27
nyala-nya yang lebih rendah mendorong terbentuknya atom netral dan dengan nyala yang kaya bahan bakar pembentukan oksida dari banyak unsur dapat
diminimalkan.
c. Nebulizer
Alat ini berfungsi untuk mengubah unsur dalam larutan sampel menjadi kabut dimana akan dilakukan pengukuran absorpsi. Proses yang terjadi dalam
atomisasi secara umum adalah: 1
Nebulasi yaitu pengubahan cairan ke dalam bentuk kabut aerosol. 2
Pemisahan titik-titik kabut ssesuai dengan paanjang gelombang sampel. Pencampuran kabut dengan gas memasukkannya ke dalam burner
d. Monokromator
Monokromator mempunyai fungsi pengisolasi sinar yang diperlukan tertentu dari sinar yang dihasilkan oleh lampu katoda, jadi bila ada beberapa
panjang gelombang cahaya maka akan dilewatkan ke detector yang hanya cahaya tertentu saja sedangkan yang lain diserap atau ditiadakan. Dalam spektrofotometer
Serapan Atom, sistem optik dimasukkan untuk mengumpulkan cahaya dari sumbernya dilewatkan ke sampel kemudian ke monokromator.
e. Detektor
Detektor adalah alat yang digunakan untuk mengamati dan melaksanakan semua pengukuran cahaya. Alat tersebut mengubah energi cahaya menjadi energi
listrik sehingga pengukuran menjadi lebih mudah. Detektor yang dipakai pada SSA pada umumnya adalah Photomultiplier tube. Photmultiplier tube
menghasilkan sinyal listrik sebanding dengan intensitas cahaya pada panjang gelombang yang telah dipindahkan oleh monokromator.
28
f. Recorder
Recorder merupakan sistem pencatat hasil. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva yang menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi.
2.9.3. Prinsip Deteksi CO
2
Metode NDIR non dispersive infrared
Sinar infrared diemisikan dari sumber cahaya melalui sel pengukur measuring cell dan melewati photo filter yang dapat dilewati oleh gelombang
serapan gas CO
2
menuju sensor infrared. Jumlah sinar infrared yang terukur oleh sensor infrared inilah yang terukur sebagai konsentrasi gas CO
2
.
Gambar 6. Skema Gas Detektor Metode NDIR
2.9.4. Prinsip Deteksi O
2
Metode Sel Galvani
Oksigen yang masuk ke dalam katode elektrode Au, arus listrik secara proporsional akan menghasilkan konsentrasi oksigen, dan arus listrik yang
diperkuat akan langsung dibaca oleh alat sebagai konsentrasi oksigen.
Sumber cahaya
ElektrodeTimbal Pb Anode
Elektrode Emas Au katode
Gambar 7. Skema Gas Detektor Metode Sel Galvani
29
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan Oktober 2009 – Februari 2010. Lokasi
penelitian dilaksanakan di Balai Teknologi Lingkungan BPPT- PUSPIPTEK Serpong.
3.2. Alat dan Bahan 3.2.1. Alat
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah fotobioreaktor, detector gas analyzer Riken RX-515, Spektrofotometer UV-Vis Jasco V-530,
Spektrometri Serapan Atom Shimadzu AA-6800, aerator DRAGON dengan debit 2,5 litermenit dan Air pump YASUNAGA LP-40A dengan debit 80 litermenit,
flow meter ONDA, motor penggerak baling-baling JY2B-4, Timer Legrand, gelas ukur, labu ukur, tabung reaksi, pipet volum, Erlenmeyer, timbangan analitik,
kertas saring whatman GFC, pipet tetes.
3.2.2. Bahan-bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi bahan uji dan bahan kimia. Bahan uji adalah stok bibit clhorella sp. yang diambil dari laboratorium
Balai Teknologi Lingkungan. Bahan penelitian yang digunakan meliputi air ultra filtrasi, pupuk
Dutatonik H-16 N, P, K, larutan induk nitrat 1000 mgl, larutan antara nitrat 50 mgl, larutan natrium hidroksida 4 N, larutan asam salisilat 5, larutan
asam sulfat 5 N, larutan kalium antimol tartrat, laruan ammonium molibdat,
30
larutan asam askorbat, larutan kalsium karbonat, HCl 1, 10, 20, HNO
3
pekat, H
2
O
2
30, air raja 1 HNO
3
: 3 HCl, kalium klorida.
3.3. Prosedur Kerja 3.3.1. Persiapan Fotobioreaktor
Selama pemeliharaan digunakan wadah dengan kapasitas 1200 liter Fotobioreaktor, berbahan baja, berukuran 5 x 1,2 m, dan tinggi 20 cm,
sebanyak 3 buah. Masing- masing wadah dilengkapi dengan aerasi dengan debit aerator sebesar 2,5 liter menit, dan dilengkapi pula dengan baling-baling, sebagai
pengaduk.
3.3.2. Persiapan
Gas Holder
Gas holder yang disiapkan terdiri dari satu buah gas holder penampung dan 3 buah gas holder penyuplai. Gas holder ini terbuat dari bahan plastik tak
berpori dengan volum 500 liter untuk gas holder penampung, dan masing-masing volum 200 liter untuk gas holder penyuplai. kedua ujungnya ditutup dengan pipa
PVC dengan keran sebagai pengalirnya. Fungsi gas holder menampung gas karbon diokida yang akan disuplai ke masing-masing fotobioreaktor. Masing-
masing gas holder dilengkapi dengan aerator sebagai pendorong gas karbon dioksida dengan debit 80 litermenit.
3.3.3. Persiapan Media
Media yang digunakan adalah air ultra filtrasi. Air ultra filtrasi adalah air yang dibuat melalui penyaringan menggunakan filter berukuran 0,01 mikron
dan 2 buah membran polyethilen. Untuk setiap 1200 mL bibit chlorella sp. digunakan 20 liter air ultra filtrasi. Media ini digunakan untuk pertumbuhan
31
chlorella sp. Pupuk yang digunakan adalah pupuk Dutatonik H-16, yang memiliki komposisi nitrat, posfat, kalium, magnesium, kalsium, besi dan aluminium.
3.3.4. Penebaran Bibit
Sebanyak 10 stok bibit chlorella sp. berkapasitas 600 ml dalam labu Erlenmeyer 1000 mL yang telah diionokulasi selama 2 minggu, dipindahkan ke
dalam botol plastik berukuran 600 mL. Setiap 2 stok bibit chlorella sp. dalam botol plastik berukuran 600 mL, dipindahkan ke dalam plastik transparan tak
berpori berkapasitas 20 liter yang telah berisi air ultra filtrasi. Selanjutnya ke-5 kantong plastik transparan tak berpori yang berisi stok bibit chlorella sp. tersebut
diinokulasikan selam 2 minggu. Setelah 2 minggu ke-5 kantong plastik trasnparan yang berisi stok bibit chlorella sp. tersebut dimasukkan ke dalam fotobioreaktor
menggunakan gayung. Selanjutnya aerator dan baling-baling diaktifkan. Perbanyakan stok bibit chlorella sp. ini dilakukan sebanyak 3 kali, untuk 3 buah
reaktor.
3.3.5. Operasional Fotobioreaktor
Pada kegiatan ini, gas CO
2
diinjeksikan ke dalam fotobioreaktor dengan sistem intermiten 24 kali x 20 menit untuk diketahui kecepatan penyerapannya
per hari. Gas CO
2
dialirkan ke dalam reaktor dengan sistem tertutup dari dasar reaktor dengan menggunakan aerator dengan debit sebesar 2,5 litermenit.
3.3.6. Pengukuran dan Sampling
Pengukuran gas CO
2
dalam sistem fotobioreaktor dilakukan setiap hari dua kali, yaitu pukul 09.00 WIB dan pukul 15.00 WIB. Titik pengukuran gas CO
2
berada pada posisi di atas posisi titik sampling dengan jarak 25 cm dari titik sampling larutan, dengan jarak 1 meter dari sudut fotobioreaktor. Titik sampling
32
larutan alga, berada pada posisi di bawah titik pengukuran gas CO
2
, dengan jarak 1 meter dari sudut fotobioreaktor. Sampling larutan dilakukan satu kali dalam
sehari yaitu pada pagi hari pukul 09.00 dan pengukuran kadar N, P, dan K menggunakan metode spektrometri dilakukan di laboratorium Balai Teknologi
Lingkungan BTL setiap hari setelah sampling dilakukan. Untuk pengukuran densitas biomassa alga dilakukan dengan metode haemocytometer model Thoma.
Perhitungan tingkat kepadatan dinyatakan dalam jumlah sel per milimeter dengan menggunakan sebuah gelas objek haemocytometer yang diamati di mikroskop.
Dengan pengamatan melalui mikroskop, akan tampak garis-garis sebagai ruang hitung. Ruang hitung tersebut mempunyai dimensi kedalaman 0,1 mm, panjang
1,0 mm, dan lebar 1,0 mm sehingga jika dihitung volumenya menjadi 0,0001 cm
3
. Luas ruang hitung adalah 1,0 mm
2
yang terbagi dalam 400 kotak, masing-masing luasnya 0,0025 mm
2
. Perhitungan sel chlorella sp. Dilakukan dengan meneteskan air yang mengandung chlorella sp. pada haemocytometer lalu ditutup dengan
cover glass, kemudian diamati dengan mikroskop dengan pembesaran 100-400 kali. Nilai kepadatan chlorella sp. dapat dihitung pada 400 kotak bila
kepadatannya relatif rendah. Namun, bila kepadatan chlorella sp. sangat tinggi maka perhitungan hanya dilakukan pada beberapa kotak dan dipilih secara acak.
Dengan demikian, perhitungan kepadatan sel chlorella sp. dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :
Kepadatan sel = X x 400 kotak x 10
4
ml ............................................. 1 Keterangan:s
X = Rata-rata jumlah selkotak
33
3.4. Penentuan Kadar Nitrogen dalam Nitrat NO
3
-N Instruksi Pengujian BTL-BPPT IP.06 2003
3.4.1. Persiapan Pengujian
a. Pembuatan larutan induk nitrat, NO
3
-N 1000 mgL 1. Sejumlah kalium nitrat dikeringkan pada suhu 105
C selama 2 jam. 2. Dinginkan dalam eksikator.
3. Ditimbang 0,7223 g kalium nitrat di atas kaca arloji. 4. Dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL dengan bantuan corong sudip.
5. Kaca arloji dibilas dengan air suling. 6. Air suling ditambahkan hingga sedikit tanda tera.
7. Labu ditutup dan dikocok dengan membalikkan labu ukur. b. Pembuatan larutan natrium hidroksida, NaOH, 4 N
1. Ditimbang 160 g NaOH. 2. Ditambahkan air suling sampai tepat tanda tera dan dihomogenkan dalam
1000 mL. c. Pembuatan larutan asam salisilat, C
7
H
6
O
3
, 5 1.
Ditimbang 5 g asam salisilat dalam gelas piala 125 mL. 2.
Ditambahkan 95 ml asam sulfat pekat dan diaduk hingga larut. 3.
Larutan dapat bertahan selama 7 hari. d. Pembuatan larutan antara nitrat, NO
3
-N, 50 mgL 1. Dipipet 25 ml larutan induk nitrat 1000 mgL sebanyak 25 mL dan
dimasukkan ke dalam labu ukur 500 mL. 2. Air suling ditambahkan ke dalam labu ukur 500 mL hingga tanda tera.
34
e. Pembuatan larutan baku nitrat, NO
3
-N 1. Disiapkan 10 labu ukur 50 mL, dan beri label secara duplo berdasarkan
deret konsentrasi larutan baku pada tabel di bawah ini. 2. Dibuat deret larutan baku nitrat dengan cara memipet 2 mL, 4 mL, 6 mL,
8 mL, 10 mL larutan baku nitrat masing-masing ke dalam labu ukur 50 mL. Kemudian ditambahkan larutan pengencer aquadest sampai tepat
tanda tera, sehingga diperoleh konsentrasi nitrat 2 mgL, 4 mgL, 6 mgL, 8 mgL, 10 mgL.
3. Dipipet sebanyak 0,5 mL dari masing-masing larutan baku ke dalam tabung reaksi dan disiapkan blanko dengan 0,5 mL air aquadest.
4. Ditambahkan 1 mL asam salisilat ke dalam tabung reaksi tersebut. 5. Diaduk dengan pengaduk vortex dan diamkan selama 30 menit.
6. Ditambahkan 10 mL NaOH ke dalamnya. 7. Diaduk dengan pengaduk vortex dan diamkan selama 1 jam.
8. Analisis menggunakan Spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 410 nm.
3.4.2. Prosedur Pengujian sampel
1. Dipipet 0,5 mL contoh uji secara duplo dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi.
2. Ditambahkan 1 mL asam salisilat ke dalam masing-masing tabung reaksi. 3. Diaduk dengan pengaduk vortex dan diamkan selama 30 menit.
4. Ditambahkan 10 mL natrium hidroksida. 5. Diaduk dengan pengaduk vortex dan diamkan selama 1 jam.
35
6. Analisis menggunakan Spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 410 nm.
3.5. Penentuan Kadar P-Fosfat SNI 06-6989.31-2005
3.5.1. Persiapan Pengujian
a. Pembuatan larutan induk fosfat 500 mg PL. 1.
Dilarutkan 2,195 gram kalium dihidrogen fosfat anhidrat, KH
2
PO
4
dengan 100 mL air suling dalam labu ukur 1000 mL.
2. Ditambahakan air suling sampai tepat tanda tera dan dihomogenkan.
b. Pembuatan larutan baku fosfat 10 mg PL 1. Dipipet 2 mL larutan induk fosfat 500 mg PL dan masukkan ke dalam
labu ukur 100 mL. 2. Ditambahkan air suling sampai tepat tanda tera dan dihomogenkan.
c. Pembuatan larutan kerja fosfat 1. Dipipet 0 mL; 5 mL; 10mL; 20mL dan 25 mL larutan baku fosfat yang
mengandung 10 mg PL dan masing-masing dimasukkan ke dalam labu ukur 250 mL.
2. Ditambahkan air suling sampai tepat tanda tera kemudian dihomogenkan sehingga diperoleh kadar phosfat 0,0 mg PL; 0,2 mg PL; 0,4 mg PL; 0,8
mg PL; dan 1,0 mg PL. d. Pembuatan kurva kalibrasi
1. Alat spektrofotometer dioptimalkan sesuai dengan petunjuk alat untuk pengujian kadar fosfat. Setiap mengoptimalkan alat, dilakukan pengukuran
blanko terlebih dahulu.
36
2. Dipipet 50 mL larutan kerja dan masing-masing dimasukkan ke dalam erlenmeyer.
3. Ditambahkan 1 tetes indikator fenolftalin. Jika terbentuk warna merah muda, ditambahkan dengan H
2
SO
4
5N tetes demi tetes hingga warnanya menjadi hilang.
4. Ditambahkan larutan campuran sebanyak 8 mL dan dihomogenkan. 5. Dimasukkan ke dalam kuvet pada alat spektrofotometer dengan panjang
gelombang 880 nm pada kisaran waktu antara 10 menit sampai 30 menit.
3.5.2. Prosedur Pengujian sampel P-Fosfat
1. Dipipet contoh uji sebanyak 50 mL secara duplo dan masing-masing di masukkan ke dalam erlenmeyer.
2. Ditambahkan larutan campuran 50 ml H
2
SO
4
5N, 5 ml larutan kalium antimol tartrat, 15 ml larutan ammonium molibdat dan 30 ml larutan asam
askorbat sebanyak 8 mL dan dihomogenkan. 3. Dimasukkan ke dalam kuvet pada alat spektrofotometer panjang
gelombang 880nm pada kisaran waktu antara 10 menit sampai 30 menit.
3.6. Penentuan Kadar Kalium SNI 6989.69:2009 3.6.1.
Persiapan Pengujian
a. Pembuatan larutan standar kalium 1. Dilarutkan 0.1907 g kalium klorida dengan air suling, hingga volum 1000
ml sampai tepat tanda tera dan dihomogenkan. b. Pembuatan larutan baku logam kalium K 10 mg KL
37
1. Dipipet 10,0 mL larutan induk kalium 100 mg KL, masukkan ke dalam labu ukur 100,0 mL
2. Ditambahkan larutan pengencer hingga tanda tera, lalu homogenkan
3.6.2. Prosedur Pengujian sampel
1. Dipipet contoh uji sebanyak 50 mL secara duplo dan kemudian di sentrifugasi selama 30 menit hingga endapan terpisah berada dilapisan
bawah. 2. Dipipet 20 ml secara duplo, kemudian dimasukkan ke dalam tabung
reaksi. 3. Ditambahkan larutan HNO
3
pekat hingga pH 2. 4. Analisis dengan spektrometri serapan atom.
3.7. Koefisien Korelasi
Analisis Korelasi merupakan studi yang membahas tentang derajat keeratan hubungan antar peubah, yang dinyatakan dengan Koefisien Korelasi r.
Besarnya koefisien korelasi berkisar antara +1 sampai dengan -1. Jika koefisien korelasi positif, maka kedua variabel mempunyai hubungan searah, artinya jika
nilai variabel X tinggi, maka nilai variabel Y akan tinggi pula. Sebaliknya, jika koefisien korelasi negatif, maka kedua variabel mempunyai hubungan terbalik,
artinya jika nilai variabel X tinggi, maka nilai variabel Y akan rendah.
3.8. Bagan Kerja Penelitian
Pada gambar 6 ditunjukkan bagan kerja penelitian. Dimulai dengan tahapan kerja pembuatan campuran gas karbon dioksida CO
2
40 diencerkan
38
dengan udara bebas hingga konsentrasi CO
2
maksimal 10 dalam gas holder penampung dan kemudian dialirkan ke dalam gas holder penyuplai, pembuatan
fotobioreaktor, pengukuran CO
2
dengan detector gas analyzer pada gas holder dan sistem fotobioreaktor, pengambilan sampel larutan, pengukuran kepadatan
sel, analisis dengan Spektrofotometri UV-Vis dan Spektrometri SSA.
Gambar 8 . Bagan Kerja penelitian
CO
2
40
Pengukuran CO
2
dengan detector gas analyzer
Pengukuran kepadatan sel
Nitrat dan fosfat UV-Vis
Gas Holder penampung
Gas Holder penyuplai
Kolam Media tumbuh chlorella
fotobioreaktor
Sampling media berisi chlorella
Uji Nutrisi
Kalium SSA
Udara bebas
Pemberian Nutrisi 150 grkolam
39
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengukuran Kepadatan dan Populasi Alga
