kemampuan Tanaman Air pada Proses Bioremediasi Limbah Rumah Tangga dalam Skala Kecil dengan Sistem Simulasi
KEMAMPUAN TANAMAN AIR
PADA PROSES SlORENIEDlASI LlMBAH RUMAH TANGGA
OALAM SKALA KEClL DENGAN SlSTENl SlMULASl
Oleh
GUNTUR YUSUF
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANlAN BOGOR
2001
ASSTRAK
GUNTUR YUSUF.
Kemampuan Tanaman Air pada Proses Bioremediasi
Limbah Rumah Tangga dalam Skala Kecil dengan Sistem Simulasi. Dibimbing oleh MUCHAMMAD SRl SAENI. MUHAMMADA HASYlM BlNTORO
DJOEFRIE dan BIBIANA W. LAY.
Bioremediasi adalah salah satu proses untuk meningkatkan kualitas
limbah secara biologis. Daiam penelitian ini dipelajari efek bioremediasi
rnenggunakantanaman air yang dikombinasikan dengan pengenceran limbah,
terhadap peningkatan kualitas limbah rumah tangga. Tujuannya adalah untuk
mengetahui sejauhmana pengaruh bioremediasi terhadap peningkatan
kualitas limbah, menjelaskan peranan komposisi tanaman air, menghitung
efektivitas setiap jenis tanaman air, membandingkan kualitas limbah yang
telah melalui prases bioremediasi dengan baku mutu, serta menganalisis efek
limbah rurnah tangga terhadap kehidupan ikan air tawar.
Tanaman air yang digunakan adalah Mendong (Iris sibirica), Teratai
(Nymphaea firecrest), Kiambang (Spirode!/a poiyrrhiza) dan Hidrilla (HydriNa
verticillata). Tanaman tersebut disimulasikan dalam empat komposisi, masingmasing tanpa tanaman air, dua jenis tanaman air, tiga jenis tanaman air dan
empat jenis tanarnan air. Limbah rumah tangga diencerkan dengan empat
konsentrasi, yakni 100%, 50%,25% dan 12.5%.
Uji laboratorium dilakukan untuk mengetahui kualitas limbah setelah
melalui proses bioremediasi, meliputi kualitas fisik, kimia dan mikmbiologis.
Untuk mengetahui pengaruh bioremediasi terhadap peningkatan kualitas
limbah, peranan komposisi tanaman air dan efektivitas setiap jenis tanaman
air terhadap e k k bioremediasi, digunakan analisis sidik ragam dan uji BNT.
Efek lirnbah terhadap kehidupan ikan air tawar, diuji dengan LC50 dan
pemantauan bobot badan ikan mas (Cyprinus carpio).
Bioremediasi berpengaruh nyata terhadap peningkatan kuaiitas limbah
rurnah tangga. Tanarnan air dan pengenceran berinteraksi nyata dalam
menurunkan atau rneningkatkan nilai peubah limbah. Komposisi tanaman air
memberikan efek yang berbeda nyata antara satu komposisi dengan
komposisi yang lain. Setiap jenis tanaman air memberikan efek terhadap
peningkatan kualitas limbah dalam persentase yang berbeda-beda, bergantung pada beniuk dan posisi tumbuhnya di dalam perairan. Toleransi ikan
air tawar terhadap limbah rumah tangga yang telah melalui proses
bioremediasi, cukup tinggi. LC50 limbah terhadap ikan mas adalah 129%
untuk 48 jam, 1 f 0% untuk 72 jam dan 80% untuk 96 jam.
ABSTRACT
GUNTUR YUSUF. The Ability of Aquatic Plant on Bioremediation Process of
Domestic Wastewater in Smali Scale by Simulation System. Under the
guidance of MUCHAMMAD SRI SAENI, MUHAMMD HASYIM BINTORO
DJOEFRIE and BlBlANA W. LAY
Bioremediation is a process to improve wastewater quality biologically.
Through this research, an experiment has been made on the bioremediation
of domestic wastewater by using aquatic plant, combining by diluting on the
increase of domestic wastewater quality. The purpose of this research is to
recognize the influence of bioremediation on the increase of domestic
wastewater quality, to describle the role of aquatic plant compositions, to
measure the effectivity of each aquatic plant, to compare the wasteater
quality which has been processed through such bioremediation with the
satandard of quality, and the analyse the effect of domestic wastewater on
the life of fresh water fish.
Aquatic plant used in this research are Mendong (iris s i b i d ) , Lily
( Nymphaea firecrest), Kiambang (Spimdeila poiyrrhiza) and Hidrilla (Hidrilla
verticiilata). The aquatic plants are simulated through four compositions ;
without aquatic pjant, with two kinds of aquatic plant, three kinds aquatic
plant and which has with four kinds aquatic plant. The domestic wastewater
diluted in four concentrations : 100%. 50%, 25% and 12.5%.
Laboratory test performed to recognize the waste quality after having
the bioremediation process, including physical, chemical and microbiological
qualities. To recognize the effect of bioremediation on the increase of
domestic wastewater quality. the role of the aquatic plant composition and
the effectivity of each aquatic plant on the effect of biorernediation, analysis
of varians was in use. The effect of domestic wastewater on the life of fresh
water fish measure and tested by LC50 as we1 as by observing the body
weight of goldfish (Cyprinus carpio)
Bioremediation process obviousty significant effect to the increase of
domestic wastewater quality. Aquatic plants and dilution factor are obviously
interaction to increase the domestic wastewater quality. The composition of
aquatic plant provide distinctive effect. Each kind of aquatic prant provide a
specific effect on the increase of domestic wastewater quality in various
percentage, depend on the form and growing position in territorial waters.
The tolerance of fresh water fish on the domestic wastewater has been
treated through a process of bioremediation is high enough. LCSo
wastewater
on goldfish is 129% for 48 hours, 110% for 72 hours, and 80% for 96 hours.
SURATPERNYATAAN
Dengan ini s a y a menyatakan bahwa disertasi yang berjudul :
"Kemampuan Tanaman Air pada Proses Bioremediasi Limbah Rumah Tangga
dalam Skala Kecil dengan Sistem Simulasi", adalah benar mempakan hasir
karya saya sendiri dan belum pemah dipublikasikan. Semua surnber data dan
informasi yang digunakan telah dinyatakan dengan jelas dan dapat diperiksa
kebenarannya.
Bogor. Juni 2001
Guntur Yusuf
Nrp. 975046
KEMAMPUAN TANAMAN AIR
PADA PROSES BIOREMEDIAS1 LlMBAH RUMAH TANGGA
DALAM SKALA KEClL DENGAN SISTEM SlMULASl
OLEH
GUNTUR YUSUF
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2001
:
Judul Disertasi
KEMAMPUAN TANAMAN AIR
PADA
PROSES
BlOREMEDlASl LfMBAH RUMAH TANGGA DAtAM
SKALA KEClL DENGAN SISTEM SlMUtASl
Nama Mahasiswa
: Guntur Yusuf
Nomor Pokok
Program Studi
975046
:
Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
Menyetujui
I.Komisi Pembirnbing
prof. Dr. lr. Muchammad Sri Saeni, MS
Ketua
~nggota
Anggota
2. Ketua Program Studi
Pengelolaan Sumbefdaya Alam
dan Lingkungan
Prof. Dr. Ir. Muchammad Sri Saeni. MS
TANGGAL LUtUS ; 27 NOVEMBER 2001
gram Pascasarjana
--
RIWAYAT HlDUP
Penulis lahir di Palopo, Sulawesi Selatan pada tanggal 12 Oktober 1954,
anak perlama dari tujuh bersaudara dari ayah yang bernama Muhammad Yusuf
dan Ibu St.Samsang. Menikah dengan Rostina Ruslan pada tahun 1982 dan
telah dikaruniai tiga orang anak,
Silfana Safitfi Guntur, Yuzardi Guntur dan
Triwahyudi Guntur.
Pendidikan Sekolah Dasar sampai Sekotah Menengah Atas diselesaikan di Palopo, dan lulus SMA Negeri tahun 1972. Pada tahun 1981,penulis
menyelesaikan studi
pada
Fakultas
Pendidikan Matematika
dan
llmu
PengetahuanAlam lKlP Ujung Pandang, Program Studi Biologi.
Penulis diangkat menjadi dosen Kopertis Wilayah IX dan dipekerjakan
pada Akademi Gizi Indonesia, Yayasan Perguruan Amanna Gappa Ujung
Pandang pada tahun 1983. Selanjutnya, diangkat rnenjadi Kepala l-aboratorium Mikrobiologi/Bioteknologi Growth Centre Kopertis WiI.IX periode 1994 1997.
Pendidikan 5.2 diselesaikan pada tahun 1992 pada Program Pascasarjana Universitas Hasanuddin, Program Studi Pengeiolaan Lingkungan iiidup
( PLH ).
Meianjutkan pendidikan 5.3 pada Program Pascasajana IPB,
Program Studi llmu Pengeiolaan Sumberdaya Aiam dan Lingkungan pada thun
1997. Selama mengikuti pendidikan S.2 dan S.3, penulis rnendapat bantuan
Biaya Pendidikan Pascasarjana ( BPPS ) dari Direktorat Jenderai Pendidikan
Tinggi, Departernen Pendidikan Nasional.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah s.w.~.,karena atas
taufik dan hidayahNya jualah maka disertasi ini dapat diselesaikan. Disertasi
yang berjudut "Kemarnpuan Tanaman Air Pada Proses Bioremediasi Limbah
Rumah Tangga Dalam Skala Kecil dengan Sistem Sirnulasi" ini, disusun guna
mernenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program
Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa disertasi ini dapat diselesaikan
karena adanya bimbingan, bantuan serta paNsipasi dari berbagai pihak. Oleh
karena itu, rnaka penulis menyampaikan ucapan terima kasih dan pengharga-
an yang tulus, disertai doa dan harapan, semoga Allah s.w.t. senantiasa
membalas segala kebajikan yang telah diberikan kepada penulis. Terima kasih
dan penghargaan penulis sampaikan kepada :
7 . Prof.Dr.Ir.Muchammad Sri Saeni, MS. sebagai Ketua Komisi Pembimbing
dan sekaligus sebagai Ketua Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam
dan Lingkungan PPs IPB Bogor, yang telah banyak mernberikan perhatian,
bimbingan serta motivasi kepada penulis sejak terdaftar sebagai mahasiswa
PPs IPB hingga saat penyelesaian studi.
2. Prof.5r.lr.H. Muhammad Hasyirn Bintoro Djoefrie, MAgr. Sebagai Anggota
Komisi Pembirnbing, atas segala bimbingan dan arahan yang diberikan
kepada penulis sejak perencanaan penelitian sampai pada penyelesaian
studi.
3. Prof.Dr.Bibiana Widiyati Lay, M S c . S e b a g a i Anggota Komisi Pembimbing,
a t a s segala bimbingan d a n motivasi yang telah diberikan k e p a d a penulis,
mulai dari saat perkuliahan, penelitian hingga penyelesaian studi.
4. Direktur Program P a s c a s a r j a n lnstitut Pertanian Bogor b e s e r t a seluruh staf
d a n jajarannya, yang telah rnemberikan k e s e m p a t a n serta pelayanan
s e l a m a penulis rnengikuti pendidikan p a d a PPs IPB Bogor.
5. Koordinator Kopertis Wil.lX Sulawesi, yang telah rnemberikan izin k e p a d a
penulis untuk mengikuti pendidikan pada PPs iPB Bogor.
6. Pengelola B P P S yang telah memberikan bantuan biaya k e p a d a penulis
s e i a m a mengikuti pendidikan p a d a P P s IPB.
7. Pimpinan Y a y a s a n Perguruan Arnanna G a p p a Makassar,
yang telah
memberikan k e s e m p a t a n s e r t a bantuan k e p a d a penu\is untuk mengikuti
pendidikan p a d a PPs IPB
8. Pimpinan d a n rekan-rekan d o s e n beserta karyawan p a d a Akademi Gizi d a n
Akademi Pariwisata
- YPAG Makassar, atas segala perhatian d a n rnotivasi
yang diberikan k e p a d a penulis s e l a m a mengikuti pendidikan.
9. Pimpinan beserta seluruh staf Growth Centre APTlSl Wil.lX, yang telah
memberikan bantuan berupa izin penggunaan Laboratorium Mikrobiologi
uniuk pelaksanaan peneiitian.
