## SINTESIS LOGAM BESI (Fe) BERBASIS AIR KOLONG MENGGUNAKAN METODE ELEKTROKOAGULASI
Lizia Miratsi, Yulinda, Junaidi, Widodo Budi Kurniawan * Jurusan Fisika, Fakultas Teknik, Universitas Bangka Belitung, Jl. Balunijuk, Kabupaten Bangka, Provinsi Kepulauan Bangka Belitung 33172, Indonesia
* email: widodokurniawan1@gmail.com

## ABSTRAK
Setelah suatu lahan digali untuk keperluan penambangan timah maka akan terbentuk lubang yang disebut kolong. Kolong berpotensi sebagai sumber daya air baru, namun kondisi air kolong masih mengandung logam-logam berbahaya salah satunya besi (Fe) dan air kolong belum memenuhi syarat baku kualitas air bersih. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengurangi konsentrasi besi (Fe) dan mensintesis logam Fe yang terkandung pada air kolong dengan menggunakan metode elektrokoagulasi. Metode ini ramah lingkungan dan efektif untuk diaplikasikan  pada  lahan  air  kolong,  selain  itu  polutan  mudah  dilakukan  pemisahan  karena  dipermukaan  mengapung  sedimen  yang terkoagulasi  yang  disebut  flok.  Metode  elektrokoagulasi  diaplikasikan  dengan  menggunakan  plat  aluminium  dengan  variasi  waktu elektrokoagulasi. Berdasarkan hasil pengujian AAS menunjukkan terjadinya penurunan kadar Fe pada air kolong setelah elektrokoagulasi. Adapun hasil karakteristik XRF dan XRD dari flok elektrokoagulasi air kolong yaitu menunjukkan adanya unsur Fe didalam flok dan mempunyai fasa kristalin. Sehingga, dengan menggunakan metode elektrokoagulasi dapat menurunkan kadar logam besi (Fe) dan mensintesis logam Fe pada air kolong.
Kata Kunci : Air kolong; Elektrokoagulasi; logam besi (Fe)

## ABSTRACT
[ Titel: Synthesis Of Iron (Fe) Metal Based On College Water Using Electrocoagulation Method] After a land is excavated for tin mining purposes, a hole called a kolong will be formed. Kolong has the potential to be a new water resource, but the condition of kolong water still contains dangerous metals, one of which is iron (Fe) and kolong water does not meet the standard requirements for clean water quality.  Therefore,  this  research  aims  to  reduce  concentration  of  iron  (Fe)  and  synthesizing  Fe  metal  contained  in  kolong  using  the electrocoagulation method. This method is environmentally friendly and effective for application in kolong areas, besides that it is easy to separate pollutants because coagulated sediments called floc float on the surface. The electrocoagulation method is applied using an aluminum plate with variations in electrocoagulation time. Based on the AAS test results, it shows that there is a decrease in Fe levels in kolong water after electrocoagulation. The results of the XRF and Thus, using the electrocoagulation method can reduce levels of iron metal (Fe) and synthesize Fe metal in kolong water.
Keywords : Kolong water; Electrocoagulation; Iron metal (Fe)

## PENDAHULUAN
Bangka Belitung merupakan salah satu provinsi sebagai  penghasil  timah  terbesar  di  Indonesia (Meyzilia,  2018).  Pada  tahun  2014,  Pulau  Bangka memproduksi  timah  sebesar  19.719,32  ton/tahun (Guskarnali,  et  al.,  2020).  Akan  tetapi,  dibalik produksi  timah  yang  berdampak  positif  bagi perekonomian masyarakat, terdapat berbagai dampak negatif  bagi  alam  dan  lingkungannya.  Setelah  suatu lahan digali untuk keperluan penambangan maka akan terbentuk  lubang  yang  disebut  kolong.  Selain mengganggu  vegetasi  dan  hewan,  penambangan timah secara ilegal juga menyebabkan sumber air di Bangka  Belitung  tercemar  logam  dan  kandungan unsur  hara  yang  rendah  maka  kolong  jika  tidak dilakukan  reklamasi  dan  revegetasi,  kolong  hanya
menjadi hamparan lahan non-produktif (Tiandho, et al., 2018). Sebagian besar kolong masih belum bisa dimanfaatkan  karena  kondisi  air  memilki  kualitas yang  kurang  baik  dan  masih  mengandung  logam- logam berbahaya (Akhiat, 2017).
