Minggu, 15 Juli 2018

ELIMINASI KONTAMINAN LOGAM BERAT PADA ALIRAN SUNGAI

PENINGKATAN kegiatan industri telah terbukti meningkatkan kualitas dan kuantitas kontaminasi aliran air oleh logam-logam berat. Logam-logam seperti Ag, Pb, As, Be, Cd, Cr, Zn, Cu, Hg, Ni, Sb dan Tl, adalah logam-logam yang biasa hadir  dialiran sungai yang terkontaminasi limbah cair industri. Logam-logam tersebut dapat hadir dalam berbagai bentuk, sebagai unsur, ion atau pun bersenyawa dengan unsur-unsur lain. Jumlah logam dalam suatu lingkungan yang melebihi batas aman, beresiko langsung pada meningkatnya berbagai masalah kesehatan pada manusia dan hewan. Kondisi tersebut memaksa dilakukannya penanganan khusus untuk menurunkan kandungan cemaran logam berat tersebut.

 Berbagai teknologi untuk memisahkan kontaminan tersebut pun telah dikembangkan. Teknik pengendapan merupakan teknik yang paling umum karena teknik ini dipandang murah, mudah dan efisien. teknik-teknik yang umum untuk menyingkirkan kontaminan logam berat diantaranya:

  1. Pengendapan/Presipitasi. Logam yang terkandung diperairan dapat dipisahkan dari fase air melalui upaya pengendapan. Logam dapat diendapkan sebagai senyawa oksida/hidroksida, sulfida, karbonat atau pun fosfat. Presipitan yang selektif terhadap logam-logam tertentu juga telah banyak dikembangkan. Reaksi oksidasi-reduksi juga dapat menjadi upaya untuk mengendapkan logam spesifik seperti kromium (Cr) dan arsen (As). Teknik pengendapan dengan melibatkan aktivitas biologi dari mikroorganisme tertentu juga terbukti efektif untuk memisahkan logam dari lingkungan perairan. Selain itu, teknik pengendapan juga dapat dikombinasikan dengan teknik koagulasi-flokulasi.
  2. Biopresipitasi. Biopresipitasi adalah teknik presipitasi yang melibatkan aktivitas biologi dari mikroorganisme tertentu untuk meningkakan efektivitas pengendapan logam. Teknik ini dapat berlangsung pasif atau dengan menggunakan reaktor biologis dari mikroorganisme yang mereduksi sulfat secara spesifik.
  3. Adsorpsi. Adsorpsi merupakan upaya eliminasi logam-logam berat dari aliran air yang terkontaminasi dengan menggunakan material penjerap seperti karbon aktif, alumina aktif, chitosan, lignin, alginat, zeolit, tanah liat, gambut, wool, kapas atau pun oksida natural.
  4. Biosorpsi. Biosorpsi adalah suatu teknik pengolahan limbah untuk menyingkirkan logam-logam beracun dengan memanfaatkan material organik sebagai biosorben. Material biosorben dapat berupa biomassa dari agro industri (lapisan luar buah atau sereal, kulit tanaman, sekam), biomassa kehutanan (kulit pohon, daun, serbuk gergaji), alga, bakteri, jamur, tanaman terestrial dan akuatik (fitofiltrasi/fitoakumulasi), lumpur limbah, ragi.
  5. Pemisahan secara fisik, dapat dilakukan dengan cara : mikrofiltrasi, ultrafiltasi, nanofiltrasi, reverse osmosis, perforasi membran, kristalisasi beku, distilasi.
  6. Pemisahan secara elektrokimia dengan elektrokoagulasi, elektrodeposisi, elektrodialisis, peroksidasi secara elektrokimia. 
  7. Ekstraksi pelarut. Zat pengekstraksi yang dapat digunakan diantaranya: D2EHPA, hydroxyoximes, tri-n-octylammonium.
  8. Flotasi atau pengapungan, yaitu cara pemisahan logam dari fase air dengan cara mengapungkan logam-logam tertentu dengan bantuan gelembung udara ke permukaan air.
Logam-logam berat yang mencemari lingkungan, umumnya akan memberikan dampak kesehatan tidak secara langsung, melainkan akibat proses absorpsi perlahan dan akumulasi dalam tubuh. Logam-logam berat tersebut diantaranya:
  1. Antimon (Sb), biasanya hadir sebagai ion Sb(III) atau Sb(V). Sb(III) lebih toksik dari Sb(V). Toksisitas akibat logam ini dapat menyebabkan dermatitis, konjungtivitis, ulserasi nasal dan kemungkinan bersifat karsinogenik.
  2. Arsen (As), arsen dapat berada dilingkungan dalam bentuk arsenit (As(III)) atau sebagai arsenat (As(V)). Keduanya sangat toksik. Presipitasi dalam bentuk As2S3 adalah teknik paling umum dalam pemisahannya. Rasa kering dan terbakar pada mulut dan kerongkongan, disfagia, mual, dermatosis, kram, edema pada wajah, abnormalitas jantung, kanker paru-paru, kulit, ginjal, liver, kerusakan pada saluran pernafasan, kardiovaskuler, saraf dan sistem hematopoeitik, serta kematian adalah toksisitas yang mungkin ditimbulkan oleh arsen.
  3. Berilium (Be), umumnya hadir dilingkungan perairan sebagai kation divalen. Logam ini bersifat karsinogen. Be dapat menyebabkan penyakit paru-paru, beriliosis dan sitotoksisitas.
  4. Kadmium (Cd), umumnya ditemukan dalam tingkat oksidasi +2. Cd dapat membentuk kompleks dengan berbagai anion seperti halida, nitrat, thiosulfat, ammonia dan sianida yang umumnya sangat tidak stabil. Garam-garam Cd memiliki kelarutan yang rendah dalam air. Toksisitas Cd dapat menyebabkan kerusakan ginjal, disfungsi dan nekrosis ginjal, edema pulmonar, penyakit Itai-itai, kanker paru-paru dan prostat.
  5. Kromium (Cr), kromium dapat berada padatingkat oksidasi +2, +3 atau +6 dan dapat membentuk kompleks dengan berbagi kation dan anion lain. Tingkat oksidasi kromium dalam persenyawaannya umumnya sebagai trivalen (+3) atau heksavalen (+6). Kromium heksavalen sangat toksik. Cr(III) mudah diendapkan sebagai garam hidroksidanya. Sedangkan Cr(VI) tidak mudah mengendap, sehingga biasanya untuk mengeliminasi Cr(VI), terlebih dahulu dilakukan reaksi untuk mereduksi Cr(VI) menjadi Cr(III). Toksisitas Cr dapat menyebabkan iritasi kulit, sakit kepala, diare, mual, gagal ginjal, iritasi saluran nafas, emfisema, bronkhitis kronis, bronkopneumonia, kanker paru.
  6. Tembaga (Cu), Ion Cu dapat berupa Cu(+) atau Cu(I) dan Cu(2+) atau Cu(II). Pengendapan Cu(I)-sulfida cukup efektif untuk mengeliminasi Cu. Cu divalen dapat membentuk kompleks dengan banyak substrat seperti amina, klorida dan oksalat. Toksisitas Cu dapat menyebabkan kelemahan, lethargi, anoreksia, nyeri abdomen, kram, nausea, diare, mual, sirosis hati, penyakit Wilson, kerusakan pada tubula ginjal, nekrosis hati.
  7. Merkuri/raksa (Hg). Merkuri dapat berada pada tiga bentuk oksidasi yaitu: 0, +1 dan +2. Merkuri dan derivatnya bersifat toksik dan akumulasinya perlahan akan sangat membahayakan. Removal merkuri dapat dilakukan melalui pembentukan endapan dengan mereaksikannya dengan ligand yang mengandung sulfur. Natrium atau kalium dimetilkarbamat adalah agen pengendap yang sering digunakan untuk tujuan tersebut.
  8. Selenium (Se), seperti halnya sulfur, selenium dapat berada pada empat tingkat oksidasi, yaitu: selenida (-2), selenium elemental (0), selenit (+4) dan selenat (+6).  Selenium paling umum dijumpai sebagai selenit. Senyawa logam selenida adalah senyawa yang stabil dan tak larut dalam air. Reduksi biologis dapat mereduksi selenit dan selenat menjadi unsur selenium yang memiliki kelarutan dan toksisitas lebih rendah. Selenit dapat dipisahkan dari larutan melalui pembentukan pengendapan dengan garam-garam ferri.
  9. Thalium (Tl), memiliki tiga tingkat oksidasi yaitu: +1, +2 dan +3. Tingkat kelarutan Tl(III) sangat rendah pada kondisi pH lebih dari 3. Tl(I) sangat mudah larut. 
  10. Seng (Zn). Zn umumnya ditemukan pada kondisi oksidasi +2. Logam ini sangat mudah ditemukan. Mudah larut pada daerah pH netral hingga asam. Zn dapat membentuk kompleks dengan amina, sianida, thiosianida, oksalat, etilendiamina, piridin, anilin dan hidrazin. 



Sumber:


Diposting oleh