bab i pendahuluan

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Polusi air oleh bahan kimia merupakan problem seluruh dunia. Ion logam
berat adalah salah satu yang sangat berbahaya karena sangat toksik walaupun
dalam jumlah kecil (Ghaee dkk., 2012). Dalam dekade terakhir, pertumbuhan
aktivitas industri global meningkatkan dengan tajam penggunaan logam berat,
yang menghasilkan bertambahnya buangan logam berat pencemar dan toksik ke
lingkungan perairan (Chen dkk., 2011).
Walaupun besi merupakan mineral esensial, keberadaannya dalam air
minum dan air tanah bisa menyebabkan masalah, seperti diskolorasi, memberi
rasa logam, bau, kekeruhan dan memberikan noda pada cucian dan pipa ledeng.
Besi oksida yang terbentuk dalam tandon (reservoir) dari oksidasi udara besi yang
terlarut, menyebabkan sumbatan (misalnya pada saluran irigasi) dan juga
membangkitkan pertumbuhan mikroorganisme dalam air. Organisasi Kesehatan
Dunia, WHO (World Health Organization) membatasi 0,3 mg/L besi dalam air
minum. Adanya besi menyebabkan air tidak bisa digunakan untuk makanan dan
minuman (Bodnár dkk., 2013).
Untuk menghilangkan ion logam, beberapa polimer alam seperti kitosan,
selulosa, asam alginat, atau biopolimer alam lainnya (Bodnár
dkk., 2013),
termasuk polimer senyawa alam eugenol telah diteliti. Eugenol sebagai bahan
alami Indonesia telah dimanfaatkan untuk pemisahan ion logam, diantaranya
eugenol diubah menjadi polieugenil oksiasetat untuk pemisahan campuran logam
berat dengan metode ekstraksi pelarut (Harimu dkk., 2009); diubah menjadi
eugenoksi asetat untuk pemisahan ion logam Cr(III) dengan metode BLM (Bulk
Liquid Membrane) (Djunaidi dkk., 2010). Polieugenol telah digunakan sebagai
carrier BLM dengan urutan Cr(III)>>Fe(III)>Ni(II)>>Zn>Cd (asam keras >>
menengah > lunak) (Djunaidi dkk., 2010). Polieugenol juga berpotensi sebagai
adsorben ion besi (Sartika, 2011).
Adsorpsi dianggap sebagai teknologi yang murah dan efisien dalam
mengatasi limbah ion logam dalam air (Khalil dkk., 2013). Keuntungan utama
adsorpsi adalah kedapatan ulang ion logam berat dan selektifitas yang tinggi,
sedikitnya jumlah kotoran (sludge) yang dihasilkan, kesederhanaan disain dan
memenuhi spesifikasi debit yang ketat (Chen dkk., 2010)..
Salah satu teknik pengembangan pembuatan adsorben dengan keefektifan
yang tinggi adalah teknik pencetakan ion/molekul pada polimer dimana
kemampuan pengenalan spesifik disediakan oleh molekul inang, dengan
penambahan serta kemudian selanjutnya mengekstraksi ion/molekul cetakan.
Tercetak ion/molekul merupakan teknik yang menjanjikan untuk pembuatan
bahan polimer dengan daerah ikatan yang mirip reseptor untuk berbagai macam
analit. Bahan tercetak molekuler untuk fungsi pengenalan ini telah digunakan di
dalam banyak bidang seperti ekstraksi fasa padat, pemisahan membran dan sensor
(Chen dkk., 2010).
Teknik tercetak ion didasarkan pada kopolimerisasi dari polimer, baik
yang terisolasi maupun non isolasi atau ion kompleks dengan agen penaut silang.
Dengan pendekatan tersebut gugus ligan yang sesuai akan berinteraksi dengan ion
logam untuk membentuk kompleks yang kemudian dilapisi dalam polimer melalui
pengikatan silang. Selanjutnya ion logam dilepaskan dan terbentuk cetakan.
Akibatnya apabila terjadi interaksi dengan ion logam tersebut, maka pengikatan
akan meningkat menjadi lebih kuat dan juga keselektifan terhadap ion logam
tersebut akan lebih baik (Rao dkk., 2004)
Fenol adalah limbah utama yang ada pada air limbah dari beberapa
aktivitas industri batubara, pekerjaan tambang, penyulingan gasolin, produksi
farmasi, pabrik baja dan besi, dan penyamakan kulit (EPA 2002). Limbah fenol
juga dihasilkan dari limbah cair industri mikroelektronik, industri minyak dan gas,
tekstil, kertas, otomotif, pabrik bahan kimia, fiberglass, pulp, perekat, kayu lapis,
cat, keramik, plastik, formaldehida dan sebagainya.
Fenol bila mencemari perairan dapat menimbulkan rasa dan bau tidak
sedap dan pada konsentrasi tertentu akan menyebabkan kematian organisme di
perairan. Fenol dapat menimbulkan efek kronik bagi organisme dan menyebabkan
kematian pada ikan pada konsentrasi yang sangat rendah, yakni 5–25 mg/L (Alva
dan Peyton, 2003). Fenol dapat mengalami bioakumulasi dan biomagnifikasi oleh
organisme perairan. Fenol dapat masuk ke dalam tubuh melalui air minum dan
makanan yang berasal dari organisme akuatik, sehingga pemulihan fenol dari air
limbah merupakan hal yang sangat penting untuk melindungi dan melestarikan
lingkungan, karena limbah yang timbul dapat mengakibatkan pencemaran apabila
dibuang begitu saja sebelum mengalami pengolahan.
Secara keseluruhan, pada penelitian ini akan dilakukan penelitian
pembuatan IIP Fe, MIP fenol dan MIM Fe baik secara in situ maupun partikel.
1.2 Perumusan Masalah
Polieugenol mampu berinteraksi dengan fenol, melalui kemampuannya
berikatan hidrogen dan interaksi π. Hal ini disebabkan karena ke duanya, yaitu
fenol dan polieugenol memiliki sisi aktif, yakni gugus hidroksi dan cincin benzena
(Kiswandono, 2010; Febriasari, 2011). Sejauh ini, keselektifan terhadap molekul
sejenis belum diteliti.
Polieugenol juga mampu berikatan dengan ion Fe (Djunaidi dkk., 2010;
Sartika, 2011), karena polieugenol memiliki gugus –OH, hidrogen yang terikat
dapat dipertukarkan dengan ion Fe3+. Akan tetapi, hasil penelitian menunjukkan
bahwa keefektifan pemisahan perlu dinaikkan dan keselektifannya terutama
terhadap logam segolongan (contoh Cr3+) masih harus ditingkatkan sehingga perlu
penanganan lebih lanjut. Teknik tercetak molekul maupun ionik (MIP maupun
IIP) baik sebagai adsorben maupun membran diyakini mampu meningkatkan
keselektifan dan daya pisahnya (adsorpsi dan transpor).
Permasalahan yang mendasari penelitian ini adalah:
1.
Apakah IIP meningkatkan keselektifan adsorben terhadap Fe(III) jika
dibandingkan terhadap ion lain seperti Cd(II), Pb(II) dan Cr(III) dan jika
dibandingkan dengan blanko.
2.
Apakah MIP fenol meningkatkan keselektifan adsorpsi terhadap fenol jika
dibandingkan adsorpsi terhadap senyawa yang mirip dan jika dibandingkan
dengan blanko.
3.
Apakah IIP Fe membran in situ mampu secara selektif mentranspor Fe(III)
dan tidak selektif terhadap ion lain.
4.
Apakah IIP Fe membran partikel mampu secara selektif mentranspor Fe(III)
dan tidak selektif terhadap ion lain
1.3 Keaslian dan Kedalaman Penelitian
Penelitian tentang adsorpsi IIP dan MIP untuk Fe(III) dan fenol sudah
banyak dilakukan, tetapi penelitian adsorpsi dan transpor IIP dan MIP berbasis
turunan senyawa alam eugenol (polieugenol) dan dengan penaut silang PEGDE
belum pernah dilakukan. Menurut penelusuran literatur, penelitian tentang
bagaimana polieugenol yang ditaut silang dengan PEGDE mampu bertindak
sebagai polimer fungsional bagi adsorpsi selektif IIP Fe, MIP fenol serta transpor
selektif IIP Fe membran baik in situ maupun partikel belum pernah diteliti.
Pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan IIP Fe, MIP fenol, IIP Fe
membran baik in situ maupun partikel. Akan dipelajari juga kondisi yang
berpengaruh pada proses adsorpsi dan transpor yakni konsentrasi analit yang
dicetakkan, jenis dan konsentrasi asam/pelarut pelepas analit, pH dan lama
pengadukan terhadap kemampuan adsorpsi adsorben dan transpor membran.
1.4 Manfaat Penelitian
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat mengetahui peranan polieugenol
sebagai polimer fungsional dan PEGDE sebagai agen penaut silang untuk
berbagai produk polimer tercetak baik adsorben IIP untuk Fe(III) maupun MIP
untuk fenol serta IIP Fe membran in situ maupun partikel.
1.5 Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang dan permasalahan tersebut di atas maka
penelitian ini bertujuan untuk:
1. Melakukan kajian adsorpsi IIP Fe(III) menggunakan senyawa turunan
eugenol, polieugenol, sebagai polimer fungsional.
2. Melakukan kajian adsorpsi MIP fenol menggunakan senyawa turunan
eugenol, polieugenol, sebagai polimer fungsional.
3. Melakukan kajian transpor IIP Fe(III) membran in situ menggunakan senyawa
turunan eugenol, polieugenol, sebagai polimer fungsional.
4. Melakukan kajian transpor IIP Fe(III) membran partikel menggunakan
senyawa turunan eugenol, polieugenol, sebagai polimer fungsional.
5. Mempelajari pengaruh konsentrasi analit yang dicetakkan, jenis dan
konsentrasi asam/pelarut pelepas analit, pH dan lama pengadukan terhadap
kemampuan adsorpsi dan transpor serta interaksi antara analit dengan
adsorben polimer hasil sintesis dan keselektifan terhadap ion atau molekul
yang mirip.