## Civronlit

## Potensi Penggunaan Abu Terbang Cangkang Sawit Sebagai Penghilang Arsen dari Limbah Tambang
Rainiyati 1* , Ahmad Riduan 2 , Sarah Fiebrina Heraningsih 3
1,2 Fakultas Pertanian,  Universitas Jambi
3 Fakultas Teknik, Universitas Jambi *Correspondence email: rainiyati@unja.ac.id
Abstrak. Arsen ialah suatu senyawa yang berbahaya yang terakumulasi di alam sebagai akibat dari aktivitas antropogenik, salah satunya  berupa penambangan emas. Effluent yang berasal dari sisa penambangan ditinggalkan  begitu saja padahal  mengandung Arsen  yang  berada  di  atas  ambang  batas  yang  ditetapkan  oleh  Pemerintah  Republik  Indonesia.  Tujuan  dari  penelitian  ini  ialah menganalisa  kemampuan  abu  terbang  cangkang  sawit  dalam  menghilangkan  logam  Arsen  yang  berada  pada effluent sisa penambangan emas.Teknologi  yang diterapkan pada penelitian  ini  ialah  penyerapan dengan  jalan pencampuran  secara  langsung diikuti dengan pendiaman dan penyaringan. Efisiensi penghilangan arsen maksimum yang dicapai pada penelitian ini ialah senilai 81,98  %.  Semakin  lama  waktu  kontak  antara  abu  terbang  cangkang  sawit  dan  sampel  limbah  maka  jumlah  Arsen  yang  berada pada air limbah akan semakin berkurang. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa metode penghilangan Arsen dari air limbah menggunakan abu terbang cangkang sawit sangat efektif, mudah untuk diterapkan dan murah dari segi biaya yang dibutuhkan.
Kata Kunci: abu terbang cangkang sawit, adsorpsi, effluent tambang emas, limbah sisa pertanian
Abstract.  Arsenic  is  a  dangerous  compound  that  accumulates  in  nature  as  a  result  of  anthropogenic  activities,  one  of  which  is gold mining. Effluent originating from the remaining mining is simply abandoned even though it contains Arsenic which is above the threshold  set  by the Government  of  the Republic of Indonesia. The purpose of this study  was to analyze the ability of palm shell fly ash to remove arsenic in the residual gold mining effluent. The technology applied in this study was absorption by direct mixing followed by settling and filtering. The maximum arsenic removal efficiency achieved in this study was valued at 81.98%. The longer the contact time between the palm shell fly ash and the waste sample, the less the amount of Arsenic in the waste water will  be. The results of this study  indicate that the method  of removing  arsenic from  wastewater using palm shell fly ash is very effective, easy to apply and cheap in terms of the cost required.

## Keywords : palm shell fly ash; adsorption; gold mine effluent; agricultural waste

## PENDAHULUAN
Arsen adalah oksi-anion anorganik, secara kimiawi mirip dengan nitrogen, fosfor, antimon, dan bismut, kadang- kadang dianggap sebagai logam berat, meskipun sebenarnya merupakan unsur metaloid  (Langsch et al., 2012). Arsen merupakan unsur beracun yang persisten dan bersifat bioakumulatif. Tingkat toksik arsenik tergantung pada keadaan oksidasi dan masalah kesehatan yang disebabkan oleh organisme hidup yang rentan terhadap unsur metaloid, termasuk didalamnya  dapat  menyebabkan  melanosis,  kanker,  keratosis,  kerusakan  otak  hingga  gangguan  jantung  (Shankar, Shanker, & Shikha, 2014; WHO, 2018).
Emisi  arsen  ke  atmosfer  berasal  dari  berbagai  sumber  antropogenik  seperti  diantaranya  pembakaran  bahan bakar  fosil,  pertambangan,  produksi  pupuk,  peleburan,  pengolahan  semikonduktor,  produksi  obat  kemoterapi,  dan industri  kaca  (Rahman  &  Singh,  2019).  Untuk  mengurangi  bahaya  arsen  dari  air  terhadap  kesehatan  manusia  dan lingkungan, banyak peneliti telah mengembangkan sejumlah besar teknologi penghilangan  arsen dari air  diantaranya mencakup mencakup oksidasi katalitik, adsorpsi, oksidasi lanjutan, oksidasi tradisional, koagulasi-presipitasi, filtrasi, pertukaran  ion, reverse  osmosis dan  lain-lain  (Basu,  Saha,  Saha,  Ghosh,  &  Saha,  2014;  Dias  &  Fontes,  2020; Rodríguez-Romero et al., 2020; Wang, Liu, Zhang, Zou, & Anthony, 2018).
