5/14/2018 Draft Artikel-Paulina Taba - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/draft-artikel-paulina-taba 1/14
1
Biosorpsi Ion Cd(II) dan Cu(II) oleh Ampas Sagu
(Paulina Taba, Nursiah La Nafie, St. Fauziah, Damaris Pabiban dan Liveria Tikupadang)
1. ABSTRAK
Keberadaan ion-ion logam berat seperti Cd(II) dan Cu(II), dalam lingkungan
perairan dapat menimbulkan gangguan kesehatan pada manusia. Untuk itu upaya
penghilangan ion-ion tersebut perlu dilakukan. Biosorpsi merupakan metode
penghilangan kontaminan dengan menggunakan biomaterial. Metode ini adalah
metode alternatif yang menjanjikan terutama dalam hal efektivitas dan biaya yang
diperlukan untuk penyiapan biosorbennya. Berbagai biosorben dapat digunakan
temasuk limbah industri. Dalam penelitian ini, penghilangan ion-ion logam tersebut
dilakukan dengan menggunakan limbah yang diperoleh dari industri pembuatan sagu.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan kondisi optimum dari biosorpsi
ion-ion logam, menentukan orde dan tetapan laju biosorpsi dan mengetahui
kemampuan ampas sagu dalam mengadsorpsi ion-ion Cd(II), Cu(II), Ni(II) dan
Cr(VI) dari dalam larutannya. Hasil menunjukkan bahwa waktu optimum biosorpsi
ion Cd(II) dan Cu(II) berturut-turut adalah 20 dan 10 menit. Biosorpsi kedua ion
logam oleh ampas sagu memenuhi kinetika orde dua semu dengan tetapan laju (k2)
berturut-turut 0,24 dan 5,16 g menit-1 mg-1. Untuk ion Cd(II) dan Cu(II). pH optimum
biosorpsi ion-ion tersebut adalah 5 untuk Cd(II) dan 4 untuk Cu(II). Biosorpsi kedua
ion tersebut memenuhi isotermal Langmuir dengan kapasitas biosorpsi 11,79 dan
10,92 mg/g berturut-turut untuk ion-ion Cd(II) dan Cu(II). Berdasarkan data FTIR,
gugus fungsi yang terlibat dalam interaksi ini adalah gugus hidroksil. Agen
pendesorpsi yang paling baik untuk menarik kembali ion-ion logam yang telah
diadsorpsi adalah HNO3 0,1 M untuk ion Cd(II), H2SO4 0,1 M untuk ion Cu(II),
Kata kunci : Ampas sagu, biosorpsi, Cd(II), Cu(II), desorpsi
ABSTRACT
The presence of heavy metal ions. such as Cd(II) and Cu(II in water
environment can cause health disorder in human being. Therefore, effort for removingthe such ions is required. Biosorption is a method for removing contaminants by using
5/14/2018 Draft Artikel-Paulina Taba - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/draft-artikel-paulina-taba 2/14
2
biologycal materials. This method is a promising alternative method, especially in the
efectiveness of biosorbents and the cost of biosorbent preparation. Several
biosorbents, including industrial wastes can be used. In this research, the removal of
such metal ions will be tested by using waste obtained from the industriy of sagu
production. Aims of the research are to find out the optimum conditions of
biosorption of metal ions, to know orders and rate constants of biosorbents as well as
the ability of solid waste of sagu production in adsorbing Cd(II) and Cu(II). from their
solutions. Results showed that the optimum time for biosorption of Cd(II), and Cu(II)
ions was 20 and 10 minutes, respectively. It was found that the overall biosorption
process of the two ions was best described by pseudo-second-order kinetic model with
the rate constant (k2) of 0.24 and 5.16 g min-1 mg-1 for Cd(II) and Cu(II), respectively.
pH optimum for biosorption was 5 for Cd(II) ion and 4 for Cu(II) ion. Biosorption of
the two heavy metal ions followed the Langmuir isotherm with the adsorption
capacity of 11.79 and 10.92 mg/g for biosorption of Cd(II) and Cu(II), respectively.
The functional group involved in the biosorption of the ions was the – OH group. The
best desorption agent for taking out the ions adsorbed in sagu waste was 0.1 M of
HNO3 for Cd(II) and 0.1 M of H2SO4 for Cu(II).
