http://journal.ipb.ac.id/index.php/jurnalikt
e-ISSN       : 2620-309X
STUDI KINETIKA ADSORPSI DAN DESORPSI ION FOSFAT (PO 4 2- )

## DI SEDIMEN PERAIRAN SEMARANG DAN JEPARA

## KINETIC STUDY ON ADSORPTION AND DESORPTION PHOSPHAT
ION (PO 4 2- ) IN SEDIMENT SEMARANG DAN JEPARA
Lilik Maslukah 1,2* , Muhammad Zainuri 2 , Anindya Wirasatriya 2,3 , & Rikha Widiaratih 2 1 Program Doktor Ilmu Kelautan, FPIK, Universitas Diponegoro, Semarang, 50275, Indonesia
2 Departemen Oseanografi, FPIK, Universitas Diponegoro, Semarang, 50275, Indonesia
3 Pusat Kajian Mitigasi Bencana dan Rehabilitasi Pesisir, Universitas Diponegoro, Semarang, 50275, Indonesia *E-mail: lilik_masluka@yahoo.com

## ABSTRACT
Adsorption  and  desorption  are  important  processes  that  affect  the  distribution  of  chemicals  in  the environment.  This  research  aims  to  determine  the  change  pattern  of  PO 4 2- concentration  by  time through adsorption  and  desorption  simulations.  The simulation  process  was  conducted  on sediments from  Semarang  and  Jepara  waters.  Through  the  analysis  of  desorption  process,  the  contribution  of sediment input to the P ion can be determined, based on the release of ions PO 4 2- at the beginning of time  until  the  maximum  conditions  of  the  desorption  process.  The  first  and  second  order  of  (what) equations were used to determine the adsorption kinetics, while the isotherms of the adsorptions were determined  based  on  the  Langmuir  and  Freundlich  models.  The  results  show  that  the  significant desorption  process  occurs  during  the  first  hour  and  the  contribution  of  PO 4 2- ions  by  Semarang sediments  are  three  times  higher  than  Jepara  sediments.  Based  on  the  adsorption  kinetics  and isotherms, the second order of the equation model and the Langmuir model are more appropriate for both  locations.  This  model  assumes  that  the  adsorption  capacity  is  proportional  to  the  number  of active sites occupied by PO 4 2- ions and the adsorption occurs in one homogeneous sedimentary layer. Semarang  sediments  have  adsorp  pollutants  (P  ions)  ability  greater  than  Jepara  Sediments  with capacity values respectively are 11.57 and 11.2 µmol g -1 .
Keywords: adsorption, desorption, Jepara, PO 4 2- , sediment, Semarang

## ABSTRAK
Adsorpsi  dan  desorpsi  merupakan  proses  penting  yang  memengaruhi  distribusi  bahan  kimia  di lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk  menentukan pola perubahan konsentrasi ion PO 4 2- terhadap waktu  melalui proses simulasi adsorpsi dan  desorpsi  sedimen perairan Semarang  dan Jepara. Melalui proses  desorpsi,  dapat  ditentukan  kontribusi  masukan  ion  PO 4 2- oleh  sedimen  yang  ditentukan  dari jumlah  ion  PO 4 2- yang  terlepas  pada  awal  sampai  pada  kondisi  maksimum  dari  proses  desorpsi. Penentuan kinetika adsoprsi ditentukan berdasarkan persamaan orde 1 dan 2 serta isoterm adsorpsinya berdasarkan  model Langmuir dan Freundlich .  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  proses  desorpsi terjadi  pada  1  jam  pertama  dan  kontribusi  ion  PO 4 2- yang  dapat  dilepaskan  oleh  sedimen  perairan Semarang  tiga  kali  lebih  besar  dibandingkan  dengan  sedimen  perairan  Jepara.  Berdasarkan  kinetika adsorpsi  ion  P  oleh  sedimen  dari  dua  lokasi  lebih  tepat  dijelaskan  oleh  model  persamaan  ordo  2  dan isoterm  adsorpsinya  berdasarkan  model  Langmuir.  Model  ini  mengasumsikan  bahwa  kapasitas adsorpsi sebanding dengan jumlah situs aktif yang ditempati oleh ion PO 4 2- dan adsorpsi terjadi dalam satu lapisan sedimen homogen. Sedimen Semarang memiliki kemampuan menyerap zat pencemar (ion P)  lebih  besar  dibandingkan  dengan  sedimen  Jepara  dengan  nilai  kapasitas  secara  berurutan  adalah 11,57 dan 11,2 µmol g -1 .
Kata kunci : adsorpsi, desorpsi, Jepara, PO 4 2- , sedimen, Semarang

