Embed Size (px)
Citation preview
i
TESIS
PEMANFAATAN BIOSISTEM TANAMAN
UNTUK MENURUNKAN KADAR FENOL, AMONIA, ION KLORIDA,
DAN COD DARI PROSES BIODEGRADASI AIR LIMBAH YANG
MENGANDUNG RHODAMIN B
SRI DIAN MEITA SARI
NIM 1391261010
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU LINGKUNGAN
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
ii
PEMANFAATAN BIOSISTEM TANAMAN
UNTUK MENURUNKAN KADAR FENOL, AMONIA, ION KLORIDA,
DAN COD DARI PROSES BIODEGRADASI AIR LIMBAH YANG
MENGANDUNG RHODAMIN B
Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister
Pada Program Magister, Program Studi Ilmu Lingkungan,
Program Pascasarjana Universitas Udayana
SRI DIAN MEITA SARI
NIM 1391261010
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU LINGKUNGAN
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
iii
LEMBAR PENGESAHAN
TESIS INI TELAH DISETUJUI
PADA TANGGAL 24 JUNI 2015
Pembimbing I Pembimbing II
Prof. Dr. I Wayan Budiarsa Suyasa, MS Prof. Dr. Ir. I Gede Mahardika, MS
NIP 196703031994031002 NIP 196003181985031001
Mengetahui
Ketua Program Studi Ilmu Lingkungan
Program Pascasarjana
Universitas Udayana,
Prof. Dr. I Wayan Budiarsa Suyasa, MS
NIP 196703031994031002
Direktur
Program Pascasarjana
Universitas Udayana,
Prof. Dr. dr. A.A Raka Sudewi, Sp.S(K).
NIP 195902151985102001
iv
PENETAPAN PANITIA PENGUJI
Tesis ini Telah Diuji dan Dinilai
Oleh Panitia Penguji pada
Program Pascasarjana Universitas Udayana
Pada Tanggal 11 Juni 2015
Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana
No : 1725/UN.14.4/HK/2015
Tanggal : 4 Juni 2015
Panitia Penguji Tesis adalah :
Ketua : Prof. Dr. I Wayan Budiarsa Suyasa, MS
Anggota :
1. Prof. Dr. Ir. I Gede Mahardika, MS
2. Prof. Dr. Ir. I Wayan Suarna, MS
3. Dra. Iryanti Eka Suprihatin, M.Sc, PhD.
v
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Sri Dian Meita Sari
NIM : 1391261010
Program Studi : Magister Ilmu Lingkungan
Judul Tesis : Pemanfaatan Biosistem Tanaman untuk Menurunkan Kadar
Fenol, Amonia, Ion Klorida dan COD dari Proses Biodegradasi
Air Limbah yang Mengandung Rhodamin B
Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah Tesis ini bebas plagiat :
Apabila di kemudian hari terbukti plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya
bersedia menerima sanksi sesuai peraturan Mendiknas RI No. 17 Tahun 2010 dan
Peraturan Perundang-undangan yang berlaku.
Denpasar, 15 Juni 2015
Hormat Saya,
Sri Dian Meita Sari
vi
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan kepada Ida Sang Hyang Widhi Wasa karena
atas asung wara nugraha-Nya penulis dapat menyelesaikan Tesis ini dengan baik.
Dalam penyelesaian Tesis ini, penulis juga mendapat bimbingan, bantuan
serta dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis
mengucapkan terima kasih kepada Prof.Dr. I Wayan Budiarsa Suyasa, MS selaku
pembimbing akademik sekaligus pembimbing I yang dengan penuh perhatian telah
memberikan dorongan, semangat, bimbingan, dan saran selama penulis mengikuti
program magister, khususnya dalam penyelesaian Tesis ini. Kepada Prof. Dr. Ir. I
Gede Mahardika, MS selaku pembimbing II yang dengan penuh perhatian dan
kesabaran telah memberikan bimbingan, nasehat, saran dan pengarahan dalam
proses penyusunan Tesisini.
Ucapan yang sama juga ditujukan kepada Rektor Universitas Udayana
Prof. Dr. dr. Ketut Suastika SpPD KEMD atas kesempatan dan fasilitas yang
diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program
Magister di Universitas Udayana. Kepada Direktur Program Pascasarjana Prof. Dr.
dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S. (K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis
untuk menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana
Universitas Udayana. Tidak lupa penulis ucapkan terima kasih kepada Prof. Dr. I
Wayan Budiarsa Suyasa, MS, Ketua Program Studi Magister Ilmu Lingkungan
Universitas Udayana atas ijin yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti
pendidikan program Magister. Kepada Prof. Dr. Ida Bagus Putra Manuaba, M.Phil
selaku Kepala Laboratorium UPT Analitik Universitas Udayana atas ijin dan
fasilitas yang diberikan selama penulis melaksanakan penelitian.Ungkapan terima
kasih penulis sampaikan pula kepada para penguji tesis yaitu Prof. Dr. Ir. I Wayan
Suarna, MS dan Dra. Iryanti Eka Suprihatin, M.Sc, PhD, yang telah memberikan
masukan, saran, sanggahan dan koreksi sehingga tesis ini dapat terwujud seperti
ini.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang
tulus kepada seluruh staf Dosen dan staf Tata Usaha di Program Studi Ilmu
vii
Lingkungan Pascasarjana Universitas Udayana yang telah memberikan bantuan
dan dukungan kepada penulis. Kepada Drs. I Wayan Supartha, M.Pd dan Ir. Cok
Istri Putri Susilawati selaku orang tua dan seluruh keluarga penulis yang dengan
setia selalu memberikan dukungan baik moril maupun spiritual Tesis ini dapat
terselesaikan. Kepada Putu Edi Yastika yang telah memberikan saran dan motivasi
selama penyusunan Tesis ini berlangsung dan kepada Rekan – rekan Mahasiswa
Program Studi Ilmu Lingkungan Pascasarjana Universitas Udayana terutama
angkatan 2013 yang telah banyak memberikan motivasi dan doa kepada penulis.
Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa/Tuhan Yang Maha Esa selalu
melimpahkan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan
penyelesaian Tesis ini.
Denpasar, 11 Juni 2015
Penulis
viii
ABSTRACT
UNTILIZATION OF THE PLANT BIOSYSTEMS
TO REDUCE CONSENTRATION OF PHENOL, AMMONIA, CHLORIDE
ION AND COD OF THE BIODEGRADATION PROCESS IN WATER
WASTE WHICH CONTAINING RHODAMIN B
The biodegradation of Rhodamine B may not bedirectly result in CO2 and
H2O, rather other pollutans such as phenol, ammonia, and chloride ions. The
objective of this research are to determinethe effectivity of the biosystem plants
indegradating Rhodamine B and the capability to reducethe contents of phenol,
ammonia, chloride ionsand COD.
Concentration artificial waste Rhodamine B that used in this research are 1
mg/L. Seeding sediment using microorganism selected from dyeing waste disposal
located in the village Pemogan, South Denpasar than disseminated into a bath
biosystemin which had given the sand, pebbles and Ipomea carssicaulis.
Furthermore artificial waste Rhodamine B poured into the biosystem and waste
water were analyzed with the time range every 6 hours from 0 until 48 hours.
The results of the capability treatment system showed that the biosystems
of plants was capable to reduce optimals levels of Phenol from 24 to 30 hours of
processing amounted to 0.2906 mg / L, Ammonia from 24 to 36 hours of
processing amounted to 0.1452 mg / L, Ion Klorida and COD from 18 to 30 hours
of processing amounted to 2.127 mg / L and 3.848 mg / L. Biosystems plant is
effective to lowering levels of phenol and ammonia (above 50%), but less effective
in lowering levels of Chloride Ion and COD.
Keywords: Biosystems, biofiltration, biodegradation, rhodamine B, textile waste
ix
ABSTRAK
PEMANFAATAN BIOSISTEM TANAMAN
UNTUK MENURUNKAN KADAR FENOL, AMONIA, ION KLORIDA,
DAN COD DARI PROSES BIODEGRADASI AIR LIMBAH YANG
MENGANDUNG RHODAMIN B
Biodegradasi Rhodamin B kemungkinan tidak akan langsung menjadi CO2
dan H2O namun bisa menimbulkan pencemaran lain seperti senyawa fenol,
amonia, dan ion klorida. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui efektivitas dari
biosistem tanaman yang terjadi pada proses degradasi Rhodamin B dan
kemampuannya dalam menurunkan konsentrasi dari senyawa fenol, amonia, ion
klorida dan nilai COD (Chemical Oxygen Demand).
Limbah Rhodamin B yang digunakan adalah limbah buatan dengan
konsentrasi 1 mg/L. Seediing (pembibitan) sedimen dengan menggunakan sedimen
dari selokan disekitar pembuangan limbah pencelupan yang berlokasi di Desa
Pemogan, Denpasar Selatan. Mikroorganisme yang telah siap kemudian disebar ke
dalam bak biosistem yang di dalamnya telah diberi media pasir dan batu koral dan
tanaman Ipomea carssicaulis. Selanjutnya limbah buatan Rhodamin B dimasukkan
ke dalam biosistem dan air limbah dianalisis dengan rentang waktu setiap 6 jam
dari 0 sampai 48 jam.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa Biosistem tanaman mampu
menurunkan kadar Fenol tertinggi dari jam ke 24 pengolahan sampai jam ke 30
pengolahan sebesar 0,2906 mg/L, Amonia dari jam ke 24 pengolahan sampai jam
ke 36 pengolahan sebesar 0,1452 mg/L, Ion Kloridan dan COD dari jam ke 18
pengolahan sampai jam ke 30 pengolahan sebesar 2,127 mg/L dan 3,848 mg/L.
Biosistem tanaman efektif dalam menurunkan kadar Fenol dan Amonia (di atas
50%), namun kurang efektif dalam menurunkan kadar Ion Klorida dan COD
Kata kunci : Biosistem, biofiltrasi, biodegradasi, rhodamin B, limbah tekstil
x
RINGKASAN
PEMANFAATAN BIOSISTEM TANAMAN
UNTUK MENURUNKAN KADAR FENOL, AMONIA, ION KLORIDA,
DAN COD DARI PROSES BIODEGRADASI AIR LIMBAH YANG
MENGANDUNG RHODAMIN B
Limbah industri tekstil sebagian besar mengandung pencemar berupa zat
warna yang digunakan pada proses pencelupan. Limbah yang mengandung bahan
pencemar akan mengubah kualitas lingkungan bila lingkungan tersebut tidak
mampu memulihkan kondisinya sesuai dengan daya dukung yang ada.
Saat ini telah banyak dikembangkan pengelolaan limbah secara biologi
(biosistem). Faktor yang menentukan efektivitas dalam sistem ini adalah
penggunaan mikroorganisme serta terbentuknya sistem biofiltrasi di dalam
biosistem. Biofiltrasi merupakan salah satu proses pengolahan limbah secara
biologi seperti menggunakan tanaman sebagai media penyerap limbah. Dengan
memanfaatkan aktivitas mikroorganisme diharapkan senyawa organik yang
terdapat dalam limbah tekstil akan terdegradasi menjadi senyawa yang lebih
sederhana dan tidak membahayakan kehidupan perairan. Proses biofiltrasi
memiliki banyak kelebihan diantaranya sangat efektif, biaya pembuatan kolam
biofiltrasi relatif murah, tanaman untuk biofiltrasi cepat tumbuh dan mudah
dipelihara, serta tidak membutuhkan operator dengan keahlian khusus.
Salah satu zat warna sintetik yang digunakan adalah Rhodamin B . Dalam
proses biodegradasi dari Rhodamin B, zat tersebut kemungkinan tidak akan
terdegradasi langsung menjadi CO2 dan H2O namun bisa menimbulkan dampak
pencemaran lain seperti senyawa fenol, amonia, dan ion klorida. Senyawa-
senyawa tersebut sangat berbahaya jika berada di perairan karena merupakan
polutan. Berdasarkan hal tersebut maka dalam penelitian ini perlu diketahui
efektivitas dari biosistem yang terjadi pada proses degradasi Rhodamin B dan
kemampuannya dalam menurunkan konsentrasi dari senyawa fenol, amonia, ion
klorida dan nilai COD (Chemical Oxygen Demand) sebagai indikator bahwa air
hasil dari pengolahan tidak membahayakan lingkungan.
Limbah Rhodamin B yang digunakan adalah limbah buatan dengan
konsentrasi 1 mg/L. Kemudian dilakukan seediing (pembibitan) sedimen dengan
menggunakan sedimen dari selokan disekitar pembuangan limbah pencelupan
yang berlokasi di Desa Pemogan, Denpasar Selatan. Mikroorganisme yang telah
siap kemudian disebar ke dalam bak biosistem yang di dalamnya telah diberi
media pasir dan batu koral dan tanaman Ipomea carssicaulis . Selanjutnya limbah
buatan Rhodamin B dimasukkan ke dalam biosistem dan air limbah dianalisis
dengan rentang waktu setiap 6 jam dari 0 sampai 48 jam.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kemampuan biosistem tanaman
dalam menurunkan kadar polutan hasil degradasi Rhodamin B berupa Fenol,
Amonia dan COD dari jam ke 24 sampai jam ke 48 pengolahan berturut-turut
adalah : 0,7024 mg/L menjadi 0,1194 mg/L ; 0,2821 mg/L menjadi 0,1204 mg/L;
xi
15,392 mg/L menjadi 9,620 mg/L. Untuk Ion Klorida turun dari jam ke 18
pengolahan dengan konsentrasi sebesar 26,588 mg/L sampai jam ke 48 menjadi
23,397 mg/L. Tingkat efektivitas biosistem tanaman dalam menurunkan kadar
Fenol, Amonia, Ion Klorida dan COD berturut-turut adalah sebesar 83,00 %,
57,32%, 12,00% dan 37,50%.
Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa Biosistem tanaman mampu
menurunkan kadar Fenol tertinggi dari jam ke 24 pengolahan sampai jam ke 30
pengolahan sebesar 0,2906 mg/L, Amonia dari jam ke 24 pengolahan sampai jam
ke 36 pengolahan sebesar 0,1452 mg/L, Ion Kloridan dan COD dari jam ke 18
pengolahan sampai jam ke 30 pengolahan sebesar 2,127 mg/L dan 3,848 mg/L.
Biosistem tanaman efektif dalam menurunkan kadar Fenol dan Amonia (di atas
50%), namun kurang efektif dalam menurunkan kadar Ion Klorida dan COD.
xii
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL ................................................................................................................i
PRASYARAT GELAR .......................................................................................ii
LEMBAR PERSETUJUAN................................................................................iii
PENETAPAN PANITIA PENGUJI.. .................................................................iv
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT....................................................v
UCAPAN TERIMA KASIH.. .............................................................................vi
ABSTRACT ........................................................................................................vii
ABSTRAK. .........................................................................................................viii
RINGKASAN .....................................................................................................ix
DAFTAR ISI .......................................................................................................xii
DAFTAR TABEL ...............................................................................................xiv
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................xv
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................xvi
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .............................................................................. 4
1.3 Tujuan Penulisan ................................................................................ 4
1.4 Manfaat Penulisan ............................................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 6
2.1 Pencemaran Air di Lingkungan .......................................................... 6
2.2 Kualitas Limbah .................................................................................. 7
2.3 Kualifikasi Limbah Industri ................................................................ 8
2.4 Limbah Industri Tekstil.. ................................................................... 10
2.5 Rhodamin B.. .................................................................................... 11
2.5.1 Definisi dan Karakteristik Rhodamin B .................................. 11
2.5.2 Kegunaan dan Bahaya Rhodamin B ...................................... 12
2.6 Parameter Kualitas Air Limbah .......................................................... 12
2.6.1 Fenol ................................................................................ . 12
2.6.2 Amonia .................................................................................... 13
2.6.3 Ion Klorida (Cl-) ............................................................... . 15
2.6.4 Chemical Oxygen Demand (COD) ......................................... 15
2.7 Pengolahan Limbah Secara Biologi . ................................................ . 16
xiii
2.7.1 Biofiltrasi ............................................................................. . 16
2.7.2 Sistem Saringan Pasir Tanaman ............................................. 17
2.8 Rhizodegradasi . ................................................................................ . 18
2.9 Tanaman Ipomea crassicaulis (Kangkungan).. ................................. . 19
BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS
PENELITIAN ......................................................................................... 22
3.1 Kerangka Berpikir ............................................................................... 22
3.2 Kerangka Konsep Penelitian ............................................................... 24
3.3 Hipotesis .............................................................................................. 27
BAB IV METODE PENELITIAN ....................................................................... 28
4.1 Rancangan Penelitian ......................................................................... 28
4.2 Lokasi dan Waktu Penelitian.. ............................................................ 28
4.3 Ruang Lingkup Penelitian.. ................................................................. 29
4.4 Penentuan Sumber Data.. .................................................................... 29
4.5 Variabel Penelitian.. ............................................................................ 29
4.6 Bahan Penelitian.................................................................................. 29
4.7 Instrumen Penelitian............................................................................ 30
4.8 Prosedur Penenlitian............................................................................ 30
4.8.1 Penyediaan Tanaman untuk Biosistem .................................. 30
4.8.2 Sampling Sedimen ................................................................. 31
4.8.3 Penyiapan Konsorsium Mikroba yang Akan Ditambahkan ke
pada biosistem.. ....................................................................... 32
4.8.4 Pembuatan Limbah Rhodamin B.. .......................................... 33
4.8.5 Pengolahan dengan Biosistem Tanaman.. ............................... 33
4.9 Prosedur Pemeriksaan Parameter.. ...................................................... 34
4.9.1 Pemeriksaan Kadar Fenol ...................................................... 34
4.9.2 Pemeriksaan Kadar Amonia ................................................... 35
4.9.3 Penentuan Kadar Ion Klorida (Cl-).. ....................................... 36
4.9.4 Pemeriksaan Kadar COD (Chemical Oxygen Demand).. ....... 37
4.10 Penentuan Tingkat Efektivitas Biosistem dalam Menurunkan
Kadar Polutan.. ................................................................................. 38
4.11 Analisis Data.. ................................................................................... 39
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................ 40
BAB VI SIMPULAN DAN SARAN .................................................................... 53
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 54
LAMPIRAN. ......................................................................................................... 59
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
5.1 Kadar Fenol dari Proses Degradasi Limbah Rhodamin B dengan
Biosistem Tanaman ......................................................................... 41
5.2 Kadar Amonia dari Proses Degradasi Limbah Rhodamin B
dengan Biosistem Tanaman.. ........................................................... 44
5.3 Kadar Ion Klorida dari Proses Degradasi Limbah Rhodamin B
dengan Biosistem Tanaman .. .......................................................... 47
5.4 Kadar COD (Chemical Oxigen Demand)dari Proses Degradasi
Limbah Rhodamin B dengan Biosistem Tanaman .. ....................... 48
5.5 Efektivitas Biosistem Kadar Fenol dari Proses Degradasi Limbah
Rhodamin B dengan Biosistem Tanaman.. ..................................... 50
5.6 Efektivitas Biosistem Kadar Amonia dari Proses Degradasi
Limbah Rhodamin B dengan Biosistem Tanaman.. ........................ 51
5.7 Efektivitas Biosistem Kadar Cl- dari Proses Degradasi Limbah
Rhodamin B dengan Biosistem Tanaman.. ..................................... 51
5.8 Efektivitas Biosistem Kadar COD dari Proses Degradasi Limbah
Rhodamin B dengan Biosistem Tanaman.. ..................................... 51
xv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1 Struktur Molekul Rhodamin B ........................................................ 12
2.2 Tanaman Ipomoea crassicaulis……………………………………. .... 20
3.1 Kerangka Berpikir Penelitian……………..…………………… .... 23
3.2 Kerangka Konsep Penelitian…………………………………… ... 26
4.1 Susunan Media dalam Bak Pengolahan Biosistem Tanaman…... ... 31
4.2 Wadah Pembibitan Mikroorganisme……………………………. .. 33
5.1 Kurva Penurunan Konsentrasi Fenol Hasil Proses Degradasi
Limbah Rhodamin B dalam Biosistem Tanaman………………… 43
5.2 Kurva Penurunan Konsentrasi Amonia Hasil Proses Degradasi
Limbah Rhodamin B dalam Biosistem Tanaman………………… 45
5.3 Kurva Penurunan Konsentrasi Ion Klorida Hasil Proses Degradasi
Limbah Rhodamin B dalam Biosistem Tanaman ………………… 47
5.4 Kurva Penurunan Konsentrasi COD Hasil Proses Degradasi
Limbah Rhodamin B dalam Biosistem Tanaman ………………….. 49
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Perhitungan Kadar Fenol ................................................................. 59
2 Perhitungan Kadar Amonia……………………………………. .......... 62
3 Perhitungan Kadar Ion Klorida ……………..……………………. 65
4 Perhitungan Kadar COD (Chemical Oxygen Demand)………....... ..66
5 Perhitungan Efektivitas Biosistem Tanaman …... ........................... 67
6 Isolasi Jenis Mikroorganisme dari Proses Degradasi Limbah
Rhodamin B dalam Biosistem Tanaman …………………………. 69
7 Dokumentasi Penelitian …………………...................................... 70
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dengan semakin meningkatnya jumlah penduduk, maka kebutuhan akan
pakaian menjadi semakin tinggi. Hal ini disebabkan semakin besarnya permintaan
pasar terhadap produk garmen. Industri tekstil selain mampu meningkatkan
perekonomian juga memiliki dampak meningkatkan pencemaran oleh limbah cair
ke lingkungan. Tanpa pengelolaan yang baik, maka limbah yang dihasilkan akan
mengakibatkan beban pencemar yang diterima oleh lingkungan menjadi
bertambah.
Limbah industri tekstil sebagian besar mengandung pencemar berupa zat
warna yang digunakan pada proses pencelupan. Pada proses pewarnaan tekstil
lebih banyak digunakan zat warna sintetik dibandingkan dengan zat warna alam
karena zat warna sintetik dapat memenuhi kebutuhan skala besar dengan warna
yang bervariasi dan lebih praktis dalam pemakaiannya (Montano, 2007 ;
Sastrawidana, 2011). Salah satu zat warna sintetik yang digunakan adalah
Rhodamin B. Rhodamin B adalah zat warna sintetis berbentuk serbuk kristal,
berwarna merah atau ungu kemerahan, tidak berbau, dan dalam larutan berwarna
merah terang berfluorensi. Rhodamin B semula digunakan untuk kegiatan
histologi dan sekarang berkembang untuk berbagai keperluan seperti sebagai
pewarna kertas dan tekstil. Pewarna ini terbuat dari dietillaminophenol dan
phatalic anchidria dimana kedua bahan baku ini sangat toksik bagi manusia.
2
Biasanya pewarna ini digunakan untuk pewarna kertas, wol, dan sutra
(Djarismawati, 2004).
Dalam rangka pengendalian pencemaran lingkungan oleh limbah industri,
Pemerintah Republik Indonesia melalui KepMen LH No. 51/MENLH/10/1995
tentang baku mutu limbah industri cair bagi kegiatan industri dan PP No 82 tahun
2001 tentang pengelolaan kualitas air dan pengendalian pencemaran air
mewajibkan pelaku pelaku industri yang menghasilkan limbah dalam jumlah besar
dan berpotensi mencemari lingkungan harus dilengkapi dengan instalansi
pengolahan air limbah yang memadai. Namun pada kenyataannya masih banyak
pelaku industri yang belum menyediakan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL)
yang memadai sehingga limbah yang dihasilkan langsung dibuang ke badan air
dan tentu saja dapat mencemari lingkungan. Limbah yang mengandung bahan
pencemar akan mengubah kualitas lingkungan bila lingkungan tersebut tidak
mampu memulihkan kondisinya sesuai dengan daya dukung yang ada. Limbah
yang dilepas ke lingkungan dapat meracuni dan terakumulasi pada biota,
mengganggu ekosistem akuatik, mencemari air tanah, serta mengancam kesehatan
manusia.
Selama ini pengolahan limbah tekstil lebih menekankan pada cara fisika
dan kimia. Cara ini memang terbukti efektif dalam mengelola limbah namun
memiliki kekurangan yaitu belum bisa sepenuhnya diaplikasikan di lapangan
terutama oleh industri kecil dan menengah karena membutuhkan bahan kimia yang
banyak, biaya yang relatif tinggi dan menimbulkan lumpur yang banyak.
3
Saat ini telah banyak dikembangkan pengelolaan limbah secara biologi
(biosistem). Faktor yang menentukan efektivitas dalam sistem ini adalah
penggunaan mikroorganisme serta terbentuknya sistem biofiltrasi di dalam
biosistem. Biofiltrasi merupakan salah satu proses pengolahan limbah secara
biologi seperti menggunakan tanaman sebagai media penyerap limbah. Pengolahan
limbah dengan menggunakan sistem biofiltrasi yaitu menggunakan biofilter
tanaman teraerasi terbukti efektif dalam meminimalkan bahan-bahan pencemar
seperti dalam air limbah pencelupan (Nailufary, 2008). Dalam proses biofiltrasi
digunakan tanaman air sebagai media filtrasi. Akar tanaman akan memberikan
lingkungan yang cocok untuk pertumbuhan mikroba (Sumastri, 2009).
Penggunaan biosistem tanaman digunakan untuk pengolahan limbah pencucian
rumput laut dengan penambahan mikroorganisme aktif dalam penelitian yang
dilakukan oleh Suyasa dan Dwijani (2015) mampu menurunkan kadar COD
sebesar 117,32 mg/L selama 8 jam pengolahan.
Dengan memanfaatkan aktivitas mikroorganisme diharapkan senyawa
organik yang terdapat dalam limbah tekstil akan terdegradasi menjadi senyawa
yang lebih sederhana dan tidak membahayakan kehidupan perairan. Proses
biofiltrasi memiliki banyak kelebihan diantaranya sangat efektif, biaya pembuatan
kolam biofiltrasi relatif murah, tanaman untuk biofiltrasi cepat tumbuh dan mudah
dipelihara, serta tidak membutuhkan operator dengan keahlian khusus.
Dalam proses biodegradasi dari Rhodamin B, zat tersebut kemungkinan
tidak akan terdegradasi langsung menjadi CO2 dan H2O namun bisa menimbulkan
dampak pencemaran lain seperti senyawa fenol, amonia, dan ion klorida.
4
Senyawa-senyawa tersebut sangat berbahaya jika berada di perairan karena
merupakan polutan. Maka dalam penelitian ini perlu diketahui efektivitas dari
biosistem yang terjadi pada proses degradasi Rhodamin B dan kemampuannya
dalam menurunkan konsentrasi dari senyawa fenol, amonia, ion klorida dan nilai
COD (Chemical Oxygen Demand) sebagai indikator bahwa air hasil dari
pengolahan tidak membahayakan lingkungan.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang penelitian ini, dirumuskan permasalahan yang
akan dijawab dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Apakah biosistem tanaman mampu menurunkan kadar senyawa fenol,
amonia, ion klorida dan kandungan beban pencemar kimia lain yang sulit
dioksidasi (COD) yang terjadi pada proses biodegradasi Rhodamin B
dalam limbah yang mengandung Rhodamin B.
2. Seberapa besar efektivitas biosistem tanaman dalam menurunkan
konsentrasi senyawa fenol, amonia, ion klorida dan kandungan beban
pencemar kimia lain yang sulit dioksidasi (COD) dari proses biodegradasi
air limbah yang mengandung Rhodamin B.
1.3 Tujuan Penelitian
1. Menentukan kemampuan biosistem tanaman dalam menurunkan kadar
fenol, amonia, ion klorida dan kandungan beban pencemar kimia lain yang
sulit dioksidasi (COD) dari proses biodegradasi air limbah yang
mengandung Rhodamin B.
5
2. Menentukan efektivitas biosistem tanaman dalam menurunkan kadar fenol,
amonia, ion klorida dan kandungan beban pencemar kimia lain yang sulit
dioksidasi (COD) dari proses biodegradasi air limbah yang mengandung
Rhodamin B.
1.4 Manfaat Penelitian
1. Menghasilkan teknologi remediasi zat warna Rhodamin B. Dengan inovasi
penggunaan konsorsium mikroorganisme dalam meningkatkan
kemampuan dan efektivitas pengolahan limbah/air dari zat warna dalam
biofilter sistem tanaman (biosistem).
2. Diharapkan dengan teknologi ini akan memberikan alternatif pengelolaan
limbah tekstil yang lebih efisien, murah serta ramah lingkungan.
6
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Pencemaran Air di Lingkungan
Pada dasarnya kegiatan suatu industri adalah mengolah masukan (input)
menjadi keluaran (output). Pengamatan terhadap sumber pencemar sektor industri
dapat dilaksanakan pada masukan, proses maupun pada keluarannya dengan
melihat spesifikasi dan jenis limbah yang diproduksi. Pencemaran yang
ditimbulkan oleh industri diakibatkan adanya limbah yang keluar dari pabrik dan
mengandung bahan beracun dan berbahaya (B-3). Bahan pencemar keluar
bersama-sama dengan bahan buangan (limbah) melalui media udara, air, dan tanah
yang merupakan komponen ekosistem alam. Bahan buangan yang keluar dari
pabrik dan masuk ke lingkungan dapat diidentifikasikan sebagai sumber
pencemaran, dan sebagai sumber pencemaran perlu diketahui jenis bahan
pencemar yang dikeluarkan, kuantitas dan jangkauan pemaparannya.
Sumber bahan beracun dan berbahaya dapat diklasifikasikan menjadi :
Industri kimia organik maupun anorganik, Penggunaan B-3 sebagai bahan baku
atau bahan penolong, proses kimia, fisika, dan biologi di dalam pabrik.
Lingkungan sebagai wadah penerima akan menyerap bahan limbah tersebut sesuai
dengan kemampuan asimilasinya, dimana wadah penerima (air, udara, tanah)
masing-masing mempunyai karakteristik yang berbeda, misalnya air pada suatu
saat dan tempat tertentu akan berbeda karakteristikya dengan air pada tempat yang
7
sama tetapi pada saat yang berbeda. Perbedaan karakteristik air tersebut
merupakan akibat peristiwa alami dan juga faktor lain.
Limbah air bersumber dari pabrik yang biasanya banyak menggunakan air
dalam proses produksinya. Air dari pabrik membawa sejumlah padatan dan
partikel, baik yang larut maupun yang mengendap. Bahan ini ada yang kasar dan
ada yang halus. Kerap kali air buangan pabrik berwarna keruh dan bersuhu tinggi.
Air limbah yang telah tercemar mempunyai ciri yang dapat diidentifikasi secara
visual dari kekeruhan, warna, rasa, bau yang ditimbulkan dan indikasi lainnya.
Sedangkan identifikasi secara laboratorium ditandai dengan perubahan sifat kimia
air. Jenis industri yang menghasilkan limbah cair di antaranya adalah industri pulp
dan rayon, pengolahan crumb rubber, besi dan baja, kertas, minyak goreng, tekstil,
electroplating, polywood dan lain – lain (Kristianto, 2004).
2.2 Kualitas Limbah
Kualitas limbah menunjukkan spesifikasi limbah yang diukur dari jumlah
kandungan bahan pencemarnya. Kandungan pencemar di dalam limbah terdiri dari
beberapa parameter. Semakin kecil jumlah parameter dan semakin kecil
konsentrasinya, menunjukkan semakin kecil peluang untuk terjadinya pencemaran
lingkungan. Beberapa kemungkinan yang akan terjadi akibat masuknya limbah ke
dalam lingkungan:
a. Lingkungan tidak mendapat pengaruh yang berarti. Hal ini disebabkan karena
volume limbah kecil, parameter pencemar yang terdapat dalam limbah sedikit
dengan konsentrasi yang kecil.
b. Ada pengaruh perubahan, tetapi tidak mengakibatkan pencemaran.
8
c. Memberikan perubahan dan menimbulkan pencemaran.
Sedangkan faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas limbah adalah: Volume
limbah, kandungan bahan pencemar, frekuensi pembuangan limbah (Kristianto,
2004).
2.3 Klasifikasi Limbah Industri
Berdasarkan nilai ekonominya, limbah dibedakan menjadi limbah yang
mempunyai nilai ekonomis dan limbah yang tidak memiliki nilai ekonomis.
Limbah yang memiliki nilai ekonomis yaitu limbah dimana dengan melalui suatu
proses lanjut akan memberikan suatu nilai tambah. Misalnya dalam pabrik gula,
tetes merupakan limbah yang dapat digunakan sebagai bahan baku untuk industri
alkohol, sedangkan ampas tebu sebagai limbah dari pabrik gula juga dapat
dijadikan bahan baku untuk industri kertas karena mudah dibentuk menjadi bubur
pulp.
Limbah non-ekonomis adalah suatu limbah walaupun telah dilakukan
proses lanjut dengan cara apapun tidak akan memberikan nilai tambah kecuali
sekedar untuk mempermudah sistem pembuangan. Limbah jenis ini sering
menimbulkan masalah pencemaran dan kerusakan lingkungan.
Berdasarkan karakteristiknya, limbah industri dapat dibagi menjadi:
a. Limbah cair
Limbah bersumber dari pabrik yang biasanya banyak menggunakan
air dalam proses produksinya. Di samping itu adapula bahan baku yang
mengandung air, sehingga dalam proses pengolahannya air tersebut harus
dibuang. Sebagai contoh, air yang digunakan untuk mencuci suatu bahan
9
sebelum diproses lebih lanjut. Semua jenis perlakuan ini mengakibatkan adanya
air buangan. Pada beberapa jenis industri tertentu, misalnya industri pengolahan
kawat, seng, besi-baja, sebagian besar air digunakan untuk pendinginan mesin
ataupun dapur pengecoran. Air dipompa dari sumbernya, kemudian dilewatkan
pada bagian-bagian yang membutuhkan pendinginan, untuk selanjutnya
dibuang. Oleh karena itu, pada saluran pembuangan pabrik terlihat air mengalir
dalam volume yang cukup besar.
Air dari pabrik tekstil membawa sejumlah padatan dan partikel, baik
yang larut maupun yang mengendap. Bahan ini ada yang kasar dan ada yang
halus. Kerap kali air limbah tekstil buangan pabrik berwarna keruh dan bersuhu
tinggi. Air limbah tekstil yang tercemar mempunyai ciri yang dapat
diidentifikasikan secara visual dari kekeruhan, warna, rasa, bau yang
ditimbulkan dan indikasi lainnya. Sedangkan identifikasi secara laboratorium
ditandai dengan perubahan sifat kimia air.
b. Limbah gas dan partikel
Limbah gas dan partikel adalah limbah yang banyak dibuang ke udara.
Gas/asap, partikulat, dan debu yang dikeluarkan oleh pabrik ke udara akan
dibawa angin sehingga akan memperluas jangkauan paparannya.
c. Limbah padat
Limbah padat adalah hasil buangan industri yang berupa padatan,
lumpur, dan bubur yang berasal dari sisa proses pengolahan. Limbah ini dapat
dikategorikan menjadi dua bagian, yaitu limbah padat yang dapat didaur ulang
dan yang tidak memiliki nilai ekonomis(Kristanto,2004).
10
2.4 Limbah Industri Tekstil
Proses industri tekstil menghasilkan limbah padat dan cair. Limbah padat
berasal dari proses pembuatan kain, benang, serat-serat kain, dan sampah dari
kegiatan lain yang menunjang produksi, sedangkan limbah cair berasal dari proses
pengkanjian benang, proses penghilangan zat pelumas dari serat sintetis sebelum
proses penenunan, dan dari proses pencelupan (Nemerow dan Dasgupta, 1991).
Limbah cair merupakan masalah utama dalam pengendalian dampak lingkungan
industry tekstil karena memberikan dampak yang paling luas. Hal ini disebabkan
karakteristik fisik maupun kimianya yang memberikan dampak negatif terhadap
lingkungan.
Pada industri tekstil dilakukan proses basah yang memerlukan bermacam
zat warna, bahan kimia, dan pembantu penyempurnaan bahan tekstil. Sebagian zat-
zat tersebut teradsorpsi oleh bahan tekstil dan tetap akan berada dalam tekstil
sampai proses selesai, sedangkan sisanya berada dalam larutan dan akan terbuang
bersama air bekas proses basah. Zat-zat dalam air buangan tersebut berpotensi
menimbulkan masalah pencemaran lingkungan. Air limbah industri tekstil dapat
dengan mudah dikenal karena warnanya. Cemaran zat warna ini bervariasi baik
jenis maupun jumlahnya. Warna selalu jadi kontaminan pertama pada limbah cair.
Limbah industri yang berwarna tidak hanya menimbulkan polusi secara visual,
tetapi dapat meningkatkan resiko kerusakan lingkungan dan kesehatan (Cascio,
1994). Pada industri tekstil pewarna yang biasa digunakan adalah pewarna sintetik.
Pewarna sintetik banyak digunakan dalam industri tekstil karena memiliki sifat
yang lebih baik dibandingkan dengan senyawa pewarna alami. Keunggulan dari
11
senyawa sintetik adalah mudah diperoleh dengan komposisi yang tetap,
mempunyai aneka warna, lebih tahan lama, mudah cara pemakaiannya, dan
harganya relatif murah (Awaluddin et al. 2001).
2.5 Rhodamin B
2.5.1 Definisi dan Karakteristik Rhodamin B
Rhodamin B dalam dunia perdagangan sering dikenal dengan nama tetra
ethyl rhodamin, rheonine B, D dan Red no. 19, C.I. Basic violet 10, C.I. No. 45170
(Yuliarti, 2007). Zat pewarna berupa kristal-kristal hijau atau serbuk ungu
kemerahan, sangat larut dalam air dengan warna merah kebiruan dan sangat
berfluorensi. Rhodamin B dapat menghasilkan warna yang menarik dengan hasil
warna yang dalam dan sangat berpendar jika dilarutkan dalam air dan etanol
(Rohman dan Sumantri, 2007).
Rhodamin B sangat larut dalam air yang akan menghasilkan warna merah
kebiru-biruan dan berfluorensi kuat. Rhodamin B juga merupakan zat yang larut
dalam alkohol, HCl, dan NaOH. Di dalam laboratorium, zat tersebut digunakan
sebagai pereaksi untuk identifikasi Pb, Bi, Co, Au, Mg, dan Th, dan titik leburnya
1650C (Cahyadi, 2006).
Dalam molekul Rhodamin B terdapat ikatan konjugasi. Ikatan konjugasi
dari Rhodamin B inilah yang menyebabkan Rhodamin B bewarna merah. Rumus
molekul dari Rhodamin B adalah C28H31N2O3Cl dengan berat molekul sebesar
479.000. Aizen Rhodamine dan Brilliant Pink B. Sedangkan nama kimianya adalah
N – [9 – (Carboxyphenyl) – 6 – (diethylamino) – 3H – xanten – 3 – ylidene] –
Nethylethanaminium clorida dengan struktur molekul:
12
Gambar 2.1
Struktur Molekul Rhodamin B
(Al-Kadhemy et al. 2009)
2.5.2 Kegunaan dan Bahaya Rhodamin B
Rhodamin B digunakan sebagai reagen untuk antimony, bismuth, tantalum,
thallium, dan tungsten. Rhodamin B merupakan zat pewarna tekstil, sering
digunakan untuk pewarna kapas wol, kertas, sutera, jerami, kulit, bambu, dan dari
bahan warna dasar yang mempunyai warna terang sehingga banyak digunakan
untuk bahan kertas karbon, bolpoin, minyak/oli, cat dan tinta gambar.
Di dalam Rhodamin B terdapat ikatan dengan klorin (Cl) yang
menyebabkan senyawa ini reaktif dan berbahaya. Ditemukannya bahaya yang
sama antara Rhodamin B dan Klorin membuat adanya kesimpulan bahwa atom
Klorin yang ada pada Rhodamin B yang menyebabkan terjadinya efek toksik bila
masuk ke dalam tubuh manusia. Atom Cl yang ada adalah termasuk dalam
halogen, dan sifat halogen yang berada dalam senyawa organik akan menyebabkan
toksik dan karsinogen (Cahyadi, 2006).
2.6 Parameter Kualitas Air Limbah
2.6.1 Fenol
Fenol merupakan molekul aromatik yang mengandung gugus hidroksil
13
yang terikat pada struktur cincin aromatik dan mudah larut dalam air (Patrick,
2004). Fenol dikenal dengan nama asam karbolat yang merupakan jenis asam yang
lebih kuat dari alkohol sehingga cukup toksik pada jaringan dan berbau sangat
menyengat (Hart et al. 2003). Fenol sulit didegradasi oleh organisme pengurai
sehingga dapat masuk dengan mudah ke tubuh manusia melalui pencernaan dan
pernafasan ( Khafilzadehet al. 2010).
Fenol dan senyawa turunannya adalah senyawa yang menjadi salah satu
parameter kualitas air olahan dari limbah cair industri tekstil. Fenol dan senyawa
turunannya merupakan zat berbahaya dan beracun. Dalam konsentrasi tertentu
masuknya fenol dan turunannya dapat menyebabkan efek karsinogenik pada
binatang dan manusia. Dalam pengelolaan lingkungan, berbagai upaya dilakukan
untuk mengurangi pencemaran fenol dan senyawa turunannya antara lain dengan
metode elektrolisis, oksidasi, ekstraksi, filtrasi melalui membran cair dan metode
adsorpsi. (Fatimah, 2006).
2.6.2 Amonia
Gas amonia (NH3) dapat terbentuk sebagai hasil penguraian/pembusukan
protein yang terdapat dalam limbah atau sampah organik, baik yang berasal dari
limbah rumah tangga maupun industri. Gas amonia berbau busuk dan jika terhirup
dalam pernafasan dapat berakibat mengganggu kesehatan, molekul amonia (NH3)
biasanya membentuk ion amonium (NH4+). Dengan demikian, kadar amonia dalam
air atau limbah cair selalu ditentukan sebagai ion ammonium (Banon dan Suharto,
2008). Sumber amonia di perairan adalah hasil pemecahan nitrogen organik
(protein dan urea) dan nitrogen anorganik yang terdapat dalam tanah dan air,
14
berasal dari dekomposisi bahan organik (tumbuhan dan biota akuatik yang telah
mati) yang dilakukan oleh mikroba dan jamur, yang dikenal dengan amonifikasi.
Proses amonifikasi ditunjukkan dalam persamaan reaksi
NO3-N NO2-N+ O2 NH3-N + O2 N organik + O2
amonifikasi nitrifikasi
Feses dari biota akuatik yang merupakan limbah aktivitas metabolisme juga
banyak mengeluarkan amonia. Sumber lain amonia di perairan adalah reduksi gas
nitrogen yang berasal dari proses difusi udara atmosfer, limbah industri dan
domestik (Effendi, 2003).
Amonia dalam air berhubungan erat dengan siklus nitrogen di alam. Dalam
siklus nitrogen, amonia dapat terbentuk dari (Sutrisno, 2002) :
a. Dekomposisi bahan-bahan organik yang mengandung nitrogen yang
berasal dari feses hewan yang diuraikan oleh bakteri.
b. Hidrolisis urea yang terdapat dalam urine hewan.
c. Dekomposisi bahan-bahan organik dari tumbuh-tumbuhan yang telah mati
oleh adanya bakteri.
d. Dari nitrogen di atmosfer dan reduksi NO2- oleh bakteri.
Senyawa nitrogen seperti amonia, nitrit dan nitrat di perairan memiliki
hubungan yang erat dimana dapat terjadi transformasi amonia menjadi nitrit
dengan bantuan bakteri Nitrosomonas (Saeni, 1989).
Nitrosomonas
2NH3 + 3O2 2NO2- + 2H
+ + 2H2O + energi
2.6.3 Ion Klorida (Cl-)
Klorida (Cl) adalah salah satu senyawa umum yang terdapat di perairan
alam. Senyawa-senyawa klorida tersebut mengalami proses disosiasi dalam air
15
membentuk ion. Ion klorida pada dasarnya mempunyai pengaruh kecil terhadap
sifat-sifat kimia dan biologi perairan. Kation dari garam-garam klorida dalam air
akan mudah larut. Ion klorida secara umum tidak membentuk senyawa kompleks
yang kuat dengan ion-ion logam. Ion ini juga dapat dioksidasi dalam keadaan
normal dan tidak bersifat toksik. Tetapi kelebihan garam klorida dapat
menyebabkan penurunan kualitas air. Oleh karena itu sangat penting dilakukan
analisis terhadap klorida, karena kelebihan klorida dalam air menyebabkan
pembentukan noda berwarna putih di pinggiran badan air (Achmad,2004).
2.6.4 Chemical Oxygen Demand (COD)
Chemical Oxygen Demand (COD) atau Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK)
adalah jumlah oksigen (mg) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat–zat organik
yang ada dalam 1 liter sampel air, di mana pengoksidasi K2Cr2O7 digunakan
sebagai sumber oksigen (oxiding agent). COD digunakan untuk mengetahui zat
organik dan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi materi organik
dengan oksidasi secara kimia. Nilai COD dalam air limbah biasanya lebih tinggi
daripada nilai BOD karena lebih banyak senyawa kimia yang dapat dioksidasi
secara kimia dibandingkan oksidasi biologi. Untuk berbagai tipe air limbah, COD
dapat dihubungkan dengan BOD, mengingat tes COD hanya membutuhkan waktu
3 jam sehingga merupakan keuntungan bagi instalasi pengolahan jika melakukan
tes COD dibandingkan tes BOD yang membutuhkan waktu 5 hari untuk
mendapatkan hasilnya (Tchobanoglous dan Burton, 1991).
16
2.7 Pengolahan Limbah Secara Biologi
2.7.1 Biofiltrasi
Biofiltrasi adalah suatu cara pemurnian limbah dengan bantuan tanaman
maupun mikroba sebagai media penghancur bahan-bahan pencemar tertentu
terutama senyawa organik yang sangat efektif dan tidak membahayakan perairan
(Muhammad, 2010). Pengolahan limbah secara biologi dapat dilakukan dengan
proses biofiltrasi menggunakan tanaman air sebagai media penyerap.
Pertimbangan digunakannya proses biofiltrasi ini disebabkan proses biofiltrasi
memiliki beberapa kelebihan diantaranya sangat efektif, biaya pembuatan kolam
biofiltrasi relatif murah, tanaman untuk biofiltrasi cepat tumbuh dan mudah
dipelihara, serta tidak membutuhkan operator yang memiliki keahlian khusus.
Pengolahan limbah dengan menggunakan sistem biofiltrasi yaitu menggunakan
biofilter tanaman teraerasi terbukti efektif dalam meminimalkan bahan-bahan
pencemar seperti dalam air limbah pencelupan (Nailufary, 2008).
Proses biofiltrasi dapat menggunakan tanaman dengan sistem akar sebagai
media filtrasi. Akar tanaman akan memberikan lingkungan yang cocok untuk
pertumbuhan mikroba. Mikroba tertentu dalam jumlah banyak sering kali ditemui
disekitar akar. Interaksi antara mikroba dengan akar tanaman dapat mencukupi
kebutuhan unsur hara yang penting baik untuk tanaman maupun mikrobanya
(Sumastri, 2009). Tanaman yang digunakan sebagai biofiltrasi memiliki
kemampuan yang berbeda-beda tergantung daya serap bahan organiknya.
17
2.7.2. Sistem Saringan Pasir Tanaman
Saringan pasir bertujuan untuk mengurangi kandungan bahan-bahan padat
yang ada di air dan kandungan lumpur. Umumnya, air kotor yang akan disaring
oleh pasir mengandung bahan padat dan endapan lumpur. Ukuran pasir untuk
menyaring bermacam-macam, tergantung jenis bahan pencemar yang akan
disaring. Semakin besar bahan padat yang perlu disaring, semakin besar ukuran
pasir yang digunakan.
Saringan pasir hanya mampu untuk menahan bahan padat terapung dan
tidak bisa menyaring virus dan bakteri pembawa penyakit. Untuk itu air yang
melewati saringan pasir masih harus disaring lagi oleh media lain. Saringan pasir
ini harus dibersihkan secara teratur pada waktu tertentu (Untung, 1995).
Menurut Haberl dan Langergraber (2002), bahwa proses eliminasi polutan
dalam air limbah terjadi melalui proses secara fisik, kimia dan biologi yang cukup
komplek yang terdapat dalam asosiasi antara media, tumbuhan makrophyta dan
mikroorganisme, antara lain :
• Pengendapan untuk zat padatan tersuspensi
• Filtrasi dan pretipitasi kimia pada media
• Transformasi kimia
• Adsorpsi dan pertukaran ion dalam permukaan tanaman maupun media
• Transformasi dan penurunan polutan maupun nutrient oleh mikroorganisme
maupun tanaman
• Mengurangi mikroorganisme pathogen
18
Unit pengolahan filtrasi berlapis dari pasir dan bebatuan yang dipadukan dengan
penyerapan tanaman maupun degradasi oleh mikroba pada risosfir akar akan
memberikan hasil efektif bagi pemamfaatan kembali air limbah. (Suyasa dan
Dwijani, 2007)
2.8 Rhizodegradasi
Rhizodegradasi merupakan proses biofiltrasi dengan memanfaatkan
eksudat akar tanaman sebagai sumber pertumbuhan mikroorganisme yang dapat
menguraikan zat pencemar. Mikroorganisme yang dimaksud dapat berasal dari
lingkungan tanaman itu sendiri atau dari luar (Muhammad, 2010).
Bahan organik oleh mikroorganisme (ragi, fungi dan atau bakteri)
dikonsumsi, diuraikan atau diubah untuk dipergunakan sebagai nutrient. Senyawa
organik yang terdapat dalam bahan-bahan seperti minyak dan larutan berbahaya
lainnya oleh beberapa jenis mikroorganisme dapat diuraikan dan diubah menjadi
bahan kurang berbahaya melalui proses degradasi juga sebagai eco-
receptors (reseptor lingkungan). Kandungan karbon organik yang dilepaskan akar
tumbuhan berupa senyawa-senyawa alami seperti zat gula, alkohol dan asam
memiliki fungsi sebagai sumber nutrient bagi mikroorganisme dalam tanah yang
akan meningkatkan aktivitas mikrobia tersebut (Kurniawan, 2008)
Mekanisme rhizodegradasi adalah oksigen yang dikeluarkan oleh
tumbuhan ditransformasikan bersama ke dalam tanah. Oksigen di atmosfer juga
ditransportasikan ke dalam daerah akar. Bantuan oleh ragi, fungi, dan zat-zat
keluaran akar tumbuhan (eksudat) yaitu gula, alkohol, asam meningkatkan peran
mikroorganisme dalam penguraianp olutan dalam tanah. Eksudat tersebut
19
merupakan makanan mikroorganisme yang berperan dalam proses degradasi
polutan maupun biota tanah lainnya. Proses ini adalah tepat untuk dekontaminasi
zat organik. Spesies tumbuhan yang bisa digunakan adalah berbagai jenis
rumput(Cunningham danGant, 1995).
2.9 Tanaman Ipomea Crassicaulis (Kangkungan)
Tanaman yang digunakan dalam penelitian ini adalah jenis tanaman lokal
yang mudah tumbuh, mudah diperoleh dan tahan dalam suasana lingkungan yang
diberikan. Ipomoea crassicaulis adalah tanaman tropis yang berasal dari Amerika
Utara, Asia, Afrika Selatan dan India Barat di Indonesia tanaman ini dikenal
dengan nama kangkungan atau klemut (Nailufary, 2008). Tumbuhan ini
kebanyakan dapat tumbuh di daerah tropis dan subtropis, beberapa tumbuh di
daerah sedang (Lawrence, 1951). Tanaman ini berupa semak, menahun, tumbuh
tegak atau condong, bergetah putih seperti air susu. Akar berkayu, kompak, ulet,
percabangan banyak, bentuk kerucut, memanjang ke bawah, warna putih-coklat,.
Memiliki batang berkayu, bulat, kompak, permukaan batang banyak lentisel,
bergetah, tinggi batang 1,5-2,5 m, dengan diameter 0,5-3 cm. Daun berwarna hijau
dengan variasijarak antara daun 3,5-4 cm,. Tangkai daun berongga, licin, panjang
5-7 cm, diameter 3-5 mm. Helai daun bentuk jantung, ujung runcing, pangkal
berlekuk, pertulangan daun menyirip, permukaan licin, tepi rata, ukuran helai 5-
20x4-14 cm. Bentuk bunga seperti terompet dan berwarna ungu (Suratman et al.
2000).
Tanaman ini dapat tumbuh di luar ruangan dalam iklim tropis selama
setahun. Jika ditaruh di dalam ruangan, dapat diletakkan di dalam rumah kaca di
20
bawah pemanasan lampu yang lama atau ruangan berangin. Di tanah biasa
tanaman ini akan tumbuh pada kondisi yang lembab sampai bagian yang kering,
dengan posisi menghadap matahari, dan akan tumbuh lebat di tanah yang berpasir.
Biasanya tumbuh di sepanjang tepi sungai, di pinggiran jalan dan kadang-kadang
ditanam sebagai tanaman hias (Nailufary, 2008). Tanaman ini ditunjukkan dalam
Gambar 2.2.
Gambar 2.2
Tanaman Ipomoea crassicaulis
Tanaman Ipomea crassicaulis telah banyak digunakan dalam penelitian
sebelumnya sebagai penyerap polutan seperti dalam penelitian Angraeni et al.
(2012), tanaman ini memiliki efektivitas pengolahan dalam ekosistem buatan
terhadap kadar COD pada limbah pencucian rumput laut sebesar 79,22%.
Tanaman ini dapat diperbanyak dengan cara stek batang. Taksonomi tumbuhan
Ipomoea crassicaulis adalah sebagai berikut :
Ordo : Tubiflorae
Family : Convolvulacea
21
Genus : Ipomea
Spesies : crassicaulis
Nama binomial : Ipomea crassicaulis
22
BAB III
KERANGKA BERPIKIR, KONSEP, DAN HIPOTESIS PENELITIAN
3.1 Kerangka Berpikir
Peningkatan permintaan produk tekstil menyebabkan tingginya kegiatan
industri tekstil yang memungkinkan banyaknya limbah cair yang dihasilkan.
Limbah cair industri tekstil mengandung zat warna sintetik yang berbahaya. Salah
satu zat warna sintetik yang digunakan adalah Rhodamin B.
Rhodamin B adalah zat warna sintetis berbentuk serbuk kristal, berwarna
merah atau ungu kemerahan, tidak berbau, dan dalam larutan berwarna merah
terang berfluorensi. Pewarna ini terbuat dari dietillaminophenol dan phatalic
anchidria dimana kedua bahan baku ini sangat toksik bagi manusia. Biasanya
pewarna ini digunakan untuk pewarna kertas, wol, dan sutra (Djarismawati, 2004).
Pemerintah dalam PP No 82 tahun 2001 tentang pengelolaan kualitas air
dan pengendalian pencemaran air mewajibkan pelaku industri yang menghasilkan
limbah dalam jumlah besar dan berpotensi mencemari lingkungan harus
dilengkapi dengan instalansi pengolahan air limbah yang memadai. Namun pada
kenyataannya masih banyak pelaku industri yang belum menyediakan Instalasi
Pengolahan Air Limbah (IPAL) yang memadai sehingga limbah yang dihasilkan
langsung dibuang ke badan air dan tentu saja dapat mencemari lingkungan.
Limbah yang mengandung bahan pencemar akan mengubah kualitas lingkungan
bila lingkungan tersebut tidak mampu memulihkan kondisinya sesuai dengan daya
dukung yang ada. Limbah yang dilepas ke lingkungan dapat meracuni dan
23
terakumulasi pada biota, mengganggu ekosistem akuatik, mencemari air tanah,
serta jika air yang tercemar dikonsumsi oleh manusia maka akan mengancam
kesehatan manusia.
Gambar 3.1
Kerangka Berpikir Penelitian
Kegiatan Usaha Pencelupan
Limbah Zat Warna
Rhodamin B
Tidak tercemar
Dibuang ke sungai
Pengolahan Limbah dengan Biosistem tanaman
ada pengolahan
limbah
Biota tidak terancam
Manusia aman dari
pencemaran
Tidak ada pengolahan
limbah
Tercemar
Biota terancam
Mengancam
kesehatan manusia
Dibuang ke sungai
Limbah yang tidak berbahaya
24
Biosistem tanaman merupakan pengolahan limbah yang menggabungkan
tiga proses yaitu secara fisik, kimia dan biologi yang terdapat dalam interaksi
antara media, tumbuhan dan mikroorganisme. Penggunaan unit pengolahan
saringan berlapis dari pasir dan bebatuan yang dipadukan dengan penyerapan
tanaman maupun degradasi oleh mikroba pada risosfir akar diharapkan akan
memberikan hasil sesuai dengan baku mutu air limbah industri tekstil. Secara
singkat kerangka berfikir penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.1.
3.2 Kerangka Konsep Penelitian
Teknik pengolahan limbah secara biologi dengan menggunakan biosistem
tanaman merupakan salah satu upaya yang dilakukan untuk memperbaiki kualitas
air limbah pewarna tekstil. Metode ini diharapkan mampu untuk diaplikasikan di
lapangan terutama oleh industri kecil dan menengah karena pengoperasiannya
yang sangat efektif, biaya pembuatan kolam biofiltrasi relatif murah, tanaman
untuk biofiltrasi cepat tumbuh dan mudah dipelihara, serta tidak membutuhkan
operator dengan keahlian khusus. Teknik ini menggunakan tanaman air sebagai
media penyerap dan akarnya sebagai perkembangbiakan mikroorganisme.
Melalui proses dekomposisi bahan organik oleh jaringan akar tanaman
akan memberikan penyediaan C, N, dan energi yang besar bagi kehidupan
mikroorganisme (Handayanto dan Hairiah, 2007). Menurut Brix in Khiatuddin
(2003), di bawah permukaan tanah, akar tumbuhan akuatik mengeluarkan oksigen,
sehingga terbentuk zona rizosfer yang kaya akan oksigen diseluruh permukaan
rambut akar. Oksigen tersebut mengalir ke akar melalui batang setelah berdifusi
dari atmosfir melalui pori-pori daun. Pendapat tersebut diperkuat dengan
25
penyataan Tangahu dan Warmadewanthi (2001), bahwa pelepasan oksigen di
sekitar akar (rizosfer) tersebut sangat dimungkinkan karena jenis tanaman
hydrophyta mempunyai ruang antar sel atau lubang saluran udara (aerenchyma)
sebagai alat transportasi oksigen dari atmosfer ke bagian perakaran. Karakteristik
tersebut dimiliki oleh jenis tumbuhan kangkung seperti Ipomea carssicaulis
tanaman ini juga mampu hidup dalam kondisi basah (tergenang air).
Dilihat dari bahan baku dan bahan tambahan dalam industri tekstil, limbah
yang dihasilkan didominasi oleh senyawa organik meskipun ditemukan juga bahan
anorganik. Hal tersebut ditunjukkan oleh nilai BOD dalam limbah yang tinggi
(Komarawidjaja, 2007). Penggunaan mikroorganisme untuk mendegradasi limbah
tekstil sangat potensial untuk dikembangkan karena kandungan bahan organik
yang tinggi dalam limbah tekstil dapat dimanfaatkan oleh mikroorganisme sebagai
sumber nutrien.
Dalam proses biosistem, mikroorganisme akan mendapat sumber nutrien
(N, C) yang terdapat dalam senyawa organik seperti amonia, fenol hasil degradasi
dari Rhodamin B. Nair et al.(2008) mengatakan bahwa penggunaan
mikroorganisme dalam mengatasi pencemaran senyawa fenol di lingkungan
dimungkinkan sangat potensial. Hal tersebut disebabkan banyaknya lingkungan
yang tercemar fenol, sehingga banyak mikroorganisme yang menggunakan fenol
sebagai sumber karbon tunggal dan sumber energi baik secara anaerob maupun
aerob. Menurut Kasno dan Effendi (2013), bagi tanaman ion Cl merupakan hara
mikro esensial yang berguna untuk pertumbuhan tanaman, sistem pembagian air
26
pada tempat oksidasi fotosistem II, aktivasi enzim, pengaturan osmotik,
pembatasan ion untuk transport kation, dan pengaturan pembukaan stomata.
Gambar 3.2
Kerangka Konsep Penelitian
Limbah buatan zat warna
Rhodamin B
Sedimen selokan sekitar
pembuangan limbah pencelupan
Bak pengolahan Biosistem tanaman
Pembibitan sedimen
Variasi waktu perlakuan
perendaman sampel :
0,6,12,18,24 dst sampai 48 jam
Analisis penurunan konsentrasi
senyawa fenol, amonia, ion
klorida dan kandungan COD
pada masing-masing variasi
waktu
Efektivitas biosistem dalam
mengontrol dan mengurangi
konsentrasi senyawa fenol,
amonia, ion klorida dan COD
pada masing-masing variasi
waktu
Mikroorganisme
hasil pembibitan
27
Penelitian dilakukan dengan menyiapkan tanaman Ipomea carssicaulis
untuk ditanam di bak pengolahan. Kemudian dilakukan pembibitan (seeding)
sedimen dengan penambahan nutrisi agar mikroorganisme mampu berkembang
biak dengan baik. Mikroorganisme yang telah siap kemudian disebar ke dalam bak
biosistem yang di dalamnya telah diberi media pasir dan batu koral dan tanaman
Ipomea carssicaulis. Selanjutnya limbah buatan Rhodamin B dimasukkan ke
dalam biosistem.
Pengamatan yang dilakukan setiap selang waktu pengolahan adalah
penurunan konsentrasi dari senyawa fenol, amonia, dan ion klorida dan penurunan
nilai COD (Chemical Oxygen Demand). Perlakuan ini bertujuan untuk
menentukan kemampuan dan efektivitas dari biosistem yang terjadi pada proses
degradasi Rhodamin B dalam penurunan konsentrasi dari senyawa fenol, amonia,
dan ion klorida dan nilai COD. Kerangka konsep penelitian dapat dilihat pada
Gambar 3.2.
3.3 Hipotesis
Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah :
1. Pengolahan dengan biosistem tanaman mampu menurunkan kadar senyawa
fenol, amonia, ion klorida dan kandungan beban pencemar kimia lain yang
sulit dioksidasi (COD) yang terjadi dalam proses degradasi dari air limbah
yang mengandung Rhodamin B.
2. Biosistem tanaman efektif menurunkan kadar senyawa fenol, amonia, ion
klorida dan COD yang terjadi dalam proses degradasi air limbah yang
mengandung Rhodamin B.
28
BAB IV
METODE PENELITIAN
4.1 Rancangan Penelitian
Penelitian ini dirancang secara eksperimental untuk mengetahui
konsentrasi senyawa fenol, amonia, ion klorida dan kandungan beban pencemar
kimia lain yang sulit dioksidasi (COD) pada proses biodegradasi air limbah yang
mengandung Rhodamin B dengan teknik pengolahan limbah dari sistem biofiltrasi
dengan penambahan mikroorganisme melalui sistem saringan pasir tanaman.
Selain itu akan dihitung pula efektivitas biofiltrasi ekosistem dalam menurunkan
keempat parameter tersebut.
4.2 Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Lingkungan Jurusan Kimia
FMIPA Unud, Laboratorium UPT Analitik Unud dan Laboratorium Mikrobiologi
Jurusan Biologi FMIPA Unud di Kampus Bukit Jimbaran. Lama waktu penelitian
sesuai dengan tahapan penelitian yang meliputi tahap pertama menumbuhkan
koloni mikroorganisme pada sistem media tersuspensi sampai fase puncak
pertumbuhan mikroorganismenya, menyiapkan tanaman pada petak penyerap
(ekosistem lahan basah) selama 45 hari. Tahap berikut adalah perlakuan dengan
menentukan waktu efektif perlakuan biosistem selama 10 hari dan kinerja sistem
terhadap penurunan Rhodamin B dalam air selama 15 hari.Waktu penelitian
keseluruhan termasuk persiapan dan pengulangan dilakukan pada bulan Juli 2014 -
Januari 2015.
31
31
4.3 Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini difokuskan terhadap penentuan efektivitas biofiltrasi
ekosistem untuk menurunkan kadar senyawa fenol, amonia, ion klorida dan
kandungan beban pencemar kimia lain yang sulit dioksidasi (COD) pada proses
biodegradasi Rhodamin b selama waktu tinggal (retention time) pengolahan yang
telah ditentukan. Kondisi tersebut akan diaplikasikan untuk proses pengolahan air
limbah yang mengandung Rhodamin B sehingga dapat menurunkan kadar 4
polutan tersebut sesuai Baku Mutu yang ditetapkan.
4.4 Penentuan Sumber Data
Sampel lumpur diambil di selokan disekitar pembuangan limbah
pencelupan yang berlokasi di Desa Pemogan, Denpasar Selatan. Teknik
pengambilan sampel sedimen dilakukan dengan purposive sampling (Sugiyono,
2008) dan dikomposit menjadi satu. Untuk air limbahnya sendiri menggunakan air
limbah buatan (artificial) dengan kadar Rhodamin B telah ditentukan.
4.5 Variabel Penelitian
Variabel yang dianalisis pada penelitian ini adalah penurunan kadar
senyawa fenol, amonia, ion klorida dan (COD) serta efektivitas dari biosistem
dalam mengurangi kadar polutan dalam air limbah Rhodamin B.
4.6 Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah sampel tanah
sebagai sumber bibit yang akan diambil dari selokan disekitar pembuangan limbah
pencelupan di Denpasar Selatan. Tanaman yang akan dibibit Ipomoea
crassicaulisserta media campuran pasir/koral. Beberapa bahan kimia utama yaitu
32
Rhodamin B, HgSO4, H2SO4, K2Cr2O7, reagen perak sulfat-asam sulfat, indikator
feroin, larutan Fe(NH4)2(SO4)2, n-heksana, Na2SO4 anhidrat, reagen Folin, pereaksi
Nessler, garam Rochell, Larutan ZnSO4, NH4Cl, Na2CO3 (Natrium Karbonat),
indikator K2CrO4 5%, AgNO3 dan Cathecin.
4.7 Instrumen Penelitian
Alat-alat yang diperlukan dalam penelitian ini antara lain : peralatan gelas
untuk pembibitan, petak kedap untuk media tanaman, pipa dan saluran sampling
port. Seperangkat alat refluks, buret, pH meter, statif, alat-alat gelas, kertas saring,
timbangan analitik, desikator, Spektrofotometer UV-Vis.
4.8 Prosedur Penelitian
4.8.1 Penyediaan Tanaman untuk Biosistem
Tanaman yang digunakan adalah tanaman liar (Ipomoea crassicaulis),
ditumbuhkan dengan cara stek batang. Bibit tanaman ini diperoleh dengan
mengambil secara langsung pada habitatnya di seputaran Jalan Pura Demak,
Denpasar Barat. Bibit (batang) yang diperoleh kemudian ditanam di tanah yang
dicampur pasir dengan perbandingan 1:1 selama 1 bulan.
Untuk konstruksi unit rhizoekosistem pada lahan basah berupa unit
pengolahan terdiri dari sebuah tempat semaian ukuran 125 cm x 58 cm x 36 cm
dan dilengkapi dengan tabung tempat pengambilan sampel. Bak perlakuan diisi
dengan batu koral setinggi 10 cm kemudian diatasnya diisi pasir setinggi 20 cm.
Pada lapisan pasir ini akan ditanam tumbuhan yang banyaknya disesuaikan dengan
panjang dan lebar akar yang memungkinkan sebagian besar lapisan itu terisi oleh
risosfir. Tanaman ini diadaptasikan selama 2 minggu.
33
Gambar 4.1
Susunan Media Dalam Bak Pengolahan Biosistem Tanaman
4.8.2 Sampling Sedimen
Sampling sedimen dilakukan melalui metode grab yaitu dilakukan sekali
pada saat pengambilan contoh dengan mengambil bagian dari suatu material yang
mengandung mineral secara acak. Sampling sedimen dilakukan di selokan
disekitar pembuangan limbah pencelupan yang berlokasi di Desa Pemogan,
Denpasar Selatan. Sedimen selokan disekitar pembuangan limbah pencelupan
diambil menggunakan serokan dengan kedalaman 10 cm dari permukaan dasar
sebanyak 100 gram. Masing- masing sedimen diambil dengan menentukan tiga
titik, kemudian dicampur menjadi satu dengan asumsi dapat mewakili keseluruhan
kawasan tempat pengambilan sampel dari masing-masing sumber tersebut.
Kemudian diletakkan sementara pada satu kantong plastik klip dan disimpan pada
cooler box.
Tanaman
Ipomea crassicaulis
Sampling port
Batu pasir (20 cm)
c
Koral (10 cm)
5 cm
32
32
4.8.3 Penyiapan Konsorsia Mikroba yang Akan Ditambahkan pada
Biosistem
4.8.3.1 Pembuatan Media Cair
Ditimbang dengan menggunakan timbangan merk OHAUS Galaxy
400 sebanyak 2 gr glukosa (KH); 0,1 gr K2HPO4; 0,1 gr KH2PO4, 0,1 gr
(NH4)2[Fe(SO4)2].6H2O; 0,02 gr MgSO4; 0,02 gr FeSO4, 0,02 gr ekstrak
ragi dan 2 mg Rhodamin B, kemudian dilarutkan dalam 2,0 liter akuades
(Suriawiria, 1985; Waluyo, 2009). Selanjutnya campuran dikocok sampai
semua campuran homogen kemudian dimasukkan ke dalam erlenmeyer 2
L. Erlenmeyer ditutup dengan kapas dilapisi aluminium foil. Media
disterilisasi dengan menggunakan autoklaf selama 15 menit dengan
tekanan 15 p.s.i dan suhu 121oC. Perhitungan waktu 15 menit dimulai sejak
termometer menunjukkan suhu 121oC. Setelah sterilisasi, media didiamkan
pada suhu 37oC selama 5 menit dan selanjutnya media dapat disimpan
dalam refrigerator sampai saat diperlukan (Ginting, 2007).
4.8.3.2 Pembibitan (seeding) sedimen
Pembibitan adalah tahap pertumbuhan mikroba dari sedimen yang
di sampling dari selokan tercemar limbah pencelupan. Sebanyak 1 buah
gelas beker 2 L dengan kondisi bersih disiapkan. Sebanyak 2 Liter media
cair dimasukkan ke dalam gelas beker kemudian pada masing-masing gelas
beker ditambahkan sedimen dari selokan tercemar limbah pencelupan
sebanyak 2 gram. Media kemudian diaerasi dengan menggunakan aerator
yang diberi selang, yang diletakkan pada dasar gelas beker. Gelas beker
ditutup dengan kain kasa dan diikat dengan gelang karet didiamkan selama
33
33
1 2
3
4
1 jam agar homogen. Setelah homogen aerator dimatikan dan digenangkan
beberapa saat 10-15 menit. Pengamatan dilakukan secara visual dengan
melihat perubahan warna larutan dari berwarna kemerahan sampai putih
keruh dan larutan mulai mengental yang menandakan bahwa pertumbuhan
mikroorganisme telah berlangsung dengan baik. Selanjutnya bibit
mikroorganisme yang telah siap akan digunakan dalam pengolahan limbah
pencelupan (Atlas et al. 1987).
Keterangan :
1. Media pembibitan + lumpur
2. Aerator
3. Kain kasa
4. Gelas beker 2 L
Gambar 4.2
Wadah Pembibitan Mikroorganisme
4.8.4 Pembuatan Limbah Rhodamin b
Air limbah artificial dibuat dengan kadar Rhodamin B sebesar 1 mg/L.
Untuk membuat larutan dengan kadar Rhodamin B 1 mg/L dilakukan dengan
mengukur 1 mg zat warna Rhodamin B secara teliti kemudian dilarutkan dalam
aquadest. Larutan dipindahkan secara kuantitatif ke labu ukur 1 L dan diencerkan
dengan aquadest sampai tanda batas. Air limbah dibuat sebanyak 300 liter.
4.8.5 Pengolahan dengan Biosistem Tanaman
Kadar air pada petak perlakuan biosistem dikurangi dengan dibiarkan
selama 3-4 hari tanpa air. Mikroorganisme hasil pembibitan disebarkan secara
merata pada petak perlakuan biosistem kemudian di biarkan selama 2-3 hari agar
mikroorganisme dapat beradaptasi. Selanjutnya air limbah Rhodamin B yang
34
34
dibuat pada proses sebelumnya yaitu output/efluen limbah ditambahkan ke dalam
petak perlakuan sampai air limbah basah tergenang menutupi lapisan pasir.
Volume air limbah yang masuk ke petak perlakuan yang diolah adalah 60 Liter.
Volume air limbah ini digunakan sebagai kapasitasnya. Limbah dibiarkan selama
24 jam.
Pengamatan dilakukan dengan mengukur fenol, amonia, ion klorida dan
COD setiap 6 jam selama 48 jam setelah dibiarkan 24 jam, hingga tercapai nilai
konstan (kurva antara kadar polutan terhadap waktu mendatar). Analisis dilakukan
secara duplo (pengambilan sampel sekali, pengukuran dilakukan dua kali). Data
yang diperoleh dari pengukuran kadar fenol, amonia, ion klorida dan COD dalam
sampel air limbah kemudian diplot terhadap waktu perlakuan sehingga diperoleh
kurva yang menunjukkan kemampuan maksimal dari petak perlakuan ekosistem
buatan yang digunakan dalam menurunkan kadar pencemar hasil degradasi dari air
limbah Rhodamin B. Kurva dibuat dengan ketentuan sumbu x menunjukkan
waktu pengolahan (t) dan sumbu y menunjukkan kadar pencemar.
4.9 Prosedur Pemeriksaan Parameter
4.9.1 Pemeriksaan Kadar Fenol
1. Pembuatan Larutan Standar Cathecin
Larutan stok Cathecin dengan konsentrasi 100 ppm (mg/L), dibuat dengan
melarutkan 0,01 g Cathecin dalam labu ukur 100 ml dan ditambahkan
methanol 95% sampai tanda batas. Kemudian dibuat serangkaian larutan
standar dengan konsentrasi 0; 0,25; 0,5; 0,75 ppm.
35
35
a. Pembuatan Kurva Standar Cathecin
Larutan stok Cathecin sebanyak 0; 0,25; 0,5; 0,75 ml masing-masing
ditambahkan dengan reagen Folin-Ciocalteau sebanyak 0,8 ml,
dimasukkan pada labu ukur 10 ml. Selanjutnya ditambahkan Na2CO3 10%
hingga tanda batas sehingga menghasilkan larutan standar dengan
konsentrasi 0; 0,25; 0,5; 0,75 ppm. Masing-masing larutan didiamkan
selama 60 menit, dan serapannya diukur pada panjang gelombang
maksimum. Dengan mengalurkan absorbansi terhadap konsentrasi, dapat
diperoleh kurva kalibrasi dengan persamaan regresi y = bx + a.
2. Penentuan Kadar Total Fenol
Pemeriksaan Fenol dilakukan berdasarkan metode Folin-Ciocalteu (1927)
Prosedur pemeriksaan sebagai berikut :
Sebanyak 1,0 ml sampel air limbah yang telah disaring dimasukkan ke
dalam labu ukur 10 ml kemudian ditambahkan 0,8 ml reagen Follin-
Ciocalteau dan dibiarkan selama 2-3 menit. Selanjutnya ditambahkan
larutan Natrium Karbonat 10% sampai tanda batas sehingga volume
larutan menjadi 10 ml. Larutan dibiarkan sampai warna biru terbentuk
(selama 1,5 jam). Absorbansi dibaca dengan Spektrofotometer pada
panjang gelombang 660 nm.
4.9.2 Pemeriksaan Kadar Amonia
1. Pembuatan Kurva Kalibrasi
Larutan baku NH4Cl 10 mg/L dibuat dalam berbagai konsentrasi larutan
standar yaitu 0,25 mg/L ; 0,50 mg/L dan 0,75 mg/L. Masing-masing
36
36
larutan standar tersebut dipipet sebanyak 10,0 ml ditambahkan 2 tetes
garam Rochell lalu dikocok kuat-kuat lalu ditambahkan 0,25 ml pereaksi
Nessler. Larutan dikocok dan didiamkan selama 10 menit. Absorbansi
larutan kemudian diukur dengan Spektrofotometer UV-Vis pada panjang
gelombang 420 nm. Prosedur tersebut juga dilakukan untuk aquadest
(blanko) yang bertujuan untuk mengkalibrasi alat Spektrofotometer UV-
Vis.
2. Penentuan Kadar Amonia
a). Perlakuan Awal Sampel
Sebanyak 50 ml sampel air limbah ditambahkan 4 tetes larutan
deklorinasi (Na2S2O3), 1 ml larutan ZnSO4 dan dikocok selama 5
menit. Sampel didiamkan selama 2 menit dan kemudian disaring
dengan menggunakan kertas saring. Sampel selanjutnya ditambahkan
1-2 tetes garam Rochelle.
b). Pengukuran Kadar Amonia
Sebanyak 1,0 ml sampel yang telah diberi perlakuan awal dipipet dan
dimasukkan ke dalam labu ukur 10 ml kemudian diencerkan
sampaitanda batas. Sampel air limbah yang telah diencerkan dan 10,0
ml aquadest (blanko) ditambahkan dengan 0,25 ml pereaksi Nessler.
Larutan kemudian dikocok dan didiamkan selama 10 menit.
Absorbansi larutan diukur dengan Spektrofotometer UV-Vis pada
panjang gelombang 420 nm (Greenberg et al. 1992).
37
37
4.9.3 Penentuan Kadar ion Klorida (Cl-)
Sebanyak 10,0 ml sampel dimasukkan kedalam Erlenmeyer 100 ml.
Ditambahkan larutan indikator K2CrO4 5% sebanyak 1 ml kemudian
dititrasi dengan larutan baku AgNO3 hingga titik akhir titrasi yang ditandai
dengan terbentuknya endapan warna merah kecoklatan dari Ag2CrO4,
kemudian dihitung volume AgNO3 yang digunakan. Dilakukan titrasi
blanko, terhadap 10,0 ml aquadest seperti langkah di atas.
Perhitungan kadar klorida :
Konsentrasi Cl- (mg/L) :
A –B × N × 35,45 ×1000
vol sampel
Dimana :
A = Volume larutan baku AgNO3 untuk titrasi sampel (ml)
B = Volume larutan baku AgNO3 untuk titrasi blanko (ml)
N = Normalitas AgNO3 (mol/L)
4.9.4 Pemeriksaan Kadar COD (Chemical Oxygen Demand)
Pemeriksaan COD dilakukan berdasarkan Standar Nasional Indonesia Air
dan air limbah 06-6989.15-2004 : Cara uji kebutuhan oksigen kimiawi
(KOK) refluks terbuka dengan refluks terbuka secara titimetri (Anonim,
2004). Prosedur pemeriksaan sebagai berikut :
Sebanyak 25,0 ml sampel limbah cair dipipet kedalam labu refluks
kemudian ditambah 0,4 g HgSO4 dan 5 ml H2SO4 pekat kocok sambil
didinginkan. Selanjutnya ditambahkan 10,0 ml K2Cr2O7 0,025 N ; 25,0 ml
larutan Ag2SO4-H2SO4 dan beberapa batu didih, selanjutnya larutan
dikocok. Air pendingin dialirkan melalui kondensor. Kemudian larutan
dalam labu refluks dididihkan di atas penangas (proses refluks) selama 2
38
38
jam. Setelah 2 jam, sampel didinginkan lalu ditambah akuades sampai
volumenya kira-kira 150 ml. Selanjutnya sampel ditambah 1-2 tetes
indikator ferroin dan dititrasi dengan larutan Fe (NH4)2(SO4)2 0,0926 N
sampai terjadi perubahan warna dari biru kehijauan menjadi merah bata.
Volume titran yang diperlukan dicatat. Prosedur di atas juga dilakukan
untuk blanko.
Perhitungan COD :
COD (mg O2/L) = a−b x N x 8000 x p
vol sampel
Keterangan :
a = volume Fe(NH4)2(SO4)2 untuk blanko (ml)
b = volume Fe(NH4)2(SO4)2 untuk sampel air (ml)
N = Normalitas larutan Fe(NH4)2(SO4)2 (mol/L)
p = Pengenceran
4.10 Penentuan Tingkat Efektivitas Biosistem dalam Menurunkan Kadar
Polutan
Tingkat efektivitas biosistem ditentukan berdasarkan persen
penurunan konsentrasi polutan, jika hasilnya di atas 50% maka biosistem
tersebut efektif dalam menurunkan kadar polutan. Adapun secara
matematis efektivitas penurunan konsentrasi polutan air limbah dari
ekosistem buatan dapat dihitung sebagai berikut :
% Penurunan = (Qa−Qt )
Qax 100%
Keterangan :
Qa = nilai fenol tertinggi ; amonia tertinggi ; ion klorida tertinggi ; dan
CODtertinggi
Qt = nilai fenol akhir ; amonia akhir ; ion klorida akhir ; dan COD akhir
(pada waktu tertentu)
(Metcalf dan Eddy, 1991)
39
39
Indikator produk antara yang diukur dalam proses biodegradasi Rhodamin
B adalah fenol, amonia, ion klorida dan COD dalam sampel larutan kemudian
diplot dengan waktu perlakuan sehingga diperoleh kurva yang menunjukkan
pemecahan Rhodamin B pada proses biodegradasi.Kurva dibuat dengan ketentuan
sumbu x menunjukkan waktu pengolahan (t) dan sumbu y menunjukkan kadar
pencemar.
4.11 Analisis Data
Data yang diperoleh dalam penelitian ini berupa konsentrasi fenol ,amonia,
ion klorida, dan COD dan nilai efektivitas dianalisis secara deskriptif. Disamping
itu data penurunan konsentrasi fenol ,amonia, ion klorida, dan COD juga dibuat
dalam bentuk tabel kemudian diplot dalam bentuk grafik yang menghubungkan
antara konsentrasi dan waktu perlakuan. Grafik dibuat dengan ketentuan sumbu x
menunjukkan waktu pengolahan (t) dan sumbu y menunjukkan kadar polutan.
Efektivitas dari biosistem tanaman diperoleh dari persentase penurunan
konsentrasi polutan dari air limbah, jika hasilnya diatas 50% maka biosistem
tersebut efektif dalam menurunkan kadar polutan hasil degradasi Rhodamin B.
Jika sebaliknya, maka biosistem belum efektif dalam menurunkan kadar polutan.
40
BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1 Kemampuan Biosistem Tanaman dalam Menurunkan Kadar Fenol,
Amonia (NH3), Ion Klorida (Cl-) dan COD (Chemical Oxigen Demand)
dalam Proses Biodegradasi Rhodamin B.
Proses degradasi Rhodamin B oleh mikroorganisme terjadi akibat adanya
enzim yang terdapat dalam mikroorganisme yang dapat memutus ikatan aromatik
pada Rhodamin B. Pada proses anaerobik terjadi pemutusan molekul-molekul
yang sangat kompleks menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana, sehingga
mudah terbiodegradasi oleh proses aerobik menjadi CO2, H2O, NH3 dan Biomassa
(Zaoyan et al. 1992). Zat warna yang dirombak oleh bakteri menggunakan reaksi
reduksi-oksidasi yang dikatalis oleh enzim (Yoo, 2000). Hasil dari pemutusan
ikatan dalam Rhodamin B akan menghasilkan senyawa-senyawa polutan yang
dapat bersifat toksik diantaranya Fenol, Amonia (NH3) dan Ion Klorida (Cl-).
Pengukuran COD (Chemical Oxigen Demand) dilakukan untuk mengetahui
tingkat pencemaran bahan organik dalam limbah hasil pengolahan biosistem
tanaman.
5.1.1 Penurunan Kadar Fenol dalam Proses Biodegradasi Rhodamin B
dengan Biosistem Tanaman.
Fenol adalah molekul aromatik yang memiliki ikatan gugus hidroksil pada
struktur cincin aromatiknya dan mudah larut dalam air (Patrick, 2004). Fenol dan
senyawa turunannya adalah senyawa yang menjadi salah satu parameter kualitas
air olahan dari limbah cair industri tekstil. Fenol dan senyawa turunannya
merupakan zat berbahaya dan beracun. Dalam konsentrasi tertentu masuknya fenol
41
dan turunannya dapat menyebabkan efek karsinogenik pada binatang dan manusia
(Fatimah, 2006).
Tabel 5.1
Kadar Fenol dari Proses Degradasi Limbah Rhodamin B dengan Biosistem
Tanaman
Waktu
(jam)
Konsentrasi
Rata-rata
(mg/L)
0 0,5069
6 0,5502
18 0,4948
24 0,7024
30 0,4118
36 0,2837
42 0,1471
48 0,1194
Konsentrasi fenol hasil dari biodegradasi zat warna Rhodamin B pada
waktu pengolahan jam ke 0 dan jam ke 6 adalah 0,5069 mg/L dan 0,5502 mg/L
(Tabel 5.1) pada jam ke 18 konsentrasi fenol turun menjadi 0,4948 mg/L. Nilai
konsentrasi fenol yang turun kemudian kembali naik disebabkan oleh masih
berlangsungnya proses pembentukan senyawa fenol oleh mikroba pengurai
Rhodamin B. Jika dilihat dari proses degradasi dan pembentukan senyawa fenol
maksimum terjadi pada jam ke 24 dengan konsentrasi sebesar 0,7024 mg/L. Pada
waktu pengolahan dari 0 sampai jam ke 24, mikroba pendegradasi fenol belum
tumbuh maksimal karena senyawa fenol yang terbentuk masih relatif rendah.
Unsur Karbon sangat berperan dalam perkembangbiakan mikroba, semakin
banyak fenol, semakin banyak pertumbuhan mikroba sehingga semakin banyak
limbah yang dapat didegradasi oleh mikroba. Pada jam ke 30 sampai jam ke 48
42
konsentrasi fenol sudah mengalami penurunan. Turunnya konsentrasi fenol pada
jam ke 30 sampai jam ke 48 menunjukkan bahwa mikroorganisme yang ada dalam
biosistem sudah mulai memanfaatkan fenol sebagai sumber nutrient. Menurut
Nair et al. (2008) banyaknya lingkungan yang tercemar oleh fenol menyebabkan
jumlah mikroorganisme yang menggunakan fenol sebagai sumber karbon dan
energi baik secara aerob maupun anaerob meningkat. Menurut Rustamsjah (2001)
biodegradasi fenol terjadi akibat adanya pengrusakkan cincin aromatik oleh
mikroba pada proses anaerobik dan aerobik. Senyawa aromatik baik secara total
maupun sebagian dapat didegradasi oleh mikroorganisme tergantung pada jumlah
cincin dan jenis substituennya.
Bedasarkan data penelitian dalam Tabel 5.1, pada jam ke 24 sampai 30
kadar fenol mengalami penurunan paling tinggi sebesar 0,2906 mg/L.Dari hasil
isolasi dan identifikasi mikroorganisme yang diperoleh pada jam ke 30 pengolahan
jenis yang paling banyak dijumpai adalah jenis Pseudomonas sp (Lampiran 6).
Bakteri ini, juga mengalami peningkatan jumlah popolasi di jam ke 30. Menurut
penelitian Dewilda et al. (2012) Pseudomonas sp aktif di lingkungan yang terdapat
fenol dan memiliki kemampuan mendegradasi senyawa fenol. Bakteri tersebut
memiliki kemampuan dan aktivitas fisiologis untuk berkembang pada media yang
mengandung fenol sehingga bakteri tersebut memiliki laju pertumbuhan yang
lebih tinggi. Menurut hasil penelitian Rustamsjah (2001), dengan Pseudomonas
aeruginosa ATCC 27833 dapat mengaktifkan enzim pendegradasi fenol sehingga
diperoleh produk asam asetat. Asam asetat merupakan senyawa yang tidak
43
berbahaya karena berperan dalam siklus krebs dan bereaksi dengan CoA
membentuk asetil CoA.
Gambar 5.1
Kurva Penurunan Konsentrasi Fenol Hasil Biodegradasi Limbah Zat Warna
Rhodamin B
Dalam pengolahan dengan biosistem menggunakan tanaman kangkungan
(Ipomea crassicaulis ), hasil degradasi dari senyawa fenol yang berupa unsur/ion-
ion sederhana langsung diserap oleh tanaman. Menurut Hamamah dan Yulinah
(2008), tumbuhan tidak memilih jenis unsur yang akan diserapnya karena
tumbuhan tidak dapat memilih unsur apa yang diperlukan maupun yang merugikan
baginya, sehingga unsur hara yang terdapat pada media tanamnya langsung diserap
tanpa diseleksi terlebih dahulu.
Perubahan nilai konsentrasi Fenol selama proses biodegradasi Limbah
Rhodamin B dapat dilihat pada Gambar 5.1. Jadi waktu pengolahan untuk
menurunkan kadar fenol terjadi setelah jam ke 24 pengolahan.
5.1.2 Penurunan Kadar Amonia dalam Proses Biodegradasi Rhodamin B
dengan Biosistem Tanaman.
Amonia adalah senyawa kimia dengan rumus NH3. Senyawa ini pada
umumnya berupa gas dengan bau khas yang tajam. Amonia dalam air
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0 6 18 24 30 36 42 48
Ko
nse
ntr
asi
Fen
ol
(mg
/L)
Waktu Pengolahan
(jam)
Konsentrasi
Fenol
44
berhubungan erat dengan siklus nitrogen di alam. Dalam salah satu siklus nitrogen,
amonia dapat terbentuk dari reduksi NO2– oleh bakteri (Sutrisno, 2002).
Tabel 5.2
Kadar Amonia dari Proses Degradasi Limbah Rhodamin B dengan Biosistem
Tanaman
Waktu
(jam)
Konsentrasi
Rata-rata
(mg/L)
0 0,1438
6 0,1620
12 0,2880
18 0,2531
24 0,2821
30 0,2107
36 0,1369
42 0,1248
48 0,1204
Kemampuan Biosistem Tanaman dalam menurunkan kadar Amonia hasil
biodegradasi limbah Rhodamin B selama waktu perlakuan 48 jam disajikan pada
Tabel 5.2. Pada proses pengolahan limbah zat warna Rhodamin B dengan
Biosistem Tanaman selama 48 jam, konsentrasi amonia yang terbentuk dari proses
degradasi Rhodamin B paling tinggi terdapat pada jam ke 12 dengan konsentrasi
sebesar 0,2880 mg/L (Tabel 5.2). Proses pembentukan amonia berasal dari
pemecahan nitrogen organik (protein dan urea) dan nitrogen anorganik yang
terdapat dalam tanah dan air yang berasal dari penguraian bahan organik yang
dilakukan oleh mikroba dan jamur (amofikasi). Konsentrasi amonia turun pada
jam ke 18 menjadi 0,2531 mg/L dan naik lagi pada jam ke 24 dengan nilai
konsentrasi 0,2821 mg/L. Hal ini disebabkan mulai adanya pemakaian amonia
oleh mikroba meskipun dalam jumlah yang masih sedikit dan proses pembentukan
45
amonia oleh mikroba pembentuk amonia yang masih terjadi menyebabkan kadar
amonia naik. Kadar amonia mulai mengalami penurunan pada jam ke 30.
Penurunan kadar amonia tersebut disebabkan adanya proses rizodegradasi dimana
terjadi penguraian kontaminan dalam air oleh aktivitas mikroba pada perakaran
tanaman air. Mikroba dapat hidup dari pasokan sumber karbon organik dari
tumbuhan, asam amino, protein, alkohol, dan vitamin. Selain itu amonia yang
dihasilkan dapat diserap oleh tanaman kangkungan (Ipomea crassicaulis). Amonia
sangat berguna bagi tumbuhan dan mikroorganisme untuk asimilasi menjadi sel
baru yang memberikan lebih banyak nitrogen organik. Senyawa nitrat dan amonia
dalam air digunakan oleh tumbuhan dan mikroorganisme dalam proses biosintesis
(asimilasi) untuk membentuk sel baru yang akan menghasilkan nitrogen organik
(Bitton, 1994). Perubahan nilai konsentrasi Amonia selama proses biodegradasi
Limbah Rhodamin B dapat dilihat pada Gambar 5.2.
Gambar 5.2
Kurva Penurunan Konsentrasi Amonia Hasil Biodegradasi Limbah Zat Warna
Rhodamin B
Dalam Gambar 5.2 terlihat bahwa pada jam ke 24 sampai 36 kadar
Amonia mengalami penurunan paling tinggi sebesar 0,1452 mg/L. Penurunan
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0 6 12 18 24 30 36 42 48
Kon
sen
trasi
Am
on
ia
(mg/L
)
Waktu Pengolahan
(jam)
46
kadar amonia yang terjadi tidak terlalu signifikan, hal ini bisa disebabkan oleh
kurangnya oksigen sehingga mikroba kurang optimal dalam mendegradasi amonia.
5.1.3 Penurunan Kadar Ion Klorida dalam Proses Biodegradasi Rhodamin B
dengan Biosistem Tanaman.
Ion klorida terbentuk akibat proses disosiasi senyawa-senyawa klorida
dalam air. Ion klorida tidak memiliki banyak pengaruh terhadap sifat-sifat kimia
dan biologi perairan. Ion klorida secara umum tidak membentuk senyawa
kompleks yang kuat dengan ion-ion logam. Ion ini juga dapat dioksidasi dalam
keadaan normal dan tidak bersifat toksik. Tetapi kelebihan garam klorida dapat
menyebabkan penurunan kualitas air. Oleh karena itu sangat penting dilakukan
analisis terhadap klorida, karena kelebihan klorida dalam air menyebabkan
pembentukan noda berwarna putih di pinggiran badan air (Achmad,2004).
Kemampuan Biosistem Tanaman dalam menurunkan kadar Ion Klorida
hasil biodegradasi limbah Rhodamin B selama waktu perlakuan 48 jam disajikan
pada Tabel 5.3. Pada jam ke 0 sampai ke 12 masih mengalami dinamika pelepasan
ion klorida dari proses pemutusan ikatan senyawa aromatik oleh mikroba sehingga
terjadi peningkatan kadar Cl. Konsentrasi ion klorida mulai mengalami penurunan
pada jam ke 12 sampai jam ke 36 yaitu dari 26,765 mg/L sampai 23,043 mg/L,
pada jam ke 18 sampai 30 kadar Ion Klorida mengalami penurunan paling tinggi
sebesar 2,127 mg/L (Tabel 5.3).Turunnya kadar ion klorida disebabkan mulai
dimanfaatkannya ion klorida oleh tanaman. Bagi tanaman ion Cl merupakan hara
mikro esensial yang berguna untuk pertumbuhan tanaman, sistem pembagian air
pada tempat oksidasi fotosistem II, aktivasi enzim, pengaturan osmotik,
pembatasan ion untuk transport kation, dan pengaturan pembukaan stomata
47
(Kasno dan Effendi, 2013). Kurva konsentrasi ion klorida selama proses
biodegradasi disajikan dalam Gambar 5.3.
Tabel 5.3
Kadar Ion Klorida dari Proses Degradasi Limbah Rhodamin B dengan Biosistem
Tanaman
Waktu
(jam)
Konsentrasi
Rata-rata
(mg/L)
0 26,588
6 25,879
12 26,765
18 26,588
24 25,524
30 24,461
36 23,043
42 23,929
48 23,397
Gambar 5.3
Kurva Penurunan Konsentrasi Ion Klorida (Cl-) Hasil Biodegradasi Limbah Zat
Warna Rhodamin B
Dalam grafik dapat dilihat penurunan yang belum signifikan dengan
pengolahan biosistem tanaman yang digunakan dalam mengurangi konsentrasi ion
20.00
22.00
24.00
26.00
28.00
30.00
0 6 12 18 24 30 36 42 48
Ko
nse
ntr
asi
Io
n C
l
(mg
/L)
Waktu Pengolahan
(jam)
48
klorida yang terdapat dalam sampel. Setelah 48 jam perlakuan, telah terjadi
penurunan konsentrasi ion klorida pada jam ke 18 pengolahan dengan konsentrasi
sebesar 26,588 mg/L sampai menjadi 23,397 mg/L. Perubahan konsentrasi yang
tidak signifikan ini disebabkan karena ion Cl merupakan unsur mikro essensial
yang dibutuhkan sedikit jumlahnya oleh tumbuhan maka ion Cl yang diserap oleh
tanaman kecil.
5.1.4 Penurunan Kadar COD (Chemical Oxigen Demand) dalam Proses
Biodegradasi Rhodamin B dengan Biosistem Tanaman.
COD (Chemical Oxigen Demand) atau kebutuhan oksigen kimia adalah
jumlah oksigen yang dibutuhkan dalam proses oksidasi dari senyawa-senyawa
kimia (Suyasa, 2007). Semakin tinggi nilai COD akan menyebabkan nilai oksigen
terlarut (DO) menurun (Effendi, 2003).
Kemampuan Biosistem Tanaman dalam menurunkan kadar COD hasil
biodegradasi limbah Rhodamin B selama waktu perlakuan 48 jam disajikan pada
Tabel 5.4
Tabel 5.4
Kadar COD (Chemical Oxigen Demand) dari Proses Degradasi Limbah Rhodamin
B dengan Biosistem Tanaman
Waktu
(jam)
Konsentrasi
Rata-rata
(mg/L)
0 16,354
6 13,468
12 12,506
18 15,392
24 15,392
30 11,544
36 11,544
42 9,620
48 9,620
49
Hasil analisis COD dari pengolahan biosistem tanaman dalam Tabel 5.4
diperoleh pada jam ke 0 sampai jam ke 12 mengalami penurunan konsentrasi dari
16,354 mg/L menjadi 12,506 mg/L. Kemudian naik pada jam ke 18 dan ke 24
dengan konsentrasi yang sama yaitu 15,392 mg/L. Hal ini menunjukkan bahwa
poses oksidasi senyawa dalam air limbah yang membutuhkan oksigen paling
tinggi terjadi pada jam ke 18 dan 24. Meningkatnya kadar COD pada jam ke 18
dan 24 disebabkan oleh meningkatnya biomassa mikroorganisme yang dibuktikan
dengan data dalam Lampiran 6 di mana bakteri Pseudomonas sp mengalami
peningkatan populasi pada jam ke 18. Peningkatan biomassa akan menyebabkan
turunnya konsentrasi bahan organik pada limbah. Peningkatan biomassa
disebabkan oleh pertumbuhan mikroorganisme dalam limbah tersebut.Adanya
penggunaan oksigen terlarut oleh bakteri aerob untuk mengoksidasi karbon dan
nitrogen dalam bahan organik menjadi karbondioksida dan air sehingga kadar
oksigen terlarut akan berkurang dengan cepat.
Gambar 5.4
Kurva Penurunan Konsentrasi COD (Chemical Oxigent Demand) Hasil
Biodegradasi Limbah Zat Warna Rhodamin B
8.00
9.50
11.00
12.50
14.00
15.50
17.00
0 6 12 18 24 30 36 42 48
Ko
nse
ntr
asi
CO
D
(mg
/L)
Waktu Pengolahan
(jam)
50
Nilai konsentrasi COD mulai mengalami penurunan di jam ke 24 sampai jam ke
48 yaitu dari 15,392 mg/L sampai 9,620 mg/L. Penurunan kadar COD yang paling
tinggi terjadi pada jam ke 24 sampai 30 sebesar 3,848 mg/L. Hal ini menunjukkan
bahwa sebagian besar senyawa-senyawa kimia dalam air limbah dapat teroksidasi
oleh aktivitas mikroorganisme. Kurva konsentrasi COD selama proses
biodegradasi disajikan dalam Gambar 5.4.
5.2 Efektivitas Biosistem Tanaman dalam Menurunkan Kadar Fenol,
Amonia (NH3), Ion Klorida (Cl-) dan COD (Chemical Oxigen Demand)
dalam Proses Biodegradasi Rhodamin B dengan Biosistem Tanaman.
Efektivitas Biosistem dalam persentase ditentukan dengan membandingkan
konsentrasi tertinggi dari hasil degradasi Rhodamin B dengan penurunan
konsentrasi hasil degradasi Fenol, Amonia, Ion Klorida dan COD sampai waktu
akhir penurunan. Efektivitas Biosistem Tananaman dalam Menurunkan Kadar
Fenol, Amonia (NH3), Ion Klorida (Cl-) dan COD (Chemical Oxigen Demand)
dalam Proses Biodegradasi Rhodamin B dengan Biosistem Tanaman disajikan
dalam Tabel 5.5, Tabel 5.6, Tabel 5.7, dan Tabel 5.8
Tabel 5.5
Efektivitas Biosistem Kadar Fenol dari Proses Degradasi Limbah Rhodamin B
dengan Biosistem Tanaman
Waktu
(jam)
Konsentrasi
rata-rata
(mg/L)
Konsentrasi
Tertinggi
Efektifitas
Biosistem
(mg/L) (%)
30 0,4118 0,7024 41,37
36 0,2837 0,7024 59,61
42 0,1471 0,7024 79,06
48 0,1194 0,7024 83,00
51
Tabel 5.6
Efektivitas Biosistem Kadar Amonia dari Proses Degradasi Limbah Rhodamin B
dengan Biosistem Tanaman
Waktu
(jam)
Konsentrasi
rata-rata
(mg/L)
Konsentrasi
Tertinggi
(mg/L)
Efektifitas
Biosistem
(%)
30 0,2107 0,2821 25,31
36 0,1369 0,2821 51,47
42 0,1248 0,2821 55,76
48 0,1204 0,2821 57,32
Tabel 5.7
Efektivitas Biosistem Kadar Cl- dari Proses Degradasi Limbah Rhodamin B
dengan Biosistem Tanaman
Waktu
(jam)
Konsentrasi
rata-rata
(mg/L)
Konsentrasi
Tertinggi
(mg/L)
Efektifitas
Biosistem
(%)
24 25,524 26,588 4,00
30 24,461 26,588 8,00
36 23,043 26,588 1,33
42 23,929 26,588 10,00
48 23,397 26,588 12,00
Tabel 5.8
Efektivitas Biosistem Kadar COD dari Proses Degradasi Limbah Rhodamin B
dengan Biosistem Tanaman
Waktu
(jam)
Konsentrasi
rata-rata
(mg/L)
Konsentrasi
Tertinggi
(mg/L)
Efektifitas
Biosistem
(%)
30 11,544 15,392 25,00
36 11,544 15,392 25,00
42 9,62 15,392 37,50
48 9,62 15,392 37,50
Berdasarkan Tabel 5.5, Tabel 5.6, Tabel 5.7, dan Tabel 5.8. efektivitas
penurunan kadar fenol, amonia, dan COD dengan waktu tinggal air limbah jam ke
48 berturut-turut yaitu sebesar 83,00 %, 57,32%, 12,00% dan 37,50%.
Berdasarkan hasil tersebut, biosistem tanaman memiliki efektivitas yang tinggi
52
dalam menurunkan kadar fenol dan amonia (di atas 50%) namun dalam
menurunkan kadar ion klorida dan COD efektivitasnya masih rendah.
53
BAB VI
SIMPULAN DAN SARAN
6.1 Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan dapat disimpulkan beberapa
hal yaitu:
1. Biosistem tanaman mampu menurunkan kadar Fenol tertinggi dari jam ke
24 pengolahan sampai jam ke 30 pengolahan sebesar 0,2906 mg/L,
Amonia dari jam ke 24 pengolahan sampai jam ke 36 pengolahan sebesar
0,1452 mg/L, Ion Klorida dan COD dari jam ke 18 pengolahan sampai jam
ke 30 pengolahan sebesar 2,127 mg/L dan 3,848 mg/L.
2. Biosistem tanaman efektif dalam menurunkan kadar Fenol dan Amonia (di
atas 50%), namun kurang efektif dalam menurunkan kadar Ion Klorida dan
COD.
6.2 Saran
1. Perlu adanya penelitian lanjutan menggunakan jenis mikroorganisme
pendegradasi polutan yang mampu bertahan hidup dalam biosistem
tanaman.
2. Perlu penelitian tentang dinamika oksigen dan pH dalam proses
biodegradasi limbah pada biosistem tanaman.
54
DAFTAR PUSTAKA
Achmad. R. 2004. Kimia Lingkungan. Cetakan Pertama. Jakarta : Penerbit Andi
Angraeni, W.G., Budiarsa S. I. W., Wahyu D. S. 2014. Pengaruh Perlakuan
Biofiltrasi Ekosistem Buatan Terhadap Penurunan COD, Nitrat, dan pH
Air Limbah Pencucian Rumput Laut. Jurnal Kimia Vol 8 (1) p. 97-103.
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana, Bukit Jimbaran.
Anonim. 2004. Kurikulum Kursus Penyusun AMDAL. Jakarta: Pusat Pendidikan
dan Pelatihan Kementerian Negara Lingkungan Hidup.
Anonim. 2004. Cara Uji Kebutuhan Oksigen Kimiawi (KOK) Refluks Terbuka
Dengan Refluks Terbuka Secara Titrimetri . SNI 06-6989.15-2004 Air
dan Air Limbah – Bagian 15. Jakarta : Badan Standarisasi Nasional
(BSN).
Al-Kadhemy, Mahasin F., Israa F., Alsharuee , Ali Abid D., Al-Zuky. 2011.
Analysis of the Effect of the Concentration of Rhodamine B in Ethanol
on the Fluorescence Spectrum Using the ''Gauss Mod'' Function,Journal
of Physical Science. Vol : 22 (2), page : 77–86. University Sains
Malaysia.
Atlas, R.M., and Bartha, R. 1987. Microbial Ecology, Fundamental and
Applications. California : The Benjamin/Cummings Publishing
Company. Inc..
Awaluddin, R., Darah S, Ibrahim CD, Uyub AM. 2001. Decolorization of
Commercially Available Synthetic Dyes by The White Rot Fungus
Phanerochaete Chrysosporium. J Fungi and Bactery. Vol: 62, page: 55-
63.
Banon, C., Suharto T.E. 2008. Adsorpsi Amoniak Oleh Adsorben Zeolit Alam
Yang Diaktivasi Dengan Larutan Amonium Nitrat, Jurnal Gradien, Vol:
4 (2), hal: 354-360.
Bitton, G. 1994. Wastewater Microbiology. New York : Willey-Liss.
Cahyadi, W. 2006. Analisis dan Aspek Kesehatan Bahan Tambahan Pangan. p.
19-27. Jakarta : Bumi Aksara.
Cascio, J. 1994. Best Management Practices for Pollution Prevention in The
Textile Industry. J Enviromental Protection. Vol: 96, page :625-629.
Cunningham, M.D., and Gant. 1995. Obstetri Williams Edisi ke-18. Jakarta : EGC
55
Dewilda, Y., Reri, A., Fano, F.I, 2012, Degradasi Senyawa Fenol oleh
Mikroorganisme Laut, Jurnal Teknik Lingkungan UNAND, Vol: 9 (1) hal:
59-73, Universitas Andalas, Sumatera Barat.
Djarismawati., Sugiharti, Riris N. 2004. Pengetahuan dan Perilaku Pedagang Cabe
Merah Giling dalam Penggunaan Rhodamine B di Pasar Tradisional di
DKI Jakarta. Badan Penelitian dan Pengembangan Ekologi Kesehatan.
Jurnal Ekologi Kesehatan Vol: 3 (1), hal: 7 – 12.
Fatimah, I. 2006. Pengaruh Konsentrasi Agen Pemilar Terhadap Karakter
Fisikokimiawi dan Fotoaktivitas Zro2-
Montmorillonit pada Degradasi
Fotokatalitik Limbah Cair Industri Tekstil. Jurnal Logika. Vol: 3 (2), hal
: 42-50.
Folin, O., and Ciocalteu, V. 1927. On Tyrosine and Tryptophane Determinations
in Proteins. Journal of Biological Chemistry Vol: 73( 2 ), page: 627-650.
Ginting, P. 2007. Sistem Pengelolaan Lingkungan dan Limbah Industri. Bandung :
CV. Yrama Widya.
Greenberg, E. A., Clescert, S. L., and Eaton, D. A. 1992. Examination of Water
and Wastewater. Standard Methods 18th
Edition P. 412-418. Washington
: American Public Health Association.
Haberl, R., andLangergraber, H., 2002, Constructed Wetlands: a Chance to Solve
Wastewater Problems in Developing Countries. J.Wat. Sci. Technol.
Vol: 40, page:11-17.
Hamamah, F., dan Yulinah T. 2008. Penyisishan Fenol pada Limbah Industri dari
PT XYZ dengan Eceng Gondok (Eichihornia crassipes ).Prosiding
Seminar Nasional Manajemen Teknologi VII. Jurusan Teknik
Lingkungan Program Pascasarjana Institut Teknologi Sepuluh
Nopember. Surabaya
Handayanto, E., danHairiah K. 2007. Biologi Tanah : Landasan Pengelolaan
Tanah. Sehat. Malang : PustakaAdipura.
Hart, Harold., Leslie E, Craine., David J. Hart. 2003. Kimia organik, Suatu Kuliah
Singkat. Jakarta: Erlangga.
Kafilzadeh, F., Mohammad, S., Farhangdoost, Yaghoob, T. 2010. Isolation and
Identification of Phenol Degrading Bacteria from Lake Parishan and
Their Growth Kinetic Assay. African Journal of Biotechnology. Vol:
9(40), page: 6721-6726.
56
Kasno, A., dan Effendi, D.S. 2013. Penambahan Klorida dan Bahan Organik pada
Beberapa Jenis Tanah Untuk Pertumbuhan Bibit Kelapa Sawit. Jurnal
Littri. Vol: 19 (2), Hal: 78 – 87.
Khiatudin, M., 2003. Melestarikan Sumber Daya Air dengan Teknologi Rawa
Buatan. Yogyakarta : Gajah Mada University Press
Kurniawan, H. 2008. Fitoremidiasi. [dikutip 2 Agustus 2014]. Available from :
URL: http://h925.blogspot.com/ 2008/05/fitoremidiasi.html.
Komarawidjaja, W. 2007. Degradasi BOD dan COD pada Sistem Lumpur Aktif
pada Pengolahan Limbah Cair Tekstil. Jurnal Tek.Ling. Vo l:8 (1), Hal:
22-28. Peneliti di Pusat Teknologi Lingkungan, Badan Pengkajian dan
Penerapan Teknologi. Jakarta.
Kristanto, P. 2004. Ekologi Industri. Edisi ke-3. Yogyakarta: Penerbit Andi
Lawrence, G. H. M. 1951. Taxonomy of Vascular Plant. New York: Jones Wiley
and Sons.
Lingga. P. 1992. Bertanam Ubi-ubian. Jakarta: Penebar Swadaya.
Mary, A.H.F. 1998. Standard Method for The Examination of Water and
Wastewater. 20th edition. . NW Washington DC : Publication American
Public Health Association 1015 fifteenth street.
Mangkoedihardjo S., dan Ganjar S. 2010. Fitoteknologi Terapan. Yogyakarta:
Graha Ilmu.
Metcalf and Eddy. 1991. Waste Water Engineering. New York : Mcgraw Hill
Muhammad, R. 2010. Biofiltrasi Limbah Perairan. [dikutip 10 Agustus 2014].
Available from : URL:
http://muhammadr078.student.ipb.ac.id/2010/06/20/biofiltrasi-limbah-
perairan.
Nailufary, L. 2008. “Pengolahan Air Limbah Pencelupan Tekstil Menggunakan
Biofilter Tanaman Kangkungan (Ipomoea crassicaulis) dalam Sistem
Batch (Curah) Teraerasi” (Skripsi). Bukit Jimbaran : Universitas
Udayana.
Nair, C. I., Jayachandran, K., Shashidhar, S.. 2008. Biodegradation of Phenol.
African Journal of Biotechnology, Vol: 7 (25), page: 4951-4958.
Nemerow, N.L., and Dasgupta A. 1991. Industrial and Hazardous Waste
Treatment. New York: Van Nostrand Reinhold.
57
Patrick, G. L. 2004. Organik Chemistry. London: Bios Scientific
Rustamsjah. 2001. Rekayasa Biodegradasi Fenol oleh Pseudomonas
aeruginosaATCC 27833. Makalah Falsafah Sains (PPs 702). Program
Pasca Sarjana / S3. Institut Pertanian Bogor.
Rohman, A., dan Sumantri. 2007. Analisis Makanan. Yogyakarta : Gadjah Mada
University Press.
Saeni, M.S. 1989. Kimia Lingkungan. Bogor : Depdikbud, Ditjen Pendidikan
Tinggi, PAU, Ilmu Hayat, Institut Pertanian Bogor.
Sastrawidana, I.D.K. 2011. Studi Perombakan Zat Warna Tekstil Remazol Red RB
Secara Aerob Menggunakan Bakteri Enterobacter Aerogenes yang
Diisolasi dari Lumpur Limbah Tekstil.Jurnal Kimia, Vol: 5 (2), hal: 117-
124.
Sugiyono. 2008. Metode Penelitian Kuantitatif, Kualitatif dan R & D. Bandung:
Alfabet
Sumastri. 2009. Bioremediasi Lumpur Minyak Bumi secara Pengomposan
Menggunakan Kultur Bakteri Hasil Seleksi. [dikutip 2 Agustus 2014].
Available from : URL: http://www.p4tkipa.org/data/SUMASTRI.pdf.
15.01.2010.
Sutrisno, C.T., dan Suciastuti, E. 1987. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Jakarta:
PT. Rineka Cipta.
Suratman, Priyanto, D., Setyawan, A.D. 2000. Analisis Keragaman Genus
IpomoeaBerdasarkan Karakter Morfologi. Jurnal Biodiversitas Volume
1, Nomor 2 Hal: 72 – 79. FMIPA Universitas Negeri Sebelas Maret.
Surakarta
Suyasa, I. W.B., dan Dwijani,W. 2007. Kemampuan Sistem Saringan Pasir-
Tanaman Menurunkan Nilai BOD dan COD Air Tercemar Limbah
Pencelupan. Jurnal Ecotrophic, Vol: 2 (1), Hal : 1-7.
Suyasa, I. W.B., dan Dwijani,W. 2015. Biosystem Treatment Approach for
Seaweed Processing Wastewater. Journal of Environment and Waste
Management,Vol. 2(2), page: 059-062 .
Tangahu, B. V., dan Warmadewanthi, I. D. A. A. 2001. Pengelolaan Limbah
Rumah Tangga Dengan Memanfaatkan Tanaman Cattail (Typha
angustifolia) dalam Sistem Constructed Wetland. Jurnal Purifikasi,
Vol:2 (3), hal:127-132. ITS – Surabaya.
58
Tchobanoglous, G., and Burton, F.L. 2003. Wastewater Engineering: Treatment,
Disposal, and Reuse. 4rd Ed. Singapore : McGraw-Hill.Inc.
Untung, O. 1992. Menjernihkan Air Kotor. Jakarta: Puspa Swara.
Waluyo, L. 2009. Mikrobiologi Lingkungan. Malang : UMM Press.
Yuliarti, N. 2007. Awas Bahaya di Balik Lezatnya Makanan. Yogyakarta :
Penerbit Andi.
Yoo, E.S. 2000. “Biological and Chemical Mechanisms of Reductive
Decolorization of Azo Dyes”. (Dissertation). Genehmingte Berlin.
Zaoyan, Y., Ke, S., Guangliang, S., Fan, Y., Jinshan, D., Haunian, M. 1992 .
Anaerobic-aerobic Treatment of Dye Wastewater by Combination of
RBC with Activated Slude, J.Wat. Sci. Tech., Vol: 26(9-11), page: 2093-
2096.
59
LAMPIRAN
Lampiran 1. Perhitungan Kadar Fenol
a. Perhitungan Kurva Kalibrasi
Larutan x (C) y (A) x2 y
2 xy
Blanko 0 0 0 0 0
Standar 1 0,25 0,0085 0,0625 0,0000723 0,002125
Standar 2 0,50 0,0148 0,25 0,0002190 0,007400
Standar 3 0,75 0,0220 0,5625 0,0004840 0,016500
n = 4 Σx =1,5 Σy = 0,0453 Σx2 = 0,875 Σy
2 = 0,00007753 Σxy = 0,026025
375,04
5,1
n
xx
011325,04
0453,0
n
yy
22
xxn
yxxynb
25,1)875,0(4
453,05,1)026025,0(4
02892,025,1
0362,0b
axby xbya
)375,0)(02892,0(011325,0
= 0,0005
Jadi, Persamaan Regresi Liniernya axby
0005,01915,0 xy
60
b. Perhitungan Koefisien Regresi Linier (r)
2222
yynxxn
yxxynr
220453,000007753,045,1875,04
)0453,0)(5,1()0260,0(4
0021,00031012,025,25,3
068,01041,0
)0010491,0()25,1(
03615,0
0013,0
03615,0
= 0,9983
Kurva Kalibrasi untuk Standar Fenol
Keterangan :
y = absorbansi standar
x = konsentrasi standar
r = koefisien regresi linear
y = 0.0289x + 0.0005
r = 0.9983
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Ab
sorb
an
si
Konsentrasi Standar Fenol (mg/L)
61
c. Contoh penentuan kadar fenol dalam sampel.
Data Pengulangan I pada waktu pengolahan jam ke 0
Absorbansi sampel = 0,0151
x (kadar fenol dalam sampel) = . . . . . ?
Dihitung sebagai berikut :
axby
0005,00289,0 xy
0005,00289,00151,0 x
x0289,00005,00151,0
Lmgx /5052,00289,0
0146,0
Kadar Fenol dalam sampel adalah = 0,5052 mg/L
Dengan cara yang sama diperoleh kadar Fenol seluruh sampel :
Waktu Perlakuan
Sampel Absorbansi Konsentrasi (mg/L)
Rata-rata
(mg/L)
(jam) U1 U2 K1 K2
0 0,0151 0,0152 0,5052 0,5087 0,5069
6 0,0164 0,0164 0,5502 0,5502 0,5502
12 0,0039 0,0039 0,1176 0,1176 0,1176
18 0,0148 0,0148 0,4948 0,4948 0,4948
24 0,0208 0,0208 0,7024 0,7024 0,7024
30 0,0124 0,0124 0,4118 0,4118 0,4118
36 0,0087 0,0087 0,2837 0,2837 0,2837
42 0,0047 0,0048 0,1453 0,1488 0,1471
48 0,0039 0,0040 0,1176 0,1211 0,1194
Keterangan :
U1 : Absorbansi ulangan pertama
U2 :Absorbansi ulangan kedua
K1 : Konsentrasi ulangan pertama
K2 : Konsentrasi ulangan kedua
62
Lampiran 1. Perhitungan Kadar Amonia
c. Perhitungan Kurva Kalibrasi
Larutan x (C) y (A) x2 y
2 xy
Blanko 0 0 0 0 0
Standar 1 0,25 0,0375 0,0625 0,001406 0,009375
Standar 2 0,50 0,1031 0,25 0,01063 0,051550
Standar 3 0,75 0,1474 0,5625 0,021727 0,110550
n = 4 Σx =1,5 Σy = 0,288 Σx2 = 0,875 Σy
2 = 0,033763 Σxy = 0,1715
375,04
5,1
n
xx
072,04
288,0
n
yy
22
xxn
yxxynb
25,1)875,0(4
288,05,1)1715,0(4
20312,025,1
2539,0b
axby xbya
)375,0)(20312,0(072,0
= -0,0042
Jadi, Persamaan Regresi Liniernya axby
00417,0072,0 xy
63
d. Perhitungan Koefisien Regresi Linier (r)
2222
yynxxn
yxxynr
22)288,0(033763,045,1875,04
)288,0)(5,1()1715,0(4
08294,013505,025,25,3
432,06859,0
)05211,0()25,1(
2539,0
06514,0
2539,0
= 0,9948
Kurva Kalibrasi untuk Standar Amonia
Keterangan :
y = absorbansi standar
x = konsentrasi standar
r = koefisien regresi linear
y = 0.2031x - 0.0041
r = 0.9948
0
0.025
0.05
0.075
0.1
0.125
0.15
0.175
0.2
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Ab
sorb
an
si
Konsentrasi Standar Amonia (mg/L)
64
e. Contoh Penentuan Kadar Amonia dalam Sampel.
Data Pengulangan I pada waktu pengolahan jam ke 0
Dihitung sebagai berikut :
Absorbansi sampel = 0,0251
x (kadar amonia dalam sampel) = . . . . . ?
axby
0041,02031,0 xy
0041,00289,00251,0 x
x0289,00041,00251,0
Lmgx /1443,00289,0
021,0
Kadar Amonia dalam sampel adalah = 0,1443 mg/L
Dengan cara yang sama diperoleh kadar Amonia seluruh sampel :
Waktu Perlakuan
Sampel Absorbansi Konsentrasi (mg/L)
Rata-rata
(mg/L)
(jam) U1 U2 K1 K2
0 0,0251 0,0249 0,1443 0,1433 0,1438
6 0,0287 0,0287 0,1620 0,1620 0,1620
12 0,0543 0,0543 0,2880 0,2880 0,2880
18 0,0471 0,0473 0,2526 0,2536 0,2531
24 0,0532 0,0530 0,2826 0,2816 0,2821
30 0,0386 0,0386 0,2107 0,2107 0,2107
36 0,0236 0,0236 0,1369 0,1369 0,1369
42 0,0212 0,0211 0,1251 0,1246 0,1248
48 0,0202 0,0203 0,1201 0,1206 0,1204
Keterangan :
U1 : Absorbansi ulangan pertama
U2 : Absorbansi ulangan kedua
K1 : Konsentrasi ulangan pertama
K2 : Konsentrasi ulangan kedua
65
Lampiran 3. Perhitungan Kadar Ion Klorida
Data Pengulangan I pada waktu pengolahan jam ke 0
Normalitas AgNO3 (titran) (N) = 0,001 mol/L
Volume titran untuk blanko (B) = 0,2 ml
Volume titran untuk sampel (A) = 7,7 ml
Volume sampel = 10 ml
Dihitung sebagai berikut :
Kadar Cl- (mg/L)
sampelvol
xxNxBA
.
1000450,35)(
ml
gmgmolxgLxmolxmlml
10
/1000/450,35/001,0)2,07,7(
gmgxLg
/100010
/26588,0
= 26,588 x 10-3 g/L x 1000 mg/g
= 26,588 mg/L
Kadar Cl-dalam sampel adalah = 26,588 mg/L
Dengan cara yang sama diperoleh kadar Cl-seluruh sampel :
Waktu Perlakuan
Sampel Vol. Titran Sampel Konsentrasi (mg/L)
Rata-rata
(mg/L)
(jam) U1 U2 K1 K2
0 7,7 7,6 26,588 26,233 26,588
6 7,5 7,5 25,879 25,879 25,879
12 7,7 7,8 26,588 26,942 26,765
18 7,7 7,7 26,588 26,588 26,588
24 7,4 7,4 25,524 25,524 25,524
30 7,1 7,1 24,461 24,461 24,461
36 6,7 6,7 23,043 23,043 23,043
42 6,9 7,0 23,752 24,106 23,929
48 6,8 6,8 23,397 23,397 23,397
Keterangan :
U1 : Vol. Titran Sampel ulangan pertama
U2 : Vol. Titran Sampel ulangan kedua
K1 : Konsentrasi ulangan pertama
K2 : Konsentrasi ulangan kedua
66
Lampiran 4. Perhitungan Kadar COD
Data Pengulangan I pada waktu pengolahan jam ke 0
Dihitung sebagai berikut :
Normalitas Fe(NH4)2(SO4)2 (titran) (N) = 0,0962 mol/L
Volume titran untuk blanko (A) = 2,45 ml
Volume titran untuk sampel (B) = 2,00 ml
Volume sampel = 20 ml
Faktor pengenceran = 50
Kadar COD (mg/L) sampelvol
xNxBA
.
8000)(
ml
molmgLxmolxmlml
20
/8000/0962,0)00,245,2(
= 17,316 mg/L
Kadar COD dalam sampel adalah = 17,316 mg/L
Dengan cara yang sama diperoleh kadar COD seluruh sampel :
Waktu Perlakuan
Sampel Vol. Titran Sampel Konsentrasi (mg/L)
Rata-rata
(mg/L)
(jam) U1 U2 K1 K2
0 2,00 2,05 17,316 15,392 16,354
6 2,10 2,10 13,468 13,468 13,468
12 2,10 2,15 13,468 11,544 12,506
18 2,05 2,05 15,392 15,392 15,392
24 2,05 2,05 15,392 15,392 15,392
30 2,15 2,15 11,544 11,544 11,544
36 2,15 2,15 11,544 11,544 11,544
42 2,20 2,20 9,620 9,620 9,620
48 2,20 2,20 9,620 9,620 9,620
Keterangan :
U1 : Vol. Titran Sampel ulangan pertama
U2 : Vol. Titran Sampel ulangan kedua
K1 : Konsentrasi ulangan pertama
K2 : Konsentrasi ulangan kedua
67
Lampiran 5. Perhitungan Efektivitas Biosistem Tanaman dalam
Menurunkan Kadar Fenol, Amonia (NH3), Ion Klorida (Cl-) dan COD
(Chemical Oxigen Demand) dalam Proses Biodegradasi Rhodamin B dengan
Biosistem Tanaman
Contoh perhitungan % efektivitas :
- Konsentrasi Fenol tertinggi (Qa) = 0,7024 mg/L
- Konsentrasi Fenol akhir (Qt) = 0,1194 mg/L
- % efektivitas = ……?
% Efektivitas dihitung sebagai berikut :
% Efektivitas = (Qa−Qt )
Qa x 100%
= (0,7024−0,1194)
0,7024 x 100%
= 83,00%
Dengan cara yang sama, maka diperoleh data sebagai berikut :
Efektivitas Biosistem Kadar Fenol
Waktu
(jam)
Konsentrasi
rata-rata
(mg/L)
Konsentrasi
Tertinggi
Efektivitas
Biosistem
(mg/L) (%)
30 0,4118 0,7024 41,37
36 0,2837 0,7024 59,61
42 0,1471 0,7024 79,06
48 0,1194 0,7024 83,00
Efektivitas Biosistem Kadar Amonia
Waktu
(jam)
Konsentrasi
rata-rata
(mg/L)
Konsentrasi
Tertinggi
Efektifitas
Biosistem
(mg/L) (%)
30 0,2107 0,2821 25,31
36 0,1369 0,2821 51,47
42 0,1248 0,2821 55,76
48 0,1204 0,2821 57,32
Efektivitas Biosistem Kadar Cl-
Waktu
(jam)
Konsentrasi
rata-rata
(mg/L)
Konsentrasi
Tertinggi
Efektivitas
Biosistem
(mg/L) (%)
24 25,524 26,588 4,00
30 24,461 26,588 8,00
36 23,043 26,588 1,33
42 23,929 26,588 10,00
48 23,397 26,588 12,00
68
Efektivitas Biosistem Kadar COD
Waktu
(jam)
Konsentrasi
rata-rata
(mg/L)
Konsentrasi
Tertinggi
Efektivitas
Biosistem
(mg/L) (%)
30 11,544 15,392 25,00
36 11,544 15,392 25,00
42 9,62 15,392 37,50
48 9,62 15,392 37,50
69
Lampiran 6. Isolasi Jenis Mikroorganisme dari Proses Degradasi Limbah
Rhodamin B dalam Biosistem Tanaman.
Berdasarkan hasil isolasi mikroorganisme dari sistem rhizodegradasi
tanaman kangkungan (Ipomea crassicaulis ) yang diberi limbah artificial
Rhodamin B selama waktu pengolahan didapatkan jenis mikroorganisme sebagai
berikut.
Waktu perlakuan
(jam) No Jenis mikroorganisme
Populasi Koloni Bakteri
(CFU/g tanah x 108
)
0
1 Pseudomonas sp 131
2 Shigella sp. 244
3 Pasteurella sp. 10
6
1 Pseudomonas sp 122
2 Stenotrophomonas sp 21
3 Yeast (Spesies x) 131
12
1 Pseudomonas sp 150
2 Pasteurella sp. 128
3 Yeast (Spesies x) 33
18
1 Pseudomonas sp 279
2 Pasteurella sp. 13
3 Prosteus sp. 11
24
1 Pseudomonas sp 54
2 Stenotrophomonas sp 8
3 Yeast (Spesies x) 155
30
1 Pseudomonas sp 154
2 Stenotrophomonas sp 1
3 Pasteurella sp. 18
36
1 Pseudomonas sp 106
2 Pasteurella sp. 20
3 Yeast (Spesies x) 188
42 1 Pseudomonas sp 84
2 Yeast (Spesies x) 213
48
1 Pseudomonas sp 109
2 Pasteurella sp. 10
3 Yeast (Spesies x) 156
70
Lampiran 7. Dokumentasi Penelitian
Pembibitan Tanaman Ipomoea crassicaulis
Penyiapan Bak Biosistem Tanaman
Penyiapan Konsorsia Mikroba
71
Pemberian limbah artificial Rhodamin B
Proses Biosistem Tanaman
Sampel air limbah hasil pengolahan
72
Pengukuran parameter