Keywords: Sagu waste, biosorption, Cd(II), Cu(II), desorption
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Keberadaan ion logam berat
seperti ion kadmium, Cd(II) dan
tembaga, Cu(II) dalam lingkungan
perairan dapat menimbulkan gangguan
kesehatan, Logam Cd dapat
menimbulkan problem seperti
hipertensi, kanker ginjal, kanker
payudara, prostat dan ginjal (Fridberg
dkk dalam Sağlam dkk., 2001). Logam
tembaga (Cu) merupakan nutrien
esensial, yang dibutuhkan oleh tubuhdalam jumlah kecil, tetapi jika logam
ini dikomsumsi dalam jumlah besar (di
atas 1,3 mg/L) dalam waktu yang
singkat, gangguan lambung dan usus
terjadi (Steenkamp dkk., 2002).
Penghilangan ion-ion logam berat dari
limbah industri telah dilakukan sejak
beberapa dekade tetapi efektivitasnya,
terutama dalam hal biaya dari proses
fisiko-kimia masih terbatas.
Biomaterial yang relatif murah telah
menunjukkan potensinya dalam
menghilangkan ion-ion tersebut.
Beberapa produk samping industrimaupun hasil kegiatan pertanian
5/14/2018 Draft Artikel-Paulina Taba - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/draft-artikel-paulina-taba 3/14
3
berpotensi dijadikan pengadsorpsi
yang murah. Serbuk tempurung kelapa
dan black gram husk (Cicer
arientinum) berpotensi untuk
menghilangkan ion kadmium (Pino
dkk, 2006; Saeed dan Iqbal, 2003).
Biomass Sargassum dapat
mengadsorpsi limbah uranium (Yang
and Volesky 1999). Kulit padi juga
dapat difungsikan menarik ion Cu2+
dari larutan (Wang dan Qin, 2005).
Biomass alga coklat sangat efisien
digunakan sebagai pengadsorpsi
(Davis dkk, 2003). Biomass C.
lentillifera kering dapat menarik ion
logam berat (Cu2+, Cd2+, Pb2+, and
Zn2+,) dari perairan yang tercemar
(Pavasant dkk, 2005). La Nafie dkk
(2007) melaporkan bahwa Biomassa
Enhalus acoroides efektif dalam
mengadsorpsi ion Cd(II), Cu(II) dan
Pb(II).
Ampas sagu merupakan
biomaterial yang dihasilkan dari
pembuatan sagu. Biomaterial ini
umumnya dibuang ke sungai yang
berada di sekitar industri pembuatan
sagu sehingga dapat menimbulkan
masalah lingkungan dan pendangkalan
sungai. Limbah ini mengandung zat
yang tidak larut dalam air seperti
protein, lemak, dan karbohidrat (Lim
(1967) Haryanto dan Pangloli (1992).Senyawa-senyawa yang ada dalam
ampas sagu mengandung gugus-gugus
seperti – NH2, -OH, dan mungkin – SH
yang dapat berikatan dengan ion logam
berat membentuk senyawa kompleks.
Hal ini menunjukkan bahwa ampas
sagu mempunyai potensi yang besar
untuk dijadikan sebagai biosorben
logam berat.. Meskipun berbagai
biosorben, mikroorganisme dan
tumbuhan, telah digunakan oleh
peneliti terdahulu untuk
menghilangkan ion-ion logam berat
dari air, sampai saat ini belum ada
laporan baik dari pustaka dalam
maupun luar negeri tentang
pemanfaaan ampas sagu dalam
mengurangi atau menghilangkan ion-
ion logam tersebut.
Penelitian ini dapat memberikan
informasi tentang kondisi optimum dan
kapasitas biosorpsi dari ampas sagu
terhadap ion-ion Cd(II) and Cu(II),.
Data yang diperoleh dapat dijadikan
dasar pertimbangan dalam pengolahan
air buangan yang terkontaminasi oleh
ion logam berat.
METODOLOGI
Bahan dan Alat yang Digunakan
Bahan-bahan yang digunakan
adalah ampas sagu kering, CdSO4,
CuCl2, HNO3, HCl, H2SO4,
5/14/2018 Draft Artikel-Paulina Taba - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/draft-artikel-paulina-taba 4/14
4
etilendiamintetra asam asetat (EDTA),
natrium karbonat, natrium bikarbonat,
natrium sitrat dan kalium klorida pada
konsentrasi 0,1 M, larutan NaoH dan
HNO3, dan akua demineralisasi.
Alat-alat yang dibutuhkan antara
lain : alat-alat gelas yang umum
digunakan, stirer magnet,
spektrofotometer serapan atom (SSA),
pH meter dan kertas saring Whatman
42.