## I. PENDAHULUAN
Perairan  Teluk  Semarang  dan  Jepara merupakan  bagian  dari  pantai  utara  Jawa yang  mendapat  pengaruh  masukan  air  tawar dari beberapa sungai besar. Perairan Semarang telah banyak dipengaruhi masukan limbah  hasil  kegiatan  industri  (Bappedal, 2002)  dan  limbah  rumah  tangga  serta  ke- giatan pertanian di daerah hulunya. Aktivitas antropogenik  di  Semarang  jauh  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  Jepara  dan  tentunya beban  masukan  unsur-unsur  kimia  ke  per- airan  juga  lebih  tinggi.  Salah  satu  masukan unsur  kimia  dan  dapat  menimbulkan  ter- jadinya  penurunan  kualitas  perairan  adalah ion fosfat atau ion P (PO 4 2- ). Masukan beban yang berlebihan oleh unsur ini dapat menim- bulkan  dampak  positif  dan  negatif.  Dampak positif  terjadi  karena  produktivitas  perairan menjadi  tinggi,  sedangkan  dampak  negatif akibat  proses  eutrofikasi  yang  menyebabkan algae jenis beracun berkembang dengan pesat dan  menyebabkan  oksigen  perairan  menjadi rendah.  Hasil  penelitian  Maslukah et  al . (2019)  tentang  unsur  phosphat  terlarut  di perairan  Semarang  mencapai  0,52  µM  dan Jepara  0,36  µM.  Beban  masukan  ion  P  yang cukup  tinggi  telah  menyebabkan  konsentrasi klorofil-a  menjadi  lebih  tinggi  dibanding dengan perairan Jepara.
Selama  keberadaannya  di  estuari, unsur-unsur  kimia  dalam  bentuk terlarut  dan tersuspensi  saling  berinteraksi  (Praveena et al. ,  2013;  Maslukah et  al .,  2017).  Partikel tesuspensi  mempunyai  kemampuan  meng- adsorpsi unsur  terlarut,  dan  diikuti  proses destabilisasi  membentuk  agregat  yang  lebih besar  dan  akhirnya  mengendap  ke  dasar perairan  karena  gaya  gravitasi  (Chester, 1990).  Proses  destabilisasi  menyebabkan konsentrasi  unsur  kimia  terlarut  mengalami pengurangan  dan  menambah  konsentrasinya dalam  sedimen  (Maslukah et  al. ,  2017). Namun  demikian,  adanya  proses  resuspensi dapat  menjadi  sumber  elemen  pada  kolom perairan (Prartono & Hasena, 2009).
Nasib  ( fate )  unsur  kimia  di  estuari
dipengaruhi  adanya  proses  adsorpsi  ataupun desorpsi.  Adsorpsi adalah  suatu  proses  yang terjadi  ketika  suatu  fluida,  cairan  maupun gas,  terikat  oleh  suatu  partikel  (Maslukah et al .,  2017).  Desorpsi  yang  terjadi  pada ekstraksi  padat-cair  merupakan  peristiwa keluarnya  analit  yang  terkandung  di  dalam sedimen (padatan) ke dalam larutan. Handayani  &  Sulistiyono  (2009)  menjelas- kan bahwa proses adsorpsi terjadi apabila ion yang  teradsorpsi  hanya  tertahan  atau  me- nempel  dipermukaan  partikel  penyerap  saja. Faktor  yang  berpengaruh  terhadap  proses adsorpsi  dan  desorpsi  adalah  waktu  kontak, konsentrasi  pelarut,  konsentrasi  zat  terlarut dalam  sedimen,  spesiasi  zat  terlarut,  kandu- ngan  organik/  anorganik  dalam  sedimen, suhu,  ukuran  butiran  sedimen,  konsentrasi asam (pH), dan salinitas (Cao et al ., 2017).
Fenomena perpindahan suatu ion dari badan  air  ke  dalam  sedimen  yang  kaya  akan bahan  organik  biasanya  melalui  proses adsorpsi isoterm berdasarkan  tiga  model yaitu partisi , Freundlich dan Langmuir (Schnoor,  1996).  Konsentrasi  relatif  dari setiap  komponen  dalam  setiap  fasenya  dan menjadi parameter yang berguna untuk mem- bandingkan  kapasitas  penyerapan  dari  suatu material  yang  berbeda  dapat  didekati  ber- dasarkan  model partisi ,  untuk  jenis  ionnya (Seo et  al .,  2008).  Sedangkan  model Langmuir dan Freundlich ,  digunakan  untuk memperkirakan  kapasitas  penyerapan  dari partikel  (Holmes et  al .,  2012).  Persamaan model Langmuir juga dapat digunakan untuk memprediksi  proses  adsorpsi  dari  bentuk terlarut  ke  bentuk  padatan  (Ghabbour  & Davies,  2011).  Adsorpsi  adalah  proses penting  yang  memengaruhi  distribusi  bahan kimia dilingkungan.
Secara  alami  beban  P  terlarut  yang ada  di  perairan  akan  mengalami  adsoprsi oleh  partikel  dan  akan  tersimpan  ke  dasar perairan  (Zhang et  al .,  2016).  Hal  ini  meru- pakan  mekanisme  perairan  dalam  memu- lihkan  keseimbangan  lingkungan,  sehingga dampak  negatif  tidak  akan  terjadi.  Pengikat- an unsur P terlarut dari perairan oleh suspensi
sedimen  perlu  dipelajari  untuk  melihat  ke- mampuan  sedimen  suatu  wilayah  dalam mengadsorpsi  unsur  P  terlarut  (dalam  pe- nelitian ini adalah ion fosfat). Hal ini penting sebagai  informasi  dasar  tentang  potensi pelepasan dan retensi unsur kimia ke perairan (Yu et  al .,  2014).  Setiap  sedimen  dari  suatu lokasi  memiliki  kemampuan  adsorpsi  yang berbeda, tergantung dari karakteristik sedimen.  Tingginya  adsorpsi  sedimen  dapat menggambarkan  semakin  baik  kemampuan sedimen  tersebut  dalam  mengendalikan dampak proses eutrofikasi.
Penelitian terkait adsorpsi dan desorpsi  ion  P  oleh  sedimen  pernah  dilaku- kan  oleh  beberapa  peneliti  pada  sistem  per- airan tawar (Wang et al ., 2015; Zhang et al ., 2016;  Cui et  al., 2018).  Di  Indonesia penelitian  tentang  kinetika  senyawa  P  dari sedimen  laut  pernah dilakukan oleh Prartono &  Hasena  (2006)  pada  sedimen  perairan Teluk  Jakarta.  Namun  penelitian  ini  hanya mempelajari tentang proses pelepasan (desorpsi)  unsur  nutrien,  termasuk  ion  P. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menentukan pola  perubahan  konsentrasi  ion  PO 4 2- ter- hadap waktu melalui proses simulasi adsorps i dan  desorpsi  sedimen  yang  diambil  dari  2 lokasi  yaitu  sedimen  perairan  Semarang  dan Jepara.  Penentuan  kinetika  adsorpsi  ditentu- kan  berdasarkan  persamaan  orde  1  dan  2 serta  isoterm  adsorpsinya  ditentukan  ber- dasarkan  model Langmuir dan Freundlich (Yang et al ., 2019).
Informasi  yang  akan  didapatkan  dari penelitian  ini adalah tentang potensi kemam- puan  suatu  wilayah  untuk  memulihkan  dari adanya  inputan  beban  P  yang  berlebih. Penelitian  adsorpsi  dan  desorpsi  P  ini  juga dapat  membantu  dalam  menjelaskan  meka- nisme  pelepasan  ion  dan  perolehan  kembali suatu  unsur  yang  terikat  oleh  sedimen, sehingga  dapat  digunakan  dalam  prakiraan kesuburan  perairan.  Hasil  penelitian  ini  juga dapat digunakan sebagai pedoman dalam pe- netapan suatu perairan dalam mengendalikan dampak pencemaran.

