## Penurunan Kadar Timbal dalam Air Menggunakan Bentonit Teraktivasi

## ABSTRAK
ABSTRACT
PENDAHULUAN

## BIOMEDIKA
ISSN : 1979 - 035X (printed edition) ISSN : 2302 - 1306 (electronic/Portal e-Journal)

## Degradation of Lead in Water Using Activated Bentonite
Fandhi Adi Wardoyo
Program Studi DIII Analis Kesehatan, Fakultas Ilmu Keperawatan dan Kesehatan, Universitas Muhammadiyah Semarang Jl. Kedungmundu Raya no 18 Semarang
* Corresponding author: fandhiadi@unimus.ac.id
Timbal merupakan salah satu bahan pencemar yang banyak terdapat di dalam perairan. Timbal di perairan yang masuk ke dalam tubuh dapat mempengaruhi sistem syaraf, hormon dan juga jantung. Untuk mengurangi pencemaran timbal di perairan, maka diperlukan suatu adsorben yang mampu menyerap timbal. Salah satu adsorben yang banyak digunakan adalah bentonit.
Volume 9, No. 2, September 2016
Kata Kunci: bentonit, aktivasi, adsorpsi, timbal
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  penurunan  kadar  timbal  dalam  perairan  menggunakan bentonit  yang  telah  diaktivasi.  Bentonit  yang  digunakan  merupakan  bentonit  alam  yang  diayak  lolos  170  mesh. Bentonit selanjutnya diaktivasi menggunakan H PO KCl dan NH OH dengan konsentrasi 0,05M. Waktu kontak dila-
3 4,
4
kukan selama 1 jam.
Dari hasil penelitian didapatkan bahwa kondisi optimum didapat dari bentonit teraktivasi NH OH dengan konsen-
4
trasi teradsorpsi rata-rata sebesar 86,36 ppm.
Lead is one of the pollutants in the . Lead in the body can disrupt the nervous system, hormones and heart. water To reduce lead contamination in the water, it would require an adsorbent that is able to absorb lead. One widely used adsorbent is bentonite.
The result showed that the optimum conditions obtained from bentonite which activated with NH OH with a concen-
4
tration of adsorbed average of 86.36 ppm .
The purpose of this study to determine the decrease lead levels in water using activated bentonite. This re- was of
search natural bentonite which 170 mesh. Bentonite has been activated using H PO  0,05M, NH OH used passed of 3 4 4
0,05M and KCl 0,05M, with a contact time during 1,5 hour.
Keywords: activated bentonite , adsorption, lead
Dalam penelitian yang dilakukan oleh Budi Widianarko pada tahun 2001 menyebutkan bahwa di  perairan  Indonesia  khususnya  perairan  Sema- rang  ditemukan  kandungan  logam  berat,  menu- rutnya  kadar  logam  timbal  di  beberapa  kawasan tertentu  di  wilayah  pantai  Indonesia  terbukti  cu- kup tinggi, hal ini memungkinkan bahwa perair- an  Semarang  juga  mengandung  logam  timbal (Pb). Pembuangan limbah industri dari pabrik ke dalam  aliran  sungai  serta  debu  dari  asap  kenda- raan  diduga  menjadi  salah  satu  penyebab  terce- marnya air sungai oleh logam Pb.
Timbal banyak digunakan sebagai bahan
pengemas,  saluran  air,  alat-alat  rumah  tangga dan  hiasan.  Dalam  bentuk  oksida,  timbal  digu- nakan  sebagai  pigmen/zat  warna  dalam  industri kosmetik  dan  glace  serta keramik  yang industri sebagian diantaranya digunakan dalam peralatan rumah  tangga.  Dalam  bentuk  aerosol  anorganik dapat masuk ke dalam tubuh melalui udara yang dihirup atau makanan seperti sayuran dan buah- buahan. Logam Pb tersebut dalam jangka waktu panjang  dapat  terakumulasi  dalam  tubuh  karena proses eliminasinya yang lambat (Gusnita, 2012). Timbal merupakan logam yang sangat berba- haya  bagi  kesehatan  manusia  yang  berlangsung
seumur hidup karena timbal berakumulasi dalam tubuh  manusia.  Dalam  kasus  paparan  polusi timbal  dalam  dosis  rendah  sekalipun  ternyata dapat  menimbulkan  gangguan  pada  tubuh  tanpa menunjukkan gejala klinik (Naour, 2009). Timbal juga  terbukti  meningkatkan  jumlah  kematian pada penderita penyakit jantung. Sampai saat ini belum  dapat  ditentukan  berapa  kadar  terendah dari timbal dalam tubuh yang aman untuk kese- hatan (Spivey, 2007).
Timbal  merupakan  logam  berat  yang  tidak dapat  diuraikan  sehingga  sangat  membahayakan kesehatan  manusia  karena  dapat  menyebabkan osteoporosis,  keguguran  pada  ibu  hamil,  anemia dan  anak  lamban  berpikir.  Timbal  yang  terserap oleh  anak,  walaupun  dalam  jumlah  kecil,  dapat menyebabkan  gangguan  pada  fase  awal  pertum- buhan  fisik  dan  mental  yang  kemudian  berakibat pada fungsi kecerdasan dan kemampuan akademik. Berdasarkan  hal  tersebut,  diperlukan  suatu penelitian untuk dapat mengurangi kadar timbal yang dibuang di perairan. Air limbah yang akan dibuang  harus  diolah  terlebih  dahulu  sehingga diharapkan lebih aman ketika dibuang di sungai. Salah satu solusi yang dapat dilakukan untuk mengurangi  kadar  timbal  di  perairan  adalah  de- ngan cara adsorpsi. Adsorpsi adalah suatu proses pemisahan  bahan  dari  campuran  gas  atau  cair dan  bahan  yang  akan  dipisahkan  ditarik  oleh permukaan  sorben  padat  yang  diikat  oleh  gaya-
- gaya  yang  bekerja  pada  permukaan  itu  (Berna et  al. , cosni 1995).  Sedangkan  menurut  Atkins (1982),  adsorpsi  adalah  gejala  pengumpulan molekul-molekul  suatu  zat  pada  permukaan  zat lain  sebagai  akibat  dari  ketidakseimbangan  gaya pada  permukaan  tersebut. Adsorpsi  dapat  terjadi antara:  zat  padat  dan  zat  cair,  zat  padat  dan  gas, zat cair dan zat cair atau gas dan zat cair. Adsorpsi pada  permukaan  zat  padat  terjadi  karena  adanya gaya  tarik  atom  atau  molekul  pada  permukaan padatan (Sukardjo, 1997).
Penggunaan bentonit sebagai adsorben meru- pakan alternatif yang dapat digunakan untuk me- ngurangi kadar logam di dalam perairan. Dengan
struktur  yang  dimilikinya  bentonit  memiliki  ke- mampuan menukar ion sehingga dapat menyerap zat  pencemar  berupa  ion  yang  terlarut  dalam limbah cair. (Masduki, 2004).
Bentonit  berasal  dari  perubahan  hidrotermal dari  abu  vulkanik  yang  disimpan  dalam  berbagai air  tawar  (misalnya,  danau  alkali)  dan  cekungan laut  (fosil  laut  yang  melimpah  dan  batu  kapur), ditandai  dengan  energi  pengendapan  yang  rendah oleh lingkungan dan kondisi iklim sedang (Utracki, 2004).  Bentonit  berwarna  dasar  putih  dengan sedikit ,  kemerahan,  atau  kehijauan kecoklatan bergantung  pada  jenis  dan  jumlah  fragmen  mi- neral-mineralnya.  Bentonit  juga  bersifat  lunak, ringan, mudah pecah, terasa seperti sabun, mudah menyerap  air,  dan  dapat  menukar  ion  (Firdaus, 2009).  Bentonit  termasuk  mineral  yang  terdiri dari  senyawa  aluminium/atau  magnesium  silikat berkristal  halus  dengan  kandungan  kapur,  alkali dan  besi  yang  bervariasi  serta  sejumlah  besar  air terhidrasi (Permanasari, 2009).
Bentonit  alam  memiliki  kualitas  daya  serap yang  masih  rendah  karena  masih  mengandung mineral  pengotor.  Sebelum  dimanfaatkan  lebih jauh  dalam  industri,  bentonit  alam  perlu  dimur- nikan dari pengotornya melalui aktivasi sehingga kualitas daya serapnya meningkat menjadi lebih baik. (Noyan, , 2007) et al.
Bentonit  yang  akan  digunakan  diaktivasi menggunakan  asam  lemah  (H PO ),  dikarena- 3 4 kan  aktivasi  dengan  asam  kuat  dapat  merusak struktur bentonit. Sedangkan untuk pembanding digunakan  basa  lemah  (NH OH)  dan  garam 4 (KCl).

## METODE PENELITIAN

## Alat
Spektrofotometer Serapan Atom (Perkin Elmer Analyst  100);  pengaduk  magnet;  neraca  digital (Ohaus  Explorer);  pH  stik;  pipet  volume;  kertas saring; gelas beker 100 ml, 250 ml (Pyrex); labu ukur 25 ml, 100 ml, 250 ml (Pyrex); erlenmeyer 100  ml,  250  ml;    penggojok;  pipet  tetes;  gelas ukur; tabung reaksi; oven (merk Memmert).

## Bahan
Akuades; bentonit alam; larutan KCl 0,05 M; larutan  H PO   0,05  M;  larutan  NH OH  0,05  M;
3 4 4
Pb(NO ) p.a (Merck); larutan CH COOH 0,1M;
3 2
3 larutan CH COONa 0,1M; larutan NaH PO .H O 3 2 4 2 0,1M;  larutan    Na HPO .2H O  0,1M;  larutan 2 4 2 NaHCO  0,1M; larutan Na CO  0,1M. 3 2 3

## Metode Penelitian

## Aktivasi Bentonit
Bentonit alam diayak lolos 170 mesh kemu- o dian dikeringkan dengan oven pada suhu 110 C selama  1  jam  untuk  menurunkan  kadar  air.  Se- banyak  50  gram  bentonit  yang  telah  kering  di tambah 150 ml larutan aktivator (masing masing H PO  0,05M; KCl 0,05M; NH OH 0,05M) dan 3 4 4 o direfluks pada suhu 100  C selama 3,5 jam. Se- telah  itu  disaring  dan  residunya  dicuci  dengan akuades  sampai  pH  pencucian  air  netral.  Ben- tonit  kemudian    dikeringkan  dalam  oven  pada o suhu 110-120  C selama 2 jam.

## Pembuatan kurva kalibrasi
Membuat larutan timbal (II) dengan konsen-

## Penentuan pH adsorpsi optimum
Sebanyak  1  gram  adsorben  masing-masing dimasukkan  ke  dalam  4  buah  erlenmeyer  dan ditambahkan dengan 25 ml larutan timbal 5 ppm dengan variasi pH  4, 6, 8, 10 (variasi pH dila- kukan  dengan  menambahkan  pH  buffer).  Cam-

## Adsorpsi timbal oleh bentonit teraktivasi
Sebanyak 1 gram bentonit yang telah diakti- vasi  dimasukkan  ke  dalam  erlenmeyer.  Kemu- dian  masing-masing  erlenmeyer  ditambah  de- ngan 25 ml larutan timbal (II) 100 ppm. Cam- puran  tersebut  selanjutnya  diaduk  selama  1,5
trasi yang bervariasi yaitu 0,01; 0,03; 0,05; 0,07; 0,09; 0,1; 0,15; 0,2 ppm. Larutan tersebut kemu- dian diukur absorbansinya dengan SSA.
jam. Larutan disaring kemudian filtrat diukur adsorbansinya dengan SSA.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Pembuatan Kurva Kalibrasi
Tahap  awal  dari  penelitian  ini  adalah  de- ngan cara membuat kurva kalibrasi dari larutan timbal (II) dengan variasi konsentrasi 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 dan 10 ppm (Gambar 1). Pembuatan masing-masing konsentrasi ini dilakukan dengan cara  pengenceran  larutan  timbal  (II)  100  ppm. Larutan tersebut kemudian diukur adsorbansinya menggunakan AAS. Dari hasil pembacaan AAS dibuat  kurva  kalibrasi.  Dari  hasil  plot  konsen- trasi  terhadap  adsorbansi  didapatkan  persamaan y = 0,0073x – 0,0068.
puran tersebut kemudian diaduk dengan waktu 1,5 jam. Larutan disaring, kemudian filtrat di- ukur adsorbansinya dengan SSA.

## Penentuan pH adsorpsi
Penentuan  pH  optimum  dilakukan  dengan pemilihan range pH antara 4 sampai 10. Hal ini dikarenakan pH yang terlalu asam atau basa da- pat  merusak  struktur  bentonit,  sehingga  dikha- watirkan akan menurunkan kemampuan adsorpsi bentonit.  Penentuan  pH  optimum  dilakukan  de-
ngan cara memasukkan 1 gram bentonit masing- masing  ke  dalam  4  buah  Erlenmeyer.  Masing- masing  erlenmeyer  ditambah  dengan  larutan timbal (II) 5 ppm dengan variasi pH 4, 6, 8, 10. Variasi  pH  dilakukan  dengan  cara  melarutkan Pb(NO )   dalam  larutan  buffer  sesuai  pH  yang 3 2 diinginkan. Keempat campuran tersebut lalu di- aduk dengan waktu kontak 1,5 jam. Larutan lalu disentrifuse  untuk  mengambil  filtratnya.  Filtrat kemudian  diukur  konsentrasinya  untuk  menge- tahui konsentrasi ion logam timbal (II) yang ter- adsopsi. Dari hasil adsorpsi didapatkan hasil se- perti tersaji dalam Gambar 2. Dari Gambar 2 da-
Eksperimen adsorpsi timbal (II) oleh bentonit teraktivasi  dilakukan  dengan  cara  memasukkan masing-masing 1 gram bentonit yang telah diak- tivasi ke dalam erlenmeyer lalu ditambah dengan
Adsorpsi logam timbal oleh bentonit teraktivasi.

## 25 ml larutan timbal (II) 100 ppm dengan pH 10
Gambar 3. Grafik konsentrasi teradsorpsi vs jenis aktivator
Dari Gambar 3 dapat terlihat bahwa kemam- puan adsorpsi optimum didapatkan dari bentonit teraktivasi NH OH. Dalam suasana basa, NH OH
4 4 - akan  terdeprotonasi  menjadi  NH   yang  muatan- 2 nya berubah-ubah sesuai kondisi pH. Gugus NH 2 ini  dapat  membentuk  ikatan  dengan  ion  logam Pb  yang  mempunyai  bilangan  koordinasi  dua.
- Ion  NH   akan  berinteraksi  secara  kuat  dengan 2 2+ Pb   sehingga  bentonit  dapat  mengikat  logam timbal dengan kuat.
Adsorpsi logam timbal oleh bentonit terakti- vasi optimum pada pH 10. Basa lemah (NH OH) 4 memberikan  kemampuan  aktivasi  yang  lebih baik  dibanding  asam  lemah  (H PO )  dan  garam 3 4 (KCl)  dalam  mengadsorpsi  ion  logam  timbal, dengan  konsentrasi  teradsorpsi  rata-rata  sebesar 86,36 ppm.
KESIMPULAN
pat terlihat bahwa pH optimum adsorpsi bentonit pada pH 10. Hal ini dikarenakan timbal (II) lebih mudah berikatan dengan basa dibandingkan de- ngan asam.
Gambar 2. pH adsorpsi optimum
pada  masing-masing  erlenmeyer.  Larutan  lalu diaduk  dengan  waktu  kontak  1,5  jam.  Larutan lalu disentrifuse dan diambil filtratnya untuk di- ukur  adsorbansinya  menggunakan  SSA.  Hasil- nya seperti ditunjukkan Gambar 3.
Atkins. P. W. 1982. Physical Chemistry . London: Oxford Uni- versity Press.

## DAFTAR PUSTAKA
Bernacosni, G, Gerster, Herser, Stauble dan Schneiter. 1995. Teknologi Kimia. Jakarta: Pradnya Pramita Firdaus, Ahmad, 2009, Aplikasi Bentonit-Zeolit dalam Mening- katkan Mutu Minyak Akar Wangi Hasil Penyulingan Daerah Kabupaten Garut,FMIPA IPB Gusnita,  Dessy,  2012.  Pencemaran  Logam  Berat  Timbal  (Pb) di Udara dan Upaya Penghapusan Bensin Bertimbal. Berita Dirgantara Vol. 13 No. 3, Sept. 2012, 95-101. Masduki, Ali. 2004. Teknologi Alamiah Untuk Pengolahan Air Limbah Industri . Surabaya: Lembaga Penelitian ITS. Naour, N., Fellahi, S., Renucci, JF., Rouault C., Basdevant A., Dutour A., Alessi, MC., Bastard, JP., Clement, K., Guerre Millo M, 2009. Potential Contribution of Adipose Tissue to Elevated Serum Cystatin C in Human Obesity. Obesity (Silver Spring), 17(12):2121- 2125.
Noyan, H., M, Onal., Y, Sarikaya, 2007. The Effect of Sulfuric Acid Activation on the Crystallinity, Surface Area, Porosity, Surface  Acidity,  and  Bleaching  Power  of  a  Bentonite, Journal of Food Chemistry 105, 156-163
Permanasari, Anna, 2009. Kajian Aspek Teoretik dan Aplikatif dari Adsorben Organo-Bentonit terhadap Residu Pestisida dalam Air Minum dan Implikasinya dalam Perkuliahan Ki- mia Material, Forum Kependidikan Volume 28, Nomor 2, Maret 2009, 90-95 Sukardjo. 1997. Kimia Fisika . Jakarta: Rineka Cipta.
Spivey A. 2007. The Weight of Lead: Effects add up in Adults. Environmental Health Perspectives .;115(11):A31-A36. Utracki, L., 2004. Clay-Containing Polymeric nanocomposites . Vol. 1, Shawbury, UK, Rapra Technology Limited. Widianarko, Budi. 2001. Linking Water Quality and Food Safety. Semarang: Universitas Katholik Soegijapranata.