Prosedur Percobaan
Penyiapan Biosorben Ampas Sagu
Ampas sagu diambil dari pabrik
pembuatan sagu dan dikeringkan.
Ampas sagu kering kemudian diayak
dan partikel dengan ukuran 100 - 230
mesh digunakan dalam penelitian ini.
Penentuan Waktu Optimum
Biosorpsi Ion Cd(II) dan Cu(II) oleh
Ampas Sagu Larutan Cd(II) dan Cu(II) dengan
konsentrasi 10 ppm disiapkan. Larutandiatur pada pH 5. Ke dalam tiap-tiap
100 mL larutan tersebut ditambahkan 1
g ampas sagu. Tiap-tiap campuran
dikocok dengan stirer magnet selama 2
menit dan disaring dengan kertas
saring Whatman 42. Absorbansi filtrat
diukur dengan SSA pada panjanggelombang maksimum. Percobaan
kemudian diulangi dengan variasi
waktu pengocokan (2, 4, 6, 8, 10, 12,
15, 20, 30, 40, 50, 60, 90, dan 120
menit). Setiap percobaan dilakukan 3
kali pengulangan.
Konsentrasi yang diserap untuk
tiap waktu dihitung dari:
Cadsorpsi= (Cawal – Cakhir)
Banyaknya ion-ion logam yang
teradsorpsi (mg) per gram biosorben
(ampas sagu) ditentukan menggunakan
persamaan:
a
eo
W
V)C(Cq
e
dimana qe = jumlah ion logam yang
teradsorpsi (mg/g)
Co = konsentrasi ion logam sebelum
biosorpsi
Ce = konsentrasi ion logam setelah
biosorpsi
V = volume larutan ion logam (L)
Wa = jumlah biosorben, ampas sagu (g)
Waktu optimum adalah waktu dimana
konsentrasi teradsorpsi (Cadsorpsi) terbesar.
Kinetika biosorpsi dapat
dipelajari dengan persamaan orde satu
semu. Persamaan diferensial orde satu
semu adalah sebagai berikut :
)q-(qk
dt
dqte1
t
5/14/2018 Draft Artikel-Paulina Taba - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/draft-artikel-paulina-taba 5/14
5
dimana qe dan qt berturut-turut
merupakan jumlah ion logam yang
diadsorpsi (mg/g) pada kesetimbangan
dan pada waktu tertentu, t (menit), k1
merupakan tetapan laju orde satu semu
(menit-1). Hasil integrasi memberikan
persamaan:
logte
e
q
=2,303
k 1t
yang merupakan laju orde satu semu.
Persamaan ini dapat ditulis sebagai :
log te qq = log qe -2,303
k 1t
nilai-nilai tetapan laju, (k1), jumlah ion
yang diadsorpsi pada keadaan
setimbang, (qe), koefisien korelasi,
(R2), dihitung dari plot log (qe – qt)
versus t.
Data kinetika juga dapat diolah
dengan model kinetika orde dua semu.
Persamaan diferensial adalah sebagai
berikut :
dt
dqt
= k2 te qq 2
dimana k2 adalah tetapan laju orde satu
semu (g m-1
min-1
).Integrasi persamaan menghasilkan :
te qq
1
=eq
1+ k2 t
Persamaan ini dapat dituliskan dalam
bentuk linier sebagai berikut :
tq
1
qk
1
q
t
e2e2e
Jika kinetika orde dua semu
dipenuhi, plot t/qt versus t akan
menghasilkan garis lurus.
Penentuan pH Optimum Biosorpsi
Ion Cd(II) dan Cu(II) oleh Ampas
Sagu
Ke dalam 100 mL larutan ion
Cd(II) dan Cu(II) dengan konsentrasi
10 ppm dan pH 2 ditambahkan 1 g
ampas sagu. Campuran dikocok selama
waktu optimum pada suhu kamar dan
disaring dengan kertas saring
Whatman 42. Absorbansi filtrat diukur
dengan Spektrofotometer UV-Vis.
Percobaan di atas diulangi pada
pH yang berbeda masing-masing 2, 3,
4, 5, dan 6. Setiap percobaan dilakukan
3 kali pengulangan. Percobaan kontroldilakukan dengan cara yang sama
kecuali tanpa biosorben dan tanpa
pengadukan.