Adsorpsi  permukaan  dan  pertukaran  anion  dianggap  sebagai  proses  fisikokimia  yang  paling  efektif  untuk menghilangkan oksi-anion berbahaya, seperti Arsen, dari air yang terkontaminasi bahkan dalam konsentrasi yang kecil (Toledo,  Bellato,  Pessoa,  &  Ferreira,  2013). Adsorben  yang  berasal  dari  biomassa,  seperti  yang  berasal  dari  limbah pertanian  merupakan  salah  satu  adsorben  alternatif  yang  digunakan  untuk  menghilangkan  kandungan  arsen  dari  air limbah (Ungureanu, Santos, Boaventura, & Botelho, 2015). Selain karena keanekaragamannya, biodegradabilitasnya, dan kelimpahannya, adsorben yang dihasilkan dari biomassa sangat diminati  juga karena dapat menyerap kation dan molekul  organik  (Huff,  Kumar,  &  Lee,  2014;  Mendoza-Castillo,  Reynel-Ávila,  Bonilla-Petriciolet,  Pastore,  &  di Bitonto, 2019).
Salah  satu  adsorben  dari  limbah  pertanian  yang  potensial  digunakan  sebagai  penghilang  logam  arsen  pada  air limbah  ialah  adsorben  yang  berasal  dari  limbah  kelapa  sawit  karena  kaya  akan  silika.  Meskipun  belum  banyak penelitian  mengenai  hal  tersebut,  faktanya  biomassa  pertanian  kelapa  sawit  merupakan  sumber  bahan  adsorben berbasis silika terbarukan yang menjanjikan,  terutama untuk  negara-negara penghasil minyak sawit  seperti Malaysia
Rainiyati et al, Potensi Penggunaan Abu Terbang Cangkang Sawit Sebagai Penghilang Arsen dari Limbah Tambang
dan  Indonesia (Yusof et al., 2020). Sekitar 4,5 juta ton  limbah padat kelapa sawit, khususnya abu terbang cangkang sawit  diproduksi  per  tahun,  data  ini  menunjukkan  potensi  abu  terbang  cangkang  sawit  sebagai  bahan  baku  adsorben untuk menghilangkan kandungan Arsen pada air limbah (Yusof et al., 2020). Penggunaan abu terbang cangkang sawit cukup  layak  dan  juga  menarik  untuk  dilakukan  karena  abu  terbang  cangkang  sawit  yang  tidak  diolah  ( raw ) mengandung  68%  SiO 2 (Tai  et  al.,  2018).  Selain  itu,  abu  terbang  cangkang  sawit  merupakan  adsorben  yang  murah (Yanyan et al., 2018), terbarukan, dan menunjukkan pelepasan karbon dioksida yang rendah (Elias et al., 2018).
Abu  terbang  cangkang  sawit  juga  dikenal  memiliki  sifat  penyerapan  yang  baik  terhadap  polutan  dari lingkungan, sehingga menjadi salah satu solusi yang tepat untuk mengatasi keberadaan arsen dalam air limbah secara efektif  dengan  kapasitas  penyerapan  yang  wajar  (Samad,  Salleh,  Zahari,  &  Yussof,  2019;  Yusof  et  al.,  2020). Penggunaan  abu  terbang  cangkang  sawit  sebagai  daur  ulang  produk  sampingan  pertanian  ini  secara  tidak  langsung dapat  menyelesaikan  masalah  lingkungan  yang  berkaitan  dengan  masalah  sistem  manajemen  pembuangan  (Ahmad, Hameed, & Aziz, 2007; Samad et al., 2019). Bersdasarkan hal tersebut, penelitian ini bertujuan untuk menghilangkan kandungan  Arsen  dari  air  limbah  tambang  emas  menggunakan  abu  terbang  cangkang  sawit  tanpa  pengolahan  ( raw ) dengan menggunakan variasi waktu kontak sebagai standar variabel penelitian.