## II. METODE PENELITIAN

## 2.1. Lokasi Pengambilan Sampel, Perlakuan Sedimen dan Analisis Kualitas Sedimen
Sampel  sedimen  pada  penelitian  ini diambil  dari  Muara  Sungai  Banjir  Kanal Barat  (mewakili  area  perairan  Semarang) pada 06° 56' 32,6" LS, 110° 23' 11,1" BT dan Muara  Sungai  Wiso  (mewakili  perairan Jepara) pada 06° 35' 2" LS, 110° 39' 30" BT ( Figure 1).  Pengambilan  sampel  sedimen menggunakan grab  sampler (ketebalan  ±25 cm).  Sampel  diambil  dari  3  stasiun  pada masing-masing  muara  dan  dihomogenkan. Selanjutnya  sampel  sedimen  dilakukan  pe- ngeringan  dibawah  sinar  matahari  dan  dila- kukan  pengayakan  (ukuran  150).  Parameter kualitas sedimen yang diukur pada penelitian meliputi  penentuan  ukuran  butir dan organik karbonnya.  Fraksi  sedimen  pasir  didapatkan melalui metode pengayakan, fraksi lanau dan lempung  berdasarkan  metode pipetting . Metode  penentuan  organik  karbon  ber- dasarkan metode LOI (Meng et al ., 2014a).

## 2.2. Material dan Data

## 2.2.1.   Metode Simulasi Kinetika Adsorpsi
Metode  yang  digunakan  merupakan modifikasi  dari  beberapa  peneliti  (Cui et  al ., 2018;  Zhang et  al .,  2016  dan  Cao et  al ., 2017).  Eksperimen  dilakukan  pada  suhu ruangan  (±25 o C).  Data  yang  diamati  adalah perubahan  konsentrasi  fosfat  terlarut  ter- hadap  waktu  dengan  interval  waktu,  menit ke-5;  60,  360.  Terlebih  dahulu,  sampel sedimen  dilakukan  pengocokan  selama  24 jam  untuk  memperoleh  kondisi  kesetim- bangan antara fase terlarut dan partikel untuk proses  adsorpsinya.  Sampel  sedimen  yang digunakan  sebanyak  0,3  g  dan  dimasukkan ke  dalam  200  ml  air.  Sampel  air  yang digunakan  merupakan  sampel  dari  perairan masing-masing  (Jepara  dan  Semarang)  dan diambil  pada  tanggal  14  Juli  2019,  saat kondisi surut. Percobaan dilakukan pada kon-
F igure 1 . Location of the research.
sentrasi  larutan  6  uM  dan  pada  konsentrasi alami air laut. Desain percobaan terdiri dari:
Percobaan  1  (Ja)=  0,3  g  sedimen  Jepara  + 200 ml air Jepara + 6 µM KH 2 PO 4
Percobaan 2 (Sa)= 0,3 g sedimen Semarang + 200 ml air Semarang + 6 µM KH 2 PO 4
Perhitungan  nilai  adsorpsi  menggunakan formula  dari  Omari et  al. (2019)  sesuai formula 1:
........................................  (1)
Keterangan:  Qt=  konsentrasi  P  teradsorpsi, Co=  konsentrasi  awal  phosphor,  Ce=  kon- sentrasi  kesetimbangan  ion  P,  V=  volume dan m= massa sedimen
2.2.1.1.Penentuan Isoterm Adsorpsi Penentuan  pola isoterm adsorpsi  di- gambarkan  menggunakan  dua  model  yaitu isoterm  Freundlich dan Langmuir . Isoterm Langmuir ditentukan dengan membuat grafik antara perbandingan konsentrasi terlarut (Ce) dan  teradsorpsi  (Qe)  sebagai  sumbu  y terhadap  konsentrasi  terlarut  (Ce)  sebagai sumbu  x  dan isoterm  Freundlich ditentukan dengan  membuat  grafik antara ln Qe  sebagai sumbu  y  terhadap  ln  Ce  sebagai  sumbu  x. Nilai  kapasitas  adsorpsi  akan  dihasilkan melalui persamaan linearnya.

## 2.2.1.2.Penentuan Kinetika Adsorpsi
Kinetika  adsorpsi  ditentukan  dengan membuat  grafik  hubungan  antara  perubahan konsentrasi  terhadap  waktu.  Penetapan  ordo ditentukan dari besarnya kelinieran (nilai R 2 ). Kinetika  adsorpsi  ditentukan  dari  nilai  slope
dan intersep dari persamaan linier yang diha- silkan.

## 2.2.2.   Metode Simulasi Kinetika Desorpsi
Sedimen  sebanyak  0,3  g  dijenuhkan terlebih  dahulu  menggunakan  konsentrasi  6 µM  dan  60  µM  dan  dikocok  selama  24  jam. Tahap  selanjutnya  adalah  pengendapan  dan pengeringan.  Sedimen  yang  telah  kering  di- tambahkan  200  ml  media  air  laut  dan  dila- kukan  pengkocokan  kembali  selama  24  jam. Selanjutnya  dilakukan  pengukuran  fosfat terlarut pada menit ke-0, 60, 360. Desain per- cobaan secara rinci adalah sebagai berikut:
Percobaan 1 (Jd6)= 0,3  g  sedimen  hasil  penjenuhan  6  µM KH2PO4  +  air  laut  Jepara  +  pengadukan selama 24 jam
Percobaan 2 (Jd60)= 0,3  g  sedimen  hasil  penjenuhan  60  µM KH2PO4  +  air  laut  Jepara  +  pengadukan selama 24 jam
Percobaan 3 (Sd6)= 0,3  g  sedimen  hasil  penjenuhan  6  µM KH2PO4  +  air  laut  Semarang  +  pengadukan selama 24 jam
Percobaan 4 (Sd60)= 0,3  g  sedimen  hasil  penjenuhan  6  µM KH2PO4  +  air  laut  Semarang  +  pengadukan selama 24 jam
Percobaan 5 (Jdn)= 0,3  g  sedimen  Jepara  +  Air  laut  Jepara  + pengadukan selama 24 jam
Percobaan 6 (Sdn)= 0,3  g  sedimen  Jepara  +  air  Jepara  + pengadukan selama 24 jam
Pengukuran  fosfat  terlarut  menggunakan spektrofotometer  UV-VIS  SP  6000,  pada panjang gelombang 885  nm dan perhitungan kontribusi  sedimen  dihitung  dari  nilai  total hasil  ion  PO 4 2- yang  terlepas  dibagi  jumlah sedimen percobaan (0,3 g).

