Penurunan Kadar Logam Cr(VI) Dan Zat Warna Dari Limbah Batik Menggunakan Adsorben Zeolit Terimpregnasi Fe2(SO4)3 Dengan Metode Adsorpsi

Siti Nur Faizah; Eka Ayu Lintang Ambarwati; Susilowati; Sri Redjeki; Ely Kurniati

Authors

Siti Nur Faizah UPN "Veteran" Jawa Timur https://orcid.org/0009-0009-2823-3416
Eka Ayu Lintang Ambarwati UPN "Veteran" Jawa Timur https://orcid.org/0009-0008-1809-2077
Dr. Ir. Susilowati, MT. UPN "Veteran" Jawa Timur https://orcid.org/0000-0002-2287-429X
Prof. Dr. Ir. Sri Redjeki, MT. UPN "Veteran" Jawa Timur
Ir. Ely Kurniati, MT. UPN "Veteran" Jawa Timur

Keywords:

Limbah Batik, Adsorpsi, Impregnasi, Zeolit, Fe2(SO4)3

Abstract

Industri batik menghasilkan limbah cair yang mengandung logam berat Cr(VI) dan zat warna sintetis yang berpotensi mencemari lingkungan. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi kemampuan zeolit alam yang diaktivasi menggunakan HCl 2 M dan diimpregnasi Fe₂(SO₄)₃ sebagai adsorben dalam menurunkan kadar Cr(VI) dan zat warna limbah batik menggunakan sistem adsorpsi kolom tetap (fixed-bed column). Variasi yang dikaji meliputi laju alir 400–1400 mL/menit dan massa adsorben 350–550 g. Karakterisasi adsorben dilakukan menggunakan BET dan SEM-EDS. Hasil BET menunjukkan bahwa aktivasi meningkatkan luas permukaan zeolit sebesar 29,28%, volume pori sebesar 14,28%, sedangkan diameter pori relatif tetap pada kisaran mesopori. Analisis SEM-EDS menunjukkan keberhasilan impregnasi Fe₂(SO₄)₃ dengan peningkatan kandungan Fe dari 3,73 menjadi 9,12 wt%. Hasil adsorpsi menunjukkan bahwa peningkatan massa adsorben meningkatkan efisiensi penyisihan Cr(VI) dan zat warna, sedangkan peningkatan laju alir menurunkan efisiensi adsorpsi akibat berkurangnya waktu kontak. Kondisi operasi terbaik diperoleh pada massa adsorben 550 g dan laju alir 400 mL/menit dengan konsentrasi akhir Cr(VI) sebesar 0,75 mg/L dan zat warna sebesar 198,8 Pt-Co yang telah memenuhi baku mutu limbah tekstil berdasarkan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia Nomor P.16/MENLHK/SETJEN/KUM.1/4/2019.

References

[1] Razi NM, Fildzah F, Dhani DN, Nasir M, Rizki A, Firdus F. Literatur Review: Pencemaran Logam Berat di Pelabuhan Indonesia. J Laot Ilmu Kelaut 2023;5:48. https://doi.org/10.35308/jlik.v5i1.7175.

[2] Indah M, Utami W. Identifikasi Logam Berat pada Limbah Cair Batik Menggunakan Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry : Kandungan Logam Berat Dalam Limbah Batik. JSSIT J Sains dan Sains Terap 2025;3. https://doi.org/10.30631/jssit.v1i2.130.

[3] Suhartini, Prodjosantoso AK, Octavia B, Yosephine Louise IS. Eco-Friendly Bioremediation of Batik Dye Waste Using Indigenous Bacterial Consortia. Nat Environ Pollut Technol 2025;24. https://doi.org/10.46488/NEPT.2025.v24i03.D1751.

[4] Irianti TT, Kuswadi, Nuranto S, Budiyatni A. Logam Berat dan Kesehatan. Yogyakarta: Grafika Indah; 2017.

[5] Widowati, Sholikhah R, Atika, Sudiyono, Fidloiyah K. The effect of naphthol dyes composition on the results of shibori. IOP Conf Ser Earth Environ Sci 2021;700. https://doi.org/10.1088/1755-1315/700/1/012036.

[6] Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Dan Kehutanan Republik Indonesia Nomor P.16/Menlhk/Setjen/Kum.1/4/2019 2019.

[7] Yustinah, Hudzaifah, Aprilia M, Syamsudin. Kesetimbangan Adsorpsi Logam Berat (Pb) Dengan Adsorben Tanah Diatomit Secara Batch. Konversi 2019;9:17–28.

[8] Laurentius W, Safinatun N, Cahya I. Pembuatan Adsorben Berbahan Baku Tanah Liat dari Limbah Industri Pencucian Pasir Silika dengan Perbedaan Konsentrasi HCl dan Waktu. J Res Technol 2020;6:10–5.

[9] Kurniasih E, Pardi. Analisis Pengaruh Aktivasi Zeolit Alam Ujung Pancu Terhadap Peningkatan Ester Konten pada Metil Ester Berbasis Minyak Sawit Mentah. Proceeding Semin Nas Politek Negeri Lhokseumawe 2018;2:50–3.

[10] Angraini N, Agustina TE, Hadiah F. Pengaruh pH dalam Pengolahan Air Limbah Laboratorium Dengan Metode Adsorpsi untuk Penurunan Kadar Logam Berat Pb , Cu , dan Cd. Junrnal Ilmu Lingkung 2022;20:345–55. https://doi.org/10.14710/jil.20.2.345-355.

[11] Velarde L, Nabavi MS, Escalera E, Antti ML, Akhtar F. Adsorption of heavy metals on natural zeolites: A review. Chemosphere 2023;328. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138508.

[12] Zaharah TA, Aprilianti W, Wahyuni N. Adsorpsi Ion Besi Pada Lindi Menggunakan Zeolit Alam Teraktivasi Asam Klorida (HCl). J Teknol Lingkung Lahan Basah 2023;11:571–8. https://doi.org/10.26418/jtllb.v11i2.66164.

[13] Guaya D, Valderrama C, Farran A, Cortina J. Modification of a natural zeolite with Fe(III) for simultaneous phosphate and ammonium removal from aqueous solutions. J Chem Technol Biotechnol 2015;91. https://doi.org/10.1002/jctb.4763.

[14] Du G, Li Z, Liao L, Hanson R, Leick S, Hoeppner N, dkk. Cr(VI) retention and transport through Fe(III)-coated natural zeolite. J Hazard Mater 2012;221–222:118–23. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2012.04.016.

[15] Szabó M, Kalmár J, Ditrói T, Bellér G, Lente G, Simic N, dkk. Equilibria and kinetics of chromium(VI) speciation in aqueous solution – A comprehensive study from pH 2 to 11. Inorganica Chim Acta 2018;472:295–301. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ica.2017.05.038.

[16] Johnston CP, Chrysochoou M. Mechanisms of chromate adsorption on hematite. Geochim Cosmochim Acta 2014;138:146–57. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.gca.2014.04.030.

[17] Cornell RM, Schindler PW. Infrared study of the adsorption of hydroxycarboxylic acids onα-FeOOH and amorphous Fe (III)hydroxide. Colloid Polym Sci 1980;258:1171–5. https://doi.org/10.1007/BF01382462.

[18] Bandara J, Mielczarski JA, Kiwi J. 1. Molecular Mechanism of Surface Recognition. Azo Dyes Degradation on Fe, Ti, and Al Oxides through Metal Sulfonate Complexes. Langmuir 1999;15:7670–9. https://doi.org/10.1021/la9900270.

[19] Pandey PK, Sharma SK. Removal of Cr(VI) and Pb(II) from Wastewater by ZeoliteNaX in Fixed Bed Column. Water Conserv Sci Eng 2017;2:61–5. https://doi.org/10.1007/s41101-017-0026-2.

[20] Nisak K, Setyowati RDN, Suprayogi D. Perbedaan Laju Alir Dan Volume Adsorben Kulit Pisang Kepok Tehadap Penurunan Logam Timbal Dalam Reaktor Kontinyu. J Reka Lingkung 2022;10:232–41. https://doi.org/10.26760/rekalingkungan.v10i3.232-241.

[21] Amrutha, Jeppu G, Girish CR, Prabhu B, Mayer K. Multi-component Adsorption Isotherms: Review and Modeling Studies. Environ Process 2023;10:38. https://doi.org/10.1007/s40710-023-00631-0.

[22] Susilowati, Romadoni AWW, Ramadhan DA, Jimmy J. The Effectiveness of Ferric Chloride (FeCl₃) And Zeolite in Reducing Copper Heavy Metal and Dye Contaminants in Batik Industry Wastewater Treatment. Rev Gestão Soc e Ambient 2025;19:e011240. https://doi.org/10.24857/rgsa.v19n2-032.

[23] Cakicioglu-ozkan F, Becer M. Effect Of The Acid Type On The Natural Zeolite Structure. J Turkish Chem Soc Sect B Chem Eng 2019;2:69–74.

[24] Huang W, Zhang Y, Li D. Adsorptive removal of phosphate from water using mesoporous materials: A review. J Environ Manage 2017;193:470–82. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.02.030.

[25] Zvereva IA, Samadov A, Kurnosenko SA, Kirichenko SO, Shelyapina MG, Petranovskii V. Effect of Mesoporosity on Structural, Textural, and Optical Characteristics of Fe(III) Ion-Exchanged ZSM-5 Zeolites. Molecules 2025;31. https://doi.org/10.3390/molecules31010023.

[26] Anggoro DD, Hidayati N, Buchori L, Mundriyastutik Y. Effect of Co and Mo Loading by Impregnation and Ion Exchange Methods on Morphological Properties of Zeolite Y Catalyst. Bull Chem React Eng Catal 2016;11:75–83.

[27] Saifuddin M, Bae J, Kim KS. Role of Fe, Na and Al in Fe-Zeolite-A for adsorption and desorption of phosphate from aqueous solution. Water Res 2019;158:246–56. https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.03.045.

[28] Arifin, Karlina A, Khair A. Pengaruh Dosis Kitosan Terhadap Kadar Warna Limbah Cair Home Industry Sasirangan “Oriens Handicraft” Landasan Ulin. J Heal Sci Prev 2017;1:58–67.