## METODE
Bahan baku yang digunakan pada penelitian ini ialah abu terbang cangkang sawit sebagai bahan penyerap arsen dari  air  limbah.  Abu  terbang  cangkang  sawit  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  dihasilkan  sebagai  limbah  dari pembakaran cangkang sawit pada boiler dari suatu perusahaan karet yang ada di Provinsi Jambi. Sampel limbah emas yang  digunakan  sebagai  media  yang  diuji  penurunan  kandungan  logam  Arsen  nya  pada  penelitian  ini  diambil  dari effluent sisa penambangan emas dari salah satu lubang galian ilegal yang berlokasi di Kabupaten Merangin, Propinsi Jambi.  Penelitian  dilakukan  dalam  skala  laboratorium  dan  teknologi  yang  digunakan  ialah  penyerapan  dengan  jalan pencampuran  secara  langsung  diikuti  dengan  pendiaman  dan  penyaringan.  Air  bersih  yang  telah  dilakukan  proses adsorpsi  diuji  menggunakan Inductively  Coupled  Plasma  (ICP)  mass  spectrometer unuk  mengukur  jumlah  logam Arsen yang terkandung dalam air olahan.
Pengujian  sampel dilakukan menggunakan 1 liter sampel effluen t  limbah emas yang dicampurkan dengan abu terbang  cangkang  sawit  dengan  pengadukan  lambat  selama  15  menit,  kemudian  sampel  didiamkan  dengan  variasi waktu  30,  60  hingga  90  menit  sebelum  kemudian  di  filtrasi  untuk  memisahkan  abu  terbang  cangkang  sawit  dan  air olahan. Proses ini dilakukan tiga kali perulangan dengan melakukan variasi terhadap waktu kontak. Tahapan akhir dari penelitian ini ialah mengukur jumlah Arsen pada air olahan dengan menggunakan Inductively Coupled Plasma (ICP) mass  spectrometer dan  mengukur  nilai  efisiensi  penghilangan  arsen  (%)  menggunakan  persamaan  dibawah  ini (Kumar, Kadirvelu, Mishra, Rajagopal, & Nagar, 2008; Yu et al., 2019) :
(1)
Dimana:
C o (mg/L) adalah konsentrasi awal Arsen dalam solution C e (mg/L) adalah konsenrasi akhir Arsen dalam solution

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Nilai dari pengurangan kandungan Arsen menggunakan abu terbang cangkang sawit dapat dilihat pada Tabel 1. Kandungan awal Arsen pada effluent limbah tambang emas seperti yang ditampilkan pada Tabel 1 menunjukkan nilai diatas  yang  disarankan  oleh  Pemerintah  Republik  Indonesia  dalam  PP  82  Tahun  2001  untuk  kriteria  mutu  air  kelas satu, yaitu diatas 0,05 mg/L (Indonesia, 2001). Setiap nilai data jumlah  Arsen pada solution menunjukkan nilai rata- rata dari 3 kali test yang diuji Inductively Coupled Plasma (ICP) mass spectrofotometry . Menggunakan persamaan (1), efisiensi penghilangan arsen (%) dari Arsen telah dihitung dan ditampilkan pada Tabel 1. Berdasarkan data yang telah ditampilkan pada Tabel 1 (yang menunjukkan nilai efisiensi adsorpsi dan waktu kontak antara abu terbang cangkang sawit  dan effluent limbah  emas)  maka  dibuatlah  sebuah  plot  seperti  grafik  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  1  yang menunjukkan nilai perbandingan kurva eksponensial (Persamaan 2) dan koefisien R 2 yang sebanding dengan 0,9984.
Tabel 1 . Data Penelitian Waktu Kontak As pada Solution (mg/L) Efisiensi Penghilangan Arsen (%) 0 0,0555 - 30 0,0280 49,54 60 0,0195 64,86 90 0,01 81,98
y = 38.748e 0.0084x R² = 0.9984 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 20 40 60 80 100 Ef is ie n si P e n gh ila n ga n A rs e n ( % ) Waktu  (Menit)
Gambar 1 . Efisiensi Penghilangan Arsen (%) vs. Waktu Pendiaman
% As  = 38,748e 0,0084(T) (2)
Dimana  %  As  =  estimasi  nilai  efisiensi  penghilangan  arsen  (%)  dan  T  =  total  waktu  pendiaman  yang diperlukan.
Sehingga,  dengan  menggunakan  prediksi  dari  Persamaan  2  untuk  menghitung  jumlah  waktu  kontak  yang dibutuhkan  untuk  mencapai  efisiensi  penghilangan  Arsen  pada effluent limbah  emas  hingga  mencapai  100% dibutuhkan  waktu 112,87 menit, yang berarti butuh waktu 22,87 menit untuk menyempurnakan proses  penghilangan arsen dari air limbah.

## SIMPULAN
Penambangan emas secara ilegal menghasilkan effluent yang mengandung logam Arsen yang jumlahnya di atas ambang  batas  yang  ditetapkan  Pemerintah  Republik  Indonesia.  Oleh  sebab  itu,    diperlukan  suatu  metode  untuk meminimalisir jumlah polutan  Arsen yang ada pada air limbah. Salah satu  cara penanggulangan  Arsen ialah melalui jalan penyerapan yang telah terbukti mampu mengurangi jumlah polutan secara efektif. Bahan yang disarankan untuk digunakan dalam proses  ini  ialah yang berasal dari biomassa, salah satu nya yang berasal dari limbah  sisa pertanian karena  memiliki  harga  yang  murah  dan  jumlahnya  melimpah  di  alam.  Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan, abu terbang cangkang sawit mampu mengurangi jumlah Arsen dengan efisiensi penghilangan arsen (%) hingga 81,98 %  dengan  nilai  akhir  Arsen  yang  berada  pada  air  limbah  sebesar  0,01  mg/L  (dibawah  standar  yang  ditetapkan Pemerintah Republik Indonesia yaitu 0,05 mg/L). Semakin lama waktu pendiaman antara abu terbang cangkang sawit dan  sampel  limbah  maka  jumlah  akhir  kandungan  Arsen  yang  berada  pada  air  limbah  akan  semakin  kecil.  Hasil evaluasi  yang  dilakukan  dari  penelitian  ini  menunjukkan  bahwa  abu  terbang  cangkang  sawit  merupakan  salah  satu alternatif untuk mengurangi kandungan Arsen pada air limbah secara efektif, murah dan mudah untuk diaplikasikan.

## DAFTAR PUSTAKA
Ahmad,  A.  A.,  Hameed,  B.  H.,  &  Aziz,  N.  (2007).  Adsorption  of  direct  dye  on  palm  ash:  Kinetic  and  equilibrium modeling. Journal of Hazardous Materials , 141 (1), 70–76. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2006.06.094 Basu,  A.,  Saha,  D.,  Saha,  R.,  Ghosh,  T.,  &  Saha,  B.  (2014).  A  review  on  sources,  toxicity  and  remediation technologies for removing arsenic from drinking  water. Research on Chemical Intermediates , 40 (2), 447–485. https://doi.org/10.1007/s11164-012-1000-4
Dias, A. C., & Fontes, M. P. F. (2020). Arsenic (V) removal from water using hydrotalcites as adsorbents: A critical review. Applied Clay Science , 191 (January), 105615. https://doi.org/10.1016/j.clay.2020.105615 Elias,  N.,  Chandren,  S.,  Razak,  F.  I.  A.,  Jamalis,  J.,  Widodo,  N.,  &  Wahab,  R.  A.  (2018).  Characterization, optimization  and  stability  studies  on  Candida  rugosa  lipase  supported  on  nanocellulose  reinforced  chitosan prepared  from  oil  palm  biomass. International  Journal  of  Biological  Macromolecules , 114 ,  306–316. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.03.095
Huff, M. D., Kumar, S., & Lee, J. W. (2014). Comparative analysis of pinewood, peanut shell, and bamboo biomass derived biochars produced via hydrothermal conversion and pyrolysis. Journal of Environmental Management ,
Indonesia,  P.  R.  (2001).  Baku  Mutu  Air.  In PERATURAN  PEMERINTAH  REPUBLIK  INDONESIA  NOMOR  82 TAHUN 2001 TENTANG PENGELOLAAN KUALITAS AIR DAN PENGENDALIAN PENCEMARAN AIR . Kumar, A., Kadirvelu, K., Mishra, G. K., Rajagopal, C., & Nagar, P. N. (2008). Adsorptive removal of heavy metals from aqueous solution by treated sawdust ( Acacia arabica ) . 150 , 604–611. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2007.05.030
Langsch,  J.  E.,  Costa,  M.,  Moore,  L.,  Morais,  P.,  Bellezza,  A.,  &  Falcão,  S.  (2012).  New  technology  for  arsenic removal  from  mining  effluents. Journal  of  Materials  Research  and  Technology , 1 (3),  178–181. https://doi.org/10.1016/S2238-7854(12)70030-3
Mendoza-Castillo,  D.  I.,  Reynel-Ávila,  H.  E.,  Bonilla-Petriciolet,  A.,  Pastore,  C.,  &  di  Bitonto,  L.  (2019).  Avocado seeds  valorization  as  adsorbents  of  priority  pollutants  from  water. Bulgarian  Chemical  Communications , 51 , 124–127. https://doi.org/10.34049/bcc.51.B.009
