## STUDI PEMANFAATAN LIMBAH BIOMASSA PERTANIAN  SEBAGAI BIOADSORBEN UNTUK MENYERAP ION Cr
Andi Arif Setiawan 1 dan Muhrinsyah Fatimura 2 e-mail : andiarifs@yahoo.co.id;muhrinsyah.f@gmail.com
Dosen Jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas PGRI Palembang 1 Dosen Jurusan Biologi Fakultas MIPA Universitas PGRI Palembang 2

## ABSTRACT
This  study  aims to assess the  ability  of agricultural biomass  waste as material adsorbent  in the form of : rice husk, sawdust and peanut shell in total Cr ions adsorption. Ion concentration of 300 ppm Cr is used as much as 100 ml, with a contact time of 30, 60,  90,  120 and 150 minutes.  The  results showed  the  presence  of intereaksi between bioadsorben with time  contact of ion Cr adsorption with 11.235 F count > F table 2.27 5%. Rice husk has the largest adsorption than sawtdust and peanut shell, respectively at 150 minutes contact time is 4.00 mg/g, 6.534 mg g and 5.452 mg/g.
Key words : ion Cr,  waste agricultur biomass, rice husk, sawdust, peanut shell

## ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk melihat kemampuan biaodsorben yang berasal dari limbah  biomassa pertanian, berupa :  sekam  padi,  serbuk  gergaji dan  kulit  kacang tanah dalam menyerap ion Cr total. Konsentrasi ion Cr yang digunakan 300 ppm sebanyak 100 ml, dengan waktu kontak 30, 60, 90, 120 dan 150 menit. Hasil menunjukan bahwa ada intereaksi antara jenis bioadsorben dengan waktu kontak terhadap ion Cr yang terserap, dengan  F  hitung  11,235  >  F  tabel  (5%)  2,27.  Sekam  padi  daya  serapnya lebih  besar dibandingkan serbuk gergaji dan kulit kacang tanah.
Kata  kunci :  ion  Cr,  limbah biomassa  pertanian,  sekam padi,  serbuk gergaji  dan kulit kacang tanah.

## PENDAHULUAN
Populasi penduduk dunia semakin  lama  semakin  meningkat,
semakin  meningkatnya  populasi  ini tentunya  juga  meningkatkan  kebutuhan akan  pangan,  sandang, perumahan, energi dan barang hasil proses produksi.
Meningkatnya  kebutuhan  akan  barang tersebut, berdampak  berdampak negatif
berupa  limbah yang  berakibat  buruk pada  lingkungan  dan  pada  akhirnya berdampak pada kesehatan manusia.
Salah satu limbah tersebut berupa logam berat. Limbah logam berat di  perairan  dhasilkan  dari  aktivitas manusia  didaratan  yang  terbawah  oleh air  dan  terakumulasi  di  makhluk  hidup contohnya ikan. Akumulasi ini  beresiko pada kesehatan  manusia  melalui  mata
rantai makanan (Vutukuru, 2005). Polusi lingkungan  oleh  logam  berat  semakin meningkat  dimulai  dengan  revolusi industri,  Logam  berat  menyebar  dan mengancam  kesehatan  manusia  seperti merkuri,  kadmium,  timbal, arsenik, kromium,  tembaga  dan  seng  (Mason, 1996;  Lazrova et  al., 2005  dalam Emongor,  2007).  Diperkirakan  1  milyar penduduk  dunia  terpapar  logam  berat dalam  lingkungan.  Logam  berat  ini dapat  menyerang  sistem  kekebalan tubuh,  meningkatnya  terjadi  penyakit pada  hewan  dan  beberapa  diantaranya menyebabkan  kanker  (Peakall,  1992 dalam Emongor, 2007).
Krom  merupakan  logam  berat yang  digunakan  dalam  kegiatan  teknik seperti  industry  kertas,  tekstil,  pigmen dan  pengecatan,  pabrik  pengolahan logam, petrokimia, pupuk serta pelapisan  logam  (Mahvi,  2008).  Di limbah, krom dapat berwujud heksavalen  dan  trivalent. Krom  dalam wujud  heksavalen  sangat  toksit  (Niu and Volesky, 2006) yang dapat menyebabkan penyakit kanker,
gangguan pencernaan, pernapasan (Mohantly  et  l,  2005 dalam Mahvi, 2008). Ajmal et  al., 2003;  Cheung et al., 2001;  Dae  and  Young,  2005; Dezuane,  1990;  Peternele et  al., 1999 dalam Mahvi (2008) menyatakan Metode  mengatasi  pencemaran  logam berat dapat dilakukan dengan cara fisika dan  kimia  contohnya  pengendapan, oksidasi  atau  reduksi  bahan  kimia, elektrokimia, evaporasi, filtrasi, penukar ion dan teknologi membrane. Teknologi tersebut  tidak  efektif dan  investasi operasi  peralatan  yang mahal,dan khususnya  untuk  logam  berat  yang terlarut  1-100  mg/l  (Silva et al .,  2009), (Sangi et al. , 2008).
Oleh  karena  itu  dibutuhkan meode alternative yang ramah lingkungan, efektif dan ekonomis (Sangi et  al., 2008).  Salah  satu    upaya mengatasi    limbah  Cr  tersebut  yaitu dengan  cara    menggunakan  adsorben atau  bahan  penyerap  yang  berasal  dari limbah biomasa pertanian (bioadsorben), yang  efektif  untuk  menanggulangi limbah  logam  berat,      (Viera    and Volesky,  2000).  Penggunaan  biomasa limbah pertanian ini mempunyai keuntungan  yaitu  biayanya  relative rendah, efektif untuk mengurangi pencemaran  logam  berat  (Qaiser, et  al ., 2007).
Selain itu juga dengan memanfaatkan  limbah  biomassa,  berarti juga  ikut  serta  dalam  mengurangi dampak efek rumah kaca yang dalam ini yaitu  gas  metan.  Gas  metan  dapat dihasilkan dari proses peruraian senyawa-senyawa  organik  yang  berasal dari  biomassa  oleh  mikroorganisme, sehingga menghasilkan gas metan,  yang menyebabkan pemanasan global.
Biomassa  tersusun  dari  atas selulosa,  hemiselulosa,  protein,  lemak dan  lignin,  yang  dapat  dimanfaatkan sebagai bioadsorben. Bioadsorben tersebut  terdiri  dari  gugus-gugus  aktif yaitu  gugus  senyawa  fenolik,  hidroksi, karboksil,  amin,  pospat  sehingga  dapat berfungsi sebagai adsorben untuk mengikat  logam  berat  .(Kim, et  al ., 2005;  Jhonson et  al .,  2008;  Coy et  al ., 2006 dalam Lesmana et al ., 2009).
Diantara limbah biomassa
pertanian  yang  dapat  digunakan  berupa sekam  padi,  serbuk  gergaji  dan  kulit kacang tanah. Setiawan (2010) melaporkan  bahwa Semakin  lama
waktu  kontak  antara  adsorben  dengan larutan Pb, semakin banyak ion Pb yang terserap. Waktu kontak optimum adsorben  dari  yang  terkecil  yaitu  kulit
Studi Pemanfaatan Limbah Biomassa,...Anadi Areif S,...Sainmatikam,...Volume 10,...No.2,....Desember 2013,....42-49
kacang tanah, serbuk  gergaji dan  sekam padi    terhadap  larutan  ion  Pb masing- masing 82,5; 85 dan 80 menit.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengkaji  kemampuan  limbah  biomassa pertanian  berupa  :  sekam  padi,  serbuk gergaji  dan  kulit  kacang  tanah dalam mengadsorpsi ion Cr Total.

## BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan
Alat yang digunakan : labu takar, botol  sempel,  beaker  gelas,  erlenmyer, pipet  volum,  bola  bulb,  blender,  open, loyang  open,  neraca  analitis,  magnetik stirrer, pH meter, AAS (Atomic Absorption  Spektrofotometre).  Bahan yang  digunakan  K 2 Cr 2 O 7 (PA),  HNO 3 (PA),  air  demin,  kertas  saring  whatman 40,  sekam padi, serbuk gergaji dan kulit kacang tanah.

