1

PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA JUDUL PROGRAM

Analisis Daya Serap Serabut Kelapa Sawit untuk Remediasi Tembaga, Besi, dan Zat Organic pada Air Lindi

BIDANG KEGIATAN:PKM PENELITIAN

Diusulkan oleh: Affifah Nadya Ai’ni (NIM 21080113130083/ Angkatan 2013)Maria Faustina Patricia (NIM 21080113130091/ Angkatan 2013)Rosalia Amara Puspita (NIM 21080115130114/ Angkatan 2015)

UNIVERSITAS DIPONEGOROSEMARANG

2015

2

PENGESAHAN PKM-PENELITIAN

1. Judul kegiatan : Analisis Daya Serap Serabut Kelapa Sawit untuk Remediasi Tembaga, Besi, dan Zat Organic pada Air Lindi

2. Bidang kegiatan : PKM-P3. Ketua Pelaksana Kegiatan

a. Nama Lengkap : Affifah Nadya Ainib. NIM : 21080113130083c. Jurusan : Teknik Lingkungand. Universitas : Universitas Diponegoroe. Alamat Rumah dan No.Tel/HP : Lempongsari timur II/3 / 024

8314945f. Alamat Email : afifahaini507@gmail.com

4. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis : 2 orang5. Dosen Pendamping

a. Nama Lengkap dan Gelar : b. NIDN : c. Alamat Rumah dan No. Tel/Hp :

6. Biaya Kegiatan Totala. Dikti : Rp -b. Sumber Lain (orang tua ) : Rp -

7. Jangka Waktu Pelaksanaan : 4-5 bulan

Semarang, tanggal-bulan-tahunMenyetujui,Pembantu Dekan IIIFakultas Teknik UNDIP

(Dr. Ing Asnawi, ST)NIP. 197107241997021001

Ketua Pelaksana Kegiatan

( Affifah Nadya Aini ) NIM. 21080113130083

Pembantu Rektor IIIUniversitas Diponegoro

(Budi Setiyono, S.Sos., M.Pol.Admin., Ph.D)NIP. 197110111997021001

Dosen Pendamping

( )NIDN. XXXXXXX

3

DAFTAR ISI

Halaman Judul............................................................................................................ 1

Lembar Pengesahan................................................................................................... 2

Daftar isi…................................................................................................................. 3

Ringkasan................................................................................................................... 4

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang....................................................................................................51.2 Tujuan Penelitian..........................................................................................61.3Manfaat..........................................................................................................61.4 Luaran Yang Diharapkan..............................................................................6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Karakterisktik Limbah Cair............................................................................7 2.2 Biofilter...........................................................................................................92.3 Bioball..............................................................................................................92.4 Biofilm.............................................................................................................9

2.5 COD & BOD`.................................................................................................10

BAB III METODA PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian.......................................................................11

3.2 Bahan dan Alat .............................................................................................11

3.3 Prosedur Penelitian.......................................................................................11

BAB IVBIAYA DAN JADWAL KEGIATAN3.1Anggaran Biaya.....................................................................................................13

3.2Jadwal Kegiatan....................................................................................................13

DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................14

LAMPIRAN

4

BAB I.

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kelapa sawit (Elaeis guineensisJacq) merupakan salah satu komoditas

perkebunan yang mempunyai peranan penting di Indonesia. Luas perkebunan

kelapa sawit di Indonesia pada tahun 2011 diperkirakan 8.992.824 ha dan di Riau

berkisar antara 1.912.009 ha (Deptan,2012). Dalam proses pengolahan tandan

buah segar (TBS) menjadi minyak kelapa sawit akan menghasilkan sisa produksi

berupa limbah padat dan cair (Sastrosaryono, 2003).

Serabut kelapa merupakan salah satu bentuk limbah padat dari pohon

kelapa, yang dihasilkan dari pengolahan industry minyak sawit ataupun industry

rumahan dengan skala limbah yang cukup besar.(Gopalakrishnan et.al, 2009).

Sabut kelapa sawit merupakan salah satu limbah padat terbesar yang

dihasilkan dalam proses pengolahan minyak sawit. Sabut kelapa sawit

mengandung selulosa 28,28%. lignin 27,86% dan hemiselulosa 34,78% dimana

semuanya dapat digunakan sebagai bahan alternatif untuk membuat arang

aktif. (Sastrosaryono, 2003)

Selain itu sabut kelapa sawit juga mengandung silika (SiO2) sebesar 59,1%

Silika ini dapat digunakan untuk menyerap gas organik, ion logam berat, dan

gas polutan pada pengolahan limbah. Menurut Muthia (1998), sabut kelapa

sawit yang telah diaktivasi mampu menyerap besi dan seng dari konsentrasi

awal masing-masing yaitu sebesar 4,919 mg/L dan seng 0,031 mg/L menjadi

hilang (tidak terdeteksi). (Sastrosaryono, 2003)

Serabut kelapa merupakan salah satu limbah yang cukup besar, tapi belum

dimanfaatkan secara optimal oleh masyarakat. Pemanfaatan kelapa sawit dan

arang sabut kelapa sawit sebagai adsorben dapat digunakan untuk mengurangi

besi, klorida dan zat organic pada air lindi. Sedangkan untuk tembaga dan sejenis

logam lainnya dapat diserap sampai 50% dari konsentrasi logam atau tembaga

tersebut dalam penelitian Gopalakrishnan et. Al (2009). Air lindi merupakan

5

limbah dari tempat pembuangan akhir (TPA) sampah sehingga terdapat senyawa –

senyawa tersebut dalam konsentrasi yang cukup tinggi.

Air lindi yang dihasilkan TPA perlu diolah terlebih dahulu sebelum

dibuang ke lingkungan agar tidak mengakibatkan pencemaran terhadap

perairan dan lingkungan di sekitarnya. Metoda yang paling umum digunakan

untuk pengolahan limbah yang beracun yaitu osmosis balik, ion exchange,

pengendapan kimia, elektrodialisis dan koagulan. Teknik-teknik memerlukan

biaya yang tinggi, tidak efisien, banyak menggunakan reagen dan

memerlukan energi serta biasanya terdapat endapan yang beracun

(Gopalakrishnan, 2009).

Oleh karenanya adsorpsi menggunakan serat sabut kelapa diajukan

sebagai salah satu metode yang murah dan efisien untuk penyerapan

tembaga, kobal, sianida dan kesadahan total pada air lindi

1.2 Tujuan Khusus

Adapun tujuan khusus dari penelitian ini adalah:

1. Melakukan analisa pembuatan adsorben dari serabut kelapa untuk

remidiasi Tembaga, Besi, dan Zat Organic pada air lindi.

2. Mengujian Adsorben untuk Tembaga, Besi, dan Zat Organic pada air

lindi.

3. Pengembahan untuk minimalisasi limbah akhir.

1.3 Urgensi Penelitian

Penelitian ini diajukan dan kembangkan agar Indonesia mulai mengurangi

buangan limbah pada proses akhir. Karena salah satu penentu factor umur dari

tempat pembuangan akhir (TPA) adalah limbah yang dibuang atau yang di

padatkan pada TPA tersebut. Di Indonesia TPA menerima semua buangan

sampah baik sampah organik maupun sampah anorganik dengan proses open

dumping atau dengan proses lainnya. Adanya pemcampuran tersebut ,

mengakibatkan adanya kandungan senyawa-senyawa biologis maupun logam

berat yang dapat menyebabkan air lindi atau air dari hasil frementasi sampah

berpotensi menimbulkan pencemaran air dan tanah yang merusak keseimbangan

6

lingkungan. Maka dari itu air lindi harus dikelola terlebih dahulu sebelum

dikeluarkan ke lingkungan.

1.4 Yang Diharapkan

Kami sebagai penulis berharap agar hasil dari PKM P yang kami buat dapat

membantu mengatasi pengolahan sampah akhir yang selama ini belum di kelola.

Dan juga agarhasil dari penelitian ini dapat diterapkan bagi seluruh TPA yang ada

di Indonesia.

7

BAB II.

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Serabut Kelapa Sawit

Kelapa sawit (Elaeis guineensisJacq) merupakan salah satu komoditas

perkebunan yang mempunyai peranan penting di Indonesia. Luas perkebunan

kelapa sawit di Indonesia pada tahun 2011 diperkirakan 8.992.824 ha dan di Riau

berkisar antara 1.912.009 ha (Deptan,2012). Dalam proses pengolahan tandan

buah segar (TBS) menjadi minyak kelapa sawit akan menghasilkan sisa produksi

berupa limbah padat dan cair (Sastrosaryono, 2003).

2.2 Manfaat Serabut Kelapa sawit

Secara umum sabut kelapa dapat diolah menjadi cocopeat ( serbuk sabut

kelapa ). Kalau dilihat dari kandungan cocopeat ini, ternyata  mengandung unsur

hara makro dan mikro yang dibutuhkan tanaman. Unsur hara tsb adalah Kalium,

Fosfor, Calsium, Magnesium dan Natrium.

2.3 Kerugian Kandungan Tembaga, Besi, dan Zat Organic pada Air Lindi

Kontaminasi logam berat pada lingkungan perairan merupakan masalah besar

dunia saat ini. Persoalan spesifik logam berat di lingkungan terutama karena

akumulasinya sampai pada rantai makanan dan keberadaannya di alam, serta

meningkatnya sejumlah logam berat yang menyebabkan keracunan terhadap tanah,

udara dan air meningkat. Proses industri dan urbanisasi memegang peranan penting

terhadap peningkatan kontaminasi tersebut. Suatu organisme akan kronis apabila

produk yang dikonsumsikan mengandung logam berat. Berikut ini penjelasan singkat

mengenai logam berat dan standar kesehatannya.

  Logam berat merupakan logam yang mempunyai berat jenis lebih besar dari

5g/cm3.  Namun saat ini unsur metalloid yang berbahaya juga dimasukan dalam

kriteria logam berat.  Beberapa logam berat yang beracun adalah arsen (As),

kadmium (Cd), tembaga (Cu), timbal (Pb), merkuri (Hg), nikel (Ni), dan seng

8

(Zn). 

Tembaga (Cu) bersifat racun terhadap semua tumbuhan pada konsentrasi

larutan di atas 0.1 ppm. Konsentrasi yang aman bagi air minum manusia tidak

lebih dari 1 ppm. Konsentrasi normal komponen ini di tanah berkisar 20 ppm

dengan tingkat mobilitas sangat lambat karena ikatan yang sangat kuat dengan

material.

Besi terlarut dalam air dapat berbentuk kation ferro (Fe2+) atau kation

ferri (Fe3+). Hal ini tergantung kondisi pH dan oksigen terlarut dalam air. Besi

terlarut dapat berbentuk senyawa tersuspensi, sebagai butir koloidal seperti Fe

(OH)3, FeO, Fe2O3dan lain-Iain. Konsentrasi besi terlarut yang masih

diperbolehkan dalam air bersih adalah sampai dengan 0,1 mg/l.

Apabila kosentrasi besi terlarut dalam air melebihi batas tersebut akan

menyebabkan berbagai masalah, diantaranya :

1. Gangguan teknis

Endapan Fe (OH) bersifat korosif terhadap pipa dan akan mengendap pada

saluran pipa, sehingga mengakibatkan pembuntuan dan efek-efek yang dapat

merugikan seperti Mengotori bak yang terbuat dari seng. Mengotori wastafel dan

kloset.

2. Gangguan fisik

Gangguan fisik yang ditimbulkan oleh adanya besi terlarut dalam air

adalah timbulnya warna, bau, rasa. Air akan terasa tidak enak bila konsentrasi besi

terfarutnya > 1,0 mg/l.

3. Gangguan kesehatan

9

Senyawa besi dalam jumlah kecil di dalam tubuh manusia berfungsi sebagai

pembentuk sel-sel darah merah, dimana tubuh memerlukan 7-35 mg/hari yang

sebagian diperoleh dari air. Tetapi zat Fe yang melebihi dosis yang diperlukan

oleh tubuh dapat menimbulkan masalah kesehatan. Hal ini dikarenakan tubuh

manusia tidak dapat mengsekresi Fe, sehingga bagi mereka yang sering mendapat

tranfusi darah warna kulitnya menjadi hitam karena akumulasi Fe. Air minum

yang mengandung besi cenderung menimbulkan rasa mual apabila dikonsumsi.

Selain itu dalam dosis besar dapat merusak dinding usus. Kematian sering kali

disebabkan oleh rusaknya dinding usus ini. Kadar Fe yang lebih dari 1 mg/l akan

menyebabkan terjadinya iritasi pada mata dan kulit. Apabila kelarutan besi dalam

air melebihi 10 mg/l akan menyebabkan air berbau seperti telur busuk.

2.4 Mekanisme Pembuatan Adsorben dari Serabut Kelapa Sawit

Adsorpsi proses pengumpulan substansi terlarut (soluble) dalam larutan oleh

permukaan benda penyerap ikatan kimia fisika (Reynold, 1982).

Berbagai adsorben telah dimanfaatkan untuk mengurangi kandungan Cr(III)

dalam limbah, namun hasilnya belum memuaskan. Sehingga masih diperlukan

adsorben dari bahan atau material baru seperti ampas kelapa.  

Tahap pembuatan adsorben serbuk ampas kelapa dibagi menjadi 2 tahap, yakni

pembuatan arang ampas kelapa menggunakan metode sangrai dan pengayakan

arang ampas kelapa dengan menggunakan ayakan 50 mesh.

Ampas kelapa digunakan sebagai adsorben karena mengandung selulola, manan,

dan galaktomanan. Pada selulosa dan galaktomanan terdapat situs aktif. Situs aktif

tersebut mampu mengikat ion logam berat. Selain itu, ampas kelapa mempunyai

pori-pori yang dapat menjebak ion logam berat. Setelah pembuatan arang dengan

memanfaatkan ampas kelapa, maka tahapan selanjutnya yakni menjerap logam

berat Cr(III) dengan arang tersebut. Cr(III) diperoleh dari larutan CrCl3. Sebanyak

1 gram arang ampas kelapa dimasukkan ke dalam 25 ml larutan CrCl3 dengan

konsentrasi 50, 100, 150, 200, dan 250 ppm. Proses adsorpsi dilakukan dengan

pengadukan selama 1 jam lalu didiamkan selama 1 hari 1 malam.

10

Berdasarkan penelitian ini, ampas kelapa yang dibuat menjadi arang dapat

digunakan secara efektif untuk mengadsorpsi ion logam berat Cr(III) pada

konsentrasi 100 ppm dengan konsentrasi Cr(III) terserap sebesar 94,046 ppm dan

daya serapnya sebesar 2,351 mg/g. (Witono,2012)

2.5 Langkah-langkah Strategis untuk Mengimplementasikan Gagasan

a. Pengumpulan serabut dan pembuatan arang sabut

b. Pengambilan sampel pada air lindi

c. Analisa konsentrasi tembaga, besi, dan zat organic

d. Uji coba adsopsi sabut kelapa pada kandungan air lindi

e. Analisis data

11

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tahapan Penelitian

bulan 1 bulan 2

minggu1 minggu2 minggu3 minggu4 minggu1 minggu2 minggu3 minggu4

bulan 3 bulan 4minggu1 minggu2 minggu3 minggu4 minggu1 minggu2 minggu3 minggu4

Keterangan:

1. Pengumpulan serabut dan pembuatan arang sabut ;

2. Pengambilan sample pada air lindi ;

3. analisa konsentrasi Tembaga, besi, dan zat organic ;

4. Ujicoba Adsorpsi sabut kelapa pada kandungan air lindi ;

5. analisa data

6. Pengecekan ulang pada uji dan analisa

7. Hasil dan kesimpulan

3.2 Indikator Capaian

1. Pengumpulan serabut dan pembuatan arang sabut

Indikator pencapaiannya : sabut kelapa telah di sortir dan juga sabut ygn

di buat arang dapat berhasil

12

2. Pengambilan sample pada air lindi

Indikator pencapaiannya : Air lindi yang di ambil memenuhi kriteria data

yang dibutuhkan dan mencukupi untuk menganalisaan

3. Analisa konsentrasi Tembaga, besi, dan zat organic

Indikator pencapaiannya : Penganalisaan secara cermaat dan teliti. Dan

pengambilan data harus seruntut mungkin

4. Ujicoba Adsorpsi sabut kelapa pada kandungan air lindi

Indikator pencapaiannya : Adsorben dapat bekerja sesuai dengan yang

diinginkan

5. analisa data

Indikator pencapaiannya : Perhitungan teliti

6. Pengecekan ulang pada uji dan analisa

Indikator pencapaiannya : Pengatasi jika dari hasil pengambilan data dan

analisa tidak sama.

7. Hasil dan kesimpulan

Indikator pencapaiannya : hasil sesuai dengan analisa data yang ada

3.3 Teknik Pengumpulan Data dan Analisis Data

a. Teknik Pengumpulan Data : Dengan menggunakan takaran yang sama

pada tiap takaran yang diambil

b. Analisis Data : Data kandungan Fe, Ca, Cldan zat organik yang diperoleh

dari hasil analisis contoh uji sesudah dan sebelum penambahan

adsorben sabut kelapa sawit dibuat dalam bentuk tabel dan grafik.

Untuk uji hipotesis dilakukan dengan uji statistik menggunakan uji t

berpasangan karena pada sampel yang sama dilakukan dua perlakuan

yang berbeda.

13

3.4 Cara Penyimpulan

Penyimpulan data disesuaikan dengan apa yang telat di analisi. Jika terjadi penyimpulan dengan konotasi ganda, perlu di analisis lagi dalam penarikan kesimpulan

3.5 Hasil Penelitian

Diharapkan Konsentrasi Tembaga dan Besi dapat berkurang dengan adanya

adsorben sabut kelapa. Daya serap yang diperoleh dengan arang serat sabut

kelapa masing-masing untuk tembaga, besi dan juga zat organic. Melalui uji

hipotesis dengan uji t berpasangan diketahui bahwa serat sabut kelapa

memiliki perbedaan keefektifan untuk pengurangan tembaga, besi dan zat organic

pada air lindi.

14

BAB IV

BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN

4.1 Anggaran Biaya

NO Jenis Biaya (Rp)

1 Peralatan Penunjang dan Biaya Peminjaman Alat Rp 4.315.000,00

2 Bahan Habis Pakai dan Biaya Analisis Rp 4.720.000,00

3 Perjalanan dan Operasional Rp 500.000.00

Jumlah Rp10.034.000,00

4.2 Jadwal Kegiatan

KegiatanBulan Ke-

1 2 3 41 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Studi Literatur Persiapan Alat Penelitian Analisa Hasil Pembuatan Laporan Seminar

15