1O.Pengurus
dan
seluruh
anggota
Forum
Kornunikasi
Mahasiswa
f a s c a s a r j a n a IPB asal Sulawesi Selatan, a t a s s e g a l a k e b e r s a m a a n d a n
perhatiannya s e l a m a penulis mengikuti pendidikan.
11. Kedua orang tua d a n mertua, s e r t a adik-adik d a n adik ipar, a t a s d o a restu
d a n perhatian yang tulus k e p a d a penulis sekeluarga, sehingga penulis
d a p a t rnenyelesaikan studi d e n g a n baik.
12. lsteri d a n anak-anak tersayang, a t a s s e g a l a pengorbanan, kesabaran d a n
perhatian yang diberikan k e p a d a penulis d a l a m mengikuti pendidikan.
Dorongan d a n siraman kasih s a y a n g yang tak henti-hentinya diberjkan oleh
isteri d a n anak-anak, baik di s a a t b e r s a m a rnaupun di saat berpisah telah
memberikan s e m a n g a t d a n motivasi yang s a n g a t tinggi bagi penulis untuk
menyelesaikan studi.
23. Rekan-rekan mahasiswa P P s IPB, khususnya mahasiswa Program Studi
P S L , atas s e g a l a k e b e r s a m a a n d a n saiing pengertian yang telah terbina
antara kita s e m u a selarna ini.
14. Seluruh keluarga, rekan-rekan, handai tolan yang penulis tidak s e m p a t
sebutkan s a t u persatu, a t a s s e g a l a bantuan, perhatian serta rnotivasi yang
telah diberikan k e p a d a penulis.
Penulis juga menyadari bahwa disertasi ini masih jauh dari s e m p u r n a ,
disebabkan oleh keterbatasan penulis.
Namun demikian penulis t e t a p ber-
harap a g a r disertasi ini d a p a t bermanfaat adanya." S e m o g a Allah s.w.t. s e n a n t i a s a memberikati kita s e m u a "
Bogor, Juni 2001
Penulis
DAFTAR IS1
Halaman
DAFTAR TABEL.........................................................................................
xiv
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................xvii
BAB
I
PENDAHULUAN ....................
.
................................................ 1
7 . Latar Belakang ...................................................................... 1
2 . Perurnusan Masalah ..............................................................
7
..
3. Tujuan Penelrt~an..................................................................8
4 . Hipotesis ................................................................................ 9
5. Kegunaan Penelitian ............................................................ -10
6 . Kerangka Pemikiran .............................................................. I 0
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................
14
1. Lirnbah Rurnah Tangga .........................................................
14
I .1 . Pengertian dan Sumber Limbah Rumah Tangga ........... 14
1.2. Kandungan Limbah Rurnah Tangga ............................... 19
1.3. Efek Buruk Limbah Rumah Tangga ............................... 35
2 . Tanaman Air ................... ..
..................................................
41
2.1. Jenis-Jenis Tanaman Air ................................................ 41
2.2. Kebutuhan Unsur Hara ..................................................43
2.3. Proses Penyerapan Unsur Hara .....................................
48
3. Beberapa Cara Pengolahan Lirnbah Rumah Tangga ..............53
3.
. Pengenceran ................................................................... 53
3.2. Pengairan Terbuka .........................................................54
3.3. Koiam Oksidasi atau Stabiiisasi ...................................... 54
3.4. Saringan Percikan ........................................................... 56
3.5. Lumpur Aktif .................................................................... 58
3 . 6 . Pengolahan Secara Mekanik dan Biologis ..................... 59
BAB Ill METODOLOGI ......................... .
.
..........................................
62
1. Waktu dan Tempat ..........................................................
62
2. Alat dan Bahan ................................... .
.........................
62
3 . Prosedur Kerja
............................................................. 68
4 . Analisis Data .....................................................................
73
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..............................................75
A Hasil Percobaan .............................................................. 75
7 . Efek Bioremediasi Terhadap Kualitas Limbah ............ 75
a. Suhu ....................................................................... 75
b. Kekeruhan ......................
.
.
.................................. 76
c . Padatan Tersuspensi ............................................ 78
d . Nilai pH ..................
......
....
........................ 79
e. Daya Hantar Listrik ...................................... ... . . . 80
f . Oksigen Terlarut ................................................... 81
g. Kebutuhan Oksigen Biologi ( BOD )......................... 82
h. Kebutuhan Oksigen Kimiawi ( COD ) ...................... 83
i.
Karbondioksida .................................................
j.
Ortofosfat ............................................................... 85
84
k. Besi Terlarut ......................................................... 87
I.
Klorida .............................
...............................87
m. Sulfat ......................................................................
89
n. Ammonia ......................
.
.
.. .
.
............................. 90
o. Nitrat ....................................................................... 91
. .
p . N ~ t r ........................................................................
~t
92
q. Kalsium ................................................................... 93
r. Mangan ................................................................. 94
s . Coliform .................................................................. 95
t . Escherichia coli ....................................................... 96
2. Efek Sioremediasi Terhadap Kehidupan Air Tawar ....... 98
a . Letal Konsentrasi ( LCso) Lirnbah terhadap lkan ...... 98
b. Efek Lirnbah Terhadap Bobot Badan ikan ................ 103
B.
Pembahasan .................................................................... 106
1.
Efek Bioremediasi Terhadap Kuaiitas Limbah .............. 1 0 6
2 . Efek Limbah Terhadap Kehidupan Air Tawar ................ 148
a . Niiai LCs0 Limbah Terhadap lkan Mas ..................... 151
b. Efek Limbah Terhadap Bobot Badan Wan ............... 153
BAB V KESIMPULAN DAN SARA N ..............................................
154
A . Kesirnpulan ...................................................................... 154
B. Saran ....................................................................... .. ...... 156
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 157
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Rata-Rata Aliran Limbah dari Daerah Pemukiman ..............................
16
2 . Rata-Rata Aliran Limbah dari Daerah P e r d a g a n g a n ............................ 16
3. Rata-Rata Aliran Fimbah dari Daerah Kelernbagaan ...........................
37
4 . Rata-rata Aliran Limbah dari Daerah Rekreasi ..................................
18
5. Komposisi Kandungan Fisik d a n Ktmia Limbah R u m a h T a n g g a .......... 30
6. Kandungan Organisme Limbah Rumah T a n g g a .................................. 35
7. Daya T a h a n B e b e r a p a Mikroba di daiam Lingkungan ........................ 37
8.
9.
Mikroba yang Penyebarannya Melalui Air d a n Penyakit yang
ditimbulkan ........................................................................................
38
Beberapa Penyakit Bawaan Nyarnuk ........................... .
.......... ...
39
10. Unsur Hara Esensial d a n Konsentrasi Berkecukupan ........................ 45
1 1. Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan T e r h a d a p Penurunan
Suhu ..................................................................................................
76
12. Hasil Uji
BNT Pengaruh Perlakuan T e r h a d a p Penurunan
Kekeruhan ........................................................................................ 77
13. Hasil Uji BNT Pengaruh Kekeruhan T e r h a d a p Penurunan
P a d a t a n Tersuspensi ........................................................................
78
14. Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan T e r h a d a p Peningkatan pH ...... 79
15. Hasil
Uji BNT Pengaruh Perlakuan T e r h a d a p Penurunan
DHL ............................. .
................................................................... 81
16. Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan T e r h a d a p Peningkatan
Oksigen Terlarut ................................................................................
82
17. Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan BOD ....... 83
18. Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan COD ...... 84
19. Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan COz ......... 85
20 . Hasil Uji BNT Pengaruh PeriakuanTerhadap Penurunan
Ortofosfat ..........................................................................................
86
21 . Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Besi Terlarut ................................... ................. . ............... ........... 87
22 . Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Klorida ....................................................................................... 88
23 .
Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Sulfat
89
24 . Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Ammonia ........................................................................................... 91
25 . Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Nitrat ..............................................................................................92
2 6 Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Nitrit .................................................................................................
93
27 . Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Kalsiurn ............................................................................................
94
28 . Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Mangan ......................... .
.................................................................
95
29 . Hasil Uji BNT Pengaruh Pertakuan Terhadap Penurunan
Coliform ........................................................................................... 96
30 . Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
E .Coh ................................................................................................ 97
31 . Jumtah lkan yang Hidup Setelah pemberianlimbah .......................... 99
32. Persentase lkan yang Hidup Setelah pemberian Limbah................... 99
33 . Bobot Badan lkan Setelah Pemberian Limbah................................... 103
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Skema Kerangka Pemikiran Penelitian ...................................
13
Proses Kerja Kolam Oksidasi atau Stabilisasi ..........................55
Skema Saringan Percikan .......................................................53
Bagan Pengolahan timbah dengan Lurnpur Aktif .................... 59
Denah dan Alur Pengoiahan Limbah Secara Mekanik
........ ....................................
61
dan Biologis ................................
Kolam Simulasi dengan Dua Jenis Tanaman Air ...................... 69
Kolam Simulasi dengan Tiga Jenis Tanaman Air ..................... 70
Kolam Simulasi dengan Empat Jenis Tanaman Air .................. 71
Kurva LC50 timbah Terhadap lkan Mas untuk 48 Jam ............ 100
Kurva LCsoLimbah Terhadap lkan Mas untuk 72 Jam ............. 3 0 1
Kurva LC50 Limbah Terhadap lkan Mas untuk 96 Jam ............. 102
Grafik Bobot Badan lkan pada Konsentrasi Limbah 0% ........... 704
Grafik Bobot Badan tkan pada Konsentrasi Limbah 25% ......... 104
Grafik B o b t Badan tkan pada Konsentrasi Limbah 50% ......... 105
Grafik Bobot Badan Ikan pada Konsentrasi Limbah 100% ...... 105
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Hasil Pengukuran Kualitas Limbah Setelah Melalui
Proses Bioremediasi ..............................................................164
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Suhu ......................................................................168
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakaun
Terhadap Kekeruhan .............................................................169
Hasil Analisis Sidik Ragarn Pengaruh Perlakuan
Terhadap Padatan Tersuspensi .............................................. 170
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap pH ...........................................................................
171
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Periakuan
Terhadap DHL .........................................................................172
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Oksigen Terlarut ................................................ 173
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Periakuan
Terhadap BOD ....................................................................... 174
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap COD ...................................................................... 175
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
terhadap C 0 2 ......................................................................... 176
Hasi! Analisisi Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Ortofosfat ................................................................ 177
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Besi Terlarut ......................................................... 178
Hasil Analisis Sidik Ragarn Pengaruh Perlakuan
Terhadap Klorida ................................................................... 179
Hasil Anaiisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Sulfat .................................................................... 180
Hasil Analisis Sidik Ragarn Pengaruh Perlakuan
Terhadap Ammonia ............................................................... 181
Hasil Anallisis Sidik Rgam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Nitrat ..................................................................... 182
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Nitrit ....................................................................... 183
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Kalsiurn ....................................................................
184
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
'I85
Terhadap Maogan ..................................................................
Hasil Analisis Sidik Ragarn Pengaruh Perlakuan
Terhadap Coliform .................................................................. 186
Hasil Analisis Sidik Ragarn Pengaruh Perlakuan
Terhadap E.co/i ......................................................................
187
Baku Mutu Lirnbah Rumah Tangga .......................................... 168
Hasil Pengamatan Pada Uji LC50 dan Pemantauan
Bobot Badan lkan
................................................................... 190
BAB I. PENDAHULUAN
I. Latar BeIakang
Di negara-negara
yang s e d a n g berkembang, pengolahan limbah
rumah tangga belum mendapat perhatian yang memadai. Pada umumnya
masih digunakan cara tradisional, yakni dengan mengalirkan limbah k e tempat
yang lebih rendah, terutama k e badan air seperti sungai, danau, kolam a t a u
taut, tanpa diolah lebih dahulu. Cara seperti ini selain mudah dilakukan juga
tidak memerlukan biaya yang besar.
Meningkatnya aktivitas manusia di rumah tangga menyebabkan semakin besarnya volume d a n jenis limbah yang dihasilkan dari waktu k e waktu.
Volume limbah rumah tangga meningkat 5 juta m3 pertahun (Haryoto, 1999),
dengan peningkatan kandungan rala-rata 50% ( Momon d a n Lya, 1997).
Konsekuensinya adalah beban badan air yang selama ini dijadikan tempat
pembuangan
limbah
rumah
tanggo
menjadi
semakin
berat,
termasuk
komponen lain seperti saluran air, biota perairan d a n sumber air penduduk.
