Efektivitas Advanced Oxidation Processes (Aops) Menggunakan Sistem O3/Uv Untuk Degradasi Serat Mikroplastik Dalam Air

Sadida, Iftinan Najma (2022) Efektivitas Advanced Oxidation Processes (Aops) Menggunakan Sistem O3/Uv Untuk Degradasi Serat Mikroplastik Dalam Air. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 03211840000014-Undergraduate_Thesis.pdf Download (4MB)

Abstract

Keberadaan mikroplastik di perairan sedang menjadi permasalahan yang diperhatikan oleh dunia. Keberadaannya juga telah terdeteksi di Sungai Surabaya yang digunakan sebagai air baku untuk air minum masyarakat Kota Surabaya. Mikroplastik umumnya masuk ke tubuh manusia melalui konsumsi makanan/minuman yang telah terkontaminasi dan jika terakumulasi dalam tubuh manusia dapat menyebabkan gangguan fisiologis hingga potensi kanker. Oleh karena itu dibutuhkan teknologi yang dapat mendegradasi mikroplastik menjadi senyawa yang tidak berbahaya bagi lingkungan dan kesehatan. Teknologi yang berpotensi untuk mengolah mikropolutan adalah advanced oxidation processes (AOPs) dengan sistem O3/UV. Penelitian ini menerapkan AOP berbasis O3/UV untuk mendegradasi mikroplastik khususnya yang berbentuk serat dalam air untuk mengetahui efektivitas dan kondisi optimum pengolahannya. Eksperimen dilakukan terhadap sampel air buatan dari serat benang polyester (PET) dan nylon (PA) yang didispersikan ke dalam air suling dengan konsentrasi 0,1 dan 0,5 mg/L. Dosis ozon diberikan sebesar 2 L/menit secara konstan dan intensitas iradiasi UV divariasikan menjadi tiga yaitu 30, 169, dan 189 μW/cm2 . Eksperimen dilakukan selama 360 menit dengan pengambilan sampel setiap 120 menit. Parameter yang diuji meliputi COD, analisis visual yaitu pengamatan mikroskop dan SEM, serta FTIR dan GC-MS. Selain itu juga dilakukan analisis statistik untuk mengetahui pengaruh setiap variabel terhadap besar degradasi yang terjadi. Degradasi serat mikroplastik ditandai dengan peningkatan COD dalam air serta perubahan morfologi dan kimia permukaannya. Hasil menunjukkan adanya peningkatan COD setelah melalui pengolahan AOP. Peningkatan paling besar terjadi pada variasi 0,1 mg/L PA dengan intensitas iradiasi UV sebesar 189 μW/cm2 selama 240 menit yaitu meningkat 12,87 kali lipat. Analisis mikroskop menunjukkan terdapat serat yang menipis dan lebih kecil setelah 360 menit waktu iradiasi. Analisis SEM memberikan gambaran lebih jelas perubahan morfologi permukaan serat mikroplastik yaitu adanya retakan dan kerutan yang terbentuk. Perubahan carbonyl index (CI) juga dapat menunjukkan terjadinya oksidasi permukaan. Serat mikroplastik jenis PET mengalami penurunan dari 6,67 menjadi 5,52 dan jenis PA mengalami peningkatan dari 1,37 menjadi 2,41. Semakin besar dan lama paparan intensitas iradiasi UV, semakin besar pula degradasi yang terjadi. Analisis statistik juga memberikan hasil bahwa faktor waktu dan intensitas iradiasi UV berpengaruh secara signifikan terhadap degradasi serat mikroplastik. Walaupun demikian, AOP yang diterapkan belum dapat mendegradasi dan memineralisasi total serat mikroplastik melihat banyak mikroplastik yang bentuk dan ukurannya serupa dengan kondisi semula. Kondisi yang menunjukkan degradasi paling besar dalam penelitian ini adalah intensitas iradiasi paling tinggi dengan waktu kontak maksimum yaitu 189 μW/cm2 selama 360 menit.
==============================================================================================================================
The presence of microplastics in water has become an ongoing concern around the world. Its abundance has also been detected in the Surabaya River, which is used as raw water for drinking water. The main entry pathway of microplastics into the human body is through the consumption of contaminated food/drinks and it can cause several physiological disorders, from oxidative stress to the potential for cancer if accumulated in the human body. Therefore, a technology that can degrade microplastics into substances that are safe for the environment and human health is needed. The potential technology to treat micropollutants is advanced oxidation processes (AOPs) using O3/UV system. This research applied O3/UV-based AOP to degrade microplastics, especially fibrous ones in water, to determine the effectiveness and optimum treatment conditions. Experiments were carried out on artificial water samples made of polyester (PET) and nylon (PA) yarn dispersed in distilled water with concentrations of 0.1 and 0.5 mg/L. The ozone dose was constant at 2 L/min and the intensity of UV irradiation was varied into three levels: 30, 169, and 189 μW/cm2 . The experiment was carried out for 360 minutes with samples taken every 120 minutes. Parameters tested included COD, visual analysis, namely microscope observation and SEM, as well as FTIR and GC-MS. In addition, statistical analysis was also carried out to determine the effect of each variable on the degree of the degradation that occurred. Fibrous microplastics degradation is characterized by an increase in COD in water and changes in morphology and surface chemistry. The results showed an increase in COD after going through AOP treatment. The greatest increase occurred in the variation of 0.1 mg/L PA with UV irradiation intensity of 189 μW/cm2 for 240 minutes, which increased 12.87 times. Microscopic analysis showed that there were thinner and smaller fibers after 360 minutes of irradiation time. SEM analysis provides a clearer picture of changes in the surface morphology of fibrous microplastics, namely the presence of cracks and wrinkles that are formed. Changes in carbonyl index (CI) can also indicate the occurrence of surface oxidation. PET fiber’s CI value decreased from 6.67 to 5.52 and PA type increased from 1.37 to 2.41. The greater and longer the exposure to UV irradiation intensity, the greater the degradation that occurs. Statistical analysis also showed that the time factor and UV irradiation intensity had a significant effect on the degradation of fibrous microplastics. However, the applied AOP has not been able to completely degrade and mineralize fibrous microplastics, seeing that many microplastics are similar in shape and size to their initial condition. The condition that showed the greatest degradation in this study was the ighest irradiation intensity with a maximum contact time of 189 μW/cm2 for 360 minutes.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSL 628.351 Sad e-1 2022
Uncontrolled Keywords:	AOPs, degradasi, ozon, pengolahan mikroplastik, serat mikroplastik, degradation, fibrous microplastic, microplastic treatment, ozone, UV
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD1 Oxidation-reduction reaction.
Divisions:	Faculty of Civil, Planning, and Geo Engineering (CIVPLAN) > Environmental Engineering > 25201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	29 Nov 2024 06:07
Last Modified:	29 Nov 2024 06:07
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/115858

Actions (login required)

View Item