| dc.description.abstract | Peningkatan kadar kontaminan anionik seperti fosfat di lingkungan perairan dari berbagai sumber, khususnya dari aktivitas pertanian, industri, dan domestik menyebabkan degradasi mutu perairan hingga terjadinya eutrofikasi. Dalam proses pengendalian kontaminasi fosfat di ekosistem perairan dan pengelolaan air limbah diperlukan teknologi yang efektif, efisien dan ramah lingkungan. Kontaminasi fosfat dapat dikendalikan dengan teknik sedimentasi menggunakan adsorben bermuatan positif melalui reaksi penjerapan. Semakin kecil ukuran adsorben, semakin tinggi efektivitas penjerapannya. Dalam Ilmu Tanah, partikel dengan dimensi fisik <2 μm didefinisikan sebagai fraksi klei, sehingga juga mencakup partikel nano yang didefinisikan salah satu dimensinya berukuran <100 nm. Saat ini, sintesis material nano masih memerlukan biaya yang sangat mahal, sehingga eksplorasi material nano alami untuk dimanfaatkan sebagai adsorben sangat prospektif dan perlu dilakukan. Dari bahan tuf volkan yang ketersediaannya melimpah di kawasan volkanik Indonesia dapat diekstraksi partikel berdimensi 1–200 nm yang dalam penelitian ini didefinisikan sebagai fraksi kleinano. Fraksi kleinano memiliki sifat muatan bergantung pH, sehingga jika dikondisikan pada pH rendah akan bermuatan positif dan dapat dimanfaatkan sebagai adsorben alami kontaminan anionik seperti fosfat. Tujuan penelitian ini adalah mengekstraksi fraksi kleinano bermuatan positif dari bahan tuf volkan Gunung Salak dan mengarakterisasi kapasitas jerapannya terhadap fosfat serta mengevaluasi potensinya sebagai adsorben alami kontaminan fosfat di lingkungan perairan dan air limbah. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB pada Maret sampai Agustus 2017. Bahan tuf volkan diambil pada lapisan ke-3 (tv3, kedalaman 87–135 cm) dan ke-4 (tv4, kedalaman >135 cm) dari profil Andisol di lereng Gunung Salak pada elevasi 670 mdpl yang berlokasi di Desa Sukajadi, Kecamatan Tamansari, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Dari bahan tv3 dan tv4 diseparasi dan diekstraksi fraksi kleinano kn3 dan kn4 menggunakan teknik dispersi-ultrasonikasi-sentrifugasi, dan suspensi kleinano terekstraksi selanjutnya dipurifikasi menggunakan teknik membran dialisis.
Uji jerapan fosfat dilakukan menurut metode isotermal Langmuir. Untuk aplikasi pengelolaan perairan, uji jerapan fosfat dilakukan dengan mempersiapkan 3x3 set percobaan yang merepresentasikan 3 waktu ekuilibrasi dan 3 ulangan. Setiap set percobaan terdiri atas 10 tabung polietilen-50 ml berisi 5 ml suspensi fraksi kleinano dan 5 ml 0.01 N CaCl2 sebagai background electrolyte. Selanjutnya ditambahkan deret perlakuan larutan fosfat inorganik bersumber dari KH2PO4 dengan kadar 0, 2.5, 5, 10, 20, 40, 80, 160, 320 dan 640 mg P/L serta aquadest hingga bervolume total 50 ml. Untuk aplikasi pengelolaan air limbah, uji jerapan fosfat juga dilakukan dengan 3x3 set percobaan yang masing-masing terdiri atas 6 tabung polietilen-50 ml berisi 20 ml air limbah industri tahu dengan kadar 42.83 mg P/L dan 5 ml 0.01 N CaCl2. Selanjutnya ditambahkan 0, 2.5, 5,
10, 15 dan 20 ml suspensi fraksi kleinano serta aquadest hingga bervolume total 50 ml. Ekuilibrasi dalam penelitian ini dilakukan selama 12, 24, dan 48 jam. Dari penelitian sebelumnya, diperoleh data untuk waktu ekuilibrasi 72 jam. Pada jam ke 0, 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, dan 72 jam dilakukan agitasi menggunakan mesin pengocok selama 30 menit. Untuk memperoleh efek agitasi maksimal, tabung percobaan diposisikan horizontal. Setelah 12, 24, 48, dan 72 jam, kadar fosfat kesetimbangan diukur secara kolorimetri menurut prosedur Murphy dan Riley menggunakan spektrofotometer pada λ 660 nm. Signifikansi perbedaan jerapan maksimum fosfat pada fraksi kleinano setelah ekuilibrasi 12, 24, 48, dan 72 jam dievaluasi dengan Uji-t. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari bahan tuf volkan tv3 dapat diekstraksi 2.82 mg fraksi kleinano kn3/g tv3 dan dari tuf volkan tv4 terekstraksi 4.29 mg fraksi kleinano kn4/g tv4. Jerapan maksimum fosfat dengan waktu ekuilibrasi 48 jam nyata lebih tinggi daripada 12, 24, dan 72 jam, sehingga waktu ekuilibrasi terefektif adalah 48 jam. Jerapan maksimum kn3 terhadap fosfat perairan maupun air limbah lebih tinggi daripada kn4. Lebih lanjut, jerapan maksimum fraksi kleinano terhadap fosfat dalam sistem perairan (117.54 mg P/g kn3 dan 71.99 mg P/g kn4) lebih tinggi daripada dalam sistem air limbah (24.15 mg P/g kn3 dan 19.31 mg P/g kn4). Rentang nisbah adsorbat terhadap adsorben atau kadar fosfat dalam deret perlakuan fosfat terhadap bobot fraksi kleinano pada sistem perairan (0–0.335 mg P/mg kn3 dan 0–0.221 mg P/mg kn4) lebih tinggi dibandingkan pada sistem air limbah (0–0.022 mg P/mg kn3 dan 0–0.015 mg P/mg kn4). Semakin tinggi nisbah adsorbat:adsorben, semakin tinggi pula efektivitas tercapainya kondisi penjerapan maksimum adsorbat fosfat pada adsorben fraksi kleinano dalam waktu ekuilibrasi yang sama. Hasil penelitian ini membuktikan bahwa fraksi kleinano yang terekstraksi dari bahan tuf volkan G. Salak Indonesia berpotensi dan prospektif untuk diman-faatkan sebagai adsorben alami kontaminan anionik seperti fosfat dalam sistem perairan dan air limbah. Penurunan kadar fosfat perairan eutrofik yang diasumsikan berkadar 4.895 mg P/L ke 0.2 mg P/L agar memenuhi baku mutu perairan kelas I atau II menurut PPRI No.82/2001 membutuhkan 3.11 mg kn3/L atau 3.78 mgkn4/L, sedangkan penurunan kadar fosfat air limbah dari 42.83 mg P/L ke 5 mg P/L agar memenuhi baku mutu perairan kelas IV menurut regulasi yang sama membutuhkan 193.2 mg kn3/L atau 229.84 mg kn4/L. | id |