Keadaan
tersebut
menyebabkan
terjadinya
pencemaran
yang
banyak
menimbulkan kerugian bagi manusia d a n lingkungan itu sendiri.
P a d a dasarnya telah ditemukan beberapa c a r a atau teknologi untuk
pengolahan limbah, namun pada kenyataannya pemanfaatan teknologi tersebut
rnasih jauh dari yang diharapkan.
Kendala yang dihadapi antara lain
biaya
yang didiperlukan s a n g a t tinggi, penerapannya s a n g a t sulit, serta masih
kurangnya kesadaran masyarakat
tentang pentingnya
pengolahan Lmbah
sebelum dilepas ke lingkungan (Sarbidi, 1999).
Khusus untuk limbah mmah tangga, hingga saat in5 belum tejangkau
oleh teknologi. Selain karena kendala yang telah disebutkan terdahulu, faktor
lain adalah masih kuatnya pernikiran ban anggapan bahwa pembuangan
limbah rumah tangga secara langsung ke iingkungan tidak akan menimbulkan
dampak yang serius. Anggapan seperti itu menyebabkan banyak pihak yang
belum mengarahkan perhatian dan pernikirannya terhadap upaya pengelolaan
lirnbah rumah tangga karena menganggap bahwa pencemaran lingkungan oleh
limbah rumah tangga belumlah merupakan ha! yang berbahaya.
Kenyataan-kenyataan yang telah dikemukakan merupakan alasan yang
sangat kuat, betapa diperlukannya pemikiran dan gagasan-gagasan baru yang
strategis
untuk memecahkan pennasalahan limbah rumah tangga
itu.
Kesadaran masyarakat hendaknya ditingkatkan dengan cara mernberikan
pemahaman dan pengertian serta dengan menunjukkan bukti-bukti yang
mendukung, betapa pentingnya lirnbah rumah tangga itu diolah sebelum
dilepas ke lingkungan. Keterbaiasan biaya untuk rnemanfaatkan teknologi
pengolahan limbah dapat diatasi dengan mencari suatu sistem atau metode
yang bbih sederhana dan mudah diterapkan, namun dapat memberikan hasil
yang memuaskan.
Salah satu perniktran yang dapat dikembangkan adalah dengan
memanfaatkan potensi sumberdaya alam yang selama ini telah diketahui
namun belum dikembangkan.
Salah satu sumberdaya alam yang memiliki
potensi untuk dikembangkan dalam upaya p e n g d a h a n limbah rumah tangga
adalah berbagai jenis tanaman air yang tumbuh pada kolam-kolam atau
genangan air yang terdapat di sekitar pernukiman (Robinson.1994).
Seperti diketahui bahwa pada awainya di sekitar pemukiman selalu
terdapat lahan yang letaknya lebih rendah a t a u berbentuk kolam yang berfungsi sebagai tempat menampung limbah rumah tangga yang berasal dari
pemukirnan sebelum dilepas k e sungai, d a n a u a t a u laut. P a d a kolarn tersebut
tumbuh berbagai tanaman air dengan jenis yang berbeda, d a n p a d a umumnya
hidup bersama d e n g a n subur d a n menernpati bagian tertentu p a d a kolarn.
Pada kenyataannya. air kolam selalu dalam keadaan relatif jernih walaupun
setiap s a a t dialiri limbah dari pemukirnan, sehingga setelah dilepas k e badan
air tidak menimbulkan gangguan yang berarti. baik terhadap perairan maupun
biotanya. Hal ini diperjelas oleh kenyataan bahwa ikan air tawar d a n biota lain
masih banyak ditemukan pada waktu itu.
Pesatnya kemajuan pembangunan di berbagai sektor, telah mendorong
terjadinya penggunaan lahan yang cenderung tak terkendali.
Lahan terbuka
yang biasanya dianggap lahan kosong s e g e r a dimanfaatkan untuk mendirikan
bangunan bagi berbagai keperluan seperti pemukiman d a n industri (Udiharto
d a n Sudaryono. 1999). Selain itu, kolam-kolam alam yang terdapat di sekitar
pemukirnan banyak
yang tertirnbun untuk berbagai keperluan,
sehingga
mengalami kemsakan, bahkan banyak diantaranya yang hilang.
Kenyataan sekarang rnenunjukkan bahwa kolarn-kolarn alam yang ada.
pada umumnya telah mengalami kerusakan, baik fisik maupun ekosistem.
Kerusakan fisik ditandai dengan terjadinya penyempitan d a n pendangkalan,
sedangkan kerusakan ekosistem berupa rusaknya tatanan kehidupan tanaman
air di dalamnya.
Penyempitan d a n pendangkatan menyebabkan berkurangnya kemampuan kolam untuk menampung limbah yang volumenya semakin besar. Hal ini
tjdak lagi mernungkinkan terjadinya pengenceran yang wajar, sehingga sulit
bagi tanaman air untuk rnelakukan proses penjernihan. Selanjutnya, kerusakan
tatanan tanaman air menyebabkan terbentuknya berbagai komposisi yang
s u d a h berbeda dengan komposisi sebeiumnya. Banyak jenis t a n a m a n air yang
tidak lagi menempati bagian yang sesuai dengan kemampuannya untuk hidup
d a n mernperoleh kebutuhannya dengan baik.
Ada jenis tanaman air yang
mendominasi suatu perairan kolam, karena kemampuannya untuk hidup d a n
berkembang biak s a n g a t cepat, sehingga menyebabkan tanaman lain tersisih.
Perubahan lingkungan seperti yang telah dikemukakan, membawa
berbagai dampak yang perlu mendapat perhatian. P a d a kolam alam yang telah
mengalami penyempitan, pendangkalan d a n kerusakan tatanan tanaman
aimya, tidak lagi dapat berlangsung proses penjemihan d e n g a n baik, bahkan
banyak diantaranya yang mengalami proses pernbusukan yang semakin
meningkat. Kondisi tersebut mengisyaratkan bahwa kernampuan tanaman air
untuk
menjernihkan lirnbah yang masuk ke perairan s u d a h menurun d a n
tidak dapat mengimbangi volume lirnbah yang berasal dari rumah tangga.
Berkurangnya kemampuan tanaman air untuk menjernihkan limbah
rumah tangga yang volumenya besar, bukan berarti bahwa tanaman tersebut
tidak lagi mempunyai potensi untuk menurunkan kadar bahan pencemar di
dalarn limbah. Potensi yeng dimliki oleh tanaman air tersebut tidak dapat
berfungsi karena faktor-faktor yang rnempengaruhinya
tidak dalarn kondisi
yang baik.
Peluang untuk memanfaatkan tanaman air datarn proses bioremediasi
limbah rumah tangga, sangatlah memungkinkan. Selain banyak fakta yang
diamati di alam, juga tetah banyak dilakukan studi mengenai kernampuan
tanaman air untuk menurunkan kadar bahan pencemar p a d a limbah, d a n p a d a
umumnya menunjukkan nasil yang positif. Dengan demikian, kemungkinan
untuk rnengembangkan potensi yang dimiliki oleh tanaman air s a n g a t
tergantung pada kernampuan untuk menernukan kondisi yang ideal bagi
tanaman air, sehingga d a p a t bekerja s e c a r a optimal dalarn p r o s e s penjernihan
limbah.
Pemanfaatan tanaman air untuk pengolahan limbah telah banyak
dilakukan di negara-negara maju, terutama di Arnerika Serikat, yang p a d a
urnurnnya merupakan pengembangan dari sistem pengolahan lirnbah yang a d a
sebelumnya. S e b e r a p a tempat di Amerika Serikat telah menggunekan sistem
pengolaan limbah yang memanfatkan tanaman air, antara tain di Alabama,
Florida, Texas, Minnesota d a n Washington (Thobanoglous, 1987). P a d a
awalnya, sistern pengolahan limbah yang digunakan di kota-kota tersebut
merupakan pengolahan primer yang bertujuan untuk
menaikkan
kadar
menggunakan satu
menurunkan
atau
bahan tertentu di datam limbah. Sistem tersebut hanya
jenis
tanaman air yang dikombinasikan
dengan
aerasi a t a u oksidasi.
Seiring kemajuan teknobogi dan banyaknya riset yang dilakukan, maka
semakin banyak pula yang diketahui tentang
kemampuan tanaman air yang
berhubungan dengan proses pengolahan limbah. Stowet et a!, (3980)
mengemukakan bahwa a d a b e b e r a p a . fungsi tanarnan air p a d a sistern
pengolahan limbah, yaitu bagian akar dan batang tanarnan d a p a t rnenyerap
d a n menyaring bahan yang terlarut di dalam limbah s e r t a menghambat
pertumbuhan bakteri.
Bagian tanaman yang berada di permukaan air, dapat
melindungi perairan dari sinar matahari sehingga m e n c ~ a hpertumbuhan
ganggang, mengurangi pengaruh angin, d a n mentransfer g a s dari udara ke
perairan, dari perairan k e tanaman atau sebaliknya.
Setanjutnya, Reed at al, (1985) mengernukakan bahwa kehadiran
tanaman air di dalam kolam pengolahan s a n g a t potensial untuk menyaring d a n
menyerap bahan yang terlarut di dalam limbah, rnelangsungkan pertukaran d a n
penyerapan ion, serta memeiihara kondisi perairan dari pengaruh angin, sinar
matahari d a n suhu. Perkernbangan selanjutnya semakin memperkuat fakta
tentang kemampuan tanaman air untuk meningkatkan kualitas limbah p a d a
proses pengolahan, karena terbukti bahwa banyak bahan pencernar yang
terdapat di dalam limbah, konsentrasinya d a p a t diturunkan d e n g a n bantuan
tanaman air.
Keberhasiian untuk rnemanfaatkan tanaman air dalam pengolahan
limbah rumah tangga merupakan langkah maju dalam upaya mengatasi
masalah pencemaran lingkungan yang akhir-akhir ini sernakin memprihatin-
7
kan. Pembuangan Irnbah rurnah tangga secara langsung ke lingkungan tidak
akan terjadi lagi karena limbah tersebut akan diolah lebih dahulu, sehingga
memenuhi syarat bbaku mutu yang telah ditetapkan. Demikian pula dengan
terjadinya keracunan dan kepunahan biota perairan akan dapat diatasi karena
limbah yang dilepas ke badan air tidak lagi rnenyebabkan keracunan atau
kernatian bagi biota perairan tersebut.
2. Perurnusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang, rnaka pokok permasalahan pada
penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut :
2.1. Percobaan bioremediasi lirnbah rurnah tangga yang menggunakan
tanaman
air
dimaksudkan
kelayakan sistern tersebut
lirnbah
untuk
memperoleh
informasi
tentang
dijadikan salah satu sistern pengotahan
dalam skala besar, atau sistern pengolahan limbah secara
kolektif. Oleh sebab itu, maka pellu diketahui sejauhrnana peranan
bioremediasi dalam meningkatkan kualitas limbah rurnah tangga pada
percobaan tersebut.
2.1. Meningkatnya gangguan yang ditirnbulkan oleh limbah rumah tangga
merupakan indikasi semakin tingginya konsentrasi bahan pencemar di
dalam lirnbah saat memasuki lingkungan. Hal itu juga berarti bahwa
proses bioremediasi yang biasanya berlangsung secara alami oleh
tanaman air, tidak lagi terjadi akibat kerusakan tatanan tanaman air di
alam serta penyempitan dan pendangka)an kolam yang biasanya
menampung limbah. Oleh sebab itu diperlukan suatu upaya untuk
8
menemukan kondisi yang d a p a t mendukung berlangsungnya p r o s e s
biorernediasi s e c a r a optima\, dalarn h a \ ini komposisi t a n a m a n air yang
seimbang s e r t a tingkat pengenceran limbah yang wajar.
2.2. P a d a dasarnya upaya pengolahan timbah rumah tangga dimaksudkan
untuk menghilangkan a t a u mengurangi b a h a n p e n c e m a r di dalarn limbah
tersebut a g a r selanjutnya a m a n untuk dilepas k e lingkungan a t a u
dimanfaatkan kembali. Berhubung karena bioremediasi limbah rumah
tangga
oleh
tanaman
air
berlangsung
secara
alami
dan
sulit
dikendalikan, m a k a perlu dilakukan pengujjan terhadap kandungan
bahan pencemar s u a t u timbah rumah tangga yang telah mengalami
p r o s e s bioremediasi, untuk selanjutnya dikonfirrnasi d e n g a n baku mutu
yang telah ditetapkan.
2.3. Suatu kenyataan di alam yang perlu diperhatikan, bahwa seiring d e n g a n
tingginya tingkat pencemaran limbah rumah tangga p a d a b a d a n air,
terjadi pula kelangkaan bahkan kepunahan bagi jenis-jenis biota perairan
tertentu terutama jenis ikan air tawar. Diharapkan d e n g a n a d a n y a p r o s e s
bioremediasi oleh tanaman air, maka
keracunan ikan air tawar yang
biasanya ditimbulkan oleh limbah rurnah tangga d a p a t dikurangi. Dalam
kaitan itu, perlu dilakukan pengujian tentang berapa b e s a r toleransi ikan
air tawar terhadap limbah rumah tangga yang teiah melalui p r o s e s
bioremediasi.
3. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :
9
3.1. Menguji sejauhmana pengaruh
biorernediasi terhadap peningkatan
kualitas limbah rumah tangga, dalam ha1 ini rneliputi kualitas fisik, kirnia
d a n mikrobiologis.
3.2. Menjelaskan peranan pengaturan' komposisi tanaman air d a n peng-
enceran Bmbah terhadap efektifitas bioremediasi dalam meningkatkan
kualitas limbah rumah tangga
3.3. Membandingkan kualitas limbah rumah tangga yang telah melalui proses
biorernediasi, dengan baku mutu untuk limbah.
3.4. idenghitung nilai toleransi ikan air tawar terhadap limbah rumah tangga
yang telah melalui proses bioremediasi.
4.
Hipotesis
P a d a penelitian ini, dikemukakan ernpat buah hipotesis sebagai berikut
4.3. Biorernediasi dengan menggunakan tanarnan air dapat meningkatkan
kualitas limbah rumah tangga. Setelah melalui proses Woremediasi
bahan-bahan pencemar di dalam limbah a k a n mengalami penurunan,
sedangkan bahan d a n kondisi yang bermanfaat untuk penjernihan akan
meningkat.
4.2. Pengaturan kornposisi tanarnan
air dapat rneningkatkan efektivitas
bioremediasi, sehingga p r o s e s tersebut d a p a t berlangsung s e c a r a
optimal.
10
4.3. Kualitas fisik, kimia dan rnikrobiologis limbah rumah tangga yang telah
melalui proses bioremediasi, memenuhi syarat untuk dilepas ke lingkungan atau dimanfaatkan untuk keperiuan lain.
4.4. Limbah rumah tangga yang telah melalui proses bioremediasi oleh
tanaman air, tidak rnernbahayakan kehidupan ikan air tawar.
5.
Kegunaan Penelitian
5.1. Hasil penelitian ini diharapkan dapat berguna sebagai bahan rnasukan
untuk merancang suatu sistem pengolahan limbah rumah tangga secara
alami dan terpadu yang dapat digunakan pada setiap pe- mukiman
sebagai salah satu upaya untuk menanggulangi masatah pencemaran
lingkungan oleh limbah rumah tangga yang dari waktu ke waktu semakin
meningkat.
5.2. Selain berfungsi sebagai sarana pengolahan limbah rumah tangga,
sistem ini juga diharapkan dapat memberi manfaat lain bagi lingkungan
berupa peningkatan nilai estetika, mencegah berkurangnya persediaan
air tanah dan mencegah turunnya
kelernbaban udara di sekitar pe-
mukiman.
5.3. Menjadi bahan informasi bagi penelitian atau studi sejenis, terutama
untuk peningkaian teknologi pengolahan limbah.
6.
Kerangka Pernikiran
Penelitian ini didasarkan pada suatu kerangka pemikiran, sebagai
berikut :
11
6.2. ApabiIa Umbah rumah tangga memasuki badan air, maka limbah lersebut
akan tersebar ke seluruh bagian perairan, yakni pada bagian dasar,
pertengahan, permukaan dan tepi.
6.2. Jika tidak mengalami remediasi, maka bahan dan organisme yang
terkandung di dalam limbah akan terakurnulasi dan selanjutnya mengalami proses kimia, fisika dan biologis yang menlrnbulkan banyak
rnasalah, seperti pembusukan, perubahan wama perairan, peningkatan
konsentrasi kandungan mikroba patogen yang pada akhirnya akan
mendatangkan kerugian berupa gangguan kesehatan, gangguan kehidupan biota. kerusakan barang atau benda serta gangguan terhadap
keindahan.
6.3. Pada dasarnya tanaman air yang hidup pada suatu perairan akan me-
nyerap sebagian bahan yang lerkandung di dalarn limbah sebagai unsur
hara yang diperlukan dalam kehidupannya, sehingga perairan itu akan
menjadi relatif jernih.
6.4. Pada kenyataannya, kolam yang mengalami penyempitan dan pen-
danghalan serta kerusakan tanaman air di dalarnnya, tidak nampak
adanya penjernihan Iimbah dengan baik. Keadaan seperti itu digolongkan sebagai proses biorernediasi yang tidak optimal.
6.5. Pada proses bioremediasi yang tidak optimal, kandungan bahan pencernar pada limbah tetap tinggi, sehingga pada akhimya akan sampai
pada tahap terjadinya pencemaran, waiaupun tidak separah dan secepat
dengan.proses yang ierjadi pada perairan tanpa rernediasi.
6.6. Pada perairan yang kondisinya menunjang terjadinya proses peng-
enceran limbah rumah tangga secara wajar dengan komposisi tanaman
air yang seimbeng, maka akan berlangsung proses bioremediasi yang
cptimal.
6.7. Dengan bioremediasi yang optimal, kualitas limbah rumah tangga akan
meningkat, sehingga memenuhi syarat untuk dilepas ke tingkungan
atau dirnanfaatkan untuk keperluan lain.
6.8. Limbah yang telah memenuhi syarat untuk dilepas ke iingkungan, selain
arnan bagi manusia dan lingkungan, juga dapat rnendukung kehidupan
biota perairan.
Secara skematis, kerangka pemikiran yang digunakan dalam p e n e
litian ini, disajikan pada Gambar 1.
w
Tanaman air
I
I
Bahan organik.
bahan anorganik.
mikroorganisme
Tersebar
di w r a i a n
Menyerap ham
Dari ~erairan
J
I
terakumulasi
I
Pengenceran
tidak
seimbang
Proses kirnia,
fisik dan
rnikrobiologis
I
Pencemaran
rLt
Komposisi
idak
teratur
Bioremediasi
tidak optimat
Pencemaran
baaian tertentu
~~~~~
I
Gangguan
Gangguan
i
Gangguan
Gangguan
mikroba patogen
1
Pengenceran
seirnbang
1
Komposisi
tetatur
Bioremediasi
optimal
Bahan
pencemar
berkurang
Variasi
dan
konfigurasi
-
I
Kualitas limbah
meningkat
~ ""'"""
lingkungan
Gambar I.Skema Kerangka Pemikiran Penelifian
l
BAS tl. TINJAUAN PUSTAKA
1. Limbah Rumah Tangga
1.1. Pengertian dan S u m b e r t i r n b a h Rumah Tangga
Ada beberapa batasan yang telah dikemukakan mengenai limbah
rumah tangga, yang pada umumnya didasarkan pada komposisi serta dari
mana limbah tersebut berasal. Pengertian limbah s e c a r a umum dikemukakan
oleh Ehlers d a n Steel dalam Momon (1997) yang mengatakan bahwa limbah
adalah cairan yang dibawa oleh saluran air buangan. Selanjutnya Metcatf d a n
Eddy dalam Pandia at a/, (1995) memberi batasan tentang air buangan
(wastewater) sebagai kombinasi dari cairan d a n sampah-sampah cair yang
berasal dari daerah pemukiman, perdagangan, perkantoran d a n industri,
bersama-sama dengan air hujan yang mungkin a d a . Apabila kedua batasan
tersebut digabungkan, maka dapat dirumuskan suatu batasan yang lebih jelas,
bahwa air buangan adalah cairan buangan yang berasal dari rumah tangga,
industri maupun tempat-tempat umum lainnya, dan biasanya mengandung
bahan yang d a p a t membahayakan kehidupan manusia serta rnengganggu
kelestarian lingkungan hidup ( Haryoto, '1985 ).
Khusus untuk limbah rumah tangga, d a p a t didefinisikan s e c a r a umum
sebagai berikut : "Limbah rumah tangga adalah air yang telah digunakan yang
berasal
dari
rumah
tangga
atau
pemukiman,
perdagangan.
daerah
15
kelembagaan dan daerah rekreasi, meliputi air buangan dari kamar mandi, WC,
tempat cuci atau tempat memasak "( Sugiharto, 1987 ).
Adapun tempat-tempat yang merupakan penghasil atau sumber limbah
rumah tangga adalah :
a. Daersb pernukiman
Daerah pemukiman merupakan kumpulan rumah tinggal keluarga dengan
berbagai kondisi mulai dari rurnah pondok yang sederhana sampai rumah
mewah, terrnasuk di dalamnya hotel, dan apartemen yang berpenghuni
tetap ( Sarbini, 1999 ). Limbah yang dihasilkan oieh surnber terSebut relatif
besar dengan intensitas aliran yang hampir merata sepanjang hari. Limbah
yang dihasilkan reiatif seragam karena berasal dari kegiatan yang sejenis,
yakni dari kamar mandi, tempat cuci, dan ternpat memasak. Adapun ratarata besarnya volume limbah yang dihasilkan dari rumah, apartemen atau
hotel dalam suatu pemukiman, disajikan pada Tabet ?.
b. Daerah perdagangan
Daerah perdagangan meliputi berbagai tempat kegiatan perdagangan
seperti pusat perbelanjaan, rumah makan, hotel, bar dan tempat-tempat
pencucian ( Saraswati, 1996 ). Limbah yang dihasilkan dari daerah
perdagangan, bsrgantung pada jenis kegiatan dan bahan yang dikelola
pada tempat tersebut.
Demikian pula dengan intensitas aliran limbahnya
rr,encapai puncak pada jam-jam kerja atau saat kegiatan berlangsung.
Rata-rata aliran limbah dari daerah perdagangan, disajikan pada Tabel 2.
Tabel 1. Rata-Rata Aliran Limbah dari Daerah Pemukirnan
Jurnlah aliran (Vunit)
No
1
2
3
4
5
6
7
Surnber kmbah
1
1
]
1
Rumah pondok
Rumah agak permanen
Rumah pada urnumnya
Rumah yang Iebih baik
Rumah mewah
1 Apartemen
Hotel
1
1
1
I
{
Unit
Kisaran
orang
100 - 240
orang
.
orang
orang
orang
orang
orang
1
1
1
1
100 -250
190 -350
250 -400
300- 550
200
- 300
Rata-rata
1
190
1
1
200
280
1
(
31 0
380
1
260
150 - 200
190
Surnber : Metcalf dan Eddy, dalam Sugiharto (1987)
Tabet 2. Rata-Rata Aliran Limbah dari Daerah Perdagangan
Jurnlah aliran (Yunit)
No
1
Unit
Surnber lirnbah
Pusat perbelanjaan
pekerja
Toko
Rata-rata
30 -50
40
2-8
4
pekerja
30 -50
40
6-15
parkir
2
Kisaran
3
Rumah makan
pengunjung
4
Hotel
tamu
pekerja
kamar mandi
5
Rumah sewa
penghuni
6
Bar
langganan
7
Tempat pencucian
rnesin
8
Lapangan terbang
penurnpang
pekerja
Surnber : Metcalf dan Eddy, dalam Sugiharto (1987)
I
10
150 -220
190
30 -50
40
1600 -2400
90 - 190
2000
150
5 - 20
8
40 4 0
1800 - 2600
2200
8 - 35
10
50
c. Daerah kelembagaan
Surnber lirnbah dari daerah kelembagaan ada beberapa ternpat, antara lain
perkantoran, sekolah, rumah sakit dan penjara.
Kandungan limbah dari
sumber-sumber tersebut, bevariasi sesuai tempat asalnya.
sakit
banyak
mengandung
rnikroorganisme patogen
Limbah rumah
sebagai
bahan
buangan dari aktivitas rnedis di damping kandungan lainnya. Dari sekolah,
pada umumnya berupa urine dan bekas cucian dari aktivitas di tempat
tersebut ( Budiharjo, 1984 ).
Adapun volume limbah yang berasal dari
daerah kelembagaan disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Rata-Rata Kandungan Lirnbah dari Daerah Kelembagaan
I
7
No
-
Surnber limbah
1
Perkantoran
2
Sekolah, aula, kantin
3
Sekolah, kantin
4
Sekolsh
5
Sekolah, asrama
6
Rumah sakit medis
Unit
1 pekerja
murid
1 rnurid
1 murid
j rnurid
1
tempst tidur
pekerja
7
Rumah sakit jiwa
8
Rumah penjara
tempat tidur
/ pekerja
1
narapidana
pekej a
I9
Rumah peristirahatan
penghuni
I
I
1
I
I
1
I
II
Sur ber : Metcatf dan Eddy, dalarn Sugiharto ( 1 987)
pekerja
Jumlah aliranlhari(l1unit)
Kisaran
Rata-rata
30
- 65
60--I15
I
1
55
80
d. Daerah Rekreasi
Sumber timbah yang terrnasuk dalam daerah rekreasi meliputi tempat atau
fasilitas yang mendukung dalarn suatu kawasan untuk rekreasi terrnasuk
tempat dan fasilitas di luar kawasan yang berfungsi sebagai sarana
rekreasi, istirahat dan hiburan ( Budiharjo, 1984 ). Rata-rata aliran limbah
dari daerah rekreasi, disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Rata-Rata Aliran Limbah dari Daerah Rekreasi
Jumlah aliranlhari (Ijunit)
No
Sumber limbah
1
Rumah susun
2
Pondok ternpat istirahat
3
Kantin
Unit
I
Kisaran
Rata-Rata
orang
200 - 280
220
orang
130 -1 90
4-10
160
6
30 - 50
40
WW;~unS3
4
Perkernahan
orang
5
Penjual minuman
tempat duduk
6
Warung kopi
pengunjung
pekerja
- 150
50 - 100
80
120
75
45-30
20
- 60
250 - 500
50
40
7
Ternpat perkumpulan
peserta
8
Perkernahan anak-anak
orang
40 - 60
40 - 60
50
9
Rurnah rnakan
pengunjung
20
30
10
Asrama
orang
11
Hotel, tempat istirahat
orang
12
Kolarn renang
pengunjung
pekerja
pekerja
13
14
Gedung bioskop
tempat duduk
Pusat keramaian
pengunjung
Sumber : Metcalf dan Eddy, dalam Sugiharto ( 1 987)
- 40
75 - 175
150 - 240
20 - 50
30 - 50
10 -15
15-30
400
50
150
200
40
40
12
20
1.2. Kandungan Limbah R u m a h Tangga
Pada dasarnya kandungan limbah rumah tangga mempengaruhi sifat
limbah tersebut. yang dapat digolongkan atas sifat fisik. kimia dan biologis
( Suriawiria, 1986 ).
Secara singkat. kandungan limbah rumah tangga
dijelaskan sebagai berikut :
a. Sifat fisik
Sifat fisik limbah yang penting untuk diketahui metiputi beberapa aspek,
antara lain, suhu, kekenuhan dan padatan tersuspensi. Sifat-sifat fisik tersebut
dapot dijelaskan sebagai berikut :
Suhu. Suhu limbah rumah tangga dipengaruhi oleh proses yang dialami pada
surnbernya serta proses anaerobik yang berlangsung di dalam limbah itu
sendiri.
Pada umumnya suhu limbah rumah tangga lebih tinggi dari suhu
normal air, bahkan limbah dari sumber tertentu da
PADA PROSES SlORENIEDlASI LlMBAH RUMAH TANGGA
OALAM SKALA KEClL DENGAN SlSTENl SlMULASl
Oleh
GUNTUR YUSUF
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANlAN BOGOR
2001
ASSTRAK
GUNTUR YUSUF.
Kemampuan Tanaman Air pada Proses Bioremediasi
Limbah Rumah Tangga dalam Skala Kecil dengan Sistem Simulasi. Dibimbing oleh MUCHAMMAD SRl SAENI. MUHAMMADA HASYlM BlNTORO
DJOEFRIE dan BIBIANA W. LAY.
Bioremediasi adalah salah satu proses untuk meningkatkan kualitas
limbah secara biologis. Daiam penelitian ini dipelajari efek bioremediasi
rnenggunakantanaman air yang dikombinasikan dengan pengenceran limbah,
terhadap peningkatan kualitas limbah rumah tangga. Tujuannya adalah untuk
mengetahui sejauhmana pengaruh bioremediasi terhadap peningkatan
kualitas limbah, menjelaskan peranan komposisi tanaman air, menghitung
efektivitas setiap jenis tanaman air, membandingkan kualitas limbah yang
telah melalui prases bioremediasi dengan baku mutu, serta menganalisis efek
limbah rurnah tangga terhadap kehidupan ikan air tawar.
Tanaman air yang digunakan adalah Mendong (Iris sibirica), Teratai
(Nymphaea firecrest), Kiambang (Spirode!/a poiyrrhiza) dan Hidrilla (HydriNa
verticillata). Tanaman tersebut disimulasikan dalam empat komposisi, masingmasing tanpa tanaman air, dua jenis tanaman air, tiga jenis tanaman air dan
empat jenis tanarnan air. Limbah rumah tangga diencerkan dengan empat
konsentrasi, yakni 100%, 50%,25% dan 12.5%.
Uji laboratorium dilakukan untuk mengetahui kualitas limbah setelah
melalui proses bioremediasi, meliputi kualitas fisik, kimia dan mikmbiologis.
Untuk mengetahui pengaruh bioremediasi terhadap peningkatan kualitas
limbah, peranan komposisi tanaman air dan efektivitas setiap jenis tanaman
air terhadap e k k bioremediasi, digunakan analisis sidik ragam dan uji BNT.
Efek lirnbah terhadap kehidupan ikan air tawar, diuji dengan LC50 dan
pemantauan bobot badan ikan mas (Cyprinus carpio).
Bioremediasi berpengaruh nyata terhadap peningkatan kuaiitas limbah
rurnah tangga. Tanarnan air dan pengenceran berinteraksi nyata dalam
menurunkan atau rneningkatkan nilai peubah limbah. Komposisi tanaman air
memberikan efek yang berbeda nyata antara satu komposisi dengan
komposisi yang lain. Setiap jenis tanaman air memberikan efek terhadap
peningkatan kualitas limbah dalam persentase yang berbeda-beda, bergantung pada beniuk dan posisi tumbuhnya di dalam perairan. Toleransi ikan
air tawar terhadap limbah rumah tangga yang telah melalui proses
bioremediasi, cukup tinggi. LC50 limbah terhadap ikan mas adalah 129%
untuk 48 jam, 1 f 0% untuk 72 jam dan 80% untuk 96 jam.
ABSTRACT
GUNTUR YUSUF. The Ability of Aquatic Plant on Bioremediation Process of
Domestic Wastewater in Smali Scale by Simulation System. Under the
guidance of MUCHAMMAD SRI SAENI, MUHAMMD HASYIM BINTORO
DJOEFRIE and BlBlANA W. LAY
Bioremediation is a process to improve wastewater quality biologically.
Through this research, an experiment has been made on the bioremediation
of domestic wastewater by using aquatic plant, combining by diluting on the
increase of domestic wastewater quality. The purpose of this research is to
recognize the influence of bioremediation on the increase of domestic
wastewater quality, to describle the role of aquatic plant compositions, to
measure the effectivity of each aquatic plant, to compare the wasteater
quality which has been processed through such bioremediation with the
satandard of quality, and the analyse the effect of domestic wastewater on
the life of fresh water fish.
Aquatic plant used in this research are Mendong (iris s i b i d ) , Lily
( Nymphaea firecrest), Kiambang (Spimdeila poiyrrhiza) and Hidrilla (Hidrilla
verticiilata). The aquatic plants are simulated through four compositions ;
without aquatic pjant, with two kinds of aquatic plant, three kinds aquatic
plant and which has with four kinds aquatic plant. The domestic wastewater
diluted in four concentrations : 100%. 50%, 25% and 12.5%.
Laboratory test performed to recognize the waste quality after having
the bioremediation process, including physical, chemical and microbiological
qualities. To recognize the effect of bioremediation on the increase of
domestic wastewater quality. the role of the aquatic plant composition and
the effectivity of each aquatic plant on the effect of biorernediation, analysis
of varians was in use. The effect of domestic wastewater on the life of fresh
water fish measure and tested by LC50 as we1 as by observing the body
weight of goldfish (Cyprinus carpio)
Bioremediation process obviousty significant effect to the increase of
domestic wastewater quality. Aquatic plants and dilution factor are obviously
interaction to increase the domestic wastewater quality. The composition of
aquatic plant provide distinctive effect. Each kind of aquatic prant provide a
specific effect on the increase of domestic wastewater quality in various
percentage, depend on the form and growing position in territorial waters.
The tolerance of fresh water fish on the domestic wastewater has been
treated through a process of bioremediation is high enough. LCSo
wastewater
on goldfish is 129% for 48 hours, 110% for 72 hours, and 80% for 96 hours.
SURATPERNYATAAN
Dengan ini s a y a menyatakan bahwa disertasi yang berjudul :
"Kemampuan Tanaman Air pada Proses Bioremediasi Limbah Rumah Tangga
dalam Skala Kecil dengan Sistem Simulasi", adalah benar mempakan hasir
karya saya sendiri dan belum pemah dipublikasikan. Semua surnber data dan
informasi yang digunakan telah dinyatakan dengan jelas dan dapat diperiksa
kebenarannya.
Bogor. Juni 2001
Guntur Yusuf
Nrp. 975046
KEMAMPUAN TANAMAN AIR
PADA PROSES BIOREMEDIAS1 LlMBAH RUMAH TANGGA
DALAM SKALA KEClL DENGAN SISTEM SlMULASl
OLEH
GUNTUR YUSUF
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2001
:
Judul Disertasi
KEMAMPUAN TANAMAN AIR
PADA
PROSES
BlOREMEDlASl LfMBAH RUMAH TANGGA DAtAM
SKALA KEClL DENGAN SISTEM SlMUtASl
Nama Mahasiswa
: Guntur Yusuf
Nomor Pokok
Program Studi
975046
:
Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
Menyetujui
I.Komisi Pembirnbing
prof. Dr. lr. Muchammad Sri Saeni, MS
Ketua
~nggota
Anggota
2. Ketua Program Studi
Pengelolaan Sumbefdaya Alam
dan Lingkungan
Prof. Dr. Ir. Muchammad Sri Saeni. MS
TANGGAL LUtUS ; 27 NOVEMBER 2001
gram Pascasarjana
--
RIWAYAT HlDUP
Penulis lahir di Palopo, Sulawesi Selatan pada tanggal 12 Oktober 1954,
anak perlama dari tujuh bersaudara dari ayah yang bernama Muhammad Yusuf
dan Ibu St.Samsang. Menikah dengan Rostina Ruslan pada tahun 1982 dan
telah dikaruniai tiga orang anak,
Silfana Safitfi Guntur, Yuzardi Guntur dan
Triwahyudi Guntur.
Pendidikan Sekolah Dasar sampai Sekotah Menengah Atas diselesaikan di Palopo, dan lulus SMA Negeri tahun 1972. Pada tahun 1981,penulis
menyelesaikan studi
pada
Fakultas
Pendidikan Matematika
dan
llmu
PengetahuanAlam lKlP Ujung Pandang, Program Studi Biologi.
Penulis diangkat menjadi dosen Kopertis Wilayah IX dan dipekerjakan
pada Akademi Gizi Indonesia, Yayasan Perguruan Amanna Gappa Ujung
Pandang pada tahun 1983. Selanjutnya, diangkat rnenjadi Kepala l-aboratorium Mikrobiologi/Bioteknologi Growth Centre Kopertis WiI.IX periode 1994 1997.
Pendidikan 5.2 diselesaikan pada tahun 1992 pada Program Pascasarjana Universitas Hasanuddin, Program Studi Pengeiolaan Lingkungan iiidup
( PLH ).
Meianjutkan pendidikan 5.3 pada Program Pascasajana IPB,
Program Studi llmu Pengeiolaan Sumberdaya Aiam dan Lingkungan pada thun
1997. Selama mengikuti pendidikan S.2 dan S.3, penulis rnendapat bantuan
Biaya Pendidikan Pascasarjana ( BPPS ) dari Direktorat Jenderai Pendidikan
Tinggi, Departernen Pendidikan Nasional.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah s.w.~.,karena atas
taufik dan hidayahNya jualah maka disertasi ini dapat diselesaikan. Disertasi
yang berjudut "Kemarnpuan Tanaman Air Pada Proses Bioremediasi Limbah
Rumah Tangga Dalam Skala Kecil dengan Sistem Sirnulasi" ini, disusun guna
mernenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program
Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa disertasi ini dapat diselesaikan
karena adanya bimbingan, bantuan serta paNsipasi dari berbagai pihak. Oleh
karena itu, rnaka penulis menyampaikan ucapan terima kasih dan pengharga-
an yang tulus, disertai doa dan harapan, semoga Allah s.w.t. senantiasa
membalas segala kebajikan yang telah diberikan kepada penulis. Terima kasih
dan penghargaan penulis sampaikan kepada :
7 . Prof.Dr.Ir.Muchammad Sri Saeni, MS. sebagai Ketua Komisi Pembimbing
dan sekaligus sebagai Ketua Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam
dan Lingkungan PPs IPB Bogor, yang telah banyak mernberikan perhatian,
bimbingan serta motivasi kepada penulis sejak terdaftar sebagai mahasiswa
PPs IPB hingga saat penyelesaian studi.
2. Prof.5r.lr.H. Muhammad Hasyirn Bintoro Djoefrie, MAgr. Sebagai Anggota
Komisi Pembirnbing, atas segala bimbingan dan arahan yang diberikan
kepada penulis sejak perencanaan penelitian sampai pada penyelesaian
studi.
3. Prof.Dr.Bibiana Widiyati Lay, M S c . S e b a g a i Anggota Komisi Pembimbing,
a t a s segala bimbingan d a n motivasi yang telah diberikan k e p a d a penulis,
mulai dari saat perkuliahan, penelitian hingga penyelesaian studi.
4. Direktur Program P a s c a s a r j a n lnstitut Pertanian Bogor b e s e r t a seluruh staf
d a n jajarannya, yang telah rnemberikan k e s e m p a t a n serta pelayanan
s e l a m a penulis rnengikuti pendidikan p a d a PPs IPB Bogor.
5. Koordinator Kopertis Wil.lX Sulawesi, yang telah rnemberikan izin k e p a d a
penulis untuk mengikuti pendidikan pada PPs iPB Bogor.
6. Pengelola B P P S yang telah memberikan bantuan biaya k e p a d a penulis
s e i a m a mengikuti pendidikan p a d a P P s IPB.
7. Pimpinan Y a y a s a n Perguruan Arnanna G a p p a Makassar,
yang telah
memberikan k e s e m p a t a n s e r t a bantuan k e p a d a penu\is untuk mengikuti
pendidikan p a d a PPs IPB
8. Pimpinan d a n rekan-rekan d o s e n beserta karyawan p a d a Akademi Gizi d a n
Akademi Pariwisata
- YPAG Makassar, atas segala perhatian d a n rnotivasi
yang diberikan k e p a d a penulis s e l a m a mengikuti pendidikan.
9. Pimpinan beserta seluruh staf Growth Centre APTlSl Wil.lX, yang telah
memberikan bantuan berupa izin penggunaan Laboratorium Mikrobiologi
uniuk pelaksanaan peneiitian.
1O.Pengurus
dan
seluruh
anggota
Forum
Kornunikasi
Mahasiswa
f a s c a s a r j a n a IPB asal Sulawesi Selatan, a t a s s e g a l a k e b e r s a m a a n d a n
perhatiannya s e l a m a penulis mengikuti pendidikan.
11. Kedua orang tua d a n mertua, s e r t a adik-adik d a n adik ipar, a t a s d o a restu
d a n perhatian yang tulus k e p a d a penulis sekeluarga, sehingga penulis
d a p a t rnenyelesaikan studi d e n g a n baik.
12. lsteri d a n anak-anak tersayang, a t a s s e g a l a pengorbanan, kesabaran d a n
perhatian yang diberikan k e p a d a penulis d a l a m mengikuti pendidikan.
Dorongan d a n siraman kasih s a y a n g yang tak henti-hentinya diberjkan oleh
isteri d a n anak-anak, baik di s a a t b e r s a m a rnaupun di saat berpisah telah
memberikan s e m a n g a t d a n motivasi yang s a n g a t tinggi bagi penulis untuk
menyelesaikan studi.
23. Rekan-rekan mahasiswa P P s IPB, khususnya mahasiswa Program Studi
P S L , atas s e g a l a k e b e r s a m a a n d a n saiing pengertian yang telah terbina
antara kita s e m u a selarna ini.
14. Seluruh keluarga, rekan-rekan, handai tolan yang penulis tidak s e m p a t
sebutkan s a t u persatu, a t a s s e g a l a bantuan, perhatian serta rnotivasi yang
telah diberikan k e p a d a penulis.
Penulis juga menyadari bahwa disertasi ini masih jauh dari s e m p u r n a ,
disebabkan oleh keterbatasan penulis.
Namun demikian penulis t e t a p ber-
harap a g a r disertasi ini d a p a t bermanfaat adanya." S e m o g a Allah s.w.t. s e n a n t i a s a memberikati kita s e m u a "
Bogor, Juni 2001
Penulis
DAFTAR IS1
Halaman
DAFTAR TABEL.........................................................................................
xiv
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................xvii
BAB
I
PENDAHULUAN ....................
.
................................................ 1
7 . Latar Belakang ...................................................................... 1
2 . Perurnusan Masalah ..............................................................
7
..
3. Tujuan Penelrt~an..................................................................8
4 . Hipotesis ................................................................................ 9
5. Kegunaan Penelitian ............................................................ -10
6 . Kerangka Pemikiran .............................................................. I 0
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................
14
1. Lirnbah Rurnah Tangga .........................................................
14
I .1 . Pengertian dan Sumber Limbah Rumah Tangga ........... 14
1.2. Kandungan Limbah Rurnah Tangga ............................... 19
1.3. Efek Buruk Limbah Rumah Tangga ............................... 35
2 . Tanaman Air ................... ..
..................................................
41
2.1. Jenis-Jenis Tanaman Air ................................................ 41
2.2. Kebutuhan Unsur Hara ..................................................43
2.3. Proses Penyerapan Unsur Hara .....................................
48
3. Beberapa Cara Pengolahan Lirnbah Rumah Tangga ..............53
3.
. Pengenceran ................................................................... 53
3.2. Pengairan Terbuka .........................................................54
3.3. Koiam Oksidasi atau Stabiiisasi ...................................... 54
3.4. Saringan Percikan ........................................................... 56
3.5. Lumpur Aktif .................................................................... 58
3 . 6 . Pengolahan Secara Mekanik dan Biologis ..................... 59
BAB Ill METODOLOGI ......................... .
.
..........................................
62
1. Waktu dan Tempat ..........................................................
62
2. Alat dan Bahan ................................... .
.........................
62
3 . Prosedur Kerja
............................................................. 68
4 . Analisis Data .....................................................................
73
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..............................................75
A Hasil Percobaan .............................................................. 75
7 . Efek Bioremediasi Terhadap Kualitas Limbah ............ 75
a. Suhu ....................................................................... 75
b. Kekeruhan ......................
.
.
.................................. 76
c . Padatan Tersuspensi ............................................ 78
d . Nilai pH ..................
......
....
........................ 79
e. Daya Hantar Listrik ...................................... ... . . . 80
f . Oksigen Terlarut ................................................... 81
g. Kebutuhan Oksigen Biologi ( BOD )......................... 82
h. Kebutuhan Oksigen Kimiawi ( COD ) ...................... 83
i.
Karbondioksida .................................................
j.
Ortofosfat ............................................................... 85
84
k. Besi Terlarut ......................................................... 87
I.
Klorida .............................
...............................87
m. Sulfat ......................................................................
89
n. Ammonia ......................
.
.
.. .
.
............................. 90
o. Nitrat ....................................................................... 91
. .
p . N ~ t r ........................................................................
~t
92
q. Kalsium ................................................................... 93
r. Mangan ................................................................. 94
s . Coliform .................................................................. 95
t . Escherichia coli ....................................................... 96
2. Efek Sioremediasi Terhadap Kehidupan Air Tawar ....... 98
a . Letal Konsentrasi ( LCso) Lirnbah terhadap lkan ...... 98
b. Efek Lirnbah Terhadap Bobot Badan ikan ................ 103
B.
Pembahasan .................................................................... 106
1.
Efek Bioremediasi Terhadap Kuaiitas Limbah .............. 1 0 6
2 . Efek Limbah Terhadap Kehidupan Air Tawar ................ 148
a . Niiai LCs0 Limbah Terhadap lkan Mas ..................... 151
b. Efek Limbah Terhadap Bobot Badan Wan ............... 153
BAB V KESIMPULAN DAN SARA N ..............................................
154
A . Kesirnpulan ...................................................................... 154
B. Saran ....................................................................... .. ...... 156
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 157
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Rata-Rata Aliran Limbah dari Daerah Pemukiman ..............................
16
2 . Rata-Rata Aliran Limbah dari Daerah P e r d a g a n g a n ............................ 16
3. Rata-Rata Aliran Fimbah dari Daerah Kelernbagaan ...........................
37
4 . Rata-rata Aliran Limbah dari Daerah Rekreasi ..................................
18
5. Komposisi Kandungan Fisik d a n Ktmia Limbah R u m a h T a n g g a .......... 30
6. Kandungan Organisme Limbah Rumah T a n g g a .................................. 35
7. Daya T a h a n B e b e r a p a Mikroba di daiam Lingkungan ........................ 37
8.
9.
Mikroba yang Penyebarannya Melalui Air d a n Penyakit yang
ditimbulkan ........................................................................................
38
Beberapa Penyakit Bawaan Nyarnuk ........................... .
.......... ...
39
10. Unsur Hara Esensial d a n Konsentrasi Berkecukupan ........................ 45
1 1. Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan T e r h a d a p Penurunan
Suhu ..................................................................................................
76
12. Hasil Uji
BNT Pengaruh Perlakuan T e r h a d a p Penurunan
Kekeruhan ........................................................................................ 77
13. Hasil Uji BNT Pengaruh Kekeruhan T e r h a d a p Penurunan
P a d a t a n Tersuspensi ........................................................................
78
14. Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan T e r h a d a p Peningkatan pH ...... 79
15. Hasil
Uji BNT Pengaruh Perlakuan T e r h a d a p Penurunan
DHL ............................. .
................................................................... 81
16. Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan T e r h a d a p Peningkatan
Oksigen Terlarut ................................................................................
82
17. Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan BOD ....... 83
18. Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan COD ...... 84
19. Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan COz ......... 85
20 . Hasil Uji BNT Pengaruh PeriakuanTerhadap Penurunan
Ortofosfat ..........................................................................................
86
21 . Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Besi Terlarut ................................... ................. . ............... ........... 87
22 . Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Klorida ....................................................................................... 88
23 .
Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Sulfat
89
24 . Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Ammonia ........................................................................................... 91
25 . Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Nitrat ..............................................................................................92
2 6 Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Nitrit .................................................................................................
93
27 . Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Kalsiurn ............................................................................................
94
28 . Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
Mangan ......................... .
.................................................................
95
29 . Hasil Uji BNT Pengaruh Pertakuan Terhadap Penurunan
Coliform ........................................................................................... 96
30 . Hasil Uji BNT Pengaruh Perlakuan Terhadap Penurunan
E .Coh ................................................................................................ 97
31 . Jumtah lkan yang Hidup Setelah pemberianlimbah .......................... 99
32. Persentase lkan yang Hidup Setelah pemberian Limbah................... 99
33 . Bobot Badan lkan Setelah Pemberian Limbah................................... 103
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Skema Kerangka Pemikiran Penelitian ...................................
13
Proses Kerja Kolam Oksidasi atau Stabilisasi ..........................55
Skema Saringan Percikan .......................................................53
Bagan Pengolahan timbah dengan Lurnpur Aktif .................... 59
Denah dan Alur Pengoiahan Limbah Secara Mekanik
........ ....................................
61
dan Biologis ................................