Gambar 1 . Air kolong Salah  satu  metode  yang  berpotensi  dapat memperbaiki air kolong dengan volume yang besar
adalah  elektrokoagulasi.  Metode  elektrokoagulasi adalah  metode  koagulasi  yang  mengembangkan prinsip sel elektrokimia untuk mendegradasi polutan dan  menghilangkan  kontaminan  yang  terkandung dalam  air    (Nurdandi,  et  al.,  2019).  Kelebihan metode elektrokoagulasi adalah tidak membutuhkan zat  aditif,  operasional  yang  mudah  dan  murah, sedimentasi  yang    cepat    dan  ramah  lingkungan (Nurdandi,  et  al.,  2019);  (Suwanto,  et  al.,  2017); (Wiyanto, et al., 2014). Selain itu, polutan mudah dilakukan pemisahan karena dipermukaan mengapung sedimen yang terkoagulasi yang disebut flok.  Biasanya  flok  hanya  dibuang  begitu  saja  dan belum  dilakukan  kajian  lebih  lanjut.  Menurut Wiyanto,  et  al.  (2014),  flok  yang  terbentuk  dari elektrokoagulasi  akan  mengikat  sedimen  ataupun unsur yang ada dalam suatu cairan.
Dari  beberapa  penelitian,  didapatkan kandungan  logam  tertinggi  pada  air  kolong  adalah logam besi (Fe) (Meyzilia, 2018); (Guskarnali, et al., 2020); (Irvani, et al., 2016); (Rosidah, et al., 2012)). Nilai kandungan logam besi (Fe) di air kolong pada penelitian  sebelumnya,  yaitu  sebesar  0,953  mg/L (Guskarnali, et al., 2020), 2,01 mg/l (Irvani, et al., 2016) dan pada beberapa kolong berkisar 2,480-8,17 mg/L  (Rosidah, et al., 2012). Adapun konsentrasi besi sesuai batas baku mutu  standar air bersih yang diperbolehkan  hanya  berkisar  1,0  mg/l  (Pawarti, 2018). Besi (Fe) adalah salah satu logam yang paling penting, akan tetapi hanya dalam jumlah terbatas, jika jumlah  berlebih  dapat  merubah  air  menjadi  kuning kemerahan  dan  menimbulkan  masalah  kesehatan (Syahril,  2015).  Di  sisi  lain,  pengaplikasian  besi sangat  luas  dalam  berbagai  aspek  kehidupan  salah satunya  dunia  penelitian.  Berdasarkan  penelitian Pusfitasari, et  al., (2018),  dengan  menggunakan metode  elektrokoagulasi  diperoleh  penurunan konsentrasi  Fe  pada  air  tanah  yaitu  mencapai 99,791%. Sehingga, berdasarkan permasalahan yang telah  diuraikan,  peneliti  tertarik  melakukan  sintesis logam  besi  (Fe)  pada  air  kolong  menggunakan metode elektrokoagulasi.

## METODE
Air kolong yang digunakan pada penelitian ini berasal  dari  Kecamatan  Merawang,  Bangka.  Proses elektrokoagulasi  dimulai  dengan  menuangkan  air kolong  sebanyak  1  liter  kedalam  wadah  kaca elektrokoagulasi dengan 2 plat aluminium pada jarak antar  platnya  2  cm,  dan  dialiri  listrik  arus  searah bertegangan  25  volt.  Digunakan  variasi  waktu elektrokoagulasi  yaitu  30  menit  dan  120  menit. Setelah  proses  tersebut  selesai,  maka  dilakukan proses penyaringan dan didapatkan filtrat berupa air
setelah  elektrokoagulasi  dan  residu  berupa  flok berwarna  kecoklatan.  Filtrat  yang  dihasilkan dilakukan  pengujian  AAS  untuk  mengetahui  kadar logam  besi  (Fe)  yang  terkandung  pada  air  kolong sebelum  dan  setelah  proses  elektrokoagulasi. Sedangkan  residu  yang  dihasilkan  berupa  flok dilakukan pengeringan dan diperoleh serbuk flok air kolong.  Selanjutnya  dilakukan  analisis  komposisi unsur  menggunakan  karakterisasi  XRF  dan karakterisasi  XRD  untuk  mengetaui  fasa  yang terbentuk.
Gambar 2 . Skema Elektrokoagulasi

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berlangsungnya  proses  elektrokoagulasi  pada air  kolong  ditunjukkan  seperti  pada  Gambar  3, terdapatnya  koagulan  berwarna  cokelat  mengapung dipermukaan yang disebut dengan flok.
Gambar 3 . Proses elektrokoagulasi Setelah  dilakukan  proses  elektrokoagulasi dengan masing-masing variasi, selanjutnya dilakukan penyaringan  untuk  memisahkan  filtrate  (air  kolong setelah  eektrokoagulasi)  dan  residu  (flok).    Berikut merupakan penampakan fisik air kolong sebelum dan setelah  proses  elektrokoagulasi  ditunjukkan  oleh Gambar 4.
a b Gambar 4. Air kolong (a) sebelum elektrokoagulasi; (b) setelah elektrokoagulasi
Setelah  proses  elektrokoagulasi,  dapat  terlihat kekeruhan  air  mengalami  peningkatan  warna  yang
signifikan. Berikut merupakan hasil karakteristik AAS untuk mengetahui kadar logam Fe yang terkandung pada air kolong sebelum dan setelah elektrokoagulasi disajikan pada Gambar 5 berikut.
Gambar 5 . Nilai kadar Fe pada air kolong selama elektrokoagulasi
Pada hasil pengujian kadar logam Fe pada air kolong  diketahui  kadar  air  kolong  sebelum elektrokoagulasi  yaitu  0,314  mg/L  dan  air  kolong setelah elektrokoagulasi yaitu <0,0306 mg/L, hal ini menunjukkan  setelah  proses  elektrokoagulasi  kadar Fe pada air kolong mengalami penurunan yang sangat signifikan. Polutan ataupun logam Fe yang ada dalam air  kolong  terkoagulasi  dan  mengapung  ke permukaan sehingga terjadinya penurunan kadar Fe pada  air  kolong  setelah  proses  elektrokoagulasi. Adapun  maksimum  baku  mutu  logam  Fe  pada  air bersih  yaitu  1  mg/L  sesuai  dengan  Permenkes  No. 492/Menkes/Per/IV/2010.  Sehingga,  logam  Fe pada  air  kolong  masih  dibawah  batas  maksimum, namun  jika  dibiarkan  terus  menerus  akan mengakibatkan  masalah  pada  lingkungan  dan kesehatan. Dengan ini membuktikan bahwa metode elektrokoagulasi  sangat  efisien  diaplikasikan  untuk mengurangi kadar logam Fe pada air kolong.
Hasil  Sintesis  Fe  berbasis  Flok  Air  Kolong Setelah Elektrokoagulasi
Proses  elektrokoagulasi  menghasilkan  hasil sampingan berupa residu yaitu flok, yang kemudian dikeringkan  dan  diayak  sehingga  diperoleh  serbuk flok air kolong seperti pada Gambar 6. Selanjutnya, serbuk  flok  air  kolong  dilakukan  karakterisasi  XRF dan XRD untuk mengetahui komposisi unsur dan fasa yang terbentuk didalamnya.
Gambar 6. Serbuk flok air kolong
1. Karakterisasi XRF pada serbuk flok air kolong Hasil  analisis  karakterisasi  XRF  yaitu  berupa komposisi unsur yang terkandung pada serbuk flok air kolong  setelah  elektrokoagulasi,  hasil  analisis ditunjukkan pada Tabel 1 berikut.
Tabel 1. Hasil analisis XRF Unsur Persen Konsentrasi (%) 30 menit 120 menit Al 43,35 66,77 S 25,45 14,14 Fe 17,27 5,33 Si 5,21 3,96 P 3,28 2,00 Unsur lainnya 5,44 7,80 Total 100.00
Berdasarkan analisis XRF pada Tabel 1 dapat diketahui bahwa serbuk flok hasil elektrokoagulasi air kolong mengandung unsur Fe didalamnya, yaitu pada 30  menit  sebesar  17,27%  dan  120  menit  sebesar 5,33%. Hal ini menunjukkan bahwa dengan metode elektrokoagulasi  selain  mampu  meningkatkan kualitas  air  kolong  juga  mampu  menghasilkan  Fe. Adapun menurunnya persentase Fe pada waktu 120 menit menunjukkan tingkat optimal sintesis Fe tidak seoptimal  30  menit.  Hal  ini  dikarenakan  semakin lamanya  waktu  elektrokoagulasi  mengakibatkan semakin  teroksidasinya  plat  yang  digunakan,  yang menghasilkan adanya kandungan unsur Al pada flok yang  bersumber  dari  plat  aluminium  yang  mudah teroksidasi (Angger, et al., 2012). Sedangkan adanya unsur  S  dan  unsur  lainnya  dikarenakan  plat aluminium yang digunakan pada penelitian ini adalah plat  komersial  yang  umumnya  tidak  100%  murni, seringnya ada pengaruh bahan tambahan pada proses perbaikan  sifat  mekanik  ataupun  pada  proses pembuatan dan pencampuran pada plat aluminium. Namun  demikian,  dengan  metode  elektrokoagulasi plat  aluminium  mampu  menghasilkan  Fe  pada  air kolong  yang  dihasilkan  dari  hasil  sampingan elektrokoagulasi.
2. Karakterisasi XRD pada serbuk flok air kolong Untuk  membuktikan  bahwa  serbuk  yang dihasilkan  mengandung  senyawa  Fe  adalah  kristal maka  dilakukan  pengujian  XRD.  Dihasilkan analisis XRD  serbuk  flok  elektrokoagulasi  seperti  pada Gambar 7 berikut.
0.314 0.0306 0.0306 0 0.1 0.2 0.3 0.4 Kolong awal 30 menit 120 menit Nilai Fe (mg/L)
Gambar 7. Hasil analisis XRD serbuk flok elektrokoagulasi air kolong Pada  Gambar  7  menunjukkan  hasil  analisis  XRD serbuk flok elektrokoagulasui yang tampak fasa yang terbentuk yaitu kritasl senyawa AlFe dengan struktur senyawa yaitu monoklinik, pola difraksi menunjukkan  puncak-puncak  tajam,  dan  memiliki insensitas  yang  tinggi,  sehingga  dapat  disimpulkan bahwa flok elektrokoagulasi air kolong mengandung krsitalin.

## KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan dapat disimpulkan berdasarkan pengujian AAS setelah dilakukan proses elektrokoagulasi terjadi penurunan konsentrasi  Fe  pada  air  kolong,  dengan  waktu optimal elektrokoagulasi pada penelitian ini adalah 30 menit. Adapun hasil karakteristik XRF dan XRD flok yang dihasilkan dari elektrokoagulasi air kolong yaitu menunjukkan  adanya  unsur  Fe  didalam  flok  dan mempunyai  fasa  kristalin.  Sehingga,  dengan menggunakan  metode  elektrokoagulasi  pada  air kolong dapat menurunkan konsentrasi Fe dan mampu mensintesis logam Fe.

## Saran
Adapun  saran  yang  dapat  diberikan  pada penelitian  ini  adalah  diperlukan  penelitian  lanjutan karena masih banyak bagian yang dapat diteliti seperti memvariasikan  plat  yang  akan  digunakan  untuk elektrokoagulasi  agar  diperoleh  hasil  sintesis  logam besi (Fe) lebih maksimal.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Terima kasih kepada Direktorat Pembelajaran dan  Kemahasiswaan  (Belmawa)  Kementerian Pendidikan,  Kebudayaan,  Riset,  dan  Teknologi (Kemdikbudristek) yang telah memberikan pendanaan  penelitian  melalui  skema  pendanaan PKM-RE Tahun 2023.

## DAFTAR PUSTAKA
Akhiat  Pemanfaatan  Air  Kolong  dalam  Kegiatan Mandi,  Cuci  dan  Kakus  terhadap  kejadian Penyakit Kulit [Jurnal] // JKP. - 2017. - 2 : Vol. 5. - hal. 41-45.
Angger Sudrajat, Sumarji dan Darsin Mahros Analisis Sifat Mekanik Hasil Pengelasan Aluminium Aa 1100  Dengan  Metode  Friction  Stir  Welding (FSW) [Jurnal] // Jurnal ROTOR. - 2012. - 1 : Vol. 5. - hal. 8-17.
Guskarnali,  Mahardika  R  G  dan  Sandy  B  D  A Characterization of chemical content tailings sand  and  water  from  the  tin  post-mining  in Merawang  Subdistrict,  Bangka  Regency [Konferensi]. -  Bangka :  IOP  Conference Series:  Earth  and  Environmental  Science, 2020.
Guskarnali,  Mahardika  R  G  dan  Sandy  B  D  A Characterization of chemical content tailings sand  and  water  from  the  tin  post-mining  in Merawang  Subdistrict,  Bangka  Regency [Jurnal] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2020. - hal. 1-6. Irvani dan Pitulima Janiar Studi Logam Berat dalam Air  dan  Sedimen  Kolong  Retensi  Kacang Pedang Pasca Penambangan Timah [Jurnal] //
Promine Journal. - 2016. - 1 : Vol. 4. - hal. 40-45.
Meyzilia  Arvina  Pemanfaatan  Air  Kolong  Bekas Tambang  Timah  sebagai  Penambah  Sumber Air Tanah Menggunakan Lubang Kompos di Bangka Belitung [Jurnal] // Jurnal Pendidikan Ilmu Sosial . - 2018. - 1 : Vol. 27. - hal. 22- 30.
Nurdandi  Deden  [et  al.]  Peningkatan  Kualitas  Air Pasca  Tambang  Timah  Dengan  Teknik Elektrokoagulasi  [Konferensi]. -  Bangka : Prosiding SNPPKM, 2019.
Pawarti  H.,  Citradewi,  L.  I.,  Fadhilla,  A.  T.  & Suhendi,  A.  Reduksi  Kadar  Besi  Dalam  Air
Sumur di Lingkungan Universitas
Muhammadiyah  Surakarta  dengan  Filter [Jurnal] //  Pharmacon:  Jurnal  Farmasi Indonesia. - 2018. - 2 : Vol. 15. - hal. 55-57.
Rosidah dan Henny Cynthia Kajian Logam Fe, Al, Cu Dan  Zn  Pada  Perairan  Kolong  Paska
Penambangan  Timah  Di  Pulau  Bangka [Konferensi]. -  Bogor :  Prosiding  Seminar
Nasional Limnologi VI , 2012.
Syahril Status Dan Evaluasi Kandungan Logam Berat
Besi  (Fe)  Dan  Magnesium  (Mg)  Dalam  Air Dan Sedimen Pada Lingkungn Perairan Sungai Kota  Tarakan  [Laporan]. -  Tarakan : Universitas Borneo, 2015. Wiyanto  Eddy  [et  al.]  Penerapan  Elektrokoagulasi dalam  Proses  Penjernihan  Limbah  Cair [Jurnal] // JETri. - 2014. - 1 : Vol. 12. - hal. 19-36.