Daur Mangan & Besi

TUGAS MIKROBIOLOGI : DAUR MANGAN & BESI

Disusun Oleh : GUSTI SEPTIANDINA

NPM : 230210080002

ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

2008-2009

DAUR MANGAN & BESI

Mangan paling banyak diserap dalam bentuk ion mangan. Keberadaan unsur mangan biasanya bersama-sama dengan unsur besi dan unsur besi biasanya terdapat di air tanah. Air tanah umumnya mempunyai konsentrasi karbon dioksida yang tinggi hasil penguraian kembali zat-zat organik dalam tanah oleh aktivitas mikroorganisme, serta mempunyai konsentrasi oksigen terlarut yang relatif rendah, menyebabkan kondisi anaerobik. Kondisi ini menyebabkan konsentrasi besi dan mangan bentuk mineral tidak larut (Fe3+ dan Mn4+) tereduksi menjadi besi dan mangan yang larut dalam bentuk ion bervalensi dua (Fe2+ dan Mn2+).

Meskipun besi dan mangan pada umumnya terdapat dalam bentuk terlarut bersenyawa dengan bikarbonat dan sulfat, juga ditemukan kedua unsur tersebut bersenyawa dengan hidroden sulfida (H2S).  Selain itu besi dan mangan ditemukan pula pada air tanah yang mengandung asam yang berasal dari humus yang mengalami penguraian dan dari tanaman atau tumbuhan yang bereaksi dengan unsur besi untuk membentuk ikatan kompleks organik. konsentrasi mangan pada umumnya kurang dan 1,0 mg/l. Pada air permukaan yang belum diolah ditemukan konsentrasi mangan rata-rata lebih dari 1 mg/l, walaupun demikian dalam keadaan tertentu unsur mangan dapat timbul dalam konsentrasi besar pada suatu reservoir/tandon atau sungai pada kedalaman dan saat tertentu. Hal ini terjadi akibat adanya aktivitas mikroorganisme dalam menguraikan dan mereduksi bahan organik dan mangan (IV) menjadi mangan (II) pada kondisi hypolimnion (kondisi adanya cahaya matahari).

Proses penghilangan besi dan mangan

Limbah cair yang berasal dari berbagai industri, papar dia, diketahui banyak mengandung berbagai jenis senyawa organic beracun, bakteri patogen dan minyak yang berpotensial meracuni sumber air di lingkungan sekitar lokasi perusahaan industri.

Ozon dikenal sebagai gas yang sangat aktif dalam membunuh bakteri, menghilangkan bau dan warna serta dapat mengoksidasi berbagai senyawa organik yang banyak terdapat pada air sisa produksi industry kimia dan domestik.

Kombinasi ozon dengan ultraviolet menghasilkan sistem oksidasi pengolahan limbah cair industri yang sangat efektif dan kompak untuk penyediaan bahan baku air bersih.

Ozon yang merupakan sepsis aktif dari oksigen memiliki oksidasi potensial 2.07V, lebih tinggi dibandingkan chlorine yang hanya memiliki oksidasi potential 1.36V. Kombinasinya dengan ultraviolet dapat menghasilkan spesis aktif hydroxyl radical yang memiliki kemampuan oksidasi lebih tinggi dari ozon yakni 2.80V, sehingga mampu mengoksidasi hampir semua bahan organik yang umumnya terkandung dalam limbah cair.

Adapun manfaat hydroxyl radical meliputi a.l. mengoksidasi berbagai senyawa organic seperti phenol, pestisida, dioxin, membunuh bakteri pathogen, mengontrol rasa dan bau, menghilangkan warna, menguraikan H2S, nitrate dan chyanida, mengoksidasi besi dan mangan, menghancurkan dan menguraikan algae, membantu proses penggumpalan,” katanya.

Limbah cair industri setelah melewati screening kemudian diproses dengan oksidasi dalam chamber oksidasi proses. Setelah melalui oksidasi limbah cair yang sudah mengalami penguraian organic dilewatkan pada proses filtering. Melalui proses oksidasi senyawa organik beracun, bakteri pathogen, dan minyak tadi menjadi material yang mudah untuk diuraikan dan direduksi oleh filtering. (yus)

Ada beberapa prinsip proses penghilangan besi dan mangan yaitu : pertukaran ion (ion exchange), proses secara biologis, tetapi yang umum digunakan pada sistem penyediaan air adalah proses oksidasi secara kimiawi, yaitu menaikkan tingkat oksidasi oleh suatu oksidator dengan tujuan merubah bentuk besi dan mangan terlarut menjadi bentuk besi dan mangan tidak larut (endapan). Proses ini dilanjutkan dengan pemisahan endapan/suspensi/dispersi yang terbentuk menggunakan proses sedimentasi dan atau filtrasi. Untuk meningkatkan efisiensi pemisahan endapan ini, bila perlu menggunakan proses koagulasi-flokulasi dilanjutkan dengan sedimentasi dan filtrasi.

Besi dan mangan dapat diendapkan sebagai senyawa dengan karbonat pada air yang mengandung karbonat (alkalinitas), dengan penambahan kapur atau soda. Pengendapan ini berlangsung pada kondisi anaerobik. Kelarutan Fe (II) dan Mn(II) ditentukan oleh konsentrasi total karbonik. Pada kondisi tersebut, Fe (II) dan Mn (II) karbonat dapat diharapkan mengendap seluruhnya pada pH > 8 dan 8,5. Pengendapan Fe (II) hidroksida dan Mn (II) hidroksida pada pH ± 11. Campuran dua macam endapan tersebut, terbentuk dalam proses Kapur – Soda. Besi dan mangan akan lebih baik bila diendapkan dengan jalan oksidasi oleh oksidator seperti O2 ; O3 ; Klor/senyawa klor ; KMnO4, karena kelarutan dari bentuk Fe (III) trihidroksida dan Mn (IV) dioksida adalah lebih rendah dibandingkan dengan senyawa Fe (II) dan Mn (II) karbonat. Kecepatan oksidasi Fe (II) oleh oksigen sangat rendah dalam kondisi nilai pH rendah. Dalam hal ini pH perlu dinaikkan dengan mengurangi konsentrasi CO2 atau dengan penambahan alkali (kapur).

Kecepatan oksidasi Mn (II) relatif lambat pada pH < 9, pengaruh katalisator dari endapan Mn (IV) sangat diperlukan. Morgan menunjukkan bahwa efek utama dari MnO2 mengadsorpsi Mn (II), dengan cara demikian memberikan pengaruh dalam penghilangan mangan selama proses filtrasi. Kemudian Mn (IV) yang mengadsorpsi, melanjutkan oksidasinya secara perlahan-lahan. Keberadaan asam humus akan memperlambat oksidasi besi. Penyerapan atas Fe (II) dan Mn (II) dilaporkan memegang peranan dalam penghilangan besi dan mangan dari air. Endapan Fe (III) hidroksida dan Mn (IV) dioksida, keduanya mempunyai kapasitas adsorpsi (penyerapan) yang tinggi. Penambahan MgO pada air yang mempunyai pH rendah dapat menaikan kecepatan oksidasi Fe (II) tanpa menaikan pH yang berarti bagi air yang dihasilkan (air hasil olahan).

Pembentukan besi (III) dan mangan (IV) dipengaruhi oleh pH, pada pH antara 6,9 – 7,2. Reaksi pembentukan Fe (III) dapat terjadi dengan cepat, sedangkan reaksi pembentukan Mn (IV) akan lambat bila pH dibawah 9,5. Penggunaan klor sebagai oksidator biasanya untuk mengolah air dengan kandungan besi (II) dan mangan (II) kurang dari 2 mg/l. Pembentukan Fe (III) dan Mn (IV) tergantung pada pH. Pada pH 7,5 klor berbentuk 50 % asam hipoklorit (HOCI) dan 50 % ion hipoklorit (OCI)-. Reaksi oksidasi pada besi (II) lebih cepat dibanding dengan Mangan (II), batas pH untuk pembentukan mangan (IV) adalah 5 – 7 . Pada reaksi terhadap oksidator KMnO4 maka akan terjadi reaksi sebagai berikut :

Mn2+ + 2ClO2 + 2H2O ———–> MnO2 + 2O2 + 2Cl− + 4H+

DAUR MANGAN

Kadar Mn dalam kerak bumi sejkitar 900 ppm dan kadar dalam tanah bervariasi antara 20 ppm sampai  3.000 ppm dan nilai rata-rata yang relative tinggi sebesar  1.000 ppm.

Nama Susunan
Pyrolucite

Manganite

Braunite

Hausmanite

rhodochrocit

MnO2

MnOOH

(MnSi)2­­O3

Mn3O4

MnCO3

Kelarutan Mn dipengaruhi oleh potensial redoks dan pH tanah. Makin tinggi pH, maka makin rendah tingkat kelarutannya. Dimulai pada pH 6,5 sampai reaksi netral dan alkalis dapat terjadi kekahatan Mn dan sebaliknya bila pH tanah rendah kemungkinan yerjadi keracunan Mn (Tanaka dan Yoshida,1970 .