Kolam Simulasi dengan Dua Jenis Tanaman Air ...................... 69
Kolam Simulasi dengan Tiga Jenis Tanaman Air ..................... 70
Kolam Simulasi dengan Empat Jenis Tanaman Air .................. 71
Kurva LC50 timbah Terhadap lkan Mas untuk 48 Jam ............ 100
Kurva LCsoLimbah Terhadap lkan Mas untuk 72 Jam ............. 3 0 1
Kurva LC50 Limbah Terhadap lkan Mas untuk 96 Jam ............. 102
Grafik Bobot Badan lkan pada Konsentrasi Limbah 0% ........... 704
Grafik Bobot Badan tkan pada Konsentrasi Limbah 25% ......... 104
Grafik B o b t Badan tkan pada Konsentrasi Limbah 50% ......... 105
Grafik Bobot Badan Ikan pada Konsentrasi Limbah 100% ...... 105
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Hasil Pengukuran Kualitas Limbah Setelah Melalui
Proses Bioremediasi ..............................................................164
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Suhu ......................................................................168
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakaun
Terhadap Kekeruhan .............................................................169
Hasil Analisis Sidik Ragarn Pengaruh Perlakuan
Terhadap Padatan Tersuspensi .............................................. 170
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap pH ...........................................................................
171
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Periakuan
Terhadap DHL .........................................................................172
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Oksigen Terlarut ................................................ 173
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Periakuan
Terhadap BOD ....................................................................... 174
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap COD ...................................................................... 175
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
terhadap C 0 2 ......................................................................... 176
Hasi! Analisisi Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Ortofosfat ................................................................ 177
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Besi Terlarut ......................................................... 178
Hasil Analisis Sidik Ragarn Pengaruh Perlakuan
Terhadap Klorida ................................................................... 179
Hasil Anaiisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Sulfat .................................................................... 180
Hasil Analisis Sidik Ragarn Pengaruh Perlakuan
Terhadap Ammonia ............................................................... 181
Hasil Anallisis Sidik Rgam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Nitrat ..................................................................... 182
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Nitrit ....................................................................... 183
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
Terhadap Kalsiurn ....................................................................
184
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan
'I85
Terhadap Maogan ..................................................................
Hasil Analisis Sidik Ragarn Pengaruh Perlakuan
Terhadap Coliform .................................................................. 186
Hasil Analisis Sidik Ragarn Pengaruh Perlakuan
Terhadap E.co/i ......................................................................
187
Baku Mutu Lirnbah Rumah Tangga .......................................... 168
Hasil Pengamatan Pada Uji LC50 dan Pemantauan
Bobot Badan lkan
................................................................... 190
BAB I. PENDAHULUAN
I. Latar BeIakang
Di negara-negara
yang s e d a n g berkembang, pengolahan limbah
rumah tangga belum mendapat perhatian yang memadai. Pada umumnya
masih digunakan cara tradisional, yakni dengan mengalirkan limbah k e tempat
yang lebih rendah, terutama k e badan air seperti sungai, danau, kolam a t a u
taut, tanpa diolah lebih dahulu. Cara seperti ini selain mudah dilakukan juga
tidak memerlukan biaya yang besar.
Meningkatnya aktivitas manusia di rumah tangga menyebabkan semakin besarnya volume d a n jenis limbah yang dihasilkan dari waktu k e waktu.
Volume limbah rumah tangga meningkat 5 juta m3 pertahun (Haryoto, 1999),
dengan peningkatan kandungan rala-rata 50% ( Momon d a n Lya, 1997).
Konsekuensinya adalah beban badan air yang selama ini dijadikan tempat
pembuangan
limbah
rumah
tanggo
menjadi
semakin
berat,
termasuk
komponen lain seperti saluran air, biota perairan d a n sumber air penduduk.
Keadaan
tersebut
menyebabkan
terjadinya
pencemaran
yang
banyak
menimbulkan kerugian bagi manusia d a n lingkungan itu sendiri.
P a d a dasarnya telah ditemukan beberapa c a r a atau teknologi untuk
pengolahan limbah, namun pada kenyataannya pemanfaatan teknologi tersebut
rnasih jauh dari yang diharapkan.
Kendala yang dihadapi antara lain
biaya
yang didiperlukan s a n g a t tinggi, penerapannya s a n g a t sulit, serta masih
kurangnya kesadaran masyarakat
tentang pentingnya
pengolahan Lmbah
sebelum dilepas ke lingkungan (Sarbidi, 1999).
Khusus untuk limbah mmah tangga, hingga saat in5 belum tejangkau
oleh teknologi. Selain karena kendala yang telah disebutkan terdahulu, faktor
lain adalah masih kuatnya pernikiran ban anggapan bahwa pembuangan
limbah rumah tangga secara langsung ke iingkungan tidak akan menimbulkan
dampak yang serius. Anggapan seperti itu menyebabkan banyak pihak yang
belum mengarahkan perhatian dan pernikirannya terhadap upaya pengelolaan
lirnbah rumah tangga karena menganggap bahwa pencemaran lingkungan oleh
limbah rumah tangga belumlah merupakan ha! yang berbahaya.
Kenyataan-kenyataan yang telah dikemukakan merupakan alasan yang
sangat kuat, betapa diperlukannya pemikiran dan gagasan-gagasan baru yang
strategis
untuk memecahkan pennasalahan limbah rumah tangga
itu.
Kesadaran masyarakat hendaknya ditingkatkan dengan cara mernberikan
pemahaman dan pengertian serta dengan menunjukkan bukti-bukti yang
mendukung, betapa pentingnya lirnbah rumah tangga itu diolah sebelum
dilepas ke lingkungan. Keterbaiasan biaya untuk rnemanfaatkan teknologi
pengolahan limbah dapat diatasi dengan mencari suatu sistem atau metode
yang bbih sederhana dan mudah diterapkan, namun dapat memberikan hasil
yang memuaskan.
Salah satu perniktran yang dapat dikembangkan adalah dengan
memanfaatkan potensi sumberdaya alam yang selama ini telah diketahui
namun belum dikembangkan.
Salah satu sumberdaya alam yang memiliki
potensi untuk dikembangkan dalam upaya p e n g d a h a n limbah rumah tangga
adalah berbagai jenis tanaman air yang tumbuh pada kolam-kolam atau
genangan air yang terdapat di sekitar pernukiman (Robinson.1994).
Seperti diketahui bahwa pada awainya di sekitar pemukiman selalu
terdapat lahan yang letaknya lebih rendah a t a u berbentuk kolam yang berfungsi sebagai tempat menampung limbah rumah tangga yang berasal dari
pemukirnan sebelum dilepas k e sungai, d a n a u a t a u laut. P a d a kolarn tersebut
tumbuh berbagai tanaman air dengan jenis yang berbeda, d a n p a d a umumnya
hidup bersama d e n g a n subur d a n menernpati bagian tertentu p a d a kolarn.
Pada kenyataannya. air kolam selalu dalam keadaan relatif jernih walaupun
setiap s a a t dialiri limbah dari pemukirnan, sehingga setelah dilepas k e badan
air tidak menimbulkan gangguan yang berarti. baik terhadap perairan maupun
biotanya. Hal ini diperjelas oleh kenyataan bahwa ikan air tawar d a n biota lain
masih banyak ditemukan pada waktu itu.
Pesatnya kemajuan pembangunan di berbagai sektor, telah mendorong
terjadinya penggunaan lahan yang cenderung tak terkendali.
Lahan terbuka
yang biasanya dianggap lahan kosong s e g e r a dimanfaatkan untuk mendirikan
bangunan bagi berbagai keperluan seperti pemukiman d a n industri (Udiharto
d a n Sudaryono. 1999). Selain itu, kolam-kolam alam yang terdapat di sekitar
pemukirnan banyak
yang tertirnbun untuk berbagai keperluan,
sehingga
mengalami kemsakan, bahkan banyak diantaranya yang hilang.
Kenyataan sekarang rnenunjukkan bahwa kolarn-kolarn alam yang ada.
pada umumnya telah mengalami kerusakan, baik fisik maupun ekosistem.
Kerusakan fisik ditandai dengan terjadinya penyempitan d a n pendangkalan,
sedangkan kerusakan ekosistem berupa rusaknya tatanan kehidupan tanaman
air di dalamnya.
Penyempitan d a n pendangkatan menyebabkan berkurangnya kemampuan kolam untuk menampung limbah yang volumenya semakin besar. Hal ini
tjdak lagi mernungkinkan terjadinya pengenceran yang wajar, sehingga sulit
bagi tanaman air untuk rnelakukan proses penjernihan. Selanjutnya, kerusakan
tatanan tanaman air menyebabkan terbentuknya berbagai komposisi yang
s u d a h berbeda dengan komposisi sebeiumnya. Banyak jenis t a n a m a n air yang
tidak lagi menempati bagian yang sesuai dengan kemampuannya untuk hidup
d a n mernperoleh kebutuhannya dengan baik.
Ada jenis tanaman air yang
mendominasi suatu perairan kolam, karena kemampuannya untuk hidup d a n
berkembang biak s a n g a t cepat, sehingga menyebabkan tanaman lain tersisih.
Perubahan lingkungan seperti yang telah dikemukakan, membawa
berbagai dampak yang perlu mendapat perhatian. P a d a kolam alam yang telah
mengalami penyempitan, pendangkalan d a n kerusakan tatanan tanaman
aimya, tidak lagi dapat berlangsung proses penjemihan d e n g a n baik, bahkan
banyak diantaranya yang mengalami proses pernbusukan yang semakin
meningkat. Kondisi tersebut mengisyaratkan bahwa kernampuan tanaman air
untuk
menjernihkan lirnbah yang masuk ke perairan s u d a h menurun d a n
tidak dapat mengimbangi volume lirnbah yang berasal dari rumah tangga.
Berkurangnya kemampuan tanaman air untuk menjernihkan limbah
rumah tangga yang volumenya besar, bukan berarti bahwa tanaman tersebut
tidak lagi mempunyai potensi untuk menurunkan kadar bahan pencemar di
dalarn limbah. Potensi yeng dimliki oleh tanaman air tersebut tidak dapat
berfungsi karena faktor-faktor yang rnempengaruhinya
tidak dalarn kondisi
yang baik.
Peluang untuk memanfaatkan tanaman air datarn proses bioremediasi
limbah rumah tangga, sangatlah memungkinkan. Selain banyak fakta yang
diamati di alam, juga tetah banyak dilakukan studi mengenai kernampuan
tanaman air untuk menurunkan kadar bahan pencemar p a d a limbah, d a n p a d a
umumnya menunjukkan nasil yang positif. Dengan demikian, kemungkinan
untuk rnengembangkan potensi yang dimiliki oleh tanaman air s a n g a t
tergantung pada kernampuan untuk menernukan kondisi yang ideal bagi
tanaman air, sehingga d a p a t bekerja s e c a r a optimal dalarn p r o s e s penjernihan
limbah.
Pemanfaatan tanaman air untuk pengolahan limbah telah banyak
dilakukan di negara-negara maju, terutama di Arnerika Serikat, yang p a d a
urnurnnya merupakan pengembangan dari sistem pengolahan lirnbah yang a d a
sebelumnya. S e b e r a p a tempat di Amerika Serikat telah menggunekan sistem
pengolaan limbah yang memanfatkan tanaman air, antara tain di Alabama,
Florida, Texas, Minnesota d a n Washington (Thobanoglous, 1987). P a d a
awalnya, sistern pengolahan limbah yang digunakan di kota-kota tersebut
merupakan pengolahan primer yang bertujuan untuk
menaikkan
kadar
menggunakan satu
menurunkan
atau
bahan tertentu di datam limbah. Sistem tersebut hanya
jenis
tanaman air yang dikombinasikan
dengan
aerasi a t a u oksidasi.
Seiring kemajuan teknobogi dan banyaknya riset yang dilakukan, maka
semakin banyak pula yang diketahui tentang
kemampuan tanaman air yang
berhubungan dengan proses pengolahan limbah. Stowet et a!, (3980)
mengemukakan bahwa a d a b e b e r a p a . fungsi tanarnan air p a d a sistern
pengolahan limbah, yaitu bagian akar dan batang tanarnan d a p a t rnenyerap
d a n menyaring bahan yang terlarut di dalam limbah s e r t a menghambat
pertumbuhan bakteri.
Bagian tanaman yang berada di permukaan air, dapat
melindungi perairan dari sinar matahari sehingga m e n c ~ a hpertumbuhan
ganggang, mengurangi pengaruh angin, d a n mentransfer g a s dari udara ke
perairan, dari perairan k e tanaman atau sebaliknya.
Setanjutnya, Reed at al, (1985) mengernukakan bahwa kehadiran
tanaman air di dalam kolam pengolahan s a n g a t potensial untuk menyaring d a n
menyerap bahan yang terlarut di dalam limbah, rnelangsungkan pertukaran d a n
penyerapan ion, serta memeiihara kondisi perairan dari pengaruh angin, sinar
matahari d a n suhu. Perkernbangan selanjutnya semakin memperkuat fakta
tentang kemampuan tanaman air untuk meningkatkan kualitas limbah p a d a
proses pengolahan, karena terbukti bahwa banyak bahan pencernar yang
terdapat di dalam limbah, konsentrasinya d a p a t diturunkan d e n g a n bantuan
tanaman air.
Keberhasiian untuk rnemanfaatkan tanaman air dalam pengolahan
limbah rumah tangga merupakan langkah maju dalam upaya mengatasi
masalah pencemaran lingkungan yang akhir-akhir ini sernakin memprihatin-
7
kan. Pembuangan Irnbah rurnah tangga secara langsung ke lingkungan tidak
akan terjadi lagi karena limbah tersebut akan diolah lebih dahulu, sehingga
memenuhi syarat bbaku mutu yang telah ditetapkan. Demikian pula dengan
terjadinya keracunan dan kepunahan biota perairan akan dapat diatasi karena
limbah yang dilepas ke badan air tidak lagi rnenyebabkan keracunan atau
kernatian bagi biota perairan tersebut.
2. Perurnusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang, rnaka pokok permasalahan pada
penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut :
2.1. Percobaan bioremediasi lirnbah rurnah tangga yang menggunakan
tanaman
air
dimaksudkan
kelayakan sistern tersebut
lirnbah
untuk
memperoleh
informasi
tentang
dijadikan salah satu sistern pengotahan
dalam skala besar, atau sistern pengolahan limbah secara
kolektif. Oleh sebab itu, maka pellu diketahui sejauhrnana peranan
bioremediasi dalam meningkatkan kualitas limbah rurnah tangga pada
percobaan tersebut.
2.1. Meningkatnya gangguan yang ditirnbulkan oleh limbah rumah tangga
merupakan indikasi semakin tingginya konsentrasi bahan pencemar di
dalam lirnbah saat memasuki lingkungan. Hal itu juga berarti bahwa
proses bioremediasi yang biasanya berlangsung secara alami oleh
tanaman air, tidak lagi terjadi akibat kerusakan tatanan tanaman air di
alam serta penyempitan dan pendangka)an kolam yang biasanya
menampung limbah. Oleh sebab itu diperlukan suatu upaya untuk
8
menemukan kondisi yang d a p a t mendukung berlangsungnya p r o s e s
biorernediasi s e c a r a optima\, dalarn h a \ ini komposisi t a n a m a n air yang
seimbang s e r t a tingkat pengenceran limbah yang wajar.
2.2. P a d a dasarnya upaya pengolahan timbah rumah tangga dimaksudkan
untuk menghilangkan a t a u mengurangi b a h a n p e n c e m a r di dalarn limbah
tersebut a g a r selanjutnya a m a n untuk dilepas k e lingkungan a t a u
dimanfaatkan kembali. Berhubung karena bioremediasi limbah rumah
tangga
oleh
tanaman
air
berlangsung
secara
alami
dan
sulit
dikendalikan, m a k a perlu dilakukan pengujjan terhadap kandungan
bahan pencemar s u a t u timbah rumah tangga yang telah mengalami
p r o s e s bioremediasi, untuk selanjutnya dikonfirrnasi d e n g a n baku mutu
yang telah ditetapkan.
2.3. Suatu kenyataan di alam yang perlu diperhatikan, bahwa seiring d e n g a n
tingginya tingkat pencemaran limbah rumah tangga p a d a b a d a n air,
terjadi pula kelangkaan bahkan kepunahan bagi jenis-jenis biota perairan
tertentu terutama jenis ikan air tawar. Diharapkan d e n g a n a d a n y a p r o s e s
bioremediasi oleh tanaman air, maka
keracunan ikan air tawar yang
biasanya ditimbulkan oleh limbah rurnah tangga d a p a t dikurangi. Dalam
kaitan itu, perlu dilakukan pengujian tentang berapa b e s a r toleransi ikan
air tawar terhadap limbah rumah tangga yang teiah melalui p r o s e s
bioremediasi.
3. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :
9
3.1. Menguji sejauhmana pengaruh
biorernediasi terhadap peningkatan
kualitas limbah rumah tangga, dalam ha1 ini rneliputi kualitas fisik, kirnia
d a n mikrobiologis.
3.2. Menjelaskan peranan pengaturan' komposisi tanaman air d a n peng-
enceran Bmbah terhadap efektifitas bioremediasi dalam meningkatkan
kualitas limbah rumah tangga
3.3. Membandingkan kualitas limbah rumah tangga yang telah melalui proses
biorernediasi, dengan baku mutu untuk limbah.
3.4. idenghitung nilai toleransi ikan air tawar terhadap limbah rumah tangga
yang telah melalui proses bioremediasi.
4.
Hipotesis
P a d a penelitian ini, dikemukakan ernpat buah hipotesis sebagai berikut
4.3. Biorernediasi dengan menggunakan tanarnan air dapat meningkatkan
kualitas limbah rumah tangga. Setelah melalui proses Woremediasi
bahan-bahan pencemar di dalam limbah a k a n mengalami penurunan,
sedangkan bahan d a n kondisi yang bermanfaat untuk penjernihan akan
meningkat.
4.2. Pengaturan kornposisi tanarnan
air dapat rneningkatkan efektivitas
bioremediasi, sehingga p r o s e s tersebut d a p a t berlangsung s e c a r a
optimal.
10
4.3. Kualitas fisik, kimia dan rnikrobiologis limbah rumah tangga yang telah
melalui proses bioremediasi, memenuhi syarat untuk dilepas ke lingkungan atau dimanfaatkan untuk keperiuan lain.
4.4. Limbah rumah tangga yang telah melalui proses bioremediasi oleh
tanaman air, tidak rnernbahayakan kehidupan ikan air tawar.
5.
Kegunaan Penelitian
5.1. Hasil penelitian ini diharapkan dapat berguna sebagai bahan rnasukan
untuk merancang suatu sistem pengolahan limbah rumah tangga secara
alami dan terpadu yang dapat digunakan pada setiap pe- mukiman
sebagai salah satu upaya untuk menanggulangi masatah pencemaran
lingkungan oleh limbah rumah tangga yang dari waktu ke waktu semakin
meningkat.
5.2. Selain berfungsi sebagai sarana pengolahan limbah rumah tangga,
sistem ini juga diharapkan dapat memberi manfaat lain bagi lingkungan
berupa peningkatan nilai estetika, mencegah berkurangnya persediaan
air tanah dan mencegah turunnya
kelernbaban udara di sekitar pe-
mukiman.
5.3. Menjadi bahan informasi bagi penelitian atau studi sejenis, terutama
untuk peningkaian teknologi pengolahan limbah.
6.
Kerangka Pernikiran
Penelitian ini didasarkan pada suatu kerangka pemikiran, sebagai
berikut :
11
6.2. ApabiIa Umbah rumah tangga memasuki badan air, maka limbah lersebut
akan tersebar ke seluruh bagian perairan, yakni pada bagian dasar,
pertengahan, permukaan dan tepi.
6.2. Jika tidak mengalami remediasi, maka bahan dan organisme yang
terkandung di dalam limbah akan terakurnulasi dan selanjutnya mengalami proses kimia, fisika dan biologis yang menlrnbulkan banyak
rnasalah, seperti pembusukan, perubahan wama perairan, peningkatan
konsentrasi kandungan mikroba patogen yang pada akhirnya akan
mendatangkan kerugian berupa gangguan kesehatan, gangguan kehidupan biota. kerusakan barang atau benda serta gangguan terhadap
keindahan.
6.3. Pada dasarnya tanaman air yang hidup pada suatu perairan akan me-
nyerap sebagian bahan yang lerkandung di dalarn limbah sebagai unsur
hara yang diperlukan dalam kehidupannya, sehingga perairan itu akan
menjadi relatif jernih.
6.4. Pada kenyataannya, kolam yang mengalami penyempitan dan pen-
danghalan serta kerusakan tanaman air di dalarnnya, tidak nampak
adanya penjernihan Iimbah dengan baik. Keadaan seperti itu digolongkan sebagai proses biorernediasi yang tidak optimal.
6.5. Pada proses bioremediasi yang tidak optimal, kandungan bahan pencernar pada limbah tetap tinggi, sehingga pada akhimya akan sampai
pada tahap terjadinya pencemaran, waiaupun tidak separah dan secepat
dengan.proses yang ierjadi pada perairan tanpa rernediasi.
6.6. Pada perairan yang kondisinya menunjang terjadinya proses peng-
enceran limbah rumah tangga secara wajar dengan komposisi tanaman
air yang seimbeng, maka akan berlangsung proses bioremediasi yang
cptimal.
6.7. Dengan bioremediasi yang optimal, kualitas limbah rumah tangga akan
meningkat, sehingga memenuhi syarat untuk dilepas ke tingkungan
atau dirnanfaatkan untuk keperluan lain.
6.8. Limbah yang telah memenuhi syarat untuk dilepas ke iingkungan, selain
arnan bagi manusia dan lingkungan, juga dapat rnendukung kehidupan
biota perairan.
Secara skematis, kerangka pemikiran yang digunakan dalam p e n e
litian ini, disajikan pada Gambar 1.
w
Tanaman air
I
I
Bahan organik.
bahan anorganik.
mikroorganisme
Tersebar
di w r a i a n
Menyerap ham
Dari ~erairan
J
I
terakumulasi
I
Pengenceran
tidak
seimbang
Proses kirnia,
fisik dan
rnikrobiologis
I
Pencemaran
rLt
Komposisi
idak
teratur
Bioremediasi
tidak optimat
Pencemaran
baaian tertentu
~~~~~
I
Gangguan
Gangguan
i
Gangguan
Gangguan
mikroba patogen
1
Pengenceran
seirnbang
1
Komposisi
tetatur
Bioremediasi
optimal
Bahan
pencemar
berkurang
Variasi
dan
konfigurasi
-
I
Kualitas limbah
meningkat
~ ""'"""
lingkungan
Gambar I.Skema Kerangka Pemikiran Penelifian
l
BAS tl. TINJAUAN PUSTAKA
1. Limbah Rumah Tangga
1.1. Pengertian dan S u m b e r t i r n b a h Rumah Tangga
Ada beberapa batasan yang telah dikemukakan mengenai limbah
rumah tangga, yang pada umumnya didasarkan pada komposisi serta dari
mana limbah tersebut berasal. Pengertian limbah s e c a r a umum dikemukakan
oleh Ehlers d a n Steel dalam Momon (1997) yang mengatakan bahwa limbah
adalah cairan yang dibawa oleh saluran air buangan. Selanjutnya Metcatf d a n
Eddy dalam Pandia at a/, (1995) memberi batasan tentang air buangan
(wastewater) sebagai kombinasi dari cairan d a n sampah-sampah cair yang
berasal dari daerah pemukiman, perdagangan, perkantoran d a n industri,
bersama-sama dengan air hujan yang mungkin a d a . Apabila kedua batasan
tersebut digabungkan, maka dapat dirumuskan suatu batasan yang lebih jelas,
bahwa air buangan adalah cairan buangan yang berasal dari rumah tangga,
industri maupun tempat-tempat umum lainnya, dan biasanya mengandung
bahan yang d a p a t membahayakan kehidupan manusia serta rnengganggu
kelestarian lingkungan hidup ( Haryoto, '1985 ).
Khusus untuk limbah rumah tangga, d a p a t didefinisikan s e c a r a umum
sebagai berikut : "Limbah rumah tangga adalah air yang telah digunakan yang
berasal
dari
rumah
tangga
atau
pemukiman,
perdagangan.
daerah
15
kelembagaan dan daerah rekreasi, meliputi air buangan dari kamar mandi, WC,
tempat cuci atau tempat memasak "( Sugiharto, 1987 ).
Adapun tempat-tempat yang merupakan penghasil atau sumber limbah
rumah tangga adalah :
a. Daersb pernukiman
Daerah pemukiman merupakan kumpulan rumah tinggal keluarga dengan
berbagai kondisi mulai dari rurnah pondok yang sederhana sampai rumah
mewah, terrnasuk di dalamnya hotel, dan apartemen yang berpenghuni
tetap ( Sarbini, 1999 ). