## AKTA KIMIA

## INDONESIA
Penurunan Kadar Surfaktan Anionik dan Fosfat dalam Air Limbah Laundry di Kawasan Keputih,
Surabaya Menggunakan Karbon Aktif
Wahyu P. Utomo, 1* ; Zjahra V. Nugraheni 1 ; Afifah Rosyidah, 1 , Ova M. Shafwah, 1 Luthfi K. Naashihah, 1 Nia Nurfitria, 2 Ika F. Ulfindrayani, 3
1 Departemen Kimia, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS). Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 2 Jurusan Matematika, Universitas PGRI Ronggolawe, Tuban 3 Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Pembangunan Surabaya *Corresponding author: wp.utomo@chem.its.ac.id

## Abstrak
Limbah  laundry  merupakan  salah  satu  limbah  yang  dapat  mencemari  lingkungan  dan  berdampak  buruk bagi  manusia.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menurunkan  kadar  surfaktan  anionik  (deterjen)  dan  fosfat yang terdapat dalam air limbah laundry di kawasan Keputih, Surabaya dengan menggunakan karbon aktif. Penurunan kadar surfaktan anionik dan fosfat menggunakan karbon waktif dengan variasi ukuran partikel yakni  -60,  -120  dan  -200  mesh.  Proses  adsorpsi  dilakukan  dengan  metode  batch.  Hasil  yang  diperoleh menunjukkan bahwa kadar surfaktan anionik pada limbah sebelum adsorpsi sebesar 10,65 ppm dan kadar fosfat sebesar 14,148 ppm. Kedua nilai tersebut berada diluar ambang batas yang ditetapkan pemerintah sebesar  100  ppm.  Uji  adsorpsi  menunjukkan  bahwa  karbon  aktif  mampu  menurunkan  kadar  surfaktan anionik  dan  fosfat  secara  signifikan.  Kadar  surfaktan  anionik  terendah  setalah  adsorpsi  mencapai  3.102 ppm yang dihasilkan dari karbon aktif berukuran  -200 mesh. Adsorpsi surfaktan anionik mengikuti model adsorpsi isotermal Freundlich. Sementara itu, kadar fosfat tidak terdeteksi setelah proses adsorpsi. Secara umum, semakin kecil ukuran karbon aktif, semakin besar kapasitas adsorpsinya terhadap surfaktan anionik dan fosfat.

## Kata kunci: Karbon aktif; surfaktan anionik; fosfat; adsorpsi; deterjen

## Abstract
Waste water from laundry industry is one of the waste water that can pollute the environment and harmful to  humans.  The  aim  of  this  research  is  to  decrease  the  content  of  anionic  surfactant  (detergent)  and phosphate  contained  in  laundry  waste  water  in  Keputih  area,  Surabaya  by  using  activated  carbon.  The decrease  of  anionic  surfactnts  and  phosphate  levels  was  carried  out  using  activated  carbon  with  particle size variations ie -60, -120 and -200 mesh. The adsorption process was done by batch method. The results showed  that  the  anionic  surfactant  content  of  the  waste  water  before  adsorption  was  10.65  ppm  and  the phosphate  level  was  14.148  ppm.  Both  values  are  beyond  the  government-set  threshold  of  100  ppm.  The adsorption test showed that activated carbon was able to significantly decrease the content of the anionic and  phosphate  surfactants.  The  lowest  anionic  surfactant  level  after  adsorption  reaches  3,102  ppm produced  from  the  200-mesh  activated  carbon.  Adsorption  of  anionic  surfactants  follows  Freundlich's isothermal adsorption model. Meanwhile phosphate levels are not detected after the adsorption process. In
general,  the  smaller  the  size  of  activated  carbon,  the  greater  the  adsorption  capacity  of  anionic  and phosphate surfactants .
Keyword: Activated carbon; anionic surfactant; phosphate; adsorption; detergent.

## 1. Pendahuluan
Air merupakan sumber daya alam yang krusial  bagi  kelangsungan  hidup  seluruh makhluk  bumi.  Kebutuhan  air  rata-rata umumnya  adalah  sebesar  60  liter/orang/hari untuk segala keperluannya. Pada tahun 2000, dengan  jumlah  penduduk  dunia  sebesar 6,121  milyar  diperlukan air  bersih  sebanyak 367  km 3 ,  diperkirakan  pada  tahun  2025 diperlukan  sebanyak  492  km 3 dan  pada tahun  2100  diperlukan  611  km 3 air  bersih per  hari  [1].  Salah  satu  sumber  air  yang banyak  dimanfaatkan  untuk  memenuhi kebutuhan  hidup  manusia  dan  makhluk hidup  lainnya  yaitu  sungai.  Pada  umumnya air  sungai  yang  keluar  dari  mata  air mempunyai  kualitas  yang  baik.  Namun dalam  proses  pengalirannya,  air  tersebut akan  menerima  berbagai  macam  bahan pencemar  [2].  Beberapa  tahun  terakhir  ini, kualitas  air  sungai  di  Indonesia  sebagian besar  dalam  kondisi  tercemar,  terutama setelah melewati daerah pemukiman, industri  dan  pertanian  [3].  Di  negara-negara berkembang termasuk Indonesia, pencemaran  domestik  merupakan  jumlah pencemar  terbesar  (85%)  yang  masuk  ke badan  air.  Sedang  dinegara-negara  maju, pencemar  domestik  merupakan  15%  dari seluruh pencemar yang memasuki badan air.
Oleh  karena  itu,  persentase  kehadiran pencemar  domestik  di  dalam  badan  air sering  dijadikan  indikator  maju  tidaknya suatu negara [4].
Salah satu limbah yang banyak menemari  air  sungai  adalah  limbah  dari industri  pencucian  baju  ( laundry ).  Hal  ini disebabkan  karena  limbah  dari laundry mengandung  deterjen  yang  mengandung beberapa potensi bahaya antara lain terbentuknya  lapisan  film  dalam  air  akan menyebabkan  menurunnya  tingkat  transfer ke  dalam  air,  gangguan  kesehatan  yang cukup  serius  pada  manusia,  serta  kombinasi antara  polifosfat  dengan  surfaktan  dalam deterjen  dapat  meningkatkan  kandungan fosfat  dalam  air.  Hal  ini  akan  menyebabkan terjadinya entroikasi yang dapat menimbulkan warna pada air [5].
Deterjen anionik adalah kelompok yang paling  banyak  digunakan  dimasyarakat khususnya  untuk  proses  pencucian  baju rumah  tangga  maupun  industri laundry . Deterjen  anionik  ini  mempunyai  daya pembersih  yang  kuat,  murah  dan  mudah diperoleh  di  masyarakat.  Surfaktan  anionik yang  berasal  dari  sulfat  adalah  hasil  reaksi antara  alkohol  rantai  panjang  dengan  asam sulfat yang akan menghasilkan sulfat alkohol
W.P. Utomo, dkk. Akta Kimia Indonesia 3(1), 2018, 127-140
yang  mempunyai  sifat  aktif  permukaan ( surface  active  agent : Surfactan ).  Jenis surfaktan  anionik  yang  banyak  digunakan sebagai  deterjen  antara  lain  alkil  benzen sulfonat.  Namun,  saat  ini  alkil  benzen sulfonat  sudah  banyak  digantikan  dengan alkil linear benzen sulfonat maupun natirum lauril  sulfat  yang  dianggap  lebih  mudah terdegradasi [6].
Selain  kandungan  surfaktan  anionik, keberadaan  fosfat  dalam  limbah laundry juga  cukup  berbahaya  bagi  lingkungan. Fosfat  terdapat  dalam  air  alam  atau  air limbah sebagai senyawa ortofosfat, polifosfat dan fosfat organik. Setiap senyawa fosfat  tersebut  terdapat  dalam  bentuk terlarut, tersuspensi atau terikat di dalam sel organisme  dalam  air.  Fosfat  terlarut  adalah salah  satu  bahan  nutrisi  yang  menstimulasi pertumbuhan yang  sangat  luar  biasa  pada alga  dan  rumput-rumputan  dalam  danau, estuaria,  dan  sungai  berair  tenang.  Batas konsentrasi  fosfat  terlarut  yang  diijinkan adalah 10 mg/L [7].
Terdapat  beberapa  metode  yang  dapat digunakan untuk menurunkan kadar surfaktan  anionik  dan  fosfat  dalam  limbah laundry, antara lain filtrasi, proses fotokatalisis  [5],  koagulasi  [8]  dan  adsorpsi [7].  Proses  adsorpsi  merupakan  proses  yang menarik  untuk  dikaji  karena  metode  ini dapat  dilakukan  dengan  berbagai  jenis material,  salah  satunya  adalah  karbon  aktif.
Karbon  aktif  dipilih  karena  memiliki  daya serap  yang  tinggi  yakni  mencapai  25-100% terhadap senyawa organik ataupun anorganik  serta  luas  permukaan  yang  besar berkisar  antara  300-350  m 2 /g  [7].  Oleh karena  itu,  dalam  penelitian  ini  dilakukan penurunan  kadar  surfaktan  anionik  dan fosfat  dalam  limbah laundry yang  diperoleh dari  kawasan  Keputih,  Sukolilo,  Surabaya menggunakan  karbon  aktif.  Air  sungai  di kawasan Keputih ini dipilih karena merupakan  kawasan  pemukiman  padat dengan banyak industry laundry skala rumah tangga.  Ukuran  partikel  karbon  aktif divariasikan  untuk  mengetahui  pengaruhnya pada kapasitas adsorpsinya terhadap surfaktan anionik dan fosfat. Model adsorpsi surfaktan  anionik  juga  dibahas  dalam penelitian ini.

## 2. Metode Penelitian

## 2.1.  Alat dan Bahan
Alat  yang  dibutuhkan  dalam  penelitian ini  antara  lain  seperangkat  peralatan  gelas, neraca  analitik,  spektrofotometer  UV-Vis (Genesis), kuvet, dan botol semprot.
Bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah air limbah laundry yang diambil  dari  sungai  di  sektar  Keputih, Sukolilo  Surabaya,  karbon  aktif  komersial (teknis), aquadest , NaOH, H 2 SO 4 , kloroform, indikator fenolftalin (PP), metilen  biru,  isopropil  alkohol,  Na 2 SO 4 , amonium  molibdat,  asam  askorbat,  kertas saring, kalium antimonil tartrat

## W.P. Utomo, dkk. Akta Kimia Indonesia 3(1), 2018, 127-140
(K(SbO)C 4 H 4 O 6 .½H 2 O), dan kalium dihidrogen  fosfat  anhidrat  (KH 2 PO 4 ),  dan kertas pH universal.
2.2. Penentuan   kadar  surfaktan   anionik (deterjen) dengan metode MBAS
( Methylene Blue Alkyl Sulfunate)
Penentuan  kadar  surfaktan  anionik (deterjen)  dilakukan  dengan  metode  MBAS sebagaimana  yang  telah  dilakukan  oleh Arneli  (2010)  [9].  Dalam  penentuan  kadar surfaktan  anionik  ini,  larutan  standar  untuk pembuatan  kurva  kalibrasi  maupun  larutan sampel  diperlakukan  sama.  Standar/Sampel air  limbah  sebanyak  50  mL  dimasukkan  ke dalam  corong  pisah  yang  telah  disiapkan. Standar/sampel  ditetesi  dengan  larutan NaOH  1  N  agar  standar/sampel  berada dalam  suasana  basa  yang  diuji  dengan indikator  fenolftalein.  Warna  merah  muda yang terbentuk dihilangkan dengan diteteskan larutan H 2 SO 4 1 N secara hati-hati hingga  warna  merah  muda  tepat  hilang. Selanjutnya  sebanyak  10  mL  CHCl 3 dan  25 mL  reagen  metilen  biru  ditambahkan  ke dalam  corong  pisah  kemudian  campuran dikocok selama 30 detik. Campuran selanjutnya  ditambah  dengan  beberapa  10 mL  isopropil  alkohol  untuk  mengurangi terjadinya  emulsi.  Campuran  didiamkan sampai  terbentuk  2  lapisan.  Lapisan  CHCl 3 dipisahkan dan dimasukkan ke dalam corong pisah  lainnya.  Ekstraksi  CHCl 3 diulangi sebanyak dua kali dengan menambahkan 10 mL CHCl 3 pada tiap ekstraksi.
Ekstrak  CHCl 3 yang  terkumpul  pada corong  pisah  kedua  kemudian  ditambahkan dengan 50 mL larutan isopropil alkohol/(CH 3 ) 2 CHOH  dan  dikocok  selama 30 detik. Proses ekstraksi dilakukan pengulangan  sebanyak  dua  kali  dengan masing-masing  ditambah  10  mL  CHCl 3 . Lapisan  CHCl 3 dipisahkan  dan  dimasukkan ke  dalam  labu  ukur  50  mL,  kemudian dilakukan  pengenceran  hingga  tanda  batas. Selanjutnya  dilakukan  pembacaan  serapan dari  lapisan  CHCl 3 yang  telah  diencerkan dengan  spektrofotometer  UV-Vis  pada panjang  gelombang  653  nm  dan  hal  yang sama juga dilakukan pada blanko. Penentuan kadar  surfaktan  anionik  dengan  metode MBAS  ini  dilakukan  pada  sampel  limbah laundry sebelum  dan  sesudah  proses pengolahan dengan karbon aktif.
2.3.  Penentuan kadar fosfat dan deterjen
Penentuan kadar fosfat dilakukan dengan  metode  yang  telah  dilaporkan  oleh Ndani  (2016)  [10].  Sampel  air  limbah laundry diambil  sebanyak  50  mL  dan dimasukkan  ke  dalam  erlenmeyer.  Sampel kemudian  ditambahkan  satu  tetes  indikator fenolftalin.  Jika  terbentuk  warna  merah muda,  dilakukan  penambahan  H 2 SO 4 5N tetes  demi  tetes  sampai  warna  hilang. Kemudian  ditambahkan  8  mL  larutan campuran  dan  dihomogenkan.  Larutan didiamkan  selama  15  menit.  Selanjutnya campuran  tersebut  dimasukkan  ke  dalam kuvet sebanyak ¾ bagian dari volume kuVet dan diukur absorbansinya dengan
W.P. Utomo, dkk. Akta Kimia Indonesia 3(1), 2018, 127-140
menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada  panjang  gelombang  880  nm.  Larutan campuran  dibuat  dengan  mencampurkan secara  berturut-turut  50  mL  H 2 SO 4 5N  ,  5 mL  larutan  kalium  antimonil  tartat,  15  mL larutan  ammonium  molibdat  dan  30  mL larutan  asam  askorbat.  Penentuan  kadar fosfat  ini  dilakukan  pada  sampel limbah laundry  sebelum  dan  sesudah  proses pengolahan dengan karbon aktif.
2.4. Penurunan Kadar surfaktan anionik

## (deterjen)
Penurunan  kadar  surfaktan  nionik dilakukan  dengan  metode batch .  Sampel  air limbah  sebanyak  100  mL  dimasukkan kedalam gelas beaker . Kemudian ditambahkan  karbon  aktif  sebagai  adsorbent sebanyak  8  gram.  Variasi  karbon  akif  yang ditambahkan  adalah  dengan  ukuran  partikel yang lolos ayakan 60  mesh (-60), 120  mesh (-120) dan dan 200 mesh (-200). Air limbah deterjen dan karbon aktif diaduk menggunakan magnetic  stirrer dengan kecepatan  400  rpm  selama  75  menit.  Hasil treatment disaring,  kemudian  filtratnya dianalisis  dengan  metode  MBAS  untuk menentukan kadar deterjennya.

## 2.5.  Penurunan kadar fosfat
Penurunan  kadar  fosfat  dalam  limbah dilakukan  dengan  metode batch .  Sampel  air
limbah  sebanyak  50  mL  dimasukkan kedalam gelas beaker . Kemudian ditambahkan  karbon  aktif  sebagai  adsorbent sebanyak  4  gram.  Variasi  karbon  akif  yang ditambahkan  adalah  dengan  ukuran  partikel yang lolos ayakan 60  mesh (-60), 120  mesh (-120) dan dan 200 mesh (-200). Air limbah deterjen dan karbon aktif diaduk menggunakan magnetic  stirrer dengan kecepatan  400  rpm  selama  75  menit.  Hasil treatment disaring,  kemudian  filtratnya dianalisis  sesuai  dengan  metode  penentuan kadar fosfat.
3. Hasil dan Pembahasan
3.1.  Pembuatan kurva kalibrasi larutan

## MBAS
Kurva  kalibrasi  dibuat  sebagai  dasar  pengukuran konsentrasi  deterjen  dalam  limbah laundry . Larutan  standar  MBAS  dibuat  dari  larutan induk natrium lauril sulfat. Senyawa ini dipilih sebagai senyawa untuk larutan standar karena merupakan jenis  surfaktan  anionik  yang  banyak  digunakan pada deterjen komersial. Kurva kalibrasi merupakan  grafik  yang  menyatakan  hubungan antara  konsentrasi  larutan  standar  dengan  hasil pembacaan  absorbansi  larutan,  yang  hasilnya merupakan  garis  lurus.  Tabel  1  memperlihatkan nilai absorbansi dari larutan standar MBAS pada panjang
gelombang
653 nm.
W.P. Utomo, dkk. Akta Kimia Indonesia 3(1), 2018, 127-140
T ABEL 1 A BSORBANSI L ARUTAN S TANDART MBAS Konsentrasi standart (ppm) Absorbansi 2 0,093 4 0,240 6 0,334 8 0,494 10 0,668 12 0,856
Dalam  pembuatan  kurva  kalibrasi standar MBAS yang harus dilakukan adalah membuat  beberapa  larutan  standar  yang telah  diketahui  konsentrasinya  dari  analit yang  akan  ditentukan  konsentrasinya  dalam sampel.  Fungsi  dari  larutan  standar  ini adalah  sebagai  standar  dalam  pengukur analit yang nantinya hasilnya akan diplotkan pada  kurva  standar  untuk  menentukan  nilai regresi  dari  kurva.  Dalam  analisis  ini digunakan konsentrasi larutan standar MBAS  yang  diperoleh  melalui  pengenceran larutan induk natrium lauril sulfat 1000 ppm sehingga  didapatkan  larutan  standar  MBAS dengan  konsentrasi  2,  4,  6,  8,  10  dan  12 ppm. Nilai absorbansi yang didapat
kemudian  diplotkan  terhadap  konsentrasi larutan  standar  sehingga  diperoleh  nilai koefisien  korelasi  (r).  Jika  nilai  koefisien korelasi  tersebut  mendekati  1  atau  >  0,95 maka  dapat  dikatakan  bahwa  hasil  dari pembuatan  larutan  standar  memiliki  tingkat keakuratan  yang  cukup  baik.    Dari  plot kurva  kalibrasi  yang  telah  dilakukan didapatakan  persmaan  y  =  0,0709x  –  0,042 dengan  nilai  koefisien  korelasi  (r)  sebesar 0,9934.    Hasil  ini  menunjukkan  bahwa  nilai absorbansi  memiliki  korelasi  yang  baik dengan konsentrasi larutan sehingga persamaan garis lurus yang diperolleh dapat digunakan  untuk  proses  penentuan  kadar deterjen dari sampel.
Gambar 1. Kurva Kalibrasi larutan standar MBAS
y = 0.0709x - 0.042 R² = 0.9869 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 2 4 6 8 10 12 A b so rb an si
Konsentrasi (ppm)

## W.P. Utomo, dkk. Akta Kimia Indonesia 3(1), 2018, 127-140

## 3.2.  Penentuan kadar surfaktan anionik atau deterjen dengan metode MBAS
Setelah  penentuan  kurva  kalibrasi larutan standar, selanjutnya dilakukan ekstraksi  surfaktan  anionik  dari  limbah laundry .  Tujuan  dari  perlakuan  ini  adalah agar  surfaktan  anionik  terikat  dengan metilen  biru  dan  terlarut  dalam  fase kloroform.  Jika  kadar  surfaktan  anionik dalam  sampel  limbah  tinggi,  maka  akan menunjukkan  warna  biru  pekat  pada  fase kloroform. Dengan demikian, jumlah surfaktan anionik yang dianalisis selanjutnya dapat  mewakili  seluruh  surfkatan  anionik yang berada di limbah laundry .
Prinsip  dari  metode  MBAS  ini adalah  surfaktan  anionik  akan  berikatan dengan metilen biru membentuk senyawa  kompleks  berwarna  biru  yang larut  dalam  fase  kloroform.  Setelah diekstraksi,  intensitas  warna  biru  yang terbentuk  diukur  absorbansinya  dengan spektrofotometer  UV-Vis  pada  panjang gelombang  653  nm  sesuai  dengan panjang  gelombang  pada  pembuatan kurva kalibrasi. Hasil pengukuran menunjukkan  nilai  absorbansi  sebesar 0,7153 sehingga didapat nilai
konsentrasi  sebesar  surfaktan  anionik atau  deterjen  sebesar  10,65  ppm.  Kadar surfaktan  anionik  atau  deterjen  pada sampel  limbah laundry yang  dianalisis melebihi baku mutu yang telah
ditetapkan oleh Peraturan Daerah
Provinsi  Jawa  Timur  Nomor  72  Tahun 2013, yakni dibawah 10 mg/L air limbah
[11]. Berdasarkan hasil tersebut,
dilakukan treatment untuk  menurunkan kadar  surfaktan  anionik  atau  deterjent pada limbah laundry .

## 3.3. Penurunan  kadar  surfaktan  anionik (detergen) dengan karbon aktif
Penurunan  kadar  surfaktan  anionik (deterjen)  dilakukan  dengan  menggunakan karbon  aktif  sebanyak  8  gram  yang berfungsi  sebagai  adsorben.  Penggunaan karbon aktif divariasi dengan ukuran mesh  - 60 atau 250 µm, -120 atau 125 µm dan -200 atau  75  µm.  Tujuan  penggunaan  variasi adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  ukuran partikel  terhadap  aktifitas  penurunan  kadar surfaktan  anionik.  Dilakukan  pengadukan dengan kecepatan 400 rpm selama 75 menit agar  karbon  aktif  dapat  menyerap  dengan lebih baik dan merata.
Larutan  dengan  campuran  karbon  aktif kemudian disaring dan diukur kadar surfaktannya  dengan  metode  MBAS  seperti pada  pengukuran  sampel  limbah laundry awal sebelum perlakuan. Dari hasil pengukuran  maka  didapatkan  absorbansi dari tiga variasi ukuran partikel sebagaimana ditampilkan  pada  Tabel  2.  Hasil  absorbansi kemudian  dimasukan  kedalam  persamaan  y =  0,0709x  –  0,042    untuk  mendapatkan konsentrasi  dari  masing-masing treatment . Data  hasil  perhitungan  konsentrasi  terdapat pada Tabel 3.

## T
ABEL 2. A BSORBANSI KADAR SURFAKTAN DENGAN KARBON AKTIF Variasi karbon aktif Absorbansi 1 Absorbansi 2 Absorbansi Rata-rata Mesh 60 0,409 0,410 0,409 Mesh 120 0,278 0,278 0,278 Mesh 200 0,178 0,178 0,278 T ABEL 3 K ONSENTRASI SAMPEL SETELAH TREATMENT
Variasi Karbon Aktif Konsentrasi (ppm) Kapasitas adsorpsi (mg/g) Mesh -60 6, 3681 0.054 Mesh -120 4,5133 0.077 Mesh -200 3,1029 0.094 Hasil penentuan konsentrasi pada Tabel
3  menunjukkan  bahwa  karbon  aktif  dapat digunakan sebagai adsorben yang baik untuk menurunkan  kadar  surfaktan  atau  deterjen pada limbah laundry. Hal ini dibuktikan dari penurunan konsentrasi yang sangat signifikan  pada  sebelum  dan  sesudah treatment .  Hasil  treatment  menunjukkan bahwa seluruh sampel menunjukkan konsentrasi  yang  berada  di  bawah  ambang batas maksimal kandungan surfaktan anionik di  limbah  sebesar  10  mg/L.  Namun demikian,  aplikasi  skala  besar  penggunaan karbon aktif dalam limbah in lebih kompleks karena  karbon  aktif  memiliki  kapasitas adsorpsi  tertentu.  Artinya,  kemampuan karon  aktif  untuk  mengadsorpsi  surfaktan anionik terbatas pada nilai tertentu.
Perhitungan  kapasitas  adorpsi  karbon  aktif dari berbagai ukuran partikel yang ditunjukkan  pada  Tabel  3  menunjukkan bahwa semaikn kecil ukuran partikel karbon aktif, semakin tinggi pula kapasitas adsorpsinya.  Hal  ini  dapat  disebabkan
karena  ukuran  partikel  yang  semakin  kecil memiliki  luas  permukaan  yang  semakin besar  sehingga  lebih  banyak  situs  atau permukaan karbon aktif yang dapat digunakan  sebagai  tempat  teradsorpsinya surfaktan kationik.

## 3.4. Kinetika    adsorbs    surfaktan    pada karbon aktif
Proses  penyerapan  atau  adsorpsi  oleh suatu  adsorben  dipengaruhi  banyak  faktor dan  juga  memiliki  pola  isotermal  adsorpsi tertentu  yang  spesifik.  Faktor-faktor  yang mempengaruhi dalam proses adsorpsi antara lain  yaitu  jenis  adsorben,  jenis  zat  yang diserap, luas permukaan adsorben, konsentrasi  zat  yang  diadsorpsi  dan  suhu. Oleh  karena  faktor-faktor  tersebut  maka setiap  adsorben  yang  menyerap  suatu  zat satu  dengan  zat  lain  tidak  akan  mempunyai pola  isoterm  adsorpsi  yang  sama.  Diketahui bahwa  terdapat  dua  jenis  persamaan  pola isoterm adsorpsi yang sering digunakan pada proses adsorpsi dalam larutan yaitu
W.P. Utomo, dkk. Akta Kimia Indonesia 3(1), 2018, 127-140
persamaan adsorpsi Langmuir dan
Freundlich.
Pengujian  pola  isoterm  adsorpsi  yang sesuai  untuk  proses  penyerapan  surfaktan anionik  oleh  karbon  aktif  dilakukan  dengan
perhitungan menggunakan persamaan Langmuir  dan  Freundlich.  Uji  persamaan Langmuir  dilakukan  dengan  menggunakan Persamaan  1  sementara  uji  persamaan Freundlich  dilakukan  dengan  Persamaan  2 [12]. Ce/(x/m) = 1/ab + 1/a Ce (1) Log (x/m) = log k + 1/n log Ce (2)
dimana:
Ce =  konsentrasi surfaktan anionik dalam larutan setelah diadsorpsi
x/m =   massa surfaktan anionik yang diserap per gram karbon aktif
b =   parameter afinitas atau konstanta Langmuir
a dan k = kapasitas / daya adsorpsi maksimum (mg/gram)
Penentuan persamaan isotermal
Langmuir  dan  Fruendlich  dilakukan  dengan menghitung  harga x / m , Ce /( x / m ),  log Ce /( x / m )  dan  log Ce seperti  yang  terlihat pada  Tabel  4.  Data  adsorpsi  diperoleh  dari penyerapan  surfaktan  anionik  oleh  karbon aktif dengan variasi ukuran mesh . Data pada
Tabel  4  selanjutnya  diplotkan  berdasarkan persamaan Langmuir dan Freundlich dimana
plot  dilakukan  pada  harga Ce /( x / m )  versus Ce untuk mendapatkan persamaan Langmuir dan  memplotkan  log  ( x / m )  versus  log Ce untuk  mendapatkan  persamaan  Freundlich. Hasil  plot  data  dari  persamaan  Langmuir ditunjukkan  pada  Gambar  2,  sementara  plot dari persamaan Freundlich ditampilkan pada Gambar 3.
T ABEL 4. P ERHITUNGAN HARGA X / M , C E /( X / M ), LOG X / M , DAN LOG C E
Ukuran mesh ppm awal ppm teradsorbsi Ce (ppm sisa) x/m (ppm/g) Ce/ (x/m) Log (x/m) log Ce -60 10.655 4.287 6.368 0.535 11.881  -0.270 1.074 -120 10.655 6.142 4.513 0.767 5.878 -0.114 0.769 -200 10.655 7.552 3.102 0.944 3.286 -0.024 0.516
G AMBAR 2 P ERSAMAAN ADSORPSI ISOTERMAL L ANGMUIR DARI C E /( X / M ) VERSUS C E

## G AMBAR 3 P ERSAMAAN ADSORPSI ISOTERMAL F REUNDLICH DARI L OG C E /( X / M ) VERSUS L OG C E Pengujian persamaan adsorpsi Langmuir dan persamaan adsorpsi
Freundlich dibuktikan dengan grafik linierisasi  yang  baik  dan  mempunyai  harga koefisien  determinasi  r 2 ≥  0.9  (mendekati angka  1).  Dari  Gambar  3  dan  4  terlihat bahwa persamaan adsorpsi surfaktan anionik oleh karbon aktif lebih memenuhi persamaan adsorpsi  Freundlich  dengan  nilai  r 2 sebesar 0,9901  (R=0,995).  Hasil  ini  menunjukkan bahwa  proses  adsorpsi  yang  terjadi  antara karbon  aktif  dengan  surfaktan  anionik  lebih bersifat  fisik,  dimana  ikatan  yang  terbentuk merupakan  ikatan  fisika  dengan  terdapat terdapat  lebih  dari  satu  lapisan  permukaan ( multilayer ). Namun demikian, karena adsorpsi tersebut juga  memenuhi persamaan
Langmuir,  maka  terdapat  kemungkinan pengaruh ikatan kimia dalam proses adsorpsi karbon  aktif  dengan  surfaktan  anionik. Selain  itu,  walaupun  mampu  mebentuk lapisan  multilayer  di  permukaan  karbon aktif,  kapasitas  adsorpsi  surfaktan  anionik juga  tetap  dipengaruhi  oleh  luas  permukaan karbon aktif.

## 3.5. Penentuan  kadar  fosfat  pada limbah laundry
Penentuan  kadar  fosfat  limbah laundry diawali dengan pembuatan kurva kalibrasi fosfat. Larutan  fosfat  yang  digunakan  sebagai  standar adalah  larutan  yang  dibuat  dari  KH 2 PO 4 . Konsentrasi larutan fosfat divariasikan sebesar  2, 4,  6,  8,  10,  dan  12  ppm.  Pada  tiap  konsentrasi
y = 2.6633x - 5.3993 R² = 0.9786 0 2 4 6 8 10 12 14 2 3 4 5 6 7 Ce /(x/m ) Ce y = -0.443x + 0.2118 R² = 0.9901 -0.3 -0.25 -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0 0.5 1 1.5 log Ce /(x/m ) log Ce
W.P. Utomo, dkk. Akta Kimia Indonesia 3(1), 2018, 127-140
larutan  tersebut,  ditambahkan  1  tetes  indikator phenolphthalein (pp) sebagai indikator perubahan warna.  Selanjutnya  apabila  terjadi  perubahan warna  larutan  menjadi  pink  yang  menandakan bahwa larutan bersifat basa diteteskan H 2 SO 4 5 N yang  bersifat  asam  kuat  untuk  merubah  larutan pada  kondisi  netral  dengan  ditandai  perubahan menjadi  tidak  berwarna.  Kemudian,  dilakukan penambahan 8 mL larutan campuran sebagaimana pada analisis deterjen dan dihomogenkan sampai terbentuk larutan berwarna biru. Larutan standar tersebut dilakukan pengukuran  dengan  Spektrofotometer  UV-Vis
pada  panjang  gelombang  880  nm.  Hasil absorbansi  larutan  standar  fosfat  ditampilkan pada  Tabel  5.  Data  konsentrasi  dan  absorbansi pada  Tabel  5  selanjutnya  di  plotkan  sehingga diperoleh  kurva  kalibrasi  fosfat  sebagaimana ditampilkan pada Gambar 4. Dari hasil plot kurva standar  didapatkan  persamaan  y  =  0,1026  x  + 0,0779  dengan  r 2 sebesar  0,9836  (r=0,9917).
Karena  r  >  0,95  maka  dapat  dikatakan  bahwa kurva  standar  telah  memenuhi  persyaratan sehingga dapat digunakan sebagai acuan penentuan  konsentrasi  kadar  fosfat  dari  sampel limbah deterjen yang akan dianalisa .

## T ABEL 5 A BSORBANSI LARUTAN STANDAR FOSFAT
Konsentrasi (ppm) Absorbansi Absorbansi Rata-rata 2 0,274 0,273 0,2735 4 0,563 0,562 0,5625 6 0,756 0,754 0,755 8 0,921 0,921 0,921 10 1,09 1,093 1,0915 12 1,249 1,251 1,250

## Gambar 4. Kurva Kalibrasi fosfat
Pada  pengukuran  kadar  fosfat  dalam sampel,    50  mL  limbah  deterjen  ditetesi dengan  indikator  pp,  pada  penetesan  terjadi perubahan warna menjadi merah muda yang mengindikasikan  bahwa  sampel  bersifat
basa.  Selanjutnya,  ditambahkan  1  tetes H 2 SO 4 5N  untuk  merubah  larutan  menjadi kondisi  netral  yang  diindikasikan  dengan perubahan  warna  menjadi  tidak  berwarna. Pada  saat  ditambahkan  8  mL  larutan
W.P. Utomo, dkk. Akta Kimia Indonesia 3(1), 2018, 127-140
campuran  terjadi  perubahan  warna  menjadi biru  pekat.  Sampel  kemudian  diukur absorbansinya dengan spektrofotometer UV- vis  pada  panjang  gelombang  880  nm.  Hasil pengukuran  menunjukkan  nilai  absorbansi sebesar  1,5295.  Nilai  absorbansi  tersebut melebihi  nilai  absorbansi  yang  baik  untuk analisis menggunakan spektrofotometer UV- vis  dan  berada  diluar  rentang  interpolasi kurva  kalibrasi  yang  diperoleh.  Namun demikian,  nilai  tersebut  mengindikasikan bahwa  konsentrasi  fosfat  dalam  cairan limbah  sangat  tinggi.  Oleh  karena  itu, sampel kemudian diencerkan untuk mendapatkan  absorbansi  yang  berada  di antara  rentang  interpolasi  kurva  kalibrasi.
Proses pengenceran menghasilkan absorbansi  sebesar  0,8036  dengan  faktor pengenceran  2.  Nilai  tersebut  sudah  berada pada  rentang  interpolasi  kurva  kalibrasi fosfat. Penghitungan
konsentrasi
berdasarkan  persamaan  regresi  dengan melibatkan faktor
pengenceran menghasilkan  konsentrasi  fosfat  dalam sampel  sebesar  14,148  ppm.  Hal  ini menandakan  bahwa  sampel  limbah  deterjen memiliki  kadar  fosfat  yang  tinggi  dan  telah melewati  batas  baku  mutu  Pergub  Jatim yaitu sebesar 10 ppm [10].
3.7. Penurunan     kadar    fosfat    dengan karbon aktif
Fosfat dapat memicu pertumbuhan alga pada  air,  apabila  terjadi  pertumbuhan  yang berlebihan maka akan menyebabkan sulitnya sinar matahari untuk masuk ke dalam air dan
terganggunya  proses  fotosintesis.  Selain  itu, alga  menyebabkan  kurangnya  oksigen  bagi makhluk  hidup  dalam  air  dikarenakan oksigen  yang  digunakan  oleh  alga  itu sendiri.  Bukan  hanya  itu,  pertumbuhan  alga dalam  jumlah  banyak  dapat  memicu tersumbatnya  saluran  air  pada  sungai sehingga menyebabkan aliran sungai menjadi tidak lancar [7][10].
Hasil  penelitian  pada  penentuan  kadar fosfat menunjukkan bahwa konsentrasi pada sampel  melebihi  batas  baku  mutu  sehingga, perlu dilakukannya treatment untuk mengurangi kadar fosfat. Treatment dilakukan pada sampel yang telah diperlakukan  awal  seperti  pada  pembuatan kurva  kalibrasi,  namun  di- treatment dengan menggunakan  karbon  aktif  sebesar  4  gram yang berfungsi sebagai adsorbent. Penurunan  kadar  fosfat  dilakukan  dengan variasi  ukuran  karbon  aktif  -60,  -120  dan  - 200 mesh. Tujuan penggunaan variasi adalah untuk  mengetahui  pengaruh  ukuran  partikel terhadap  aktivitas  penurunan  kadar  fosfat. Penurunan  dilakukan  dengan  sistem batch disertai  pengadukan  dengan  kecepatan  400 rpm selama 75 menit agar karbon aktif dapat menyerap  dengan  lebih  baik  dan  merata. Larutan  dengan  campuran  karbon  aktif kemudian  disaring  dan  diukur  filtrat  dengan spektrofotometer  UV-vis  pada  panjang gelombang  880  nm  dengan  dua  kali pengukuran.  Dari  hasil  pengukuran  maka didapatkan  serapan  dari  tiga  variasi  seperti ditunjukkan  pada  Tabel  pada  Tabel  6.
W.P. Utomo, dkk. Akta Kimia Indonesia 3(1), 2018, 127-140

## T ABEL 6 A BSORBANSI KADAR FOSFAT DENGAN KARBON AKTIF
Variasi karbon aktif Absorbansi 1 Absorbansi 2 Absorbansi Rata-rata Konsentrasi (ppm) Mesh 60 0,024 0,025 0,0245 0,000 Mesh 120 0,014 0,014 0,014 0,000 Mesh 200 0,009 0,009 0,009 0,000 Hasil perhitungan konsentrasi
menunjukkan  bahwa  konsentrasi  fosfat dalam  limbah  deterjen  sangat  rendah  dan berada  dibawah  batas  deteksi.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  kemampuan  adsorpsi karbon  aktif  dalam  mengadsorpi  fosfat  dari limbah  laundry  sangat  tinggi.  Analisis  pada nilai absorbansi menunjukkan bahwa semakin  kecil  ukuran  partikel  karbon  aktif, semakin  besar  pula  kapasitas  karbon  aktif dalam  mengadsorpsi  fosfat.  Hasil  ini menunjukkan  bahwa  karbon  aktif  sangat berpotensi digunakan sebagai material adsorben  untuk  mengadsorpsi  fosfat  dari limbah laundry .

## 4.  Kesimpulan
Kadar  surfaktan  anionik  (deterjen)  dan fosfat  dalam  air  limbah laundry di  Keputih,
Sukolilo,  Surabaya  melebihi  ambang  batas yang  telah  ditentukan  oleh  Pergub  Jatim yakni  sebesar  10,65  ppm  untuk  kadar surfaktan anionik (deterjen) dan 14,148 ppm untuk kadar fosfat. Penurunan kadar deterjen dan  fosfat  tersebut  berhasil  dilakukan dengan  menggunkaan  karbon  aktif.  Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa semakin  kecil  ukuran  partikel,  semakin tinggi  kapasitas  adsorpsinya.  Hasil  adsorpsi surfaktan anionik terbaik didapatkan dengan variasi ukuran -200 mesh dengan kandungan
srufaktan  anionik  menjadi 3,102  ppm.  Hasil penurunan  kadar  fosfat  dengan  karbon  aktif menunjukkan  bahwa  kandungan  fosfat setelah proses tretament berkurang signifikan dibawah batas deteksi.

## Daftar Pustaka
[1]  Suripin.  2002. Pelestarian  Sumberdaya Tanah dan Air . Penerbit ANDI. Yogyakarta.
[2]  Sofia,  Y.,  Tontowi,  dan  S.  Rahayu.  2010. “Penelitian Pengolahan Air Sungai Yang Tercemar  Oleh  Bahan  Organik”. Jurnal Sumber Daya Air, 6 . 145-160.
[3]  Simon,  S.B.  dan  R.  Hidayat.  2008.
“Pengendalian  Pencemaran  Sumber  Air Dengan Ekoteknologi ( Wetland Buatan)”.
Jurnal Sumber Daya Air, 4 . 111-124.
[4]  Suriawiria,  U.  1996. Air  dalam  Kehidupan dan  Lingkungan  yang  Sehat .  Penerbit Alumni. Bandung.
[5]  Santi,  S.  S.  (2009).  Penurunan  Konsentrasi Surfaktan Pada Limbah Deterjen Dengan Proses  Photokatalitik  Sinar  UV. Jurnal Teknik Kimia Vol 4 No 1 , 260-264.
[6] Rosariawari, F. (2008). Penurunan Konsentrasi Limbah Deterjen Menggunakan  Furnace  Bottom  Ash (FBA). Jurnal  Rekayasa  Perencanaan,  4
(3) .
[7] Majid, M., Rahmi, A., Umar, R dan Hengky, H.K.,  2017,  “ Efektivitas  Penggunaan Karbon  Aktif  ada  Penurunan  Kadar Fosfat  Limbah  Cair  Usaha  Laundry  di Kota  Pare-Pare  Sulawesi  Selatan ”,
Prosiding Seminar Nasional IKAKESMADA “Peran Tenaga Kesehatan dalam Pelaksanaan SDGs”
W.P. Utomo, dkk. Akta Kimia Indonesia 3(1), 2018, 127-140
[8] Rahimah, Z., Heldawati, H. dan Syauqiah, I., (2016),  “  Pengolahan  Limbah  Deterjen
dengan Metode Koagulasi-Flokulasi
Menggunakan  Koagulan  Kapur  dan
PAC”, Konversi, 5 (2), 13-19 [9]  Arneli,  (2010),  “Sublasi  Surfaktan  dari
Larutan  Deterjgen  dan  Larutan  Detergen
Sisa Cucian serta Penggunaannya Kembali  sebagai  Detergen,  Jurnal  Kimia
Sains dan Aplikasi, 13 (1), 4-7
[10] Ndani, L.P.L.M., (2016), “Penentuan Kadar Senyawa  Fosfat  di  Sungai  Way  Kuripan
dan Way Kuala dengan Spektrofotometri UV-Vis”, Skripsi, Jurusan kimia FMIPA, Universitas Lampung.
[11]  Peraturan  Gubernur  Jawa  Timur  Nomor  72
Tahun  2013  tentang  Baku  Mutu  Air Limbah  Bagi  Industri  dan/atau  Kegiatan Usaha Lainnya
[12]  Handayani,  M.  &  S,  E.,  2009. Uji Persamaan  Langmuir  dan  freundlich Pada  Penyerapan  Limbah  Crom  (VI) oleh  Zeolit. Bandung,  Pusat  Penelitian Metalurgi-LIPI.