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Simulasi Kinetika Desorpsi
Proses  desorpsi  ion  P  terlarut  oleh sedimen perairan Semarang dan Jepara dapat dilihat melalui adanya perubahan konsentrasi fosfat  terlarut  dalam  media.  Nilai  perubahan ini disajikan pada Figure 2 .
Figure 2 . The change pattern of dissolved phosphate concentration (DIP) during 24 hours in Semarang waters.
Figure  2 dan 3 memperlihatkan  pola perubahan  konsentrasi  DIP  pada  perlakuan sedimen  alami  (Sdn  dan  Jdn)  dan  sedimen 6µM  (Sd6  dan  Jd6)  perairan  Semarang  dan Jepara  menunjukkan  pola  yang  sama. Perlakuan  Sd6,  Jd6  menunjukkan  nilai  yang cenderung  lebih  besar  dibandingkan  dengan perlakuan  Sdn  dan  Jdn.  Hal  ini  disebabkan karena  pada  perlakuan  Sd6  dan  Jd6  ada penambahan konsentrasi pada sedimen awal- nya. Demikian juga pada perlakuan Sd60 dan Jd60,  menyebabkan  proses  pelepasan  ion PO 4 2- ke media menunjukkan nilai yang lebih tinggi.  Haryanti  (2010)  menjelaskan  bahwa konsentrasi  awal  berpengaruh  terhadap  jum- lah  yang  dilepas.  Proses  pelepasan  ion  PO 4 2- (desorpsi)  mencapai  maksimum  pada  1  jam pertama.  Pada  menit  pertama  terlihat  bahwa anion  fosfat  yang  terdesorpsi  sedikit,  kemu- dian  meningkat  secara  signifikan  hingga mencapai  waktu  optimumnya.  Setelah  men- capai waktu optimum dan kesetimbangannya, jumlah anion fosfat yang terdesorpsi konstan. Proses  ini  terjadi  karena  dalam  media percobaan  ada  reaksi  dua  arah  antara  zat terlarut (ion P) sebagai adsorbat dan sedimen sebagai  adsorbennya.  Sedimen  tidak  mampu
lagi  mendesorpsi  jika  media  sudah  jenuh dengan  ion P  dan selanjutnya  reaksi  menjadi konstan.  Hasil  penelitian  Partono  &  Hasena (2006)  menjelaskan  bahwa  terjadi  proses pelepasan  fosfat  yang  sangat signifikan pada 5  menit  pertama  dan  proses  pelepasan  tetap terjadi  pada  menit  ke  30,  meskipun  terjadi secara  perlahan-lahan.  Peningkatan  pada  5 menit  pertama  terjadi  secara  signifikan karena  konsentrasi  awal  air  laut  lebih  kecil dari  konsentrasi  dalam  sedimen.  Hal  ini memberikan  gambaran  bahwa  proses  de- sorpsi  terjadi,  yang  mana  ion  fosfat  dalam sedimen  terlarut  kembali.  Proses  kesetim- bangan  antara  fase  terlarut  dan  partikel  akan terjadi kembali, dan proses desorpsi terhenti.
Berdasarkan Figure  3 , pola peruba- han  konsentrasi  menunjukkan  sedikit  per- bedaan  pada  perlakuan  sedimen  Jd6.  Hal  ini disebabkan  karena  sedimen  awal  perairan Jepara  memiliki  konsentrasi  yang  lebih rendah  daripada  Semarang,  sehingga  pada saat  penjenuhan  sedimen  tersebut  masih mampu  menyerap  ion  fosfat.  Ion  P  ini kemudian  dilepaskan  kembali  ke  medianya, melalui  proses  desorpsi  dan  masih  berlanjut sampai 1 jam kemudian.
Figure 3 . The change pattern of dissolved phosphate concentration (DIP) during 24 hours in Jepara waters.
Table 1 . Total ions P released from Semarang and Jepara sediments (µmol g -1 ).
Location Treatment Minute Total (µmol l -1 ) Amount Release/g (µmol g -1 ) 5 th 60 th Jepara Jdn 0.34 0.79 1.13 0.75 Jd60 6.37 0.11 6.47 4.32 Jd6 1.79 0.07 1.86 1.24 Semarang Sdn 1.31 2.47 3.78 2.52 Sd60 6.70 0.08 6.78 4.52 Sd6 3.02 1.25 4.27 2.84
Figure 4. Desorption process of natural sediment in Semarang and Jepara waters.
Berdasarkan Figure 2  dan  3  dilaku- kan  perhitungan  tentang  kontribusi  sedimen pada  proses  pelepasan  fosfat.  Perhitungan dilakukan  dari  menit  ke-0  sampai  menit  ke- 60  (selama  1  jam).  Hasil  menunjukkan bahwa  sedimen  alami  memiliki  nilai  yang lebih  kecil  dibandingkan  pada  perlakukan penjenuhan.  Nilai  kontribusi  pelepasan  ion fosfat disajikan pada Table 1 .
Pola perubahan proses desorpsi tanpa ada  perlakuan  penjenuhan  sebelum  ekspe- rimen  dapat  dilihat  pada Figure  4 ,  proses pelepasan terjadi sampai 6 jam kemudian dan pola  ini  tidak  diamati  pada  eksperimen sebelumnya.