Banyaknya ion logam yang
teradsorpsi (mg) per gram biosorben
(ampas sagu) untuk tiap pH ditentukan
menggunakan persamaan seperti padapercobaan 3.5.2. pH optimum adalah
pH dimana konsentrasi teradsorpsi
(Cadsorpsi) terbesar.
5/14/2018 Draft Artikel-Paulina Taba - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/draft-artikel-paulina-taba 6/14
6
Penentuan Kapasitas Biosorpsi Ion
Cd(II) dan Cu(II) oleh Ampas Sagu Larutan ion logam Cd(II) dan
Cu(II) dengan konsentrasi 50, 100,150, 200, dan 250 ppm disiapkan pada
pH optimum. Ke dalam tiap-tiap 100
mL larutan tersebut ditambahkan 1 g
ampas sagu. Tiap-tiap campuran
dikocok selama waktu optimum pada
pH optimum. Tiap-tiap campuran
disaring dengan kertas saringWhatman 42. Absorbansi tiap-tiap
filtrat diukur dengan SSA. Setiap
percobaan dilakukan 3 kali
pengulangan. Percobaan kontrol
dilakukan dengan cara yang sama
kecuali tanpa biosorben dan tanpa
pengadukan.
Kapasitas biosorpsi dihitung dari
persamaan Freundlich [log (x/m) = log
k + 1/n (log C)] atau persamaan
Langmuir (Ce /qe = 1/Qob + Ce /Qo)
dengan mengalurkan log (x/m)
terhadap log C untuk persamaan
Freundlich atau Ce /Qe terhadap Ce
untuk persamaan Langmuir. Dari
intercept persamaan Freundlich
diperoleh nilai k (kapasitas adsorpsi)
dan dari slope persamaan Langmuir
dapat diperoleh nilai Qo yang
berhubungan dengan kapasitas
biosorpsi.
Penentuan Agen pengdesorpsi yang
paling baik untuk menarik kembali
Ion Cd(II), Cu(II), Ni(II) dan Cr(VI)
dari Ampas Sagu Untuk percobaan desorpsi,
larutan asam mineral (HCl, HNO3 dan
H2SO4), etilendiamin tetra asam asetat
(EDTA), natrium karbonat, natrium
bikarbonat, natrium sitrat dan kalium
klorida pada konsentrasi 0,1 M
digunakan untuk mencari zatpengdesorpsi yang efektif. Ampas sagu
(1 g) yang telah direndam dengan 100
mL ion Cd(II) dan Cu(II) 10 mg L-1
dimasukkan ke dalam 10 mL zat
pengdesorpsi. Campuran diaduk
dengan stirer (100 rpm) selama 30
menit lalu disaring. Kandungan ion
Cd(II) dan Cu(II) dalam larutan
ditentukan dengan menggunakan
Spektrofotometer Serapan Atom
(SSA).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Waktu Optimum Biosorpsi ion
Cd(II) dan Cu(II)
Hasil penelitian pengaruh waktu
terhadap jumlah ion yang diadsorpsi
diperlihatkan pada Gambar 1. Jumlah
ion yang diadsorpsi bertambah dengan
bertambahnya waktu, hingga tercapai
kesetimbangan dimana jumlah ionyang diadsorpsi cenderung tetap
5/14/2018 Draft Artikel-Paulina Taba - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/draft-artikel-paulina-taba 7/14
7
karena permukaan biosorben telah
jenuh oleh ion-ion. Waktu dimana
tercapai kesetimbangan (waktu
optimum) biosorpsi ion Cd(II) dan
Cu(II) berturut-turut adalah 20 dan 10
menit
0
1
2
3
4
5
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
q e
( m g / g )
Waktu (menit)
Ion Cd(II)
Ion Cu(II)
Gambar 1. Pengaruh waktu terhadap jumlah ion Cd(II) danCu(II) yang diadsorpsioleh ampas sagu
Untuk mengetahui model
kinetika biosorpsi ion Cd(II) dan
Cu(II), persamaan orde satu semu dan
orde dua semu digunakan . Dengan
membandingkan nilai garis kuadrat
terkecil, maka dibakukan pola adsorpsi
yang sesuai. Model kinetika biosorpsi
berdasarkan persamaan orde satu semu
dan orde dua semu dapat dilihat pada
Gambar 2 dan Gambar 3. Nilai R2, k1
(tetapan kinetika orde satu semu), k2
(tetapan kinetika orde dua semu), dan
qe hasil perhitungan dan hasil
eksperimen ditunjukkan pada Tabel 1.
Gambar 2. Kinetika orde satu semu untuk biosorpsi ion a) Cd(II) dan b) Cu(II), olehampas sagu.
Gambar 3. Kinetika orde dua semu untuk biosorpsi ion a) Cd(II) dan b) Cu(II) olehampas sagu.
5/14/2018 Draft Artikel-Paulina Taba - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/draft-artikel-paulina-taba 8/14
8
Tabel 1. Nilai R2, k1, k2, qe hasil perhitungan dan hasil penelitian untuk biosorpsi ion
Cd(II) dan Cu(II) oleh ampas sagu
Ion
R2 qe
k1 k2Orde 1 Orde 2 Hitung(orde 1)
Hitung(orde 2)
Eksp
Cd(II) 0,9720 0,9999 0,35 4,24 4,22 0,18 0,24
Cu(II) 0,9444 0,9999 0,15 2,12 2,16 0,12 5,16
Tabel 1 menunjukkan bahwa
nilai kuadrat terkecil (R2) untuk model
kinetika orde satu semu dan orde dua
semu untuk biosorpsi keempat ion
logam oleh ampas sagu mendekati 1.
Nilai qe yang dihitung berdasarkan
model kinetika orde satu semu untuk
biosorpsi ion Cd(II) dan Cu(II)
berturut-turut adalah 0,35 dan
0,15. mg g-1. Nilai qe yang dihitung
berdasarkan kinetika orde dua semu
berturut-turut untuk biosorpsi ion-ion
tersebut adalah 4,24 dan 2,12 mg g-1.
Hal ini menunjukkan bahwa nilai qe
yang diperoleh dari model kinetika
orde satu semu tidak sesuai dengan
nilai eksperimen, sedangkan nilai qe
yang dihitung dari persamaan kinetika
orde dua semu hampir sama dengan
nilai qe eksperimen yang nilainya
berturut-turut adalah 4,22 dan 2,12;
mg/g untuk biosorpsi ion Cd(II) dan
Cu(II). Data ini menyatakan bahwa
biosorpsi kedua ion yang digunakan
dalam penelitian ini oleh ampas sagu
mengikuti model kinetika orde dua
semu dengan nilai tetapan laju
biosorpsi (k2) berturut-turut adalah
0,24 dan 5,16 g menit-1 mg-1 untuk
biosorpsi ion Cd(II) dan Cu(II). Laju
biosorpsi ion-ion oleh ampas sagu
sesuai urutan Cu(II) > Cd(II).
pH Optimum Biosorpsi ion Cd(II)
dan Cu(II)
Muatan pada permukaan
biosorben, dipengaruhi oleh pH larutan
sehingga perubahan pH mempengaruhi
proses biosorpsi. pH larutan
merupakan variabel penting dalam
biosorpsi logam. karena ion hidrogen
merupakan ion yang berkompetisi kuat
dengan ion logam. Untuk
mengevaluasi pengaruh parameter ini
pada biosorpsi, eksperimen dilakukan
pada nilai pH awal larutan yang
berbeda.
Jumlah ion yang diadsorpsi
sebagai fungsi pH larutan diberikan pada
Gambar 4.
5/14/2018 Draft Artikel-Paulina Taba - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/draft-artikel-paulina-taba 9/14
9
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8
J u m l a h i o
n y a n g d i a d s o r p s i ( m g / g )
pH
Cd(II)
Cu(II)
Gambar 4. Pengaruh pH pada biosorpsiion Cd(II) dan Cu(II),
Rendahnya jumlah ion Cd(II)
dan Cu(II) yang diadsorpsi pada pH
rendah dapat dijelaskan oleh kenyataan
bahwa pada pH yang rendah,
konsentrasi ion H+ tinggi sehingga
proton dapat berkompetisi dengan ion
Cd(II) dan Cu(II) untuk berinteraksi
dengan pusat aktif permukaan karena
pada pH rendah ion logam berada
dalam larutan sebagai kation Cd2+ dan
Cu2+. Dengan kata lain, pada pH
rendah, permukaan biosorben ditutupi
dengan ion-ion H+ yang mencegah ion-
ion Cd(II) dan Cu(II) untuk mendekati
permukaan biosorben tersebut karena
adanya gaya tolak. Selain itu, ion-ion
logam dalam larutan terlebih dahulu
mengalami hidrolisis sebelum
teradsorpsi oleh biosorben dan
menghasilkan proton sesuai persamaan
reaksi :
Mn+ + m H2O [M(OH)mn-m]+ + m H+
Kompleks hidrokso, [M(OH)mn-m]+,
yang dihasilkan dari reaksi tersebut
akan lebih mudah teradsorpsi daripada
kation logam bebas (Mn+) (Elliott dkk,
1986). Pada kondisi asam, persamaan
di atas akan bergeser ke kiri sehingga
jumlah kompleks hidrokso logam yang
terbentuk sedikit dan jumlah kation
logam bebas bertambah. Pada kondisi
asam, permukaan biosorben juga
bermuatan positif sehingga tolakan
antara permukaan biosorben dengan
ion logam akan terjadi yang
mengakibatkan rendahnya jumlah yang
diadsorpsi.
Dengan bertambahnya pH,
konsentrasi ion H+ berkurang dan
permukaan biosorben menjadi lebih
negatif sehingga ion Cd(II) dan Cu(II),
akan lebih mudah diadsorpsi. Pada pH
yang lebih tinggi, jumlah ion Cd(II)
dan Cu(II) yang diadsorpsi cenderung
lebih rendah. Menurut Malkoc (2006),
penurunan jumlah ion yang diadsorpsi
pada pH yang lebih tinggi disebabkan
oleh terbentuknya kompleks hidroksil
yang larut seperti Cd(OH4)2-, Cu(OH3)
-
dan Cu(OH4)2- yang ditolak oleh
permukaan biosorben yang bermuatan
negatif sehingga jumlah ion yang
diserap menjadi lebih kecil. Selain itu,
pada pH yang lebih tinggi (mulai pH 5
untuk ion Cu(II) dan 6 untuk ion
Cd(II), jumlah ion yang terdapat dalam
larutan rendah karena sebagian dariion-ion tersebut mengendap.
5/14/2018 Draft Artikel-Paulina Taba - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/draft-artikel-paulina-taba 10/14
10
Akibatnya, jumlah ion yang diadsorpsi
menurun. Data pada Gambar 4
menunjukkan bahwa pH optimum
untuk biosorpsi ion Cd(II) dan Cu(II)
berturut-turut adalah 5 dan 4. Peneliti
sebelumnya (Matheickal (1998), Yin
dkk. (1999), dan Kapoor dkk (1999)
melaporkan bahwa pH optimum
biosorpsi ion Cd(II) adalah 5 dengan
menggunakan biosorben yang berbeda.
Aksu dan ĺşoğlu (2005) menggunakan
pH 4 untuk mengadsorpsi ion Cu(II)
oleh limbah pulp bit gula. Yahaya dkk
(2009) mendapatkan pH optimum yang
lebih tinggi (5) untuk biosorpsi ion
Cu(II) yang menggunakan sel yang
diimobilisasi dari Pycnoporus
sanguineus. pH optimum yang lebih
besar daripada 5 didapatkan oleh
Yazisi dkk (2008) dengan
menggunakan bubuk daun Marrubium
globosum sebagai biosorben. Menurut
Wilde dkk (1993), pH optimum untuk
penghilangan ion logam tidak dapat
diprediksi dan sangat bergantung pada
spesies tanaman yang digunakan dan
kondisi yang lain.
Kapasitas adsorpsi ion Cd(II), dan
Cu(II)
Hubungan antara jumlah ion
yang diadsorpsi (qe) dan konsentrasi
kesetimbangan (Ce) diberikan pada
Gambar 5 yang menunjukkan bahwa
makin tinggi konsentrasi awal ion
logam berat makin banyak ion logam
tersebut yang diadsorpsi. Tetapi
kenaikan jumlah ion yang diadsorpsi
menurun pada konsentrasi awal yang
lebih tinggi. Untuk menentukan
kapasitas biosorpsinya, isotermal
adsorpsi Langmuir dan Freundlich
digunakan yang ditunjukkan pada
Gambar 6 dan 7.
Gambar 5. Isotermal biosorpsi ion
Cd(II) dan Cu(II) olehampas sagu
5/14/2018 Draft Artikel-Paulina Taba - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/draft-artikel-paulina-taba 11/14
11
Gambar 6. Isotermal Langmuir dari biosorpsi ion-ion a) Cd(II) dan b) Cu (II)
Gambar 7. Isotermal Freundlich dari biosorpsi ion-ion a) Cd(II) dan b) Cu (II),
Gambar 6 dan 7 menunjukkan
bahwa biosorpsi ion Cd(II) dan Cu(II)lebih memenuhi Isotermal Langmuir
yang menyatakan bahwa biosorpsi ion-
ion tersebut cenderung satu lapisan.
Nilai kapasitas biosorpsi untuk ion-ion
tersebut berturut-turut adalah 11,79
dan 10,92 mg/g yang menunjukkan
bahwa kapasitas biosorpsi ion Cd(II), >
Cu(II).
Karekterisasi Biosorben sebelum
dan sesudah Biosorpsi
Data Spektra FTIR digunakan
untuk melihat gugus fungsi apa yang
terlibat dalam biosorpsi, Gambar 8
menunjukkan berturut-turut spektra
FTIR dari ampas sagu sebelum
biosorpsi dan setelah biosorpsi ion-ionCd(II) dan Cu(II).
Gambar 8. Spektra FTIR ampas sagua) sebelum biosorpsi, dansetelah biosorpsi dengan b)ion Cd(II) dan c) ion Cu(II)
Hasil karakterisasi dengan FTIRmenunjukkan bahwa puncak-puncak
5/14/2018 Draft Artikel-Paulina Taba - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/draft-artikel-paulina-taba 12/14
12
serapan yang terdapat dalam ampas
sagu sebelum biosorpsi hampir sama
dengan puncak-puncak yang terdapat
setelah biosorpsi kecuali puncak pada
3373,50 cm-1 (-O-H ulur) mengalami
pergeseran ke arah bilangan
gelombang yang lebih besar dengan
pergeseran sebesar 27 – 39 cm-1
setelah biosorpsi ion Cd(II) dan Cu(II)
yang menunjukkan bahwa interaksi
terjadi antara gugus hidroksil dan ion-
ion logam tersebut.
Desorpsi Ion-ion Cd(II) dan Cu(II)
dari Ampas Tahu
Regenerasi biosorben merupakan
salah satu aspek penting yang dapat
mengurangi biaya proses dan
memungkinkan untuk mendapatkankembali ion logam dari biosorben.
Desorpsi ion Cd(II) dan Cu(II) dengan
menggunakan berbagai agen
pendesorpsi diberikan pada Gambar 9.
Hasil menunjukkan bahwa agen
pengdesorpsi yang paling baik untuk
menarik kembali ion dari biosorbenadalah HNO3 0,1 M untuk ion Cd(II)
dan H2SO4 0,1 M untuk ion Cu(II)..
Sebagian besar ion Cd(II) dan Cu(II)
(> 90 %) dapat ditarik kembali dengan
satu kali proses desorpsi.
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
HNO3 HCl H2 SO 4 KCl Na2 CO 3 NaHCO3 EDTA Nat.
Sitrat
94,07 91,97
%
D e s o r p s i
Ion Cd(II)
Ion Cu(II)
Gambar 9. Desorpsi ion Cd(II) danCu(II) dengan berbagaiagen pengdesorpsi
KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang
telah dilakukan, kesimpulan yang
dapat diambil adalah sebagai berikut:
Biosorpsi ion-ion Cd(II) dan Cu(II)
mencapai kesetimbangan dalam waktu
yang cepat 20 menit untuk Cd(II) dan
10 menit untuk Cu(II). Biosorpsi ion-
ion Cd(II) dan Cu(II) mengikuti model
kinetika orde dua semu dengan laju
biosorpsi (k2) 0,24 g menit-1mg-1 untuk
ion Cd(II) dan 5,16 g menit-1mg-1
untuk ion Cu(II). pH optimum yang
digunakan dalam penentuan kapasitas
biosorpsi untuk ion Cd(II) dan CuII)
berturut-turut adalah 5 dan 4. Biosorpsi
ion-ion yang digunakan dalam
penelitian memenuhi persamaan
Langmuir dengan nilai Qo (kapasitas
biosorpsi) ion Cd(II) dan CuII)
berturut-turut adalah 11,79 dan 10,92
mg/g. Gugus fungsi yang terdapat
dalam ampas sagu yang terlibat dalam
5/14/2018 Draft Artikel-Paulina Taba - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/draft-artikel-paulina-taba 13/14
13
biosorpsi adalah gugus hidroksil. Agen
pengdesorpsi yang paling baik untuk
desorpsi ion Cd(II) dan Cu(II) berturut-
turut adalah HNO3
0,1 M dan H2SO
4
0,1 M dengan % desorpsi > 90 %
DAFTAR PUSTAKA
Aksu, Z., and ĺşoğlu, A., 2005,
Removal of copper(II) ions from
aqueous solution by biosorption
onto agricultural waste sugar beet
pulp, Process Biochem. 40, 3031 –
3044.
Davis, T. A., B. Voleskya, and Mucci,
A., 2003, A Review of the
Biochemistry of Heavy Metal
Biosorption by Brown Algae, Wat.
Res., 37 (4311 – 4330).Haryanto, B. dan Pangloli, P., 1992,
Potensi dan Pemanfaatan Sagu,Kanisius, Yogyakarta.
La Nafie, N., Taba, P., Fauziah, S.,
Gulam, Arjuna dan Mulyadi,
2007, Biosorpsi Ion Logam Cu(II),
Cd(II) dan Pb(II) oleh Biomassa
Lamun Enhalus acoroides yang
Terdapat di Kepulauan
Spermonde, J. Kelautan dan
Perikanan, 17(4), 321 – 330.
Malkoc, E., and Nuhoglu, Y., 2005,
Investigations of nickel(II)
removal from aqueous solutions
using tea factory waste, .
Hazardous Mater ., B127, 120 –
128.
Pino, G. H., Luciana Maria Souza de
Mesquita, Mauricio Leonardo
Torem, Gustavo Adolfo Saavedra
Pinto. (2006). Biosorption of
cadmium by green coconut shell
powder. Minerals Engineering.
19: 380 – 387.
Saeed, A., and Iqbal, M., 2003,
Bioremoval of cadmium from
aqueous solution by black gram
Husk (Cicer arientinum). Water
Res. 37, 3472 – 3480.
Sağlam, A., Bektas, S, Patir, S., Genς,
Ö, and Denizli, A., Novel Metal
Compexing Ligand Thiazolidine
Carryng Poly(hydroxyethyl-
methacrylate) Microbeds for
removal of Cadmium(II) and
Lead(II) Ions from Aqueous
Solutions, Reactive Functional
Polym., 47, 185 – 192.
Steenkamp, G. C., Keizer, K.,
Neomagus, H. w. J. P., and Krieg,
H. M., 2002, Copper(II) Removal
from Polluted Water with
Alumina/chitosan Composite
Membranes, J. Membr. Sci., 197,
147 – 156.
Sternberg, S. P. K. and Dom, R. W.,
2002, Cadmium Removal using
Cladophora in Batch, Semi-batch
5/14/2018 Draft Artikel-Paulina Taba - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/draft-artikel-paulina-taba 14/14
14
and Flow Reactors, Bioresour.
Technol., 81, 249 - 255.
Sunusi, M. A., 2001, Pemanfaatan
Ampas Sagu Dalam Menurunkan
Konsentrasi Al, Fe Pada Tanah
Padsolik Merah Kuning Dan
Pengaruhnya Terhadap
Pertumbuhan Jagung di Sulawesi
Tenggara, Tesis Tidak di
Terbitkan, Pengelolaan
Lingkungan Terhadap Teknik
Lingkungan Program Pascasarjana
Unhas, Makssar.
Volesky, B., and Holan, Z.R., 1995,
Biosorption of Heavy Metals,
Biotechnol. Prog. 11, 235 – 250.
Wang, X. and Qin, Y., 2005,
Equilibrium sorption isotherms for
of Cu2+ on rice bran. Process
Bioche., 40, 677 – 680.
Wilde, E., and Bedemann, J. R., 1993,
Bioremoval of Heavy Metals by
the Use of Microalgae, Biotech.
Adv., 11, 781 – 812
Yahaya, Y. A., Don, M. M., and
Bhatia, S., 2009, Biosorption of
copper (II) onto immobilized cells
of Pycnoporus sanguineus from
aqueous solution: Equilibrium and
kinetic studies, J. Hazardous
Mater ., 161, 189 – 195.
Yang, J. and Volesky, B., 1999,
Biosorption of Uranium On
Sargassum Biomass Wat. Res.
Vol. 33(15), 3357-3363.
Yazisi, H., Kiliç, M., and Solak, M.,
2008, Biosorption of copper(II) by
Marrubium globosum subsp.
Globosum leaves powder: Effect
of chemical pretreatment, J.
Hazard. Mater ., 151, 669 – 675.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima
kasih kepada Universitas Hasanuddin
yang telah memberikan Hibah Strategi
Nasional melalui dana DIPA Unhas.
Top Related