perairan  merupakan  suatu masalah  bagi  lingkungan,  terutama apabila senyawa kimia tersebut terdapat dalam  konsentrasi  yang  sangat  besar. Logam berat merupakan pencemar yang diklasifikasikan  dalam  kategori  logam dengan densitas lebih besar dari 6 g.cm 3 . Logam berat yang sering dijumpai dalam air  limbah  adalah  Cadmium  (Cd), Chromium  (Cr),  Copper  (Cu),  Mercuri (Hg),  Nickel  (Ni),  Lead  (Pb),  Zinc  (Zn) dan  Besi  (Fe)  yang  pada  umumnya berasal  dari  industri  kimia,  limbah elektroplating dan limbah rumah tangga [1].
Karbon  aktif  umumnya  digunakan sebagai adsorben untuk proses pengolahan limbah. Penggunaan karbon aktif memerlukan biaya yang mahal dan proses regenerasi juga memerlukan biaya yang  tinggi.  Oleh  karena  itu,  banyak penelitian  dilakukan  untuk  menemukan adsorben  yang  lebih  efektif  dan  efisien. Bahan  yang  dapat  digunakan  sebagai adsorben  antara  lain  batang  nanas,  biji belimbing, kulit jeruk, kulit kayu pinus, dan  serbuk  gergaji.  Akan  tetapi,  bahan- bahan  tersebut  memiliki  kapasitas adsorbs yang rendah [2].
Logam  berat  merupakan  senyawa yang  tidak  dapat  terurai  dan  dapat menyebabkan berbagai macam gangguan  kesehatan.  Logam  berat  (Fe) merupakan  logam  bervalensi  dua  dan umumnya  terdapat  dalam  air  tanah. Kandungan Logam berat (Fe) dalam air dapat  menyebabkan  kekeruhan,  korosi dan  kesadahan  pada  air.  Pada  manusia,
kelebihan  dosis  logam  besi  (Fe)  dapat menyebabkan terhambatnya pertumbuhan, gangguan fungsi hati dan diabetes.  Menurut  EPA,  rentang  kadar logam  besi  (Fe)  yang  diperbolehkan terkandung  dalam  air  minum  adalahn 0.3 mg.L -1 [3].
Kertas  (kertas  koran  bekas,  majalah bekas,  dan  limbah  kantor)  merupakan bahann yang pada dasarnya mengandung selulosa, yang mengandung gugus senyawa polar seperti alkohol dan eter. Gugus senyawa ini dapat mengikat senyawa  lain  pada  pH  rendah.  Dimana logam  kromium  dapat  diikat  dengan interaksi  elektrostatis.  Kertas  koran bekas  mampu  mengadsopsi  logam kromium  yang  terdapat  dalam  air limbah [1]. Menurut Xiaoyu Zhang et al [2], kertas koran bekas dapat digunakan sebagai adsorben logan Cu (II).
Pencemaran logam berat di lingkungan perairan dapat menyebabkan berbagai  dampak  negatif,  salah  satunya masalah  kesehatan.  Pada  manusia, tingkat  toksisitas  logam  Copper  (Cu) dapat  menyebabkan  reaksi  gatal  dan alergi  pada  tangan  dan  telapak  kaki, bahkan  iritasi.  Dosis  besar  paparan logam  Copper  (Cu)  dapat  menyebabkan terjadinya  gangguan  fungsi  hati  dan ginjal.  Menghirup  uap  tembaga  dapat meningkatkan  risiko  kanker  paru-paru bagi  orang  yang  terpapar  tersebut. Konsentrasi  maskimum  logam  Copper (Cu) dalam air minum yang diperbolehkan  menurut  World  Health Organization  (WHO),  United  tate Environmental Protection Agency
(USEPA)  adalah  1  –  2  mgL -1 dan dianjurkan maksimal 1,3 mgL -1 [2].
ISSN = 2303-3401
Teknologi
konvensional untuk mengurangi  kadar  logam  berat  dalam pengolahan  limbah  dalam  antara  lain dengan  menggunakan  proses  koagulasi, pengendapan  kimia,  pertukaran  ion  dan filtrasi.  Di  antara  proses-proses  ini, proses  adsorpsi  adalah  proses  yang sederhana dan efektif untuk mengurangi logam  berat.  Proses  adsorbsi  adalah metode  sederhana  yang  paling  umum digunakan  dan  biaya  yang  digunakan relatif  murah,  serta  memiliki  kapasitas adorbsi  yang  tinggi  untuk  jenis  logam berat [4].
Mohammad  Hadi  Dehghani  et  al  [1] menyatakan  bahwa  adsorpsi  adalah proses  pengumpulan  bahan  terlarut (soluble)  yang  terdapat  dalam  larutan dengan cara teradsorpsi pada permukaan material dimana ada ikatan kimia antara substansi  dan  materi.  Dimana  bahan yang digunakan disebut sebagai adsorben.  Keuntungan  dari  proses adsorbsi yaitu adsorben yang digunakan dapat  diregenerasi  atau  digunakan kembali.
Menurut S. Pitsari et al [4], Kapasitas adsorpsi  kertas  koran  bekas  terhadap logam Pb meningkat sebesar 35% setelah dimodifikasi dengan asam sitrat. Penggunaan asam  sitrat  pada  modifikasi karbon  aktif  juga  digunakan  secara  luas untuk  mengadsorpsi  logam  Copper  yang terdapat dalam limbah cair.
Kertas  koran  bekas  mengandung 50,1%  selulosa,  16,8%  hemiselulosa, 18,1%  lignin,  6,8%  abu  dan  5,9% moisture . Komposisi ini telah ditentukan berdasarkan  uji  yang  telah  dilakukan oleh National Renewable Energy Laboratory (NREL), China [5].
Kertas  koran  bekas  merupakan limbah  domestik  yang  jumlahnya  akan terus  bertambah,  dimana  potensi  kertas koran  bekas  tersebut  nantinya  dapat diterapkan untuk pengolahan air limbah.
Sehingga  pada  penelitian  ini,  dilakukan modifikasi kertas koran bekas menggunakan NaOH untuk
mengadsorpsi logam berat.

## 2. METODE PENELITIAN

## Alat, Bahan dan Metode:
Bahan-bahan  yang  digunakan  pada penelitian  ini  yaitu  kertas  koran  bekas (Koran  Kaltim  Post,  dengan  tanggal terbit  dan  edisi  yang  sama),  larutan Sodium  Hidroksida  10%  w/w,  dan akuades.
Alat-alat yang digunakan yaitu paper schreder sebagai  alat  pemotong  kertas koran  bekas  menjadi  potongan  kecil berukuran  2  –  3  mm, magnetic  strirer, gelas kimia, oven, pH meter, corong kaca dan kertas saring.
Penelitian  ini  terdiri  dari  2  tahap, tahap  pertama  merupakan  tahap persiapan  kertas  koran  bekas  untuk menghasilkan adsorben. Sedangkan tahap kedua yaitu proses adsorpsi. Pada tahap  pertama,  kertas  koran  bekas  di dipotong  kecil-kecil  dengan  ukuran seragam  menggunakan papper  schreder . Kemudian  dilarutkan  dalam  larutan NaOH 10% w/w dan diaduk selama dua jam  menggunakan magnetic  stirer untuk menghilangkan  berbagai  kotoran  seperti debu dan tinta. Kertas koran bekas yang telah  menjadi  pulp  kemudian  disaring menggunakan  kertas  saring  dan  dicuci dengan  air  suling  sampai  pH  6,5  -  7. Selanjutnya, pulp koran bekas dikeringkan dalam oven hingga beratnya konstan, lalu dipotong kecil-kecil dengan ukuran seragam.