## Rancangan Penelitian
Penelitian  ini  berupa  ekperiment di laboratorium dengan rancangan penelitian  ini  dengan  menggunakan RAL  (Rancangan  Acak  Lengkap)  2 faktor,  yaitu  faktor  1  jenis  bioadsorben yaitu  :  sekam  padi,  serbuk  gergaji  dan kulit  kacang  tanah.  Sedangkan  faktor  2 variasi  waktu  kontak :  30,  60,  90,  120 dan 150 menit.

## Persiapan Bahan
Pembuatan  larutan stok  ion  Cr sebanyak  1000  ppm  dengan  cara ditimbang  2,827  gram  K 2 Cr 2 O 7 lalu dilarutkan    dengan  1  liter  air  demin.
Pembuatan  larutan  ion  Cr 300  ppm dengan  cara  mengambil  larutan  stok 1000  ppm  sebanyak  300  ml, lalu dimasukan  kedalam  labu  takar  1000  ml dan diencerkan hingga batas.
Bioadsorben (kulit kacang tanah, sekam padi dan serbuk gergaji) dibersihkan  dan  diaktivasi  dengan  cara direndam dalam HNO 3 0,1 M selama 24 jam, lalu dicuci dengan air demin hingga pH    netral.    Kemudian  dikeringkan dengan  cara  temperatur  ruang,  lalu dilanjutkan  dengan  pengeringan  dalam oven  dengan  suhu  105 0 C    (Qaiser, et al .,  2007, Prasad et al. , 2008).

## Cara Kerja
Ditimbang masing-masing bioadsorben  (Kulit    kacang  tanah, Sekam padi dan serbuk gergaji) sebanyak  1  gram  dalam  erlenmyer  250 ml. Ditambahkan kedlam masinh- masing  erlemyer  larutan  ion  Cr dengan konsentrasi awal 300 ppm sebanyak 100 ml,  lalu  diaduk  dengan  pengaduk magnetik stirrer selama waktu kontak 30 menit.    Setelah  waktu  kontak  tercapai, bioadsorben  dipisahkan  dengan  kertas saring. Residu hasil dari penyerapan ion Cr  diukur  dengan  menggunakan  AAS. Waktu  kontak  diulangi  dengan  variasi Sedangkan    Lamanya  waktu  kontak dengan bioadsorben divariasikan interval 30 menit  antara 30, 60, 90, 120 dan 150 menit. Waktu kontak bioadsorben  diulangi  sebanyak  3  kali ulangan.

## Analisis Data
Data  yang  diperoleh  dianalisis banyaknya  ion  Cr  total  terserap  dengan menggunakan  rumus  berikut (Qaiser, 2007) :
m C Co V Q ) (  
…………………………………….  (1)
Studi Pemanfaatan Limbah Biomassa,...Anadi Areif S,...Sainmatikam,...Volume 10,...No.2,....Desember 2013,....42-49
Dimana Q  =    Kapasitas
daya  serap  bioadsorben  (mg/g),  V  = Volume larutan  ion Cr  yang digunakan (ml),  Co  =  Konsentrasi  awal  ion  Cr yang  digunakan  100  (mg/l),  C    = Konsentrasi  akhir  penyerapan  (mg/l),  m
= banyaknya bioadsorben yang digunakan (g)
Data  yang  diperoleh  kemudian dianalisis  dengan  sidik  ragam  (Uji  F)  2 faktor,  Faktor  1  jenis  adsorben  dan faktor  2  variasi  waktu  kontak  dengan menggunakan  program  SPSS.  Jika  F hitung  lebih  besar  dari  F  tabel  pada tingkat  5%,  ini  menunjukan  bahwa pengaruh jenis bioadsorben dan lamanya waktu  kontak menunjukan adanya
intereaksi  dalam  menyerap  ion  Cr  total yang signifikan. Untuk melihat perbedaan  masing-masing  bioadsorben dan  waktu  kontak    dilakukan  uji  beda nyata terkecil (BNT).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  penyerapan  larutan  awal ion Cr total 300 mg/l dengan menggunakan  bioadsorben  kulit  kacang tanah,  sekam  padi  dan  serbuk  gergaji masing-masing sebanyak 1 gram, dengan  waktu  kontak  30,  60,  90,  120 dan  150  menit  diperoleh  gambar  1 berikut :
Gambar 1. Pengaruh waktu kontak adsorben terhadap  ion Cr yang terserap.
Ket : KK=kulit Kacang Tanah SP= Sekam Padi dan SG=Serbuk Gergaji
Pada  gambar  1  tersebut  terlihat bahwa sekam padi mempunyai kemampuan daya serap terbesar dibandingkan serbuk  gergaji  dan  sekam padi.  Besarnya  kemampuan  sekam  padi ini dapat diakibatkan oleh banyak gugus
aktiv  yang  ada  pada  sekam  padi dibandingkan  serbuk  gergaji  dan  kulit kacang  tanah.    Gugus  aktiv  tersebut berupa  hidroksi,  phenolik,  karboksil yang berasal  dari  selulosa,  hemiselulosa dan lignin. Gugus aktif tersebut
bermuatan negatif sehingga dapat berikatan dengan ion Cr yang bermuatan positif.
Metode    adsorpsi  umumnya berdasar  interaksi  ion  logam  dengan gugus  fungsional yang ada  pada permukaan  adsorben  melalui  interaksi pembentukan  kompleks  dan  biasanya terjadi  pada  permukaan  padatan  yang kaya gugus fungsional seperti OH, -NH, -SH  dan  -COOH  (Stum  dan  Morgan, 1996 dalam Purwaningsih, 2009) Dupon (2004) melaporkan
bahwa  sekam  padi  tersusun  oleh  80  % bahan organik (penyusun utama) senyawa  selulosa  dan  lignin      dengan gugus  aktif  berupa  hidroksi  (OH), karboksil  (-COOH),  lignin  dengan gugus  aktif  hidroksi  (OH),  karboksil  (- COOH),  keton  (R-O-R)  yang  akan bereaksi dengan logam berat membentuk  komplek.  Selain  itu  pada sekam padi mengandung bahan anorganik 20% silika, Senyawa-senyawa penyusun tersebut mempunyai kemampuan  mengikat  kation  logam (Suemitsu R, et al., 1986 and Low K S, et  al., 1997 dalam Kumar 2009)  berupa senyawa silika Silanol Hidrogen (Toppallar  and  Bayrak,  1999).  Aksu et al ., 2001 dalam Mahvi, (2008) melaporkan  bahwa  abu  sekam  padi mengandung 95% silika dengan porositas dan luas permukaaan  besar. Disamping  itu  pada  sekam  padi dapat  disebabkan  pori-pori  dan  luas permukaan pada  permukaan sekam padi lebih  banyak  dibandingkan  serbuk gergaji dan kulit kacang tanah, sehingga ion  Cr yang  diserap  oleh  sekam  padi lebih banyak.
Sangi et  al ., (2008)  melaporkan bahwa  penyerapan  adsorben  menjadi lebih  cepat  dengan  banyaknya  pori-pori pada  adsorben  tersebut, sehingga  logam berat  lebih  banyak  yang  terserap.
Sukarta,  (2008) melaporkan  bahwa porositas  adsorben  juga  mempengaruhi daya  adsorpsi  dari  suatu  adsorben. Adsorben dengan porositas yang banyak mempunyai kemampuan menyerap yang lebih tinggi dibandingkan dengan adsorben  yang  memiliki  porositas  yang sedikit.  Prabhu et  al .,  (1981);  Sen  and Du,  (1987) dalam Mukhtar,  (2009) menyebutkan bahwa sekam padi mempunyai  sifat  daya  serapnya  yang sangat baik.
Secara  umum  semakin  lama waktu  kontak  semakin  banyak  ion  Cr yang terserap oleh masing-masing bioadsorben.  Banyaknya  ion  Cr  yang terserap  ini  dikarenakan  semakin  lama kontak  adsorben  dengan  larutan  ion  Cr, maka semakin lama pemukaan adsorben  mengalami  kontak  dengan larutan ion Cr, sehingga semakin banyak ion Cr yang terserap.
Peningkatan  daya  serap  terjadi pada interval waktu 30, 60 dan 90 menit. Peningkatan daya adsorspi ini dikarenakan pada waktu kontak tersebut masih  banyaknya  tempat  aktif  pada adsorben  untuk  menyerap  ion  Cr. Sedangkan pada interval  waktu 120 dan 150  menit  peningkatan  daya  serap bioadsorben relatif kecil, ini menunjukkan  bioadsorben  mengalami kejenuhan, sehingga larutan ion Cr yang diserapnya relatif  kecil.
Pada  gambar  1  tersebut  juga terlihat bahwa pada waktu  kontak diatas 90 menit daya serap adsorben mengalami penurunan. Ini menunjukkan bahwa pada masing masing tempat aktiv bioadsorben  baik  itu  berupa  pori-pori dan  gugus  fungsi    sudah  terisi/terserap dan  pada  gugus-gugus  active  sudah sebagian besar berikatan  dengan ion Cr. Peningkatan dan penurunan daya serap  adsorben  ini  sejalan  dengan penelitian  Kannan et  al .,  (1998) dalam
Kannan et al. , (2009) melaporkan bahwa kemampuan adsorben  arang dari serbuk bamboo  dan  arang  aktiv  komersil kecepatan penyerapan meningkat seiring dengan  meningkatnya  waktu  kontak antara  adsorben  dengan  ion  Pb(II)  ini disebabkan  karena  banyak  tempat  aktif
pada  permukaan  karbon    dan  menjadi perlahan  peningkatannya  dikarenakan menurunnya  permukaaan  aktiv  pada adsorben  tersebut  (Sangi et  al ,  2008).
Hasil analisis sidik ragam uji F 2 faktor, dapat dilihat pada tabel 1 berikut :
Tabel 1. Analisis Sidik Ragam Uji F 2 Faktor
Source Type III Sum of Squares df Mean Square F Sig. Corrected Model 56.042 a 14 4.003 123.773 .000 Intercept 946.619 1 946.619 29269.338 .000 jenis 30.730 2 15.365 475.088 .000 waktu 22.405 4 5.601 173.190 .000 jenis * waktu 2.907 8 .363 11.235 .000 Error .970 30 .032 Total 1003.632 45 Corrected Total 57.012 44
F Tabel 5%  (8,30) = 2,27
Hasil analisis sidik ragam menunjukan F  hitung  11,235  >  F  tabel 5%  2,27.  Ini  menunjukan  bahwa  jenis adsorben  dan  waktu  kontak  adsorben menunjukan  interaksi  yang  berpengaruh
nyata  dalam  menyerap  ion  Cr.  Untuk melihat  perbedaan antar  perlakuan dilakukan  uji  beda  nyata  terkecil atau Least  Significant  Difference  (LSD), lihat tabel 2 berikut :
Tabel 2.  Uji Beda Nyata Terkecil Antar Perlakuan
(I) jenis (J) jenis Mean Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval Lower Bound Upper Bound LSD 1 2 -2.021427 * .0656675 .000 -2.155538 -1.887316 3 -1.102393 * .0656675 .000 -1.236504 -.968282 2 1 2.021427 * .0656675 .000 1.887316 2.155538 3 .919033 * .0656675 .000 .784922 1.053144 3 1 1.102393 * .0656675 .000 .968282 1.236504 2 -.919033 * .0656675 .000 -1.053144 -.784922
Pada tabel tersebut terlihat bahwa  masing-masing  antar  perlakuaan
biadsorben  menunjukan perbedaan yang signifikan.

## KESIMPULAN
1. Limbah biomassa pertanian berupakulit  kacang  tanah,    sekam padi dan serbuk gergaji mempunyai  kemampuan  menyerap ion Cr total.
2. Sekam  padi  mempunyai daya serap terbesar dibandingkan serbuk gergai dan  kuli  kacang  tanah,  masing- masing  daya  serapnya  pada  waktu kontak 150 menit adalah 4,00 mg/g;
6,534 mg/g dan 5,452 mg/g.

## DAFTAR PUSTAKA
Dupont  L.,  Bounda  J.,  Dumonceau  J., Aplincourt M., 2005. Biosorption  of  Cu(II)  and  Zn(II) onto  a  lignocellulosic  substrate extracted  from  wheat  bran .
Environ  Chem  Lett.  2,  165-168. (www.  google.  Adsorption  of heavy  metal.  Com,  diakses  Mei 2008)
Emongor V., 2007., Biosorption of Lead from Aqueous Solution of Varied pH  by  Kale  Plants  (Brasicca oleraceae
var acephala) .,
Journal  Agricultural,  Food  and Environmental  Science    (1)  2. (www.  google.  Adsorption  of heavy  metal.  Com,  diakses  Mei 2008)
Lesmana  S.O.,  Febriana  N.,  Soetaredjo F.E.,  Sunarso  J.,  Ismadji  S., 2009. Studies on Potential Application  of  Biomass  for  the Separation  of  Heavy  Metal  from Water and Wastewater . Biochemical Engineering Journal 44, 19-41.
Mahvi  A.  H.,  2008. Review  Peper  : Application of agricultural fibers in pollution removal from aqueous solution . Int. J. Environ.
Sci. Tech., 5 (2), 275-285 Niu H.C., B. Volesky, 2006, ” Biosorption  of  Chromium  from Aqueous Solution ”, Environmental Informatich Archives 4, 262-272
Purwaningsih D., 2009. “Adsorpsi Multi Logam  Ag(I),  Pb(II),  Cr(III), Cu(II)  dan  Ni  (II)  pada  Hibrida Etilendiamino  Siika  dari  Abu Sekam  Padi”. Jurnal  Penelitian Saintek, Vol. 14, No. 1
Qaiser S., R. A. Saleemi, M. M. Ahmad. 2007. Heavy  metal  uptake  by agro  based  waste  materials
(online). Journal of Biotechnology..  Department of Chemical Engineering. University  of  Engineering  and Technology. Pakistan
Sangi R.M.,  Shamoradi  A.,  Zolgharnein J.,  Azimi  G.H.,  Ghorbandoost, 2008. Removal  and  Recovery  of
Heavy  Metal  from  Aqueous Solution using Ulmus Carpinifolia and Fraxinus
Excelsior  Tree  Leaves. ,  Journal of Hazardous Material 155, 513- 522.
Silva  P.M.R.,  A.A.  Rodriquez,  J.M. Gomez,  C.D.  Moreno,  2009,” Biosorption of Chromium, Copper,  Mangane  and  Zinc  by
Pseodomonas  aeruginosa  AT  18 Isolated from A Site
Contaminated  with  Petroleum ”,
Bioresource  Technology  100, 1533-1588.
Setiawan  A.  A.,  2010. Uji    Toksisitas Ion  Pb 2+ Terhadap  Ikan  Mas,
Mujair  dan  Nila  Serta  Kaitanya Terhadap Efektivitas Kulit Kacang    Tanah,  Sekam    Padi dan  Serbuk  Gergaji  sebagai Bioadsorben (Thesis), Pengelolaan Lingkungan, Pascasarjana Universitas Sriwijaya. Vutukuru  S.S.,  Viera  R.  H.  S.  F.  and Volesky B., 2000. Bioadsorption
:  a  Solution  to  Pollution  ? . Internatl. Micrbiol., 3.
2005. Acute  Effects  of  Hexavalent Chromium  on  Survival,  Oxygen Consumption, Hematological Parameters and Some Biochemical  Profiles  of  the Indian Major Carp, Labeo rohita .  Int.  J.  Environ.  Res. Public  Health  2  (3),  456-562.