pengembangan SMFC pada perairan saat ini adalah telah dicobakan berbagai jenis sedimen, antara lain sedimen estuaria dari dekat Pantai Raritan USA dan sedimen
rawa asin dari Tuckerton USA Reimers et al. 2001, sedimen Danau Ilgam Seoul Hong et al. 2008, sedimen Sungai Gongji Hong et al. 2009
a
, sedimen Danau Sihwa Hong et al. 2009
b
, sedimen laut Teluk Jakarta Idham 2010, sedimen Danau Hussain Sagar Hyderabad dan sedimen Sungai Uppal Hyderabad Mohan
et al. 2009, serta sedimen laut Pelabuhan Boston Holmes et al. 2004. SMFC ini ternyata dapat menurunkan bahan organik yang terkandung dalam sedimen, pada
penelitian Hong et al. 2008 kandungan karbon organik pada sedimen Danau Ilgam Seoul mengalami penurunan setelah dirangkaikan dengan SMFC dari
3,52 menjadi 2,37, sedangkan pada penelitian Hong et al.2009
b
kandungan karbon organik pada sedimen Danau Sihwa Korea mengalami penurunan setelah
dirangkaikan dengan SMFC dari 6,4 menjadi 4,20. Pada penelitian Idham 2010, bahan organik pada sedimen laut Teluk Jakarta mengalami penurunan
setelah dirangkaikan dengan SMFC, masing-masing karbon organik dari 2,19±0,44 menjadi 1,88±0,07, nitrogen total dari 0,19±0,06 menjadi
0,15±0,03, dan fosfor dari 128±4,95 menjadi 88±15,91. Sediment Microbial Fuel Cell SMFC sebagai teknologi baru proses
percepatan penurunan kadar akumulasi bahan organik pada tambak udang belum pernah dikembangkan. Selain itu diharapkan, SMFC dapat dikembangkan pula
untuk menghasilkan energi listrik. Secara teoritis menurut Logan 2008, energi listrik yang dihasilkan dari SMFC, ditimbulkan dari proses degradasi bahan
organik oleh mikroorganisme melalui reaksi katalitik atau melalui mekanisme sistem bioelektrokimia dari mikroorganisme. Oleh karena itu, penelitian untuk
mempelajari fungsionalisasi kualitas sedimen tambak udang dengan menggunakan teknologi SMFC menjadi sangat penting untuk dilakukan.
1.2 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis penurunan akumulasi bahan organik dan energi listrik yang dihasilkan pada sedimen tambak udang melalui
sediment microbial fuel cell.
2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pencemaran Sedimen Tambak
Sedimen merupakan bagian terpenting dalam usaha budidaya udang. Keadaan sedimen akan mempengaruhi kualitas air tambak hasil produksi
Boyd 2000. Menurunnya kondisi kualitas air dan sedimen dasar tambak akibat meningkatnya akumulasi bahan organik dan timbulnya senyawa toksik seperti
amonium dan nitrit merupakan salah satu faktor penyebab penurunan produksi udang. Garno 2004, mengemukakan bahwa akumulasi bahan organik pada
sistem tambak udang sudah dapat dideteksi sejak awal masuknya pakan buatan pelet ke dalam sistem tambak tersebut, dan kegagalan budidaya udang lebih
diakibatkan oleh pencemaran organik yang terakumulasi di sedimen tambak dari pada akibat pencemaran yang berasal dari luar sistem tambak. Menurut Sabar dan
Widiyanto 1998, peningkatan bahan organik pada tambak semi intensif terjadi mulai hari ke-60, diawal operasional konsentrasi bahan organik pada sedimen
tambak sebesar 41,0 mgL dan setelah 60 hari operasional konsentrasinya meningkat menjadi 140 mgL, yang terdiri dari unsur nitrogen, fosfat, dan sulfur.
Meningkatnya konsentrasi senyawa toksik amonium dan nitrit di tambak merupakan faktor penghambat dalam budidaya udang. Senyawa-senyawa
toksik tersebut diproduksi oleh aktifitas mikroba dan hasil ekskresi udang yang dibudidayakan. Amonia dihasilkan oleh bakteri amonifikasi dan senyawa nitrit
diproduksi dari proses reduksi nitrat oleh bakteri denitrifikasi. Nitrit juga berupa senyawa intermediat dari proses nitrifikasi. Senyawa amonium dan nitrit bersifat
toksik bila konsentrasinya sudah melebihi ambang batas. Konsentrasi senyawa toksik di tambak udang umumnya menunjukkan peningkatan pada hari ke-15
setelah udang ditebar, yaitu untuk amonium di sedimen mencapai 500 µM, total nitrat dan nitrit mencapai 15 µM, sedangkan konsentrasi nitrogen organik terlarut
pada hari ke tiga sudah mencapai sekitar 100 –120 µM Burford et al. 2002.
Meningkatnya konsentrasi amonium bersifat toksik pada sistem tambak udang, walaupun mekanisme toksisitasnya belum diketahui dengan jelas akan
tetapi terlihat keterkaitan antara jumlah amonia dan aktifitas fisiologis udang, yaitu terjadi peningkatan konsentrasi amonia pada jaringan dan darah Schewedler
et al. 1985. Sedangkan senyawa nitrit bersifat toksik dan akan menghambat proses pengikatan oksigen oleh hemoglobin di dalam darah. Apabila senyawa
nitrit diikat oleh darah akan terbenbentuk methemoglobin Hb + NO2 = Met-Hb, dan darah yang mengandung Met-Hb berwarna coklat brown blood diseases
Boyd, 1990.
2.2 Microbial Fuel Cell MFC