Tahap  kedua  merupakan  tahap adsorpsi  dengan  menggunakan  adsorben yang  telah  dihasilkan  dari  tahap sebelumnya.  Parameter  yang  diuji  pada tahap  ini  berdasarkan  dari  dosis adsorben,  konsentrasi  mula-mula  dan
ISSN = 2303-3401
limbah  yang  digunakan  berupa  larutan artifisial yaitu CuSO 4 .5H 2 O dan FeSO 4 .7H 2 O.  Pada  tahap  uji  variabel konsentrasi larutan dengan jenis larutan yang  digunakan  yaitu  CuSO 4 .5H 2 O  dan FeSO 4 .7H 2 O,  adsorben  dengan  dosis  1 gram  dilarutkan  kedalam  larutan tersebut dengan variasi konsentrasi yaitu 20,  100,  150  dan  200  mg.L -1 dan dilakukan pengadukan  selama 60 menit. Selanjutnya  pada  tahap  uji  variabel dosis,  adsorben  dengan  dosis  0,05,  0,1, 0,25, 0,5 dan 1 gram dilarutkan dalam 50 mL larutan
CuSO 4 .5H 2 O dan FeSO 4 .7H 2 O, dimana konsentrasi larutan sebesar  20mg/L    dengan  waktu pengadukan selama 60 menit. Kemudian setelah  proses  adsorbsi  selesai,  larutan disaring  dan  dianalisis  menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom.
Persen  removal  (%)  Cu  (II)  dan Fe (II) dapat  dihitung  dengan  persamaan sebagai berikut:
% removal  = x 100   ................(1)
Kapasitas adsorpsi Cu (II) dan Fe (II) per unit massa adsorben dihitung sesuai dengan persamaan berikut :
...............................(2)
Dimana Ci dan Ce adalah konsentrasi Cu (II) dan Fe (II) awal dan akhir (mg L -1 ), qe  adalah  jumlah  Cu  (II)  teradsorbsi  ke adsorben  (mg  g -1 ),  V  adalah  volume total  larutan  (L),  dan  m  adalah  dosis adsorben (g).

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada penelitian ini, adsorben diproduksi  dari  koran  bekas  yang dilarutkan  dalam  larutan  10%  NaOH untuk menghilangkan tinta dan kotoran
pada koran. Proses ini dilakukan selama 1  jam,  untuk  menghindari  degradasi selulosa.  Kertas  Koran  terdiri  atas matriks  selulosa  yang  memiliki  gugus aktif  OH - ,  gugus  inilah  yang  berperan penting  dalam  proses  adsorpsi.  Hasil adsorpsi  dengan  berbagai  variabel tersebut  dapat  dilihat  pada  gambar berikut yaitu grafik terhadap Cu (II) dan Fe  (II)  setelah  adsopsi. Gambar  1 .  dan Gambar  2. menunjukkan  grafik  hasil  uji variabel  konsentrasi  mula-mula  Cu  (II) dan Fe (II)  terhadap persen removal Cu (II) dan Fe (II). Gambar 3. dan Gambar 4. menunjukkan grafik pengaruh konsentrasi  mula-mula  Cu  (II)  dan  Fe (II) terhadap qe atau kapasitas adsorpsi Cu (II) dan Fe (II).
Gambar 5. dan Gambar 6. menunjukkan  pengaruh  dosis  adsorben Cu  (II)  dan  Fe  (II)  terhadap  persen removal  Cu  (II)  dan  Fe  (II).  Sedangkan pengaruh  dosis  adsorben  Cu  (II)  dan  Fe (II) terhadap Kapasitas adsorpsi Cu (II) dan Fe (II) dapat dilihat pada Gambar 7. dan Gambar 8.
Gambar 1. Pengaruh Konsentrasi Larutan Terhadap Persen Removal Cu (II) 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 110.00 4.195 21.178 23.272 35.404 42.416 P erse n Re m o v al (% ) Konsentrasi mula-mula (mg L -1 )
Gambar 2. Pengaruh Konsentrasi Larutan Terhadap Persen Removal Fe (II)
Dari Gambar  1 .  dapat  diketahui bahwa  berdasarkan  peningkatan  variasi konsentrasi  Cu  (II)  dari  4,195  –  42,416 mg.L -1 , persen removal adsorben terhadap  logam  Cu  (II)  cenderung konstan dengan persen removal rata-rata yaitu  98.38%  dan Gambar  2. dapat diketahui bahwa berdasarkan peningkatan  variasi  konsentrasi  Fe  (II) dari  1,659  –  29,855  mg.L -1 ,  persen removal  adsorben  terhadap  logam  Fe (II)  cenderung  konstan  dengan  persen removal rata-rata yaitu 98.90%.
Gambar 3. Konsentrasi mula-mula larutan Cu (II) terhadap qe (kapasitas adsorpsi)
Gambar 4. Konsentrasi mula-mula larutan Fe (II) terhadap qe (kapasitas
adsorpsi)
Pada Gambar 3. dan Gambar 4. dapat dilihat  pengaruh  variasi  konsentrasi larutan  dengan  variasi  konsentrasi  Cu (II)  mulai  dari  4,195  –  42,416  mg.L -1 , diketahui bahwa semakin meningkatnya konsentrasi    Cu  (II)  maka  Kapasitas adsorpsi (qe) terhadap Cu (II) mengalami  peningkatan  dari  0,2089  – 2,0802  mg  g -1 dan  begitu  pula  pada logam  Fe  (II)  mulai  dari  1,659  –  29,855 mg.L -1 ,  dimana  kapasitas  adsorpsi  (qe) Fe  (II)  mengalami  peningkatan  dari 0,08061 – 1,49275 mg.g -1 .
Gambar 5. % Dosis Adsorben Cu (II) terhadap Persen Removal
50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 110.00 1.659 8.8524 18.5042 27.9188 29.855 P er se n R emo v al ( %) Konsentrasi mula-mula (mg L -1 ) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 4.195 21.178 23.272 35.404 42.416 q e (k ap asit as ad so rp si)
(m g .g -1) Konsentrasi mula-mula Cu (mg.L-1) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.659 8.8524 18.5042 27.9188 29.855 q e (k ap asit as ad so rp si) (m g .g -1) Konsentrasi mula-mula Fe (mg.L-1) 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 110.00 0.05 0.1 0.25 0.5 1 % R em o v al Dosis Adsorben Cu (II)
Gambar 6. % Dosis Adsorben Fe (II) terhadap Persen Removal
Menurut  Chakravarty  et  al  [6], adsorben  dari  pulp  kertas  koran  bekas yang  di  olah  dengan  menggunakan sodium bikarbonat mampu mengadsorpsi  logam  Cu  (II).  Dengan dosis  adsorben  sebesar  2  gram  diperoleh persen  removal  sebesar  94,2%  Cu  (II) dari  50 mL larutan Cu (II).
Dari Gambar 5. dan Gambar 6. dapat dilihat pengaruh dosis adsorben terhadap persen  removal.  Sehingga  kapasitas penyerapan  logam  Cu  (II)  dan  Fe  (II) relatif  konstan.  Maksimum  persen removal didapatkan pada dosis adsorben 1 gram yaitu 99,60% Cu (II), sedangkan maksimum  persen  removal  Fe  (II) sebesar 97.18% diperoleh pada penggunaan  dosis  adsorben  sebesar  1 gram.  Persen  removal  adsorpsi  ini dipengaruhi  oleh  semakin  besarnya  luas permukaan adsorben.
Gambar 7. Dosis Adsorben Cu (II) terhadap Kapasitas Adsorpsi
Gambar 8. Dosis Adsorben Fe (II) terhadap Kapasitas Adsorpsi
Dari Gambar 7. Dan Gambar 8. dapat dilihat  variasi  dosis  adsorben  larutan CuSO 4 5H 2 O  dan  FeSO 4 .7  H 2 O,  dengan variasi dosis adsorben mulai dari 0,05 – 1 g.  Dari  hasil  analisa  dapat  diketahui bahwa  kapasitas  adsorpsi  Cu  (II) mengalami  penurunan  dari  4,0602  – 0,2089  mg  g -1 dan  kapasitas  adsorpsi Fe (II) mengalami penurunan dari 1,6086 – 0,0806  mg  g -1 .  Selanjutnya  didapatkan persen  removal  Cu  (II)  dan  Fe  (II) masing-masing  sebesar  97,75%  dan 92,87%.

## 4. KESIMPULAN:
Kertas  koran  bekas  dapat  dijadikan sebagai  bio-adsorben  yang  berfungsi untuk menghilangkan kandungan logam Cu  (II)  dan  Fe  (II)  dari  suatu  larutan. Selain  itu,  penggunaan  kertas  koran bekas sebagai adsorben dapat mengurangi limbah kertas dan dijadikan alternatif yang rendah biaya serta ramah lingkungan.
Maksimum persen removal dari kertas koran  bekas  terhadap  logam  Cu  (II) adalah  99,60%  dan  Fe  (II)  adalah 97,18%  dengan dosis adsorben sebesar 1 gram.

## UCAPAN TERIMA KASIH:
Penulis  mengucapkan  terima  kasih kepada  Dosen  Pembimbing  dan  Kepala
10.00 30.00 50.00 70.00 90.00 110.00 0.05 0.1 0.25 0.5 1 % R em o v al Dosis Adsorben Fe (II) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 0.05 0.1 0.25 0.5 1 Kap asit as ad so rp si, q e (m g .g -1 ) Dosis Adsorben Cu (II)
0 0.5 1 1.5 2 0.05 0.1 0.25 0.5 1 Kap as it as ad so rp si, q e (m g .g -1 ) Dosis Adsorben Fe (II)
Laboratorium  Program  Studi  Teknik Kimia  Universitas  Mulawarman  yang telah  memberikan  dukungan  dalam pelaksanaan penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA:
1. Deghani, Mohammad Hadi., Sanaei, D.,  Ali,  Imaran.,  Bhatmagar,  Amit.
Removal  of  Chromium  (VI)  from aqueous solution using treated waste newspaper  as  a  low-cost  adsorbent: Kinetic  modelling  and  isotherm studies. Journal of Molecular Liquid 215  (2016)  671  –  679.  doi: 10.1016/j.molliq.2015.12.057.
2. Zhang,  Xiaoyu.,  Tan,  Jia.,  Wei, Xinhao., Wang, Lijuan. Removal of Remazol  turquoise  Blue  G-133  from aqueous  solution  using  modified waste  newpaper  fiber. Carbohydrate Polymers 92 (2013) 1497 – 1502. doi: 10.1016/j.carbpol.2012.10.066.
3. Jin,  Chunde.,  Han,  Shenjie.,  Li, Jingpeng.,
Sun, Qingfeng. Fabrication
of celluloe-based aerogels  from  waste  newspaper without  any  pretreatment  and  their use for absorbents. 123 (2015)  150 – 256. doi: 10.1016/j.carbpol.2015.01.056 (2015).
4. Pitsari,  S.,  Tsoufakis,  E.,  Loizidou, M.  Enhanced  lead  adsorption  by unbleachead newspaper pulp modified  with  citric  acid.  Chemical Engineering  Journal  (2013).  doi:
10.1016/j.cej.2013.02.105.
5. Dahlan, Irvan., Hassa, S.R., Hakim, M.L.  Removal  of  iron  (Fe 2+ )  from aqueous  solutions  using  siliceous waste sorbent. 23(1), 41-48 (2013).
6. Chakravarty, S., Pimple, S., Chaturvedi,  Hema  T.,  Singh,  S., Gupta K.K. Removal of copper from aqueous  solution  using  newspaper pulp  as  an  adsorbent.  Journal  of
Hazardous Materials 159 (2008) 396- 403. doi:
10.1016/j.jhazmat.2008.02.030.