Pengapuran yang berlebihan menyebabkan berkurangnya ketersediaan Mn. Pada pH netral sampai alkalis, pengendapan Mn terjadi berupa MnCO3,oksida dan hidroksida Mn­­­­­­++ (Ponnamperuma, 1969).

Disamping dua factor di atas,ketersediaan Mn tergantung pada macam bahan induk, bahan organic tanah, garam, dan kelembapan tanah. Redoks potensial atau penggenangan berpengaruh terhadap ketersediaan Mn. Dalam suasana tergenang, Mn3+(mangani) direduksi menjadi Mn++(mangano). Dalam bentuk valensi 2 ini, ketersediaan Mn meningkat. Pupuk yang mempunyai reaksi fisiologis asam, misalnya (NH4)2SO4, menyebabkan peningkatan ketersediaan Mn (Cottenie dan Kiekens, 1974). Khelasi Mn, misalnya Mn-EDTA, mudah diusir  dengan Zn dan Cu, sehingga apabila digunakan pupuk Khelat Mn dapat berakibat Mn dalam larutan tanah menjadi tinggi dan mudah tercuci.

Para ahli berpendapat bahwa mikrobia mampu melakukan oksidasi terhadap Mn++,misalnya dari genera Arthtrobacter,Bacillus, Klebsiella, Mettalogenium, Pedomicrobium, Pseudomonas, dan dari fungi termasuk genera Cladosperium, Curvularia, Fusarium, dan Chephasporium (Alexander,1977).

Manganit mempunyai struktur kristal monoklin, dengan kristal umumnya prismatik. Manganit dikenal berwarna hitam atau abu-abu baja dengan cerat berwarna coklat tua. Secara _sik, mineral ini mempunyai kekerasan 4 dan berat jenis 4,3. Mineral ini ditemukan berasosiasi dengan oksida mangan yang lain.

Rodokrosit merupakan mineral kelompok karbonat dan mempunyai struktur kristal heksagonal. Mineral ini mempunyai karakter _sik: warna merah rosa atau coklat tua; kilap kaca; cerat putih dengan kekerasan 31/2 . 4 dan berat jenis 3,5 . 3,7

Kadar Mn dalam air harus < 0,1 mg/l, karena menyebabkan air berwarna coklat kehitaman. Kadar Mn yang > 0,5 mg/l air minum berasa logam.

DAUR BESI

Besi digunakan untuk menyehatkan tanaman dan pertumbuhan hijau tua. Seperti halnya magnesium, besi merupakan mineral utama untuk fotosintesis. Tanaman harus mendapatkan besi untuk membuat kloro_l. Besi sangat melimpah di dalam tanah atau batuan, sehingga suplementasi nutrisi ini tidak diperlukan untuk tanaman.

Besi dapat bersumber dari beberapa mineral, seperti goethit (_-FeOOH), limonit (FeOOH _ nH2O), hematit (_-Fe2O3), magnetit (FeO _ Fe2O3), dan siderite (FeCO3). Goethit mempunyai sistem kristal ortorombik dan umumnya prismatic panjang. Mineral ini biasanya dijumpai berwarna coklat kehitaman atau coklat kekuningan/kemerahan, kilap logam dengan kekerasan 5 . 51/2 dan berat jenis 3,3 . 4,3. Hidrolisis mineral ini menghasilkan mineral limonit, yang biasanya sebagai penyusun utama dari lapisan tanah merah.

Besi (Fe), salah satu unsur yang dibutuhkan untuk metabolisme tubuh, tetapi bila > 1 ppm menimbulkan bau dan rasa tidak enak, warna air akan kemerahan oksida besi baik dalam senyawa ferri atau ferro akan dapat merusak saringan air dan pelunak resin. dan dapat mempengaruhi kesehatan ginjal.

Untuk beberapa kadar logam yang diperiksa melebihi batas ambang, perlu dilakukan proses kimia, misalnya untuk Hg yang melebihi batas dapat ditambahkan NaCl, tetapi hasil endapannya tidak boleh dibuang begitu saja karena akan meracuni lingkungan. Untuk bakteri koli yang terkandung cukup diatasi dengan memasak airnya agar bakteri koli tersebut mati.

Daftar Pustaka

http://books.google.co.id/books?id=VOKq3muIYkkC&pg=PA12&dq=Daur+mangan+dan+besi#PPA21,M1

http://www.nasih.staff.ugm.ac.id/pnt3404/4%209417.doc.

2 Tanggapan so far »

  1. 1

    richard said,

    tengkyu..berguna bgt ney..lg cri2 info ttg mangan..


Comment RSS · TrackBack URI

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: