PEMANFAATAN LIMBAH AMPAS TEBU SEBAGAI SUMBER ZAT ARANG AKTIF UNTUK MENURUNKAN KADAR MERKURI PADA AIR DI SUNGAI BATANG HARI, JAMBI

PEMANFAATAN LIMBAH AMPAS TEBU SEBAGAI SUMBER ZAT

ARANG AKTIF UNTUK MENURUNKAN KADAR MERKURI PADA AIR DI

SUNGAI BATANG HARI, JAMBI

Disusun Oleh :

Sarinah Pakpahan (F1C313026)

Mega Handayani (F1C313029)

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS JAMBI

2015

Abstrak

Merkuri merupakan salah satu jenis logam berat yang biasa terkandung dalam air.

Adanya kadar merkuri ini pada air mengakibatkan gangguan kesehatan karena, zat

ini memiliki sifat yang sangat berbahaya bagi kesehatan. Hal ini disebabkan

karena merkuri memiliki sifat toksik dan karsinogenik pada tubuh manusia. Salah

satu cara yang digunakan manusia untuk menyerap kadar merkuri ini adalah

dengan menggunakan zeolit. Namun, kurangnya tingkat keefisienan bahan ini,

memotivasi peneliti untuk mencari alternative. Dan cara yang dapat digunakan

adalah dengan membuat zat arang aktif dari ampas tebu. Pembuatan arang aktif ini

menggunakan activator AgNO3 dan KOH. Dimana, pada pengkarbonisasian

divariasikan pada suhu 3000C, 4000C dan 5000C. Dan waktu pengaktivasian

dilakukan variasi yaitu 24 jam dan 48 jam.

Dan dari hasil penelitian, dapat ditentukan bahwa zat arang aktif yang paliung

bagus digunakan sebagai adsorben adalah pada suhu karbonisasi 3000C dan

aktivasi 24 jam.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pertumbuhan ekonomi Provinsi Jambi sebagian besar ditopang oleh sektor

perkebunan dan pertambangan. Sektor pertambangan merupakan sektor dengan

pangsa kedua terbesar di Jambi (17,55%). Salah satu daerah pertambangan yang

sampai saat ini masih sangat diminati oleh warga Jambi adalah daerah sepanjang

sungai Batang Hari. Dimana masyarakat di sekitar pesisir sungai Batang Hari

menggunakannya sebagai tempat untuk pertambangan emas, pasir, kerikil dan

masih banyak lagi. Namun, banyaknya area pertambangan di sungai ini membuat

sungai ini menjadi tercemar oleh logam- logam berat seperti Fe, Cu, Cd, Hg, dan

lain-lain. Banyaknya logam berat yang terkandung dalam air, tentu memiliki

dampak yang sangat buruk pada lingkungan maupun pada masyarakat di

sekitarnya.

Merkuri (Hg ) mempunyai sifat yang sangat beracun, maka U.S. Food and

Administrasion (FDA) menentukan pembakuan atau Nilai Ambang Batas (NAB)

kadar merkuri yang ada dalam jaringan tubuh badan air, yaitu sebesar 0,005 ppm.

Nilai ambang batas yaitu suatu keadaan dimana suatu larutan kimia, dalam hal ini

merkuri dianggap belum membahayakan bagi kesehatan manusia. Kadar merkuri

jika sudah melampaui NAB dalam air atau makanan, maka air maupun makanan

yang diperoleh dari tempat tertentu harus dinyatakan berbahaya. NAB air yang

mengandung merkuri total 0,002 ppm baik digunakan untuk perikanan (Budiono,

2003). Pedoman buku mutu lingkungan menjelaskan bahwa, kadar merkuri pada

makanan yang dikonsumsi langsung maksimum sebesar 0,001 ppm. Kadar

merkuri yang aman dalam darah maksimal 0,04 ppm. Kadar merkuri sebesar 0,1-1

ppm dalam jaringan sudah dapat menyebabkan munculnya gangguan fungsi tubuh

(Anonymous:2008).

Sementara itu berdasarkan data yang diperoleh, kadar merkuri di

permukaan Mesumai mencapai 0,0008 mg/l, arsenik 0,002 mg/l, dan besi 2,73

mg/l. Konsentrasi merkuri dan arsenik itu nyaris mendekati batas aman. Kadar

besi sudah sembilan kali lipat ambang itu. Berdasarkan Peraturan Pemerintah

Nomor 82 Tahun 2001 soal bahan baku air minum, batas aman merkuri 0,001

mg/l, arsenik 0,005 mg/l, dan besi 0,3 mg/l.

Kadar merkuri air permukaan Sungai Tembesi yang menjadi sumber air PDAM

Tirta Sako Batuah, Kota Sarolangun, tepat di garis kritis. Di saluran intake

PDAM, kadar logam berat itu mencapai 0,001 mg/l, besi 1,39 mg/l, dan arsenik

0,001 mg/l. Kadar merkuri dalam sampel saluran intake PDAM Merangin, yang

airnya bersumber dari Sungai Merangin, sama seperti Sungai Mesumai (0,0008

mg/l), arsenik 0,002 mg/l, tetapi kadar besinya empat kali di atas batas aman (1,31

mg/l). Sementara itu (Etty Riany:2014) mengatakan bahwa Cukup 0,01 miligram

per liter (mg/l), logam berat itu sudah menyebabkan kematian.

(IrmaTambunan :2014)

Melihat dampak negative yang akan ditimbulkan oleh merkuri tersebut,

harus dilakukan pengolahan untuk menurunkan kadar limbah ini agar tidak

mengganggu ekosistem di sekitar sungai batang hari.

Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk pengolahan limbah ini

yaitu filtrasi, flokulasi, penghilangan warna, dan adsorpsi. Proses adsorbsi

dilakukan untuk proses penyerapan senyawa yang mengganggu. Adapun langkah

awal untuk proses adsorbs yang efektif adalah dengan memilih adsorben yang

memiliki selektivitas tinggi serta dapat digunakan berulang-ulang. Adsorben

komersial yang dijual di pasaran yaitu : zeolit, alumina aktif, silica gel, dan

karbon aktif (Farid F, 2009).

Karbon aktif merupakan salah satu adsorben yang dapat diunakan dalam

pengolahan limbah cair. Karbon aktif merupakan senyawa karbon amorf dan

dapat dihasilkan dari bahan yang mengandung karbon atau arang yang

diperlakukan dengan cara khusus untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas.

Luas karbon aktif berkisar 300 – 3500 m2/gram. Besarnya tingkat luas permukaan

dari karbon aktif ini menandakan bahwa karbon aktif memiliki daya serap yang

tinggi.

Pada umumnya karbon aktif yang digunakan untuk menyerap merkuri dan

logam berat lainnya dari air adalah zeolit. Namun, hal ini tidak cukup efisien

untuk dilanjutkan. Dimana, zeolit merupakan suatu bahan yang sangat sulit

didapatkan dan harga relatif mahal. Jadi, dibutuhkan suatu alternatif baru yang

dapat digunakan sebagai zat arang aktif, yang lebih efisien lagi dimana dia mudah

didapatkan, ekonomis, dan mudah diproduksi.

Dalam beberapa tahun terakhir, banyak penelitian telah berfokus pada

proses adsorbsi dengan karbon aktif karena dinilai lebih efektif, preparasi mudah

dan pembiayaan yang relatif murah dibanding metode lainnya. Salah satu material

yang dapat dipertimbangkan sebagai adsorben adalah ampas tebu. Dengan

memanfaatkan kandungan ligno-cellulose pada ampas tebu,maka bahan ini

sangatlah berpotensi sebagai alternatif baru pengganti zeolit.

Bagasse atau ampas tebu adalah zat padat yang didapatkan dari sisa

pengolahan tebu pada industri pengolahan gula pasir. Sebagian besar digunakan

sebagai bahan bakar ketel (boiler) yang menghasilkan limbah hasil pembakaran

berupa abu ampas tebu. Abu ampas tebu yang dihasilkan dari ketel dibedakan

menjadi dua macam, antara lain abu terbang yaitu abu ampas tebuyang keluar

lewat bagian atas cerobong dan abu dasar yaitu abu ampas tebu yang keluar lewat

bagian bawah ketel (Srivastava et al., 2005).

Pemanfaatan abu dasar ampas tebu yang kurang optimal, sedangkan

ketersediaan yang melimpah dan potensi yang dimiliki sebagai adsorben sangat

baik sesuai dengan penelitian (Suksabye, 2011) yang menunjukkan efisiensi

dekolorasi lebih besar dari adsorben dengan bahan baku lainnya, hal ini menjadi

pertimbangan untuk memanfaatkan abu dasar ampas tebu ini menjadi karbon

aktif. Karbon aktif adalah senyawa karbon yang telah diproses dengan cara

aktivasi sehingga senyawa tersebut memiliki pori dan luas permukaan yang sangat

besar dengan tujuan untuk meningkatkan daya adsorpsinya. Karbon aktif

merupakan material yang unik karena memiliki pori dengan ukuran skala molekul

(nanometer). Pori tersebut memiliki gaya Van der Waals yang kuat (Arfan, 2006).

Umumnya karbon aktif dapat dibuat melalui proses aktivasi fisika

maupun kimia. Penggunaan jenis bahan aktivasi pada proses aktivasi kimia dapat

memberikan pengaruh yang berbeda-beda terhadap luas permukaan maupun

volume pori-pori karbon aktif yang dihasilkan. Proses aktivasi menggunakan

bahan aktivasi kalium hidrosida (KOH) menghasilkan karbon aktif dengan luas

permukaan 3000 m2 g-1 (Teng, 1999).

Dari hasil penelitian tersebut maka KOH merupakan salah satu bahan

aktivasi kimia yang baik pada proses aktivasi pembuatan karbon aktif.

Penggunaan bahan aktivasi yang baik diharapkan dapat menghasilkan daya

adsorpsi besar pada pemanfaatan abu dasar ampas tebu (Baggase Botom Ash)

menjadi karbon aktif. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh

penambahan konsentrasi KOH terhadap karakterisasi karbon aktif dari abu dasar

ampas tebu (Bagasse Bottom Ash) yang meliputi daya serap iodin dan methylene

blue, berat jenis, kadar air, kadar abu. Mengetahui hasil perlakuan terbaik yang

dilakukan dalam penelitian ini.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan dalam melakukan penelitian ini adalah:

a. Membuat arang aktif dari ampas tebu sebagai alternatif untuk mengurangi

kadar merkuri di sungai Batang hari.

1.3 Rumusan Masalah

a. Kandungan apa yang dimilki oleh ampas tebu sehingga dia dapat diolah

menjadi zat arang

aktif?

b. Mengapa air di sungai batang hari sangat penting untuk diadsorpsi?

c. Bagaimana karakteristik zat arang aktif yang dihasilkan dari bagasse (ampas

tebu)?

d. Apa pengaruh dari waktu aktivasi terhadap keakifan karbon?

e. Dan apa pengaruh suhu pembakaran ampas terhadap keaktifan karbon?

1.4 Manfaat

a. Dengan melakukan penelitian menggunakan ampas tebu sebagai bahan

karbon aktif diharapkan dapat menyadarkan para masyarakat sekitar

sungai Batang hari terutama para penambang liar dan serta para

homeindustri di sekitar sungai Batang Hari agar ikut andil dalam

pengurangan kadar merkuri di sungai tersebut.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Ampas Tebu

Ampas tebu atau bagasse adalah hasil samping dari proses ekstraksi

tanaman tebu. Berdasarkan analisis kimia, ampas tebu memiliki komposisi kimia

yaitu, abu 3,28 %, lignin 22,09 %, selulosa 37,65 %, sari 1,81 %, pentosan 27,97

% dan SiO2 3,01 %. Ampas tebu ini dihasilkan sebanyak 32 % dari berat tebu

giling (Mirwan, 2005).

Pada umumnya, pabrik gula di Indonesia memanfaatkan ampas tebu

sebagai bahan bakar bagi pabrik yang bersangkutan, setelah ampas tebu tersebut

mengalami proses pengeringan.

Dengan kandungan ligno-cellulose serta memiliki panjang seratnya antara 1,7

sampai 2 mm dengan diameter sekitar 20 mikro, sehingga ampas tebu ini secara

ekonomis pemanfaatannya tidak hanya sebagai sumber energi bahan bakar

semata. Namun ampas tebu ini bisa dimanfaatkan juga sebagai bahan baku untuk

industri kertas, industri kanvas rem, industri jamur dan sebagainya.

Bahkan ampas tebu juga bisa dimanfaatkan sebagai bahan pakan ternak.

Namun demikian, ampas tebu yang akan digunakan sebagai bahan pakan ternak

masih harus melalui proses fermentasi menggunakan probiotik yang dimaksudkan

untuk meningkatkan kualitas dan kecernaannya, serta  dilakukan penambahan

beberapa bahan untuk melengkapi kebutuhan mineral yang diperlukan dalam

bahan pakan tersebut.

Dengan nilai ekonomis yang ada pada ampas tebu, tidaklah tepat istilah

“habis manis sepah dibuang” diterapkan pada industri gula. Karena pada

kenyataannya sepahnya pun masih memiliki nilai ekonomis.

2.2. Sungai Batang Hari

Sungai terpanjang di Pulau Sumatera adalah Batang Hari. Kata batang

artinya sungai. Namun, orang sudah biasa mengatakan Sungai Batang Hari.

Bagian terpanjang Sungai Batang Hari dan muaranya memang terletak di Provinsi

Jambi, sebagian kecil bagian hulunya di Provinsi Sumatera Barat.

Batang Hari (atau Sungai Hari) adalah sungai terpanjang di pulau

Sumatera sekitar 800 km. Mata airnya berasal dari Gunung Rasan (2585 m), dan

yang menjadi hulu dari Batang Hari ini adalah sampai kepada Danau Diatas, yang

sekarang masuk kepada wilayah Kabupaten Solok, provinsi Sumatera Barat, dan

mengalir ke selatan sampai ke daerah Sungai Pagu, sebelum berbelok ke arah

timur. Aliran dari sungai ini melalui beberapa daerah yang ada di provinsi

Sumatera Barat dan provinsi Jambi, seperti Kabupaten Solok Selatan, Kabupaten

Dharmasraya, Kabupaten Bungo, Kabupaten Tebo, Kabupaten Batang Hari, Kota

Jambi, Kabupaten Muaro Jambi dan Kabupaten Tanjung Jabung Timur, sebelum

lepas ke perairan timur sumatera dekat Muara Sabak.

Pada Batang Hari ini ada banyak sungai lain yang bermuara padanya

diantaranya Batang Sangir, Batang Merangin, Batang Tebo, Batang Tembesi, dan

lain sebagainya. Sistem aliran sungai ini membawa banyak deposit emas,

sehingga muncul nama legendaris Swarnadwipa ("pulau emas") yang diberikan

dalam bahasa Sanskerta bagi Pulau Sumatera.

Daerah Aliran Sungai (DAS) Batang Hari merupakan DAS terbesar

kedua di Indonesia, mencakup luas areal tangkapan (catchment area) ± 4.9 juta

Ha. Sekitar 76 % DAS Batang Hari berada pada provinsi Jambi, sisanya berada

pada provinsi Sumatera Barat.

Adanya aktivitas pertambangan dan kegiatan pengusahaan (eksploitasi)

hutan yang dilakukan secara mekanis sepanjang aliran sungai, telah berdampak

terhadap berubahnya alur sungai, erosi di tepian sungai, pendangkalan atau

sedimentasi yang tinggi di sepanjang aliran DAS Batang Hari terutama sebelah

hilir. Perubahan alur dan arah arus Batang Hari ini mengakibatkan air sungai

dengan cepat naik pada saat musim hujan datang, sebaliknya cepat surut saat

musim kemarau. Hal ini juga diperburuk dengan meningkatnya populasi

penduduk terutama pada daerah transmigrasi sedikit banyaknya akan membebani

wilah DAS Batang Hari itu sendiri.

Aktivitas diatas mengakibatkan teremarnya sungai Batang hari tersebut

oleh logam-lagam berat seperti Ferrum (Fe), Cadmium (Cd), Publum (Pb),

Merkuri (Hg), Posfat (PO4) dan lain-lain. Banyaknya kandungan logam berat di

air tersebut tentu akan mengakibatkan terganggunya ekosistem di sungai dan juga

di sekitar sungai.

2.3 Merkuri

Merkuri (air raksa, Hg) adalah salah satu jenis logam yang banyak

ditemukan di alam dan tersebar dalam batu - batuan, biji tambang, tanah, air dan

udara sebagai senyawa anorganik dan organik. Merkuri merupakan logam yang

dalam keadaan normal berbentuk cairan berwarna abu-abu, tidak berbau dengan

berat molekul 200,59 g/mol, titik lebur -38,9oC, dan titik didih 356,6oC. Merkuri

tidak larut dalam air, alkohol, eter, asam hidroklorida, hydrogen bromida dan

hidrogen iodide, tetapi Merkuri dapat larut dalam asam sulfat atau asam nitrit,

tetapi tahan terhadap basa.

Kelimpahan merkuri  di bumi menempati urutan ke-67 di antara elemen

lainnya pada kerak bumi. Merkuri jarang didapatkan dalam bentuk bebas di alam,

tetapi berupa bijih cinnabar (HgS). Untuk mendapatkan merkuri dari cinnabar,

dilakukan pemanasan bijih cinnabar di udara sehingga menghasilkan logam

merkuri (Widowati,dkk,2008).

Kebanyakan logam dan metaloid terdapat di alam, tersebar dalam batu-

batuan, bijih tambang, tanah, air, dan udara. Tetapi, didistribusinya nyata sekali

tidak rata. Umumnya, kadar dalam tanah, air, dan udara relatif rendah. Kadar ini

dapat meningkat bila ada aktivitas geologi, misalnya pendegasan yang

melepaskan 25.000-125.000 ton merkuri  setahun. Aktivitas manusia, misalnya

penambangan merkuri   penyumbang sekitar 10.000 ton setahun. (Frank,2006)

Merkuri merupakan elemen alami, oleh karena itu sering mencemari

lingkungan. Sifat-sifat merkuri membuat logam tersebut banyak digunakan untuk

keperluan ilmiah dan industri. Beberapa sifat tersebut adalah sebagai berikut :

1. Merkuri merupakan satu-satunya logam yang bebentuk cair pada suhu

kamar yaitu 25oC dan mempunyai titik beku terendah dari semua

logam,yaitu -38,9oC.

2. Kisaran suhu dimana merkuri terdapat dalam bentuk cair sangat lebar,

yaitu 396oC, dan pada kisaran suhu ini merkuri mengembang secara

merata.

3. Merkuri mempunyai volatilitas yang tertinggi dari semua logam.

4. Ketahanan listrik merkuri sangat rendah sehingga merupakan konduktor

yang baik dari semua logam.

5. Merkuri dan komponen-komponennya bersifat racun terhadap semua

makhluk hidup.

6. Sifat penting merkuri lainnya adalah kemampuannya untuk melarutkan

logam dan membentuk logam paduan yang dikenal sebagai amalgam.

Emas dan perak adalah logam yang dapat terlarut dengan merkuri.

2.4 Bahaya merkuri

2.4.1. Bahaya Merkuri terhadap Tubuh Manusia

Semua bentuk merkuri baik dalam bentuk metil maupun dalam bentuk

alkil yang masuk ke dalam tubuh manusia secara terus-menerus akan

menyebabkan kerusakan permanen pada otak, hati dan ginjal (Roger, et al dalam

Alfian, 2006).

Ion merkuri menyebabkan pengaruh toksik, karena terjadinya proses

presipitasi protein menghambat aktivitas enzim dan bertindak sebagai bahan yang

korosif. Merkuri juga terikat oleh gugus sulfhidril, fosforil, karboksil, amida dan

amina, di mana dalam gugus tersebut merkuri dapat menghabat fungsi enzim.

Bentuk organik seperti metil-merkuri, sekitar 90% diabsorpsi oleh dinding

us, hal ini jauh lebih besar daripada bentuk anorganik (HgCl2¬) yang hanya

sekitar 10%. Akan tetapi bentuk merkuri anorganik ini kurang bersifat korosif

daripada bentuk organik. Bentuk organik tersebut juga dapat menembus barrier

darah dan plasenta sehingga dapat menimbulkan pengaruh teratogenik dan

gangguan syaraf (Darmono dalam Alfian, 2006).

Diagnosis toksisitas Hg tidak dapat dilakukan dengan tes biokimiawi.

Indikator toksisitas Hg hanya dapat didiagnosis dengan analisis kadar Hg dalam

darah atau urine dan rambut (Alfian, 2006). Kadar threshold value metil merkuri

untuk dapat menimbulkan gejala klinis bagi orang dewasa yang peka adalah:

1. Konsentrasi merkuri total dalam darah sebesar 20 – 50 mikrogram/100mL.

2. Konsentrasi pada rambut sebesar 50 – 125 mikrogram/g2 (Ramade F dalam

Martono, 2005).

Semua bentuk merkuri, baik dalam bentuk unsur, gas maupun dalam

bentuk garam organik adalah beracun.Alkil merkuri merupakan komponen yang

paling beracun karena mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

1. Alkil merkuri dengan mudah melakukan penetrasi dan terkumpul di dalam

tenunan otak karena komponen ini mudah menembus membran biologi.

2. Alkil merkuri mempunyai waktu retensi yang lama di dalam tubuh

sehingga konsentrasi di dalam tubuh semakin lama semakin tinggi,

meskipun dosis yang masuk ke dalam tubuh makin rendah. Komponen ini

diperkirakan mempunyai waktu paruh di dalam tubuh selama 70 hari.

3. Alkil merkuri dapat dibentuk dari merkuri anorganik oleh aktifitas

mikroorganisme anaerobik tertentu. Transformasi ini dibuktikan terjadi

dengan mudah di dalam lumpur pada dasar sungai dan danau. Proses

transformasi ini belum dibuktikan terjadi di dalam tubuh, tetapi beberapa

mikroorganisme yang ditemukan di dalam saluran us hewan yang

ditemukan dapat melakukan proses transformasi tersebut.

Dalam lingkungan perairan, merkuri anorganik dikonversi oleh

mikroorganisme menjadi metil merkuri yang sangat beracun dan sangat mudah

terserap ke dalam jaringa. Sekitar 90% kandungan merkuri dalam ikan berupa

metil merkuri (Ramade F dalam Martono, 2005).

Selanjutnya dapat dikemukakan bahwa sekitar 95% metil merkuri yang

masuk ke dalam tubuh diserap oleh us yang sebagian besar tertahan dalam

jaringan tubuh, dan kurang dari 1% yang dikeluarkan lagi dari dalam tubuh

(Mason CF dalam Martono, 2005).

Perairan yang telah tercemar logam berat merkuri bukan hanya

membahayakan komunitas biota yang hidup dalam perairan tersebut, tetapi juga

akan membahayakan kesehatan manusia. Hal ini karena sifat logam berat yang

persisten pada lingkungan, bersifat toksik pada konsentrasi tinggi dan cenderung

terakumulasi pada biota (Kennish dalam Masriani, 2003).

Senyawa metil merkuri yang merupakan hasil dari limbah penambangan

emas masuk ke dalam rantai makanan, terakumulais pada ikan dan biota sungai.

Oleh karena itu manusia akan mengalami keracunan jika memakan ikan dan biota

perairan yang tercemar logam tersebut.

Penyakit minamata adalah penyakit gangguan sistem syaraf pusat yang

disebabkan oleh keracunan metil merkuri. Tidak ditemukan kerusakan pada organ

lain kecuali pada sistem syaraf pusat (Martono, 2005).

Sistem syaraf pusat merupakan target organ dari toksisitas metil merkuri

tersebut, sehingga gejala yang terlihat erat hubungannya dengan kerusakan sistem

syaraf pusat. Gejala yang timbul adalah sebagai berikut:

1. Gangguan syaraf sensori: paraesthesia, kepekaan menurun dan sulit

menggerakkan jari tangan dan kaki, penglihatan menyempit, daya

pendengaran menurun, serta rasa nyeri pada lengan dan paha.

2. Gangguan syaraf motorik: lemah, sulit berdiri, mudah jatuh, ataksia,

tremor, gerakan lambat dan sulit bicara.

3. Gangguan lain: gangguan mental, sakit kepala dan hipersalivasi (Alfian,

2006).

Merkuri mempunyai efek yang buruk bagi tubuh. Beberapa efek tersebut adalah

sebagai berikut :

1. Efek merkuri pada kesehatan tubuh terutama berkaitan dengan sistem

syaraf, yang sangat sensitif  pada semua bentuk merkuri .

2. Metil merkuri dan uap merkuri logam lebih berbahaya dari bentuk-bentuk

merkuri yang lain, sebab merkuri dalam kedua bentuk tersebut dapat lebih

banyak mencapai otak.

3. Pemaparan kadar tinggi merkuri, baik yang berbentuk logam, garam,

maupun metil merkuri dapat merusak secara permanen otak, ginjal,

maupun janin.

4. Pengaruh pada fungsi otak dapat mengakibatkan tremor, pengurangan

pendengaran atau penglihatan, dan pengurangan daya ingat.

5. Pemaparan dalam waktu singkat pada kadar merkuri yang tinggi dapat

mengakibatkan kerusakan paru-paru, muntah-muntah, peningkatan

tekanan darah (hipertensi) atau denyut jantung, kerusakan kulit dan iritasi

mata.

Selain mempunyai efek yang buruk bagi tubuh, merkuri juga memiliki manfaat

yang biasa digunakan dalam berbagai peralatan ilmiah. Yaitu sebagai berikut:

1. Merkuri banyak digunakan dalam thermometer karena memiliki koefisien

yang konstan, yaitu tidak terjadi perubahan volume pada suhu tinggi

maupun rendah.

2. Merkuri juga digunakan sebagai peralatan pompa vacum, barometer,

lampu asap merkuri sebagai sumber sinar ultraviolet (UV), dan

3. Merkuri juga dapat digunakan sebagai insektisida

Merkuri atau air raksa (Hg) merupakan golongan logam berat dengan

nomor atom 80 dan berat atom 200,6. Merkuri merupakan unsur yang sangat

jarang dalam kerak bumi, dan relatif terkonsentrasi pada beberapa daerah vulkanik

dan endapan-endapan mineral biji dari logam-logam berat. Merkuri digunakan

pada berbagai aplikasi seperti amalgam gigi, sebagai fungisida, dan beberapa

penggunaan industri termasuk untuk proses penambangan emas. Dari kegiatan

penambangan tersebut menyebabkan tingginya konsentrasi merkuri dalam air

tanah dan air permukaan pada daerah pertambangan. Elemen air raksa relatif tidak

berbahaya kecuali kalau menguap dan terhirup secara langsung pada paru-paru.

Bentuk racun dari air raksa pada proses masuk pada tubuh manusia adalah

methyl mercury (CH3Hg+ dan CH3-Hg-CH3) dan garam organik, partikel

mercuric khlor (HgCl2). Methyl mercury dapat dibentuk oleh bakteri pada

endapan dan air yang bersifat asam. Ion merkuri anorganik adalah bersifat racun

akut. Elemen merkuri mempunyai waktu tinggal yang relatif pendek pada tubuh

manusia tetapi persenyawaan methyl mercury tinggal pada tubuh manusia 10 kali

lebih lama merkuri berbentuk metal (logam) dan menyebabkan tidak berfungsinya

otak, gelisah/gugup, ginjal, dan kerusakan liver pada kelahiran (cacat lahir).

Methyl mercury terakumulasi pada rantai makanan, sebagai contoh adalah

merkuri bisa masuk ke dalam tubuh manusia dengan mengkonsumsi ikan yang

hidup pada perairan yang tercemar merkuri. Senyawa phenyl mercury (C6H5Hg+

dan C6H5-Hg-C6H5) bersifat racun moderat dengan waktu tinggal yang pendek

pada tubuh tetapi senyawa ini berubah bentuk secara cepat pada lingkungan

menjadi bentuk merkuri anorganik. Dari survei efek bahaya, merkuri ini adalah

bersifat racun bagi semua bentuk kehidupan, dan bersifat lambat untuk

dikeluarkan dari tubuh manusia. Methyl mercury beracun 50 kali lebih kuat

daripada merkuri anorganik.

2.4.2. Bahaya Merkuri terhadap Lingkungan Ekosistem

Kandungan merkuri dalam cat bukan hanya membahayakan kesehatan.

Logam ini juga berpengaruh buruk bagi lingkungan. Bahaya merkuri bagi

lingkungan bisa berakibat pada ketidakseimbangan ekosistem. Toksiksitas

merkuri bukan hanya berpengaruh pada kehidupan manusia. Logam berat ini

dapat masuk ke dalam siklus ekosistem dan menyebabkan gangguan pada banyak

organisme yang terlibat dalam rantai makan-memakan. Bahaya merkuri bagi

lingkungan ditunjukkan dengan penumpukan logam berat ini pada organisme

dengan tingkat trofik tertentu. Bila hal ini terus dibiarkan, kerusakan alam akan

terjadi dan berimbas negatif pada kehidupan manusia.

Dalam kehidupannya, organisme memerlukan energi untuk terus tumbuh

dan berkembang. Untuk mendapatkan energi, organisme menggunakan cara yang

variatif. Tumbuhan mendapatkan energi dengan berfotosintesis sedangkan hewan

mendapatkan energi dengan mengkonsumsi tumbuhan atau hewan lain. Perbedaan

cara mendapatkan energi ini menciptakan suatu rangkaian makan-memakan pada

suatu wilayah tertentu. Spesies-spesies dapat diurutkan berdasarkan posisinya

pada rantai makan-memakan (tingkat trofik). Materi dan energi mengalir pada

sebuah ekosistem dan mendukung sebuah sistem yang seimbang. Sayangnya,

keseimbangan ekosistem tersebut dapat terganggu oleh adanya polutan seperti

merkuri.

Logam berat merkuri bersifat toksik untuk makhluk hidup. Akumulasi

merkuri dapat menyebabkan gangguan sistem pernafasan, gagal ginjal, hingga

kematian. Logam ini dapat berakumulasi pada organisme tertentu, seperti ikan.

Akumulasi lebih lanjut akan terjadi pada tubuh pemakan ikan. Bila hal ini

diteruskan, organisme yang berada di puncak rantai makanan akan terancam

hidupnya sehingga akan mengganggu jalannya aliran energi suatu ekosistem.

Ketidakseimbangan ekosistem ini juga dapat berimbas negatif bagi

kehidupan manusia. Konsumsi hewan-hewan seperti ikan yang hidup di perairan

dengan kadar merkuri yang tidak sehat juga akan mengancam keselamatan

manusia. Nutrisi ikan yang tinggi tidak akan begitu berguna bila harus

dikompensasi dengan keracunan logam berat merkuri.

Fungisida dan pestisida adalah dua dari beberapa jenis sumber pencemaran

logam merkuri. Selain itu, berbagai jenis cat yang biasa digunakan untuk kayu dan

tembok juga bisa menjadi sumber pencemaran merkuri. Jenis cat dengan kadar

merkuri tinggi biasanya ditemukan pada cat-cat berbasis minyak. Pada jenis cat

tersebut, merkuri umumnya dijadikan campuran anti jamur atau pigmen. Cat-cat

tersebut bila tumpah ke lingkungan atau residunya dibiarkan begitu saja

mencemari alam, jelas akan menganggu keseimbangan ekosistem. Bahaya

merkuri bagi lingkungan sebaiknya dihindari dengan menjauhi sumber pencemar

merkuri ini.

2.5 Adsorpsi

Adsorpsi merupakan salah satu sifat-sifat sistem koloid. Adsorpsi adalah

suatu proses penyerapan partikel  suatu fluida (cairan maupun gas) oleh suatu

padatan hingga terbentuk suatu film (lapisan tipis) pada permukaan adsorben.

Padatan yang dapat menyerap partikel fluida disebut bahan pengadsorpsi atau

adsorben. Sedangkan zat yang terserap disebut adsorbat. Secara umum Adsorpsi

didefinisikan sebagai suatu proses penggumpalan substansi terlarut (soluble) yang

ada dalam larutan, oleh permukaan zat atau benda penyerap, dimana terjadi suatu

ikatan kimia fisika antara substansi dengan penyerapnya. Penyerapan partikel atau

ion oleh permukaan koloid atau yang disebut peristiwa adsorpsi ini dapat

menyebabkan koloid menjadi bermuatan listrik. Adsorpsi dibedakan menjadi dua

jenis, yaitu: 

1. Adsorpsi fisika adalah proses interaksi antara adsorben dengan adsorbat

yang disebabkan oleh gaya Van Der Waals.  Adsorpsi fisika terjadi jika

daya tarik menarik antara zat terlarut dengan adsorben lebih besar dari

daya tarik menarik antara zat terlarut dengan pelarutnya. Kerena gaya tarik

menarik yang lemah tersebut maka zat yang terlarut akan diadsorpsi pada

permukaan adsorben. Adsorpsi fisika biasanya terjadi pada temperatur

rendah sehingga keseimbangan antara permukaan solid dengan molekul

fluida biasanya cepat tercapai dan bersifat reversibel.

2. Adsorpsi kimia adalah reaksi yang terjadi antara zat padat dengan zat

terlarut yang teradsorpsi. Adsorpsi ini bersifat spesifik dan melibatkan

gaya dan kalor yang sama dengan panas reaksi kimia. Menurut Langmuir,

molekul teradsorpsi ditahan pada permukaan oleh ikatan valensi yang

tipenya sama dengan yang terjadi antara atom-atom dalam molekul. Ikatan

kimia tersebut menyebabkan pada permukaan adsorbent akan terbentuk

suatu lapisan film.

Adsorpsi memiliki kecepatan. Kecepatan adsorpsi adalah banyaknya zat

yang teradsorpsi per satuan waktu. Kecepatan adsorpsi mempengaruhi kinetika

adsorpsi. Kinetika adsorpsi adalah laju penyerapan suatu fluida oleh adsorben

dalam jangka waktu tertentu. Banyak sedikitnya zat yang teradsorpsi di pengaruhi

oleh beberapa factor yaitu :

1. Macam adsorben

2. Macam zat yang diadsorpsi (adsorbate)

3. Luas permukaan adsorben

4. Konsentrasi zat yang diadsorpsi (adsorbate)

5. Temperatur

Adsorpsi memegang peranan penting dalam berbagai industri. Manfaat

dan kegunaan adsorpsi telah di kenal manusia sejak zaman dahulu kala dan telah

di manfaatkan untuk meningkatkan kesejahteraan hidupnya. Berikut ini adalah

beberapa contoh manfaat dan kegunaan adsorpsi dalam industri dan kehidupan

manusia yaitu:

1. Untuk menjernihkan air yang keruh

2. Pemutihan Gula pasir pada industri gula

3. Pemurnian minyak kelapa sawit

4. Pewarnaan serat wol, kapas atau sutera

5. Penggunaan Norit untuk mengobati sakit perut

6. Pembersihan dengan sabun

7. Penyerapan Humus oleh Tanah liat

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Alat dan Bahan

Adapun bahan yang digunakan adalah: Ampas tebu, KOH, AgNO3,

Amilum, Natrium tiosulfat, HCl, Air, SEM, XRD, Spectrofotometer.

3.2. Skema Kerja

3.2.1. Pembuatan karbon

Preparasi sampel

Sampel dianalisis

Disaring

Sampel dioven 1150C, 2 jam

Sampel diaktivasi dengan AgNO3 + KOH selama 24 jam dan 48 jam

Sampel digiling dengan kurs porselin

Sampel difurnace dengan suhu 3000C, 4000C dan 5000C(15 menit)

Sampel dinetralkan pHnya dengan HCl/aquades

Sampel disaring

Sampel dioven dengan suhu 1150C selama 2 jam

3.2.2. Analisis sampel

a. Uji kadar air

b. Uji daya serap terhadap iodine

Tiap 100 mg sampel dimasukkan dalam kurs porselin

Tiap sampel dioven dengan suhu 1150C selama 3 jam

Didinginkan dalam desikator

Sampel ditimbang

Kadar air=a−b

ax 100%

Tiap 100 mg sampel dilarutkan dengan 10ml iodin

Dititrasi kembali dengan natrium iosulfat sampai warnanya bening

Sampel dititrasi dengan Natrium tiosulfat sampai warnanya

kuning.

Setiap sampel ditetesi amilum 1% sampai larutan berwarna

biru pekat

Daya serap : Vx N x 126,9 x 5

W

c. Kadar abu

3.3. Prosedur Pembuatan Karbon (Karbonisasi)

1) Pada tahap pertama dilakukan preparasi bahan baku. Bahan baku jika

basah maka kita keringkan, kita oven.

2) Bahan baku dalam keadaan kering dikarbonisasi di dalam furnace selama

15 menit dengan suhu pembakaran 300oC, 400oC, 500oC.

3) Arang yang dihasilkan digiling di krus porselin, sampai dihasilkan ukuran

yang homogen.

4) Kemudian arang diaktifasi di dalam larutan aktifator, KOH dan AgNO3 0,3

M dengan waktu aktifasi 24 jam dan 48 jam.

5) Sampel kemudian disaring dengan kertas saring, dan dicuci dengan

aquadest/HCl hingga pH 7.

6) Sampel dikeringkan dalam oven dari suhu kamar sampai suhu 120oC

selama 2 jam.

7) Sampel hasil kemudian di uji mutunya dengan metode pengujian yang

tertera pada prosedur analisa.

3.3. Prosedur Analisa Pengujian Mutu Karbon Aktif

Ada tiga macam pengujian yang dilakukan pada pembuatan karbon aktif

500 mg sampel difunace dengan suhu 8800C selama 2 jam

Ditimbang

Kadar abu = berat abu

berat sampelx100

ini yaituuji kadar air, uji kadar abu dan uji daya serap terhadap iodium.

a. Uji Kadar Air (SII)

Karbon aktif ditimbang seberat 100 mg dan dimasukkan ke dalam krus

porselin yang telah dikeringkan, kemudian dimasukkan ke dalam oven pada

suhu 115oC selama 3 jam, selanjutnya sampel karbon aktif didinginkan dalam

desikator dan ditimbang. Kadar air dapat dihitung dengan persamaan berikut:

Kadar air = a−b

a x100%

dengan:

a = berat karbon aktif mula-mula (gram)

b = berat karbon aktif setelah dikeringkan (gram)

b. Uji Daya Serap terhadap Iodium (SII)

Pengujian terhadap daya serap iodium dilakukan melalui tahapan sebagai

berikut:

a. Karbon aktif ditimbang sebanyak 100 milligram dan dicampurkan dengan

10 ml larutan Iodium 0,1 N, kemudian dikocok dengan alat pengocok

selama 15 menit.

b. Setelah itu sampel disentrifuge sampai karbonnya turun.

c. Kemudian dititrasi dengan larutan Natrium Tiosulfat 0,1 N.

d. Jika warna kuning pada larutan mulai samar, ke dalam larutan tersebut

ditambahkan larutan amilum 1% sebagai indikator sehingga berwarna biru

tua.

e. Larutan dititrasi kembali sampai warna biru tua berubah menjadi warna

bening.

Iod yang diadsorbsi mg/g = Vx N x 126,9 x 5

W

Dimana :

V = Larutan natrium tio-sulfat yang diperlukan, ml.

N = Normalitas Larutan natrium tio-sulfat.

12,69 = Jumlah Iod sesuai dengan 1 ml larutan natrium tio-sulfat 0,1 N

W = Contoh, gram.

c. Uji Kadar Abu

Karbon aktif yang ditimbang seberat 100 mg dimasukkan ke dalam kurs

porselin yang telah diketahui beratnya. Lalu diabukan dalam furnace secara

perlahan setelah semua karbon hilang. Nyala diperbesar pada suhu 880oC

selama 2 jam. Bila seluruh karbon telah menjadi abu, dinginkan dalam

desikator lalu ditimbang hingga diperoleh bobot tetapnya.

Kadar abu = berat abu

berat sampelx100

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil analisis karbon aktif ampas tebu dengan memvariasikan suhu dan waktu

aktivasi dapat kita lihat seperti berikut:

No Uraian Sampel Prasyarat

(%)

Kualitas

(%)

1 Kadar air 3000 C 24 jam Maks 15 11.7

4000 C 24 Jam 8.7

5000 C 24 jam 89.7

3000 C 48 jam 7.8

4000 C 48 Jam 2.5

5000 C 48 jam 8.3

2 Kadar abu 3000 C 24 jam Maks 10 1.2

4000 C 24 Jam 22.1

5000 C 24 jam 76.5

3000 C 48 jam 31.4

4000 C 48 Jam 49.2

5000 C 48 jam 41

3 Daya serap 3000 C 24 jam Min. 20 25.38

4000 C 24 Jam 6.35

5000 C 24 jam 3.17

3000 C 48 jam 9.51

4000 C 48 Jam 9.5

5000 C 48 jam 9.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 130

200

400

600

800

1000

1200

Crystallite Size only [Å]Micro Strain only [%]

2 132 262 392 522 652 782 912 1042117213021432156216921822195220820

100

200

300

400

500

600

Ampas tebu

Gambar 1. Pola XRD suhu 300 C dan 24 Jam

Dimana sumbu y= 2 theta

Sumbu x = Peak/puncak

Gambar 2. Pola SEM saat suhu 300 C dan waktu 24 jam

Dari hasil analisis data di atas, maka dapat kita lihat bahwa zat arang akan lebih

aktif pada pemanasan 3000 C dan waktu 24 jam. Dimana, pada suhu ini dihasilkan

struktur karbon yang berbentuk Kristal yang tidak beraturan dan tidak memiliki

tegangan sama sekali. Sehingga akan menyebabkan karbon lebih menyerap kadar

logam berat yang mengenainya. Struktur kristal amorf pada zat arang akan lebih

memudahkan zat arang aktif untuk berikatan dengan senyawa logam yang

bereaksi dengannya. Berdasarkan hasil pencitraan diatas dapat kita perhatikan

bahwa struktur karbon yang didapatkan adalah struktur kristal amorf yang dimana

memiliki ukuran sebesar < 2000 amstrong. Dari hasil karakteristik dihasilkan

bahwa ukuran pori-pori terbesar dari karbon adalah 1,57 µm dan pori-pori

terkecilnya adalah 0,418 µm. dimana, kecilnya besar pori-pori dari arang aktif ini

akan mengakibatkan daya serap karbon terhadap logam akan lebih kuat.

4.2. Pengaruh Waktu Aktivasi Terhadap Mutu Arang Aktif

Berdasarkan tabel diatas tampak bahwa peningkatan waktu aktivasi menyebabkan

penurunan kualitas zat arang. Semakin lama waktu aktivasi, maka kadar karbon

juga akan menurun dan keaktivannya pun akan berkurang.

Sementara itu, bila kita lihat pengaruh aktivasi terhadap kadar abu, maka dapat

kita saksikan bersama bahwa semakin lama waktu aktivasi maka akan terjadi

peningkatan kadar abu pada sampel. Dan berdasarkan hasil penelitian, kadar abu

yang memenuhi syarat Standar Indonesia (SNI) terdapat pada suhu 3000 C dan

pada waktu aktivasi 24 jam yaitu sebesar 1.2%. Adapun pengaruh dari kadar abu

adalah tingginya kadar abu pada karbon dapat mengurangi daya serap arang aktif

terhadap gas dan larutan, karena mineral seperti kalsium, kalium, magnesium, dan

natrium menyebar dalam kisi arang aktif, dan mempengaruhi pembentukan lebar

lapisan kristalit (Manivannan, et al 1999).

Dan pengaruh waktu aktivasi terhadap penyerapan iodine memenuhi standart pada

suhu 3000 C dan waktu aktivasi selama 24 jam yaitu dimana mencapai 25,38%.

Dan dari data di atas dapat kita lihat bahwa waktu aktivasi paling baik untuk

karbon aktif dari bagasse adalah dengan waktu 24 jam.

4.3. Pengaruh Temperatur Terhadap Mutu arang Aktif

Dari hasil data pada tabel 1. Juga menunjukkan bahwa karbon aktif yang paling

bagus dihasilkan oleh suhu paling rendah yaitu 3000 C. Rata-rata daya serap

karbon aktif tidak memenuhi standar Indonesia (SNI) kecuali pada suhu

karbonisasi 3000 C. Dan daya serap paling tinggi juga dihasilkan oleh suhu

karbonisasi paling rendah. Hal ini disebabkan karena pada suhu yang rendah pori-

pori dari karbon aktif tidak akan menyusut, sehingga tingkat penyerapan semakin

tinggi.

BAB V

KESIMPULAN

1. Arang aktif yang terbaik diperoleh pada aktivasi 24 jam dan pada suhu

3000 C.

2. Semakin tinggi waktu pengaktivasian, maka mutu dari karbon akan

semakin berkurang dan semakn tidak layak digunakan sebagai adsorben.

3. Semakin tinggi suhu pengkarbonisasian pada bagasse akan mengurangi

kualitas dari karbon aktif,karena pada suhu yang tinggi karbon akan

relative berubah menjadi abu, dan dengan adanya abu akan menurunkan

daya serap dari karbon tersebut.

4. Berdasarkan hasil peneltian dapat disimpulkan bahwa ampas tebu dapat

dipergunakan sebagai alternati untuk pembuatan arang aktif yang

berfungsi untuk menyerap logam-logam berat khususnya merkuri.

DAFTAR PUSTAKA

Alfian, Z. 2006. Merkuri: Antara Manfaat dan Efek Penggunaannya Bagi

Kesehatan Manusia dan Lingkungan. [Online]. Avaliable:

http://library.usu.ac.id/download/e-book/zul%20alfian.pdf.

Pari, Gustan.2012. Pengaruh Lama Aktivasi Terhadap Struktur Kimia Dan Mutu

Arang Aktif serbuk Gergaji Sengon. Forda.Mof

Nurdiansyah, Haniffudin. 2013. Pengaruh Temperatur Karbonisasi dan

temperature Aktivasi Fisika dari Elektroda Karbon Aktif Tempurung Kelapa dan

Tempurung Kluwak Terhadap Nilai Kapasitansi Eletric Double Capacitor

(EDLC). Jurnal Tekhnik Material dan Metalurgi POMITS Vol.2 No.1, Fakultas

Tekhnik Industri: ITSN.

S. Salamah.2001.” Pembuatan Karbon Aktif dari Tempurung Kelapa dengan

Perlakuan Karbonat”. In prosidingSeminar Nasional “Kejuangan Tekhnik kimia:

Yogyakarta.

SNI.1995. Arang Aktif Tekhnis. Standar Nasional Indonesia. SNI 06-3730-1995:

Badan Standardisasi Nasional, Jakarta.

Pari, Gustan.2012. Pengaruh Lama Aktivasi Terhadap Struktur Kimia Dan Mutu

Arang Aktif serbuk Gergaji Sengon. Forda.Mof

Nurdiansyah, Haniffudin. 2013. Pengaruh Temperatur Karbonisasi dan

temperature Aktivasi Fisika dari Elektroda Karbon Aktif Tempurung Kelapa dan

Tempurung Kluwak Terhadap Nilai Kapasitansi Eletric Double Capacitor

(EDLC). Jurnal Tekhnik Material dan Metalurgi POMITS Vol.2 No.1, Fakultas

Tekhnik Industri: ITSN.

S. Salamah.2001.” Pembuatan Karbon Aktif dari Tempurung Kelapa dengan

Perlakuan Karbonat”. In prosidingSeminar Nasional “Kejuangan Tekhnik kimia:

Yogyakarta.

SNI.1995. Arang Aktif Tekhnis. Standar Nasional Indonesia. SNI 06-3730-1995:

Badan Standardisasi Nasional, Jakarta.

Zahira. Bahaya Merkuri.http://zahirastore.blogspot.com/p/bahaya-merkuri.html

http://www.jejaringkimia.web.id/2010/03/dampak-merkuri-terhadap-manusia-

dan.html

Achmad, R. 2004. Kimia Lingkungan. Yogyakarta: ANDI

Fardiaz, S. 1992. Polusi Air dan Udara. Yogyakarta: Konisius.

Hutabarat, S dan Steward M E. 1985. Pengantar Oseanografi. Jakarta: UI-Press.

Martono, H. 2005. Penanganan Kasus Keracunan Metil Merkuri di Minamata.

Laporan Penelitian. Jakarta: Pusat Penelitian dan Pengembangan Ekologi

Kesehatan, Departemen Kesehatan Republik Indonesia.

Masriani dan Eny E. 2003. Usaha Pemanfaatan Kepah (Batissa Sp) Sebagai

Bioindikator Tingkat Cemaran Logam Berat Pb dan Cd di Perairan Sungai

Kapuas. Laporan Penelitian. Pontianak: FKIP UNTAN.

Anonim. 2010.http://id.wikipedia.org/ wiki/Arang.

Notoatmodjo, S. 2003. Pendidikan dan Perilaku Kesehatan. Jakarta: Rineka Cipta.