## 3.2 Simulasi Kinetika Adsorpsi
Model  kinetika  berfungsi  untuk  me- ngetahui  kecepatan  adsorpsi  dan  tahapan yang  mengontrol  pada  proses  adsorpsi.  Data kinetika  yang  didapatkan berupa  kapasitas
adsorpsi,  yang  diperoleh  melalui  pemodelan dengan  menggunakan  model  orde  pertama semu  dan  orde  kedua  semu.  Model  kinetika yang cocok untuk sistem adsorpsi ion P dapat digambarkan melalui hubungan antara konsentrasi  fosfat  yang  teradsorpsi  terhadap waktu.
Hasil  eksperimen  yang  diperoleh dapat  dilihat  pada Figure 5. Perubahan jumlah  teradsorpsi  dari  waktu  ke  waktu menunjukkan  bahwa  proses  adsorpsi  ber- langsung  cepat  dalam  satu  jam  dan  pada periode  selanjutnya  lebih  lambat.  Penelitian ini  sejalan  dengan  penelitian  Cui et  al. (2016),  Zhang et  al .  (2012)  dan  Meng et  al . (2014b),  yang  menjelaskan  proses  penye- rapan  terjadi  dengan  cepat  pada  30  menit pertama  dan  kemudian  proses  penyerapan melambat  yang  disebabkan  oleh  semakin sedikitnya  situs  adsorpsi  yang  tersisa  untuk proses pernyerapan P. Penelitian Omari et al.
(2019)  mendapatkan  hasil  bahwa  proses adsorpsi pada suhu 24 0 C berjalan lebih cepat dan  setelah  6  jam  kemudian,  proses  ini  ber- jalan lambat.
Figure 5 juga memperlihatkan bahwa proses adsoprsi perairan Jepara diawal simu- lasi sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan sedimen  Semarang.  Cui et  al .  (2018)  men- jelaskan  bahwa  kapasitas  adsorpsi  P  terkait dengan nilai latar belakang sedimen P. Sema-
kin  rendah  nilai  latar  belakang  sedimen  P adalah,  semakin  tinggi  kapasitas  adsorpsi  P sedimen.
Berdasarkan hasil pada Figure 3, 4, 5, dan  6,  selanjutnya  ditentukan  persamaan  ki- netika  adsorpsinya  menggunakan  persamaan orde  1  dan  2.  Penentuan  persamaan  yang cocok berdasarkan  nilai  R 2 (Maslukah et  al ., 2017; Omari et al ., 2019) dan disajikan pada Table 2.
Figure 5 . Concentration of P retained (PIP) to time change in Semarang and Jepara waters.
Figure 6 . Total of ions PO 4 2 - adsorpted as time function.
Table 2. Determination coefficient value (R 2 ) and linier equation of adsorption kinetics.
Linear Equation and Value of R 2 Equation Semarang Jepara orde 1 Y= 1.10 -5 x + 0.0443, R 2 =0.42 Y= 1.10 -4 x – 0.5103, R 2 = 0.63 orde 2 Y= 1.0143x – 34.853, R 2 = 0.99 Y= 1.1824x + 105.1, R 2 =0.99
Hasil  ini  menunjukkan  bahwa  kineti- ka  adsorpsi  ion  P  oleh  sedimen  Semarang dan  Jepara  lebih  tepat  dijelaskan  oleh  model persamaan  ordo  2  ( pseudo-second-order ) daripada  model  persamaan  kinetika  orde  1 ( pseudo-first-order ).  Model  ini  mengasumsi- kan  bahwa  kapasitas  adsorpsi  sebanding dengan jumlah situs aktif yang ditempati oleh ion  P  dan  adsorpsi  maksimum  adalah  pem- bentukan monolayer di  permukaan  sedimen (Omari et  al ., 2019).  Beberapa  penelitian se- belumnya  juga  membuktikan  bahwa  model kinetika  persamaan  ordo  2  merupakan  pen- dekatan  yang  sesuai  untuk  kinetika  adsorpsi fosfat . Kinetika  adsorpsi  fosfat  lebih  cocok mengikuti  model  kinetika  ordo  2  (Huang et al .,  2014;  Larasati  &  Notodarmojo,  2014; Mangwandi et al ., 2014; Rout et al. , 2014). Berdasarkan persamaan model ordo 2
( Table 2) dapat  dihitung  nilai  kecepatan adsorpsi.  Dari  persamaan  tersebut  dapat  di- ketahui nilai slope adalah 1,0143 dan intersep 34,853  untuk  sedimen  Semarang  dan  1,1824 dengan intersep 105,1 untuk sedimen Jepara. Hasil perhitungan  menggunakan  nilai  slope= 1/Qt  dan  intersep=  1/(k  Qt 2 )  dihasilkan  nilai kecepatan  reaksi  (k)  sedimen  Semarang  dan Jepara  yaitu  0,03  g µmol -1 menit -1 dan 0,01  g µmol -1 menit -1 .  Sedimen  Semarang  memiliki kemampuan  kecepatan  adsorpsi  lebih  cepat dibandingkan dengan sedimen Jepara. Hal ini berdampak  pada  kecepatan  hilangnya  ion  P dari  kolom  perairan  dan  proses  eutrofikasi tidak terjadi. Pohan et al. (2016) menemukan adanya kecepatan adsorpsi  ion P  lebih tinggi oleh zeolit termodifikasi yaitu 0,112 g mmol - 1 menit -1 . Selanjutnya, untuk melihat isoterm adsorpsinya dijelaskan pada Figure 7.
Figure 7 . Linear equation models of Langmuir (a,c) and Freundlich (b,d) of adsorption from Jepara and Semarang sediments.
(a) (b) (c) (d)
Berdasarkan Figure  7 bahwa  persa- maan adsorpsi perairan Jepara dan Semarang lebih  cocok  digambarkan  berdasarkan  per- samaan Langmuir .  Penentuan  ini  didasarkan pada  nilai  koefisien  determinasi  (R 2 )  yang mendekati  1.  Model Langmuir dibuat  ber- dasarkan asumsi  bahwa permukaan adsorben terdistribusi secara homogen, sehingga adsorpsi  terjadi  pada  satu  lapisan. Figure  7 menjelaskan  bahwa  perairan  Jepara  meng- hasilkan persamaan linier y= 0,0893x-0,0006 dan  perairan  Semarang  y=  0,0864x-9.10 -5 . Nilai  kapasitas  adsorpsi  maksimum  (Qmax) dapat  dihitung  dari  nilai  1/slope.  Hasil perhitungan  menunjukkan  bahwa  kapasitas adsorpsi  Jepara  lebih  kecil  dibandingkan dengan  perairan  Semarang  dengan  nilai berturut-turut adalah 11,2 µmol g -1 dan 11,57 µmol  g -1 .  Nilai  ini  berdampak  pada  kuatnya sedimen  dalam  mengadsorpsi  ion  PO 4 2- dan menyebabkan  konsentrasinya  dalam  material tersuspensi  dan  sedimen  dasar  menjadi tinggi. Yang et  al . (2019)  mendapatkan  nilai kapasitas  maksimum  ion PO 4 2- pada sedimen yang diperkaya bahan organik mencapai nilai 611,22 mg kg -1 (~19,72 µmol g -1 ).