Rahman, Z., & Singh, V. P. (2019). The relative impact of toxic heavy metals (THMs) (arsenic (As), cadmium (Cd), chromium  (Cr)(VI),  mercury  (Hg),  and  lead  (Pb))  on  the  total  environment:  an  overview. Environmental Monitoring and Assessment , 191 (7). https://doi.org/10.1007/s10661-019-7528-7 Rodríguez-Romero, J. A., Mendoza-Castillo, D. I., Reynel-Ávila, H. E., de Haro-Del Rio, D. A., González-Rodríguez, L.  M.,  Bonilla-Petriciolet,  A.,  …  Camacho-Aguilar,  K.  I.  (2020).  Preparation  of  a  new  adsorbent  for  the removal  of  arsenic  and  its  simulation  with  artificial  neural  network-based  adsorption  models. Journal  of Environmental Chemical Engineering , 8 (4), 103928. https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.103928 Samad, K. A., Salleh, I. S. M., Zahari, M. A. K. M., & Yussof, H. W. (2019). Batch study on the removal of mercu ry (II) ion from industrial wastewater using activated palm oil fuel ash. Materials Today: Proceedings , 17 , 1126– 1132. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.06.536
Shankar, S., Shanker, U., & Shikha. (2014). Arsenic contamination of groundwater: A review of sources, prevalence, health risks, and strategies for mitigation. Scientific World Journal , 2014 . https://doi.org/10.1155/2014/304524 Tai, Z. S., Othman, M. H. D., Hubadillah, S. K., Ismail, A. F., Rahman, M. A., Jaafar, J., … Abd Aziz, M. H. (2018).
Low  cost  palm  oil  fuel  ash  based  ceramic  membranes  for  oily  water  separation. Malaysian  Journal  of Fundamental and Applied Sciences , 14 (4), 419–424. https://doi.org/10.11113/mjfas.v14n4.1218 Toledo, T. V., Bellato, C. R., Pessoa, K. D., & Ferreira, M. P. (2013). Remoção De Cromo (Vi) De Soluções Aquosas Utilizando O Compósito Magnético Calcinado Hidrotalcita- Óxido De Ferro: Estudo Cinético E De Equilíbrio Termodinâmico. Quimica Nova , 36 (3), 419–425. https://doi.org/10.1590/S0100-40422013000300012 Ungureanu,  G.,  Santos,  S.,  Boaventura,  R.,  &  Botelho,  C.  (2015).  Arsenic  and  antimony  in  water  and  wastewater:
Overview  of  removal  techniques  with  special  reference  to  latest  advances  in  adsorption. Journal  of Environmental Management , 151 , 326–342. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2014.12.051 Wang, C., Liu, H., Zhang, Y., Zou, C., & Anthony, E. J. (2018). Review of arsenic behavior during coal combustion:
Volatilization,  transformation,  emission  and  removal  technologies. Progress  in  Energy  and  Combustion Science , 68 , 1–28. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2018.04.001
WHO.
(2018). Arsenic. Retrieved from World Health Organization website:
https://www.who.int/newsroom/%0Afact-sheets/detail/arsenic
Yanyan, L., Kurniawan, T. A., Zhu, M., Ouyang, T., Avtar, R., Dzarfan Othman, M. H., … Albadarin, A. B. (2018).
Removal of acetaminophen from synthetic wastewater in a fixed-bed column adsorption using low-cost coconut shell  waste  pretreated  with  NaOH,  HNO3,  ozone,  and/or  chitosan. Journal  of  Environmental  Management , 226 (August), 365–376. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.08.032
Yu,  X.,  Wei,  Y.,  Liu,  C.,  Ma,  J.,  Liu,  H.,  Wei,  S.,  …  Luo,  S.  (2019).  Chemosphere  Ultrafast  and  deep  removal  of arsenic  in  high-concentration  wastewater :  A  superior  bulk  adsorbent  of  porous  Fe  2  O  3  nanocubes- impregnated graphene aerogel. Chemosphere , 222 , 258–266.
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.01.130
Yusof, M. S. M., Othman, M. H. D., Wahab, R. A., Jumbri, K., Razak, F.  I.  A., Kurniawan, T.  A., …  Ismail,  A.  F. (2020). Arsenic adsorption mechanism on palm oil fuel ash (POFA) powder suspension. Journal of Hazardous Materials , 383 (January 2019), 121214. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121214