Sumber Aneka Karya Abadi - Your trusted partner for laboratory instrument

Search
Monitoring Limbah Cair Industri Cat dengan Metode Spektrofotometri

Monitoring Limbah Cair Industri Cat dengan Metode Spektrofotometri

Monday, 01 August 2022

Tahukah Anda bahwa seluruh parameter kualitas air limbah dapat diuji hanya dengan satu alat? Umumnya hal ini dapat dilakukan untuk parameter kimia, yaitu dengan metode spektrofotometri. Metode spektrofotometri merupakan salah satu metode dalam analisis kimia yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya yaitu dengan menggunakan spektrofotometer. Pengukuran dengan menggunakan spektrofotometer dapat dilakukan secara langsung di lapangan dengan menggunakan portable spektrofotometer atau bisa dilakukan di laboratorium dengan menggunakan benchtop spektrofotometer. Metode spektrofotometri yang digunakan dalam monitoring limbah cair industri cat telah diakui dan diatur dalam Standar Nasional Indonesia (SNI). Selain itu, baku mutu air limbah industri cat juga telah diatur dalam Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha dan/atau Kegiatan Industri Cat. Oleh karena itu, artikel ini akan membahas metode spektrofotometri yang dapat memonitoring berbagai parameter kimia dalam limbah cair industri cat.

Karakteristik utama limbah Bahan Beracun dan Berbahaya (B3) industri cat adalah konsentrasi logam berat dan bahan organik yang adalah proses pencampuran sehingga karakteristik limbah yang dihasilkan sama dengan senyawa-senyawa yang digunakan sebagai bahan baku proses produksi cat. Adapun baku mutu limbah cair industri cat dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini.

Tabel 1. Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha Dan/Atau Kegiatan Industri Cat yang sesuai dengan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2014.

Parameter

Kadar paling tinggi (mg/L)

BOD5

80

TSS

50

Merkuri (Hg)

0,01

Seng (Zn)

1,0

Timbal (Pb)

0,30

Tembaga (Cu)

0,80

Krom Heksavalen (Cr+6)

0,20

Titanium (Ti)

0,40

Kadmium (Cd)

0,08

Fenol

0,20

Minyak dan lemak

10

pH

6,0 – 9,0

 

Parameter-Parameter Kimia Kualitas Limbah Cair Industri Cat

1. Total suspended solid (TSS)

Total Suspended Solid (TSS) atau padatan tersuspensi adalah padatan yang menyebabkan kekeruhan air, tidak terlarut, dan tidak dapat mengendap yang terdiri dari lumpur dan jasad renik yang berasal dari kikisan tanah atau erosi, dan umumnya terdiri dari fitoplankton, zooplankton, kotoran hewan, sisa tanaman dan sisa hewan yang sudah mati, kotoran manusia dan limbah industri yang terbawa kedalam air. Padatan tersuspensi berupa partikel-partikel yang dibawa oleh aliran air akan memengaruhi jumlah kadar TSS. Dampak TSS terhadap kualitas air dapat menyebabkan penurunan kualitas air. Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan, kerusakan dan bahaya bagi manusia jika digunakan sebagai air minum yang akan berdampak terhadap kesehatan.

Pengukuran Total Suspended Solid (TSS) atau padatan tersuspensi dalam limbah cair dengan menggunakan spektrofotometer dapat diukur pada panjang gelombang 800 nm.

2. Merkuri (Hg)

Air raksa atau merkuri (Hg) adalah salah satu elemen atau senyawa yang diatur dengan ketat, dan sering kali dibatasi kurang dari 1 µg/l (mikrogram per liter). Senyawa logam merkuri sering dijumpai di dalam air lindi dari tempat pembuangan akhir sampah, air scrubber dari incinerator, dan air limbah industri, laboratorium dan lainnya. Air raksa atau merkuri atau hydrargyrum (Hg) termasuk logam berat dapat menguap pada temperatur kamar. Kandungan Hg pada air limbah yang dibuang ke badan air sangat berbahaya baik bagi organisme air maupun manusia apabila mengkonsumsi air yang mengandung Hg. Air raksa atau merkuri merupakan racun sistemik dan dapat terakumulasi di dalam di hati (liver), ginjal, limpa, atau tulang. Hg dapat dikeluarkan oleh tubuh manusia dan diekresikan lewat urine, feses, keringat, saliva, dan air susu. Keracunan Hg akan menimbulkan gejala gangguan susunan saraf pusat (SSP) seperti kelainan kepribadian dan tremor, convulsi, pikun, insomania, kehilangan kepercayaan diri, iritasi, depresi, dan rasa ketakutan. Gejala gastero-intestinal (GI) seperti stomatis, hipersalivasi, colitis, sakit saat mengunyah, ginggivitis, garis hitam pada gusi (leadline), dan gigi yang mudah lepas. Selain itu, kulit dapat menderita dermatritis, dan ulcer.

Pengukuran kandungan Merkuri (Hg) dalam limbah cair dengan menggunakan spektrofotometer dapat diukur pada panjang gelombang 412 nm.

3. Seng (Zn)

Seng (Zn) merupakan logam berwarna putih kebiru-biruan dengan nomor atom 30, berat atom 65,37 dan berat jenis 7,14 kg/dm3 dan sistem periodik termasuk dalam golongan II b dengan bilangan oksidasi +2. Logam ini larut dalam asam dan alkali, mudah larut dalam asam klorida encer dan asam sulfat encer. Logam seng mudah menghantarkan arus listrik. Seng (Zn) dalam air limbah dalam keadaan terkontaminasi hampir selalu bersama sama dengan kadmium. Perbandingan seng dengan kadmium berperan penting dalam efek seng (Zn) terhadap organisme. Seng dalam keadaan tertentu mempunyai toksisitas yang rendah pada manusia tetapi mempunyai toksisitas yang tinggi pada ikan sehingga standar suplai air untuk keperluan domestik kandungan seng nya maksimum 5 mg/L. Toksisitas seng sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor lingkungan, diantaranya temperatur dan tingkat kelarutan oksigen (O2). Keracunan seng dapat mengakibatkan kerusakan saluran cerna dan diare serta menyebabkan kerusakan pankreas. Adapun gejala keracunan ini adalah demam, muntah, lambung, kejang dan diare.

Pengukuran Seng (Zn) dalam limbah cair dengan menggunakan spektrofotometer dapat diukur pada panjang gelombang 620 nm.

4. Timbal (Pb)

Timbal (Pb) termasuk dalam kelompok logam yang beracun dan berbahaya bagi kehidupan makhluk hidup. Limbah Timbal (Pb) dapat masuk ke badan perairan secara alamiah yakni dengan pengkristalan Pb di udara dengan bantuan air hujan. Penggunaan Pb dalam skala yang besar dapat mengakibatkan polusi baik di daratan maupun perairan. Logam Pb yang masuk ke dalam perairan sebagai dampak dari aktifitas manusia seperti air limbah, selanjutnya akan mengalami pegendapan yang dikenal dengan istilah sedimen. Sedimen merupakan lapisan bawah yang melapisi sungai, danau, teluk, muara dan lautan. Biasanya, kandungan logam berat dalam sedimen lebih tinggi dibandingkan kandungan logam berat yang masuk ke dalam perairan yang akan mengalami pengendapan pada sedimen. Tingginya kandungan timbal dalam sedimen akan menyebabkan biota air tercemar seperti ikan, udang dan kerang, dimana biota tersebut hidup di dasar sungai dan apabila dikonsumsi dapat berbahaya bagi kesehatan.

Pengukuran Timbal (PB) dalam limbah cair dengan menggunakan spektrofotometer dapat diukur pada panjang gelombang 515 nm.

5. Tembaga (Cu)

Tembaga (Cu) merupakan logam transisi golongan IB yang memiliki nomor atom 29 dan berat atom 63,55 g/mol. Tembaga dalam bentuk logam memiliki warna kemerah-merahan, namun lebih sering ditemukan dalam bentuk berikatan dengan ion-ion lain seperti sulfat sehingga memiliki warna yang berbeda dari logam tembaga murni. Tembaga sulfat pentahidrat (CuSO4.5H2O) merupakan salah satu bentuk persenyawaan Cu yang sering ditemukan. Senyawa tersebut biasa digunakan dalam berbagai industri.

Tembaga merupakan satu unsur yang penting dan berguna untuk metabolisme. Konsentrasi batas dari unsur ini dapat menimbulkan rasa pada air bervariasi antara 1-5 mg/L. Konsentrasi 1 mg/L merupakan batas konsentrasi tertinggi untuk mencegah timbulnya rasa yang tidak menyenangkan. Dalam jumlah kecil, Cu diperlukan untuk pembentukan sel-sel darah merah, namun dalam jumlah besar dapat menyebabkan rasa yang tidak enak di lidah, selain itu dapat menyebabkan kerusakan di pada organ hati. Pada konsentrasi yang sedemikian rendah, efek ion logam berat dapat berpengaruh langsung hingga terakumulasi pada rantai makananan. Logam berat dapat mengganggu kehidupan biota dalam lingkungan dan akhirnya berpengaruh terhadap kesehatan manusia.

Gejala yang timbul pada manusia yang keracuanan Cu akut adalah mual, muntah, sakit perut, hemolisis, netrofisis, kejang, dan akhirnya mati. Pada keracuanan kronis, Cu tertimbun dalam hati dan menyebabkan hemolisis. Hemolisis terjadi karena tertimbunnya H2O2 dalam sel darah merah sehingga terjadi oksidasi dari lapisan sel yang mengakibatkan sel menjadi pecah. Tembaga adalah logam yang secara jelas mengalami proses akumulasi dalam tubuh hewan seiring dengan pertambahan umurnya, dan ginjal merupakan bagian tubuh ikan yang paling banyak terdapat akumulasi tembaga. Paparan tembaga dalam waktu yang lama pada manusia akan menyebabkan munculnya efek yang merugikan kesehatan.

Pengukuran Tembaga (Cu) dalam limbah cair dengan menggunakan spektrofotometer dapat diukur pada panjang gelombang 425 nm.

6. Krom Heksavalen (Cr+6)

Kromium merupakan salah satu logam berat yang dihasilkan dari aktivitas industri cat. Di lingkungan perairan, kromium terdapat dalam beberapa keadaan oksidasinya mulai dari -2 sampai +6. Kromium di tanah dan air permukaan paling banyak dalam bentuk +3 dan +6. Kromium trivalen (Cr(III)) berguna dalam proses metabolisme, sementara kromium heksavalen (Cr(VI)) bersifat toksik. Hal ini disebabkan Cr(VI) lebih mobile dari Cr(III) dan sulit untuk dihilangkan dari air. Toksisitas dari Cr(VI) diperkirakan 10 sampai 100 kali dari Cr(III). Cr(VI) umumnya bersifat genotoksik, mutagenik dan karsinogen terhadap manusia dan terhadap jaringan biota tergantung dari tingkat kelarutan dan mobilitasnya. Sementara Cr(III) secara termodinamika lebih stabil dalam tanah yang terendapkan sebagai besi-kromium hidroksida (Fe,Cr)(OH)3 dan kromium hidroksida (Cr(OH)3 atau termobilisasi dalam koloid tanah. Mekanisme pengendapan dan adsorpsi krom ke dalam koloit berlangsng melalui kapasitas pertukaran ion, kondisi pH, keberadaan, kualitas, jumlah dari clay-oksida-hidroksida dan karbon anorganik. Krom dalam tubuh biasanya berada dalam keadaan sebagai ion Cr3+ Krom dapat menyebabkan kanker paru-paru, kerusakan hati (liver) dan ginjal. Kontak fisik antara Krom dengan kulit dapat menyebabkan iritasi dan jika tertelan dapat menyebabkan sakit perut dan muntah.

Pengukuran Krom Heksavalen (Cr+6) dalam limbah cair dengan menggunakan spektrofotometer dapat diukur pada panjang gelombang 540 nm.

7. Kadmium (Cd)

Kadmium (Cd) adalah logam berwarna putih perak, mengkilap, tidak larut dalam basa, mudah bereaksi, serta menghasilkan kadmium oksida bila dipanaskan. Cd umumnya terdapat dalam kombinasi dengan klor (kadmium klorida) atau belerang (kadmium sulfit). Kadmium memiliki nomor atom 40, berat atom 112,4 g/mol, titik leleh 321°C, dan titik didih 767°C. Keracunan akut Cd terjadi jika ternak termakan/terminum bahan yang tercemar Cd dengan dosis 350 mg Cd dengan gejala: mual, muntah, diare, kejang perut, pusing dan hipersalivasi.

Pengukuran Kadmium (Cd) dalam limbah cair dengan menggunakan spektrofotometer dapat diukur pada panjang gelombang 515 nm.

8. Fenol

Fenol atau asam karbolat, atau benzenol, adalah zat kristal tak berwarna yang memiliki bau khas. Salah satu aktivitas senyawa fenol terdapat di dalam limbah cair buangan industri pulp kertas sebagai senyawa toksik dan sumber pencemaran lingkungan. Fenol merupakan antiseptik dagang triklorofenol, atau dikenal sebagai trichlorophenol (TCP). Fenol juga berfungsi dalam pembuatan obat-obatan, pembasmi rumput liar, dan lainnya. Fenol yang terkonsentrasi dapat mengakibatkan pembakaran kimiawi pada kulit yang terbuka. Senyawa fenol juga dapat ditemukan di perairan. Keberadaan fenol bisa menjadi sumber pencemaran yang membahayakan kehidupan manusia maupun hewan air. Sumber yang memiliki kemungkinan terbesar terpapar fenol adalah manufaktur dan lokasi limbah berbahaya. Itu sebabnya, orang-orang yang tinggal di dekat tempat pembuangan sampah, lokasi limbah berbahaya, atau tanaman yang memproduksi fenol adalah populasi yang paling mungkin terkena.

Senyawa fenolik juga terdapat pada limbah industri seperti limbah penyulingan minyak, petrokimia, farmasi, operasi batubara, plastik, cat, kertas, dan produk kayu. Pembuangan dari limbah ini tanpa penanganan dapat menimbulkan risiko kesehatan yang serius bagi manusia, hewan, dan sistem perairan. Fenol telah dinyatakan sebagai polutan prioritas oleh US Environmental Protection Agency (EPA) dan National Pollutant Release Inventory (NPRI) Canada. Badan pengawas internasional telah menetapkan batas yang ketat untuk pelepasan dan pembuangan fenol untuk lingkungan. Sebagai contoh, EPA telah menetapkan standar kemurnian air kurang dari 1 ppb untuk kandungan fenol untuk air bagian permukaan. Tingkat toksisitas berada di kisaran 9-25 mg/L bagi manusia dan ekosistem air. Sejumlah efek pada manusia akibat menghirup fenol di udara telah dilaporkan. Efek jangka pendek di antaranya adalah iritasi pernapasan, sakit kepala, dan mata terbakar. Sementara itu, efek berbahaya paparan tingkat tinggi fenol adalah kelemahan, nyeri otot, anoreksia, penurunan berat badan, dan kelelahan. Efek paparan tingkat rendah jangka panjang termasuk di antaranya meningkatnya kanker pernapasan, penyakit jantung, dan efek pada sistem kekebalan tubuh. Paparan tingkat rendah fenol yang terjadi secara berulang-ulang dapat menyebabkan diare dan sariawan pada manusia. Menelan fenol dengan konsentrasi tinggi dapat mengakibatkan kematian. Efek fenol melalui paparan kulit dapat menyebabkan kerusakan hati, diare, urin berwarna gelap, dan kerusakan sel darah merah.

Selain itu, fenol memiliki efek kesehatan berbahaya yang dapat berkembang menjadi akut dan kronis. Efek jangka panjang dapat berupa gangguan pernapasan, kelemahan otot, tremor, koma, dan kematian pada manusia. Efek langsung paparan fenol adalah iritasi kulit, mata, dan selaput lendir. Efek kronis akibat paparan fenol dapat berupa anoreksia, penurunan berat badan, diare, vertigo, gangguan air liur, dan gangguan urin. Efek kronis paparan fenol menyebabkan iritasi di saluran pencernaan dan sistem saraf pusat dan hati, ginjal, dan jaringan kardiovaskular pada hewan. Penelitian pada hewan telah menunjukkan bahwa efek paparan fenol menyebabkan penurunan berat janin, retardasi pertumbuhan, dan perkembangan abnormal pada keturunannya. Dengan demikian, hal yang sangat penting untuk mengolah air limbah yang mengandung senyawa fenolik sebelum dibuang. Fenol yang mencemari limbah ini terdapat dalam bentuk turunan umumnya, seperti Bisphenol A (BPA), Chlorophenol (CP), dan senyawa fenolik endokrin.

Pengukuran Fenol dalam limbah cair dengan menggunakan spektrofotometer dapat diukur pada panjang gelombang 460 nm.

9. pH

pH adalah derajat keasaman atau kebasaan suatu larutan, menyatakan logaritma negative konsentrasi ion H dengan bilangan pokok 10. Larutan netral mempunyai pH 7 dan asam adalah lebih kecil dari 7, sedangkan basa adalah lebih besar dari 7. pH dapat mempengaruhi kehidupan biologi dalam air. Bila terlalu rendah atau terlalu tinggi dapat mematikan kehidupan organisme air. pH normal untuk kehidupan air adalah 6 – 8.

Pengukuran nilai pH dalam limbah cair dengan menggunakan spektrofotometer dapat diukur pada panjang gelombang 520 nm.

Monitoring Parameter Kimia Industri Cat Menggunakan Metode Spektrofotometri

Metode spektrofotometri adalah metode pengukuran kuantitatif dalam kimia analisis terhadap sifat refleksi atau transmisi cahaya suatu materi sebagai fungsi dari panjang gelombang. Sedangkan spektrofotometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur absorbansi dengan cara melewatkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu pada suatu objek kaca atau kuarsa yang disebut  kuvet. Sebagian dari cahaya tersebut akan diserap dan sisanya akan dilewatkan. Nilai absorbansi dari  cahaya yang diserap sebanding dengan  konsentrasi larutan di dalam kuvet.

Monitoring parameter kimia untuk baku mutu limbah cair industri cat dilakukan guna untuk memastikan limbah cair yang dihasilkan tidak akan melebih batas maksimum yang dianjurkan. Adapun parameter-parameter penentu kualitas limbah cair industri cat yang dapat diukur dengan menggunakan metode spektrofotometri adalah TSS, Merkuri (Hg), Seng (Zn), timbal (Pb), Tembaga (Cu), Krom Heksavalen (Cr+6), Kadmium (Cd), Fenol, dan pH.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalan pengujian parameter kimia limbah cair industri cat adalah:

  1. Metode yang digunakan mengikuti standarisasi yang diakui.
  2. Memastikan persiapan sampel sudah sesuai dengan metode atau standarisasi yang diakui.
  3. Memastikan  spektrofotometer yang digunakan memiliki rentang panjang gelombang yang sesuai untuk setiap parameter yang akan diukur.
  4. Memastikan reagen yang digunakan tepat atau sesuai dengan parameter yang akan diukur.
  5. Mempelajari Material Safety Data Sheet (MSDS) sebelum melakukan pengujian untuk setiap reagen uji yang akan digunakan pada parameter kimia yang akan diuji untuk meminimalisir kecelakaan kerja yang dapat terjadi. 

Adapun prosedur umum yang biasanya dilakukan dalam pengujian parameter kimia limbah cair industri pertambangan adalah sebagai berikut:

Gambar 1. Prosedur umum pengukuran parameter menggunakan spektrofotometer

Monitoring limbah cair industri cat dengan menggunakan metode spektrofotometri dapat dilakukan secara in situ atau secara langsung di lapangan yaitu dengan menggunakan portable spektrofotometer atau monitoring dapat dilakukan di laboratorium dengan menggunakan benchtop spektrofotometer. Contoh portable spektrofotometer dan benchtop spektrofotometer dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2. Portable spektrofotometer dan benchtop spektrofotometer 

 

Previous Article

Water Purifier untuk Industri Minyak Goreng Sawit

Friday, 22 July 2022
VIEW DETAILS