## IV. KESIMPULAN
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa pola  perubahan  konsentrasi  ion  PO 4 2- ter- hadap  waktu  berfluktuasi.  Hal  ini  mem- berikan  gambaran  adanya  proses  pelepasan (desorpsi)  dan  penyerapan  (adsorpsi)  ion fosfat  oleh  sedimen.  Hasil  simulasi  kinetika desorpsi  oleh  sedimen  memberikan  gam- baran  bahwa  pelepasan  ion  P  oleh  sedimen Semarang  sebesar  tiga  kali  lebih  tinggi  di- bandingkan dengan perairan Jepara. Sedimen perairan  Semarang  menunjukkan  kontribusi pelepasan  fosfat  sebesar  2,52  µmol  g -1 dan Jepara sebesar 0,75 µmol g -1 . Proses adsorpsi dan desorpsi terjadi maksimum pada satu jam pertama  dan  mengikuti  persamaan  model orde  2  dan  isoterm  adsorpsinya  mengikuti persamaan  model Langmuir .  Model  ini menggambarkan  bahwa  kapasitas  adsorpsi sebanding  dengan  jumlah  situs  aktif  yang
ditempati oleh ion P dan adsorpsi maksimum terjadi pada satu lapisan permukaan sedimen yang  terdistribusi  secara  homogen.  Kontri- busi  ion P yang tinggi oleh sedimen perairan Semarang  akan  berimplikasi  terhadap  subur- nya  wilayah  perairan  dan  kondisi  menjadi eutrofik.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Tulisan  ini  merupakan  bagian  dari Desertasi  Program  Doktor  pada  Program Studi  Ilmu  Kelautan,  FPIK,  UNDIP  dan dibiayai  oleh Selain  APBN  DPA  SUKPA dengan  Nomor  kontrak,  16/UN7.5.10/PP/ 2019,  FPIK,  UNDIP,  tahun  anggaran  2019. Ucapan  terimakasih  juga  kami  sampaikan kepada  pihak-pihak  yang  telah  bersedia memberikan  koreksi,  kritik,  saran  dan masukan,  sehingga  penelitian  dan  penulisan makalah ini dapat terselesaikan.

## DAFTAR PUSTAKA
Bappedal  Propinsi  Jawa  Tengah.  2002.
Laporan  program  kali  bersih  tahun 2002. Laporan Penelitian . Semarang: Pemerintah Propinsi
Jawa Tengah. 13-14 pp.
Chester,  R.  1990.  Marine  Geochemistry. London: Unwin Hyman Ltd. 698 p. Cui, Y., R. Xiao, Y. Xie, & M. Zhang. 2018. Phosphorus  fraction  and  phosphate sorption-release  characteristics  of the wetland sediments in the Yellow River  Delta. Physics  and  Chemistry of the Earth , 103: 19–27.
https://doi.org/10.1016/j.pce.2017.0 6.005
Cao,  X,  X.  Liu,  J.  Zhu,  L.  Wang,  S.  Liu,  &
G.  Yang.  2017.  Characterization  of phosphorus sorption on the sediments of Yangtze River Estuary and  its  adjacent  areas. Marine Pollution  Bulletin ,  114:  277–284. http://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2 016.09.026
Ghabbour,  E.A.  &  G.  Davies.  2011. Environmental insights from
Langmuir adsorption site capacities.
Colloids Surf. A: Physicochem. Eng.
Aspects , 381(1-3): 37-40. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.20 11.03.014
Handayani  M.  &  E.  Sulistiyono.  2009.  Uji persamaan Langmuir dan Freundlich pada penyerapan limbah Chrom (Vi) oleh  Zeolit.  Prosiding  Seminar
Nasional Sains dan Teknologi
Nuklir PTNBR – BATAN Bandung, 3 Juni 2009. 130-136 pp.
Haryanti,  M.  2010.  Karakteristik  sorpsi  dan desorpsi  fosfat  pada  oxisol  dengan pendekatan kinetik. J. Solum , VII(2): 97-109.
https://doi.org/10.25077/js.7.2.97- 109.2010 Holmes, L.A., A. Tumer, & R.C. Thompson. 2012.  Adsorption  of  trace  metals  to plastic  resin  pellets  in  the  marine environment. Environ.  Poll .,  160: 42-48. https://doi.org/10.1016/j.envpol.201 1.08.052
Huang, W.Y., D. Li, Z. Liu, Q. Tao, Y. Zhu, J.  Yang,  &  Y.M.  Zang.  2014. Kinetics, Isotherm, Thermodynamic,
and  Adsorption  Mechanism  of
La(OH)3-modified
Exfoliated Vermiculites  as  Highly  Efficient Phosphate  Adsorbents. Chemnical
Engineering J. , 236: 191-201. https://doi.org/10.1016/j.cej.2013.09 .077
Larasati,  A  &  S.  Notoatmodjo.  2014.
Equilibrium and kinetics of orthophosphate removal from aqueous  phase  with  adsorption- desorption methods. J. Teknik Lingkungan , 20(1): 38-47.
http://doi.org/10.5614%2Fjtl.2014.2 0.1.5
Mangwandi, C., A.B. Albadarin, Y. Glocheux,  &  G.M.  Walker.  2014.
Removal  of  ortho-phosphate  from
aqueous solution by adsorption onto dolomite. J. of Environmental Chemical  Engineering, 2(2):  1123- 1130. https://doi.org/10.1016/j.jece.2014.0 4.010 Maslukah,  L.,  E.  Yudiati,  &  Sarjito.  2017. Adsorption  model  of  heavy  metals Pb,  Cu,  and  Zn  on  water-sediment systems  in  Banjir  Kanal  Barat estuary Semarang. Maspari  J. , 9(2):
149-158.
Maslukah, L.,  M.  Zainuri,  A. Wirasatriya, & U.  Salma.  2019.  Spatial  distribution of  chlorophyll-a  and  its  relationship with  dissolved  inorganic  phosphate influenced  by  rivers  in  the  North Coast  of  Java. J.  of  Ecological Engineering, 20(7): 18–25.
https://doi.org/10.12911/22998993/1
08700
Meng,  J.,  P.  Yao,  Z.  Yu,  T.S.  Bianchi,  B.
Zhao,  H.  Pan,  &  D.  Li.  2014a.
Speciation, bioavailability and preservation of phosphorus in surface sediments of the Changjiang estuary and adjacent East China Sea inner  shelf. Estuarine,  Coastal  and Shelf Scienc., 144: 27–38. http://doi.org/10.1016/j.ecss.2014.04 .015
Meng,  J.,  Q.Z.  Yao,  &  Z.G.  Yu.  2014b. Particulate  phosphorus  speciation and phosphate adsorption characteristics associated with sediment  grain  size. Ecol.  Eng. ,  70: 140-145.
http://doi.org/10.1016/j.ecoleng.201 4.05.007
Omari,  H.,  A.  Dehbi,  A.  Lammini,  &  A. Abdallaoui.  2019.  Study  of  the phosphorus adsorption on the sediments. J. of Chemistry , 2019: 1-
10.
https://doi.org/10.1155/2019/276020
4
Pohan,  M.S.A.,  Sutarno,  &  Suyanta.  2016. Studi  adsorpsi-desorpsi  anion  fosfat
pada  zeolit  termodifikasi  CTAB. J.
Penelitian Sains , 18(3): 123-135. https://doi.org/10.26554/jps.v18i3.2
0
Prartono,  T.  &  T.  Hasena.  2009.  Kinetic study  of  phosphor  and  nitrogen compound  from  sedimentary  re- suspension, J.  Ilmu  dan  Teknologi Laut Tropis , 1(1): 1-8. https://doi.org/10.29244/jitkt.v1i1.7 933
Praveena,  S.M,  S.S.  Siraj.  A.Z.  Aris,  N.M. Al-Bakri,  A.K.  Suleiman,  &  A.A. Zainal.  2013.  Assessment  of  tidal and anthropogenic impacts on coastal  waters  by  exploratory  data analysis:  an  example  from  Port
Dickson, Strait of Malacca, Malaysia. Environmental  Forensics, 14(2): 146-154.
https://doi.org/10.1080/15275922.20 13.781081 Rout,  P.R.,  P.  Bhunia,  &  R.R.  Dash.  2014. Modeling  isotherms,  kinetics,  and understanding  the  mechanism  of phosphate  adsorption  onto  a  solid waste:  ground  burn  patties. J.  of Environmental Chemical
Engineering , 2(3): 1331-1342. https://doi.org/10.1016/j.jece.2014.0
4.017
Schnoor,  J.  1996.  Environmental  Modeling. New  York:  John  Wiley  and  Son,
Inc.704 p.
Seo,  D.C.,  K.  Yu,  &  R.D.  Delaune.  2008. Comparison  of  monometal  and multimetal adsorption in Mississippi River  alluvial  wetland  sediment: batch  and  column  experiments. J. Chemospher, 73(11): 1757-1764.
https://doi.org/10.1016/j.chemosphe
re.2008.09.003
Wang,  P.,  B.  Hu,  C.  Wang,  &  Y.  Lei.  2015.
Phosphorus adsorption and sedimentation by suspended sediments  from  zhushan  bay,  Taihu lake. Environ.  Sci.  Pollut.  Res. ,  22: 6559-6569.
https://doi.org/10.1007/s11356-015- 4114-6
Yu, J.,  F.  Qu,  H.  Wu,  L. Meng, S.  Du, & B. Xie.  2014.  Soil  phosphorus  forms and  profile  distributions  in  the  tidal river  network  region  in  the  Yellow River  Delta  Estuary, Sci.  World  J ., 2014: 1-14. https://doi.org/10.1155/2014/912083 Yang,  X.,  X.  Chenb,  &  X.  Yanga.  2019. Effect of organic matter on phosphorus adsorption and desorption  in  a  black  soil  from Northeast  China. Soil  dan  Tillage Research, 187: 85–91 .
https://doi.org/10.1016/j.still.2018.1 1.016
Zhang,  B.,  F.  Fang,  J.S.  Guo,  Y.P.  Chen,  Z. Li,  &  S.S.  Guo.  2012.  Phosphorus fractions  and  phosphate  sorption- release characteristics relevant to the soil  composition  of  water-level- fluctuating  zone  of  three  gorges reservoir. Ecol. Eng. , 40: 153-159. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.20 11.12.024
Zhang, Y., C. Wang, F. He, B. Liu, D. Xu, S.
Xia,  Q.  Zhou,  &  Z.  Wu.  2016.  In- situ  adsorption-biological  combined technology treating sediment phosphorus  in  all  fractions. Sci. Rep. , 6(29725): 1-11. https://doi.org/10.1038/srep29725
Received  : 11 March 2020 Reviewed : 7 April 2020 Accepted  : 24 July 2020