Muhammad Adam Rizky Syawalian
Yohana Abdul Kahar

## Pengaruh Kuat Arus dan Tegangan Terhadap Perubahan Kandungan Logam Pada Lindi TPA Sampah Dengan Metode Elektrolisis
The Effect of Current and Voltage Strength on Metal Content Changes in Water Disposal Landfill by Using Electrolysis Method
Muhammad Adam Rizky Syawalian 1 , Yohana 1 , Abdul Kahar 1*
1 Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Mulawarman, Samarinda, Indonesia Jl. Sambaliung No. 9 Kampus Gunung Kelua, Samarinda – 75119 Telp./Faks: (0541) 736834/(0541) 749315 *Email: kahar.abdul@gmail.com

## Abstrak
Pada umumnya setiap kota memiliki tempat pembuangan umum atau TPU sebagai tempat pengolahan akhir dari limbah domestik dari warga kota tersebut. Setiap hari bahkan jam, sampah dari berbagai macam tempat dan  jenis  dikumpulkan  di  TPU.  Sampah-sampah  yang  tertumpuk  tersebut  menghasilkan  limbah  cair  lain akibat  rembesan  air  hujan  yang  akan  menjadi  air  lindi  (leachate).  Pengolahan  limbah  untuk  air  lindi  perlu dilakukan  karena  air  lindi  termasuk  dalam  golongan  limbah.  Salah  satu  cara  pengolahan  limbah  lindi  ialah elektrolisis yang dilakukan pada penelitian ini dimana diharapkan mampu menurunkan kadar Fe dan Zn pada limbah air lindi TPA Bukit Pinang Samarinda, mengetahui variasi tegangan, waktu optimum dan mengetahui pengaruh dari variasi tegangan dan waktu kontak. Pengolahan yang akan dilakukan pada penelitian ini adalah elektrolisis dengan menggunakan batang karbon sebagai katoda dan anoda dengan variasi tegangan (3.6 volt, 6.6  volt  dan  9.6  volt)  dan  waktu  kontak  (30  menit,  45  menit  dan  60  menit).  Hasil  yang  diperoleh  setelah dilakukan  elektrolisis  dengan  tegangan  (V)  yang  digunakan  yaitu  masing-masing  3.6V,  6.6V  dan  9.6V. Dimana  kadar  Fe  pada  30  menit  ialah  0.1064  mg/L,  0.1046  mg/L  dan  0.1209  mg/L,  pada  45  menit  ialah 0.1157  mg/L,  0.1283  mg/L  dan  0.1066  mg/L    dan  60  menit  ialah  0.1084  mg/L,  0.1247  mg/L  dan  0.1139 mg/L.  Sedangkan  variasi  waktu  dan  tegangan  tidak  memberikan  pengaruh  yang  signifikan  terhadap perubahan  kandungan  logam  dalam  air  lindi.  Kadar  Zn  setelah  dielektrolisis  masing-masing  pada  30  menit 0.0009  mg/L,  0.0007  mg/L  dan  0.0006  mg/L,  45  menit  ialah  0.0005  mg/L,  0.0006  mg/L  dan  0.0006  mg/L dan 60 menit  ialah .0004 mg/L, 0.0015 mg/L dan 0.0007 mg/L.
Kata Kunci: penurunan, air lindi, kandungan logam, elektrolisis

## Abstract
In  general,  every  city  has  a  public  landfill  as  the  final  processing  site  for  domestic  waste  from  the  city residents.  Every  day  even  hours,  trash  from  various  places  and  types  are  collected  in  public  landfil.  These buried  rubbish  produce  other  liquid  waste  which  is  produced  by  rain  water  seepage  which  will  become leachate (leachate). Waste treatment for leachate needs to be done because leachate is included in the waste category. One method of waste treatment conducted in this study was carried out at the water content and Zn in  the  Bukit  Pinang  landfill  Samarinda,  look  for  voltage  variations,  optimal  time  and  study  the  effect  of voltage variations and contact time. Processing that will be carried out in this research is electrolysis using carbon rods as cathodes and anodes with voltage variations (3.6 volts, 6.6 volts and 9.6 volts) and contact time  (30  minutes,  45  minutes  and  60  minutes).  The  results  obtained  after  electrolysis  with  voltage  (V)  are used respectively 3.6V, 6.6V and 9.6V. Where the levels of Fe at 30 minutes were 0.1064 mg / L, 0.1046 mg / L and 0.1209 mg / L, at 45 minutes were 0.1157 mg / L, 0.1283 mg / L and 0.1066 mg / L and 60 minutes are 0.1084 mg / L, 0.1247 mg / L and 0.1139 mg / L. While time and stress variations do not have a significant effect on changes in metal composition in leachate. The levels of Zn after being electrolyzed were 30 minutes 0,0009  mg  /  L,  0,0007  mg  /  L  and  0,0006  mg  /  L,  45  minutes  were  0,0005  mg  /  L,  0,0006  mg  /  L  and  0, respectively 0006 mg / L and 60 minutes plus .0004 mg / LL, 0.0015 mg / L and 0.0007 mg / L.
Keywords: decrease, leachate, metal content, electrolysis
Muhammad Adam Rizky Syawalian
Yohana Abdul Kahar

## 1. PENDAHULUAN
Lindi  merupakan  limbah  cair  yang dihasilkan dari proses masuknya air ke dalam timbunan  sampah  sehingga  dapat  melarutkan unsur-unsur kimiawi termasuk  materi organik hasil  dekomposisi  sampah.  Secara  umum, lindi  memiliki  kandungan  senyawa  organik, anorganik,  maupun  xenobiotik.  Senyawa tersebut berpotensi menimbulkan pencemaran air  tanah  maupun  air  permukaan  bila  tidak diolah  dengan  baik  (Abdullah  &  Bagastyo, 2015).
Cairan  tersebut  kemudian  mengisi rongga-rongga pada sampah, bila kapasitasnya telah melampaui kapasitas tekanan air dari sampah, maka cairan tersebut akan keluar dan mengekstraksi bahan organik dan  anorganik  hasil  proses  físika,  kimia  dan biologis  yang  terjadi  pada  sampah.  Jadi  lindi sangat  berpotensi  menyebabkan  pencemaran air,  baik  air  permukaan,  air  tanah  maupun  air bawah  tanah,  sehingga  perlu  dikelola  dengan baik (Pinem et al. , 2014).
Ada  berbagai  cara  yang  dapat dilakukan  untuk  mengolah  air  lindi.  Salah satunya  yaitu  dengan  menggunakan  metode elektrolisis.  Dimana  metode  ini  cukup  sesuai untuk diterapkan karena tingginya kandungan ion-ion  anorganik  dalam  lindi,  sehingga efisiensi pengolahan dapat meningkat.
Sehingga diharapkan proses pengolahan air lindi dengan metode elektrolisis  mampu  menurunkan  kandungan logam yang terdapat dalam air lindi.
Sel elektrolisis merupakan sel elektrokimia  yang  menggunakan  sumber energi  listrik  untuk  mengubah  reaksi  kimia yang  terjadi.  Pada  sel  elektrolisis  katoda memiliki  muatan  negatif  sedangkan  anoda memiliki  muatan  positif  (Harahap,  2019). Apabila  dalam  suatu  elektrolit  ditempatkan dua  elektroda  dan  dialiri  arus  listrik  searah maka akan terjadi peristiwa elektrokimia yaitu gejala  dekomposisi  elektrolit,  dimana  ion positif  (kation)  bergerak  ke  katoda  dan menerima  elektron  yang  direduksi  dan  ion negative  (anion)  bergerak  ke  anoda  dan menyerahkan elektron yang dioksidasi (Fakhrudin et  al. ,  2017) . Pengaliran  arus listrik  menggunakan  suatu  medium  sebagai penghantar  arus  listrik  ke  dalam  elektrolit, juga  menjadi  tempat  berlangsungnya  reaksi redoks,  medium  tersebut  disebut  elektroda.
Reaksi  reduksi  berlangsung  di  katoda, sedangkan  reaksi  oksidasi  berlangsung  pada anoda  (Sariasih et  al. ,  2016).  Melalui elektrolisis,  kation  dan  anion  dalam  larutan dapat  bergerak dan disisihkan dengan melibatkan  proses  oksidasi  dan  reduksi, misalnya  anion  terutama  ion  klorida  akan teroksidasi  menjadi  klorin.  (Wang et  al. , 2014) .
Logam  Berat  Esensial  adalah  logam dengan  konsentrasi  tertentu  yang  sangat dibutuhkan  oleh  organism,  akan  tetapi  logam tersebut  dapat  menimbulkan  efek  racun  jika dalam  jumlah  yang  berlebihan.  Logam  berat tidak  esensial,  logam  yang  keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya, bahkan bersifat racun seperti Hg, Cd,  Pb,  dan  Cr  (Irhamni et  al. ,  2017).
Keberadaan  logam  besi,  cadmium,  dan kromium  dalam  air  lindi  TPA  sangat berbahaya  karena  logam  ini  adalah  logam yang  bersifat  sangat  toksik.  Logam  besi, cadmium,  dan  krom  yang  berada  dalam  lindi akan  merembes  ke  dalam  tanah  yang  akan mencemari  air  tanah.  Jika  ketiga  logam  ini merembes  ke  dalam  tanah  maka  akan mencemari sumur-sumur penduduk. Sejumlah teknik  telah  dilakukan  untuk  menurunkan kandungan  beberapa  logam  dalam  air  lindi TPA.  Teknik  paling  umum  yang  digunakan untuk pengambilan logam berat dalam larutan yang  sedang  dikembangkan  adalah  serapan dengan  berbagai  penyerap.  Upaya  menyerap polutan  logam  berat  telah  dilakukan  oleh beberapa peneliti terdahulu, dengan menggunakan karbon aktif sebagai pengabsorpsi  untuk  menyerap  logam  Cd dalam  air  lindi  TPA.  Tetapi  upaya  untuk menyerap  logam  lain  masih  jarang  dilakukan (Nohong, 2010). Secara umum lindi dari lahan tanah  urug  sampah  kota  mengandung  zat organik  dan  anorganik  dengan  konsentrasi tinggi,  terutama  timbunan  yang  masih  baru. Kandungan  anorganik  lindi  yang  berbahaya berupa logam berat yang bersifat toxic .
Untuk  mengurangi  dampak  pada lingkungan  dan  manusia  secara  langsung maupun tak langsung, dibuatlah standar untuk batas kandungan air lindi yang diperbolehkan. Berdasarkan standar Jerman untuk output dari
Muhammad Adam Rizky Syawalian
Yohana Abdul Kahar
pengolahan  limbah  air  lindi  ialah  2  mg/L  Zn (seng),  0,3  mg/L  Fe  (besi),  0,5  mg/L  Cu (tembaga),  0,5  mg/L  Pb  (timbal),  200  mg/L
COD dan BOD 20 mg/L
(Stegmann et al ., 2005) .
Elektrolisis  merupakan  salah  satu alternatif  metode  pengolahan  yang  dapat dipilih.  Metode  ini  cukup  sesuai  untuk diterapkan  karena  tingginya  kandungan  ion- ion  anorganik  dalam  lindi,  sehingga  efisiensi pengolahan  dapat  meningkat  seperti  yang dinyatakan oleh (Abdullah & Bagastyo, 2015). Melalui  elektrolisis,  kation  dan  anion  dalam larutan  dapat  bergerak  dan  disisihkan  dengan melibatkan  proses  oksidasi  dan  reduksi, misalnya  anion  terutama  ion  klorida    akan teroksidasi menjadi klorin.
Potensial  sel  dalam  keadaan  standar dapat dihitung dari potensial elektroda standar. Setiap  elektroda  cenderung  menarik  elektron kearahnya, dan yang menang adalah potensial reduksinya  lebih  besar.  Elektroda  kuat  akan menerima  elektron  dan  menjadi  katoda, sedang  yang  lain  terpaksa  memberikan elektron menjadi anoda. Potensial sel merupakan  selisih  dari  daya  tarik  yang  kuat dengan  yang  lemah,  yaitu  selisih  potensial rediksi katoda dan anoda.

## 2. METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan pada skala laboratorium  dengan  proses  elektrolisis pada air lindi untuk mengetahui perubahan kandungan  logam.  Adapun  kandungan logam  yang  diuji  pada  penelitian  ini  yaitu Fe,  Zn  dan  Cu.  Proses  elektrolisis dilakukan  dengan  menggunakan  variasi tegangan  dan  waktu.  Variasi  tegangan yaitu  3.6  V,  6.6  V  dan  9.6  V  sedangkan waktu  yang  digunakan  30  menit,  45  menit dan 60 menit.
Alat  yang  digunakan  yaitu  gelas beaker 500 mL 1 buah, gelas ukur 250 mL 1  buah,  alat  elektrolisis  1  set,  penjepit  2 buah  dan  elektroda  karbon  4  batang. Sedangkan bahan yang digunakan yaitu air lindi sebanyak 1 liter. Rangkaian peralatan yang  digunakan  seperti  terlihat  pada Gambar 1.
Gambar 1. Rangkaian alat elektrolisis
Pengolahan air lindi secara elektrolisis  dilakukan  dengan  mengisi  larutan sebanyak 250 ml setiap sampel kedalam gelas kimia. Lalu dimasukkan karbon yang berukuran  1,5  cm  x  4,85  cm  kedalam  gelas kimia.  Anoda  dan  katoda  lalu  disambungkan ke  sumber  listrik  dan  dilakukan  elektrolisis dengan variasi tegangan dan waktu yang telah ditentukan.  Dengan  kuat  arus  1A  dan  diatur tegangan  3.6V,  6.6V  dan  9.6V.  Percobaan dilakukan  dengan  variasi  waktu  selama  30 menit.  45  menit  dan  60  menit.  Diulangi prosedur  sesuai  dengan  variabel  bebas  yang berbeda. diamati dan dicatat.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  dari  variasi  tegangan  dan waktu setelah elektrolisis tidak menunjukkan  perubahan  yang  signifikan terhadap  air  lindi.  Kadar  Fe  dalam  lindi sebelum  perlakuan  ialah  0.112  sedangkan kadar Fe setelah dilakukan proses elektrolisis  dengan  waktu kontak  30  menit dengan  tegangan  3.6,  6.6  dan  9.6  Volt berturut-turut  ialah  0.1064  mg/L,  0.1046 mg/L dan 0.1209 mg/L. Pada waktu kontak 45 menit dengan tegangan 3.6, 6.6 dan 9.6 volt  kadar  Fe  ialah  0.1157  mg/L,  0.1283 mg/L  dan  0.1066  mg/L.  kemudian  saat waktu  kontak  60  menit  dengan  tegangan 3.6, 6.6 dan 9.6 volt kadar Fe beturut-turut ialah  0.1084  mg/L,  0.1247  mg/L  dan 0.1139  mg/L.  Sebagaimana  terlihat  pada Gambar 2.
Muhammad Adam Rizky Syawalian
Yohana Abdul Kahar

## Gambar 2 Perubahan konsentrasi Fe
Kadar  Zn  dalam  air  lindi  sebelum perlakuan  ialah  0.0003  mg/L  sedangkan setelah  dielektrolisis  dengan  waktu  kontak 30 menit dan tegangan 3.6, 6.6 dan 9.6 volt kadar Zn berturut-turut ialah 0.0009 mg/L, 0.0007  mg/L  dan  0.0006  mg/L.  Untuk waktu  kontak  45  menit  dengan  tegangan 3.6, 6.6 dan 9.6 volt kadar Zn ialah 0.0005 mg/L, 0.0006 mg/L dan 0.0006 mg/L. Pada saat  waktu  kontak  60  menit  dengan tegangan  3.6,  6.6  dan  9.6  volt  didapat kadar  Zn  ialah  0.0004  mg/L,  0.0015  mg/L dan  0.0007  mg/L.  Sebagaimana  terlihat pada Gambar 3.

## Gambar 3. Perubahan konsentrasi Zn
Dari hasil analisis data yang terjadi kenaikan  konsentrasi  Zn  terbesar  yang ditunjukkan  berada  pada  variasi  tegangan 6,6  volt  dan  lama  waktu  kontak  60  menit, dengan  konsentrasi  0,0015  mg/L  dari konsentrasi  awal  larutan  sebesar  0,0003 mg/L.
Tidak  terjadinya  perubahan  yang signifikan  pada  larutan  setelah  dilakukan elektrolisis. Hal ini mungkin saja disebabkan  oleh  elektroda yang  digunakan yaitu bentuk dan jarak antar elektroda yang
mempengaruhi. Menurut penelitian (Hamid et  al. ,  2017)  yang  digunakan  dalam elektrolisis  harus  dibersihkan,  dicuci  dan dikeringkan  serta  dipreparasi  terlebih dahulu.  Tujuan  dari  preparasi  ini  adalah untuk  menghilangkan  kontaminasi  logam dan  bahan  organik  yang  menempel  pada elektroda tersebut.
Gambar 4 Efisiensi Penurunan Konsentrasi Zn pada Air Lindi
Gambar 5 Efisiensi Penurunan Konsentrasi Fe pada Air Lindi
Efisiensi penurunan kandungan Zn pada  variasi  3,6  volt, 6,6  volt  dan  9,6  volt dengan  konsetrasi  awal  0.0003  mg/L Penyisihan terbesar terjadi pada variasi 3,6 volt  yaitu  sebesar  -33,33%  dengan  waktu kontak 60 menit. Dengan konsentrasi awal 0,0003  mg/L  menjadi  0,0004  mg/L sebagaimana  terlihat  pada  Gambar  4 . Efisiensi  penurunan  kandungan  Fe  pada variasi  3,6  volt,  6,6  volt  dan  9,6  volt dengan  konsetrasi  awal  0,1120  mg/L. Penyisihan terbesar terjadi pada variasi 6,6 volt  yaitu  sebesar  6.60%  dengan  lama waktu kontak 30 menit. Dengan konsentrasi  awal  0,1120mg/L  menjadi 0,01046  mg/L  sebagaimana  terlihat  pada
0,09 0,1 0,11 0,12 0,13 0,14 3,3 6,6 9,9 Ko ss en tr as i F e, m g/L Tegangan listrik V (Volt) 30 mENIT 40 menit 60 menit 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,001 0,0012 0,0014 0,0016 3,3 6,6 9,9 K o n sen tras i Z n , m g/ L Tegangan listrik V (Volt) 30 menit 45 menit 60 menit -200% -66,66% -33,33% -133% -100,00% -400% -100% -100% -133,33% -450% -400% -350% -300% -250% -200% -150% -100% -50% 0% 20 30 40 50 60 E fis ien si, % Waktu, menit 3.6 volt 6.6 volt 9.6 volt 5% -3,30% 3,21% 6,60% -14,55% -11,33% -7,49% 4,82% -1,69% -20% -15% -10% -5% 0% 5% 10% 20 40 60 80 E fis ien si, % Waktu, menit 3.6 volt 6.6 volt 9.5 volt
Muhammad Adam Rizky Syawalian
Yohana Abdul Kahar

## Gambar 5.

## 4. KESIMPULAN
Dalam    penelitian  menggunakan metode  elektrolisis ini  waktu  yang  digunakan yaitu  masing-masing  30  menit,  45  menit,  60 menit dan tegangan (V) yang digunakan yaitu masing-masing 3.6V, 6.6V dan 9.6V. Dimana kadar  Fe  setelah  dielektrolisis  masing-masing pada  30  menit  ialah  0.1064  mg/L,  0.1046 mg/L  dan  0.1209  mg/L,  pada  45  menit  ialah 0.1157  mg/L,  0.1283  mg/L  dan  0.1066  mg/L dan 60 menit ialah 0.1084 mg/L, 0.1247 mg/L dan  0.1139  mg/L.  Sedangkan  Namun  variasi waktu  dan  tegangan  tidak  memberikan pengaruh  yang  signifikan  terhadap  perubahan kandungan  logam  dalam  air  lindi.  Kadar  Zn setelah  dielektrolisis  masing-masing  pada  30 menit  0.0009  mg/L,  0.0007  mg/L  dan  0.0006 mg/L,  45  menit  ialah  0.0005  mg/L,  0.0006 mg/L  dan  0.0006  mg/L  dan  60  menit ialah  .0004  mg/L,  0.0015  mg/L  dan  0.0007 mg/L.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdullah,  C.Y.  &  Bagastyo,  A.Y.  2015.
Proses Pengolahan Lindi dengan Metode
Elektrolisis. (September): 131–138.
Fakhrudin,  Nurdiana,  J.  &  Wijayanti,  D.W. 2017.  Analisis  Penurunan  Kadar  Cr (Chromium), Fe (Besi) dan Mn (Mangan) pada Limbah Cair Laboratorium  Teknologi  Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Mulawarman Samarinda dengan Menggunakan Metode Elektrolisis. (November): 10–15.
Hamid, R.A., Oktiawan, W. & Purwono 2017.
Penggunaan metode elektrolisis menggunakan  elektroda  karbon  dengan variasi  tegangan  listrik  dan  waktu elektrolisis dalam penurunan konsentrasi tss  dan  cod  pada  pengolahan  air  limbah domestik. 6(1).
Harahap,  M.R.  2019.  Sel  Elektrokimia:
Karakteristik  dan  Aplikasi. CIRCUIT:
Jurnal Ilmiah Pendidikan Teknik Elektro , 2(1): 177–180.
Irhamni,  Pandia,  S.,  Purba,  E.  &  Hasan,  W. 2017. Kandungan Logam Berat pada Air
Lindi Tempat Pembuangan Akhir ( TPA ) Sampah Kota Banda Aceh. 3(1): 19–22.
Nohong, N. 2010. Pemanfaatan Limbah Tahu sebagai  Bahan  Penyerap  Logam  Krom  , Kadmiun  dan  Besi  Dalam  Air  Lindi TPA. Jurnal  Pembelajaran  Sains ,  6(2):
257–269.
Pinem,  J.A.,  Ginting,  M.S.  &  Peratenta,  M. 2014. Pengolahan Air Lindi TPA Muara Fajar dengan Ultrafiltrasi. 1: 43–46.
Sariasih,  N.W.,  Suyanto,  H.  &  Wendri,  N. 2016.  Aplikasi  Karbon  Grafit  Untuk Mobilisasi  Ion  Dalam  Cairan  Metode Elektrolisis. 17(2): 8–15.
Stegmann,  R.,  Heyer,  K.  &  Cossu,  R.  2005. Leachate Treatment. (October 2005).
Wang, J.,  Li,  H.,  Li,  A.,  Shuang,  C.  &  Zhou,
Q.  2014.  Dissolved  organic  matter removal  by  magnetic  anion  exchange resin  and  released  ion  elimination  by electrolysis. Chemical Engineering
Journal ,  253:  237–242.  Tersedia  di http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2014.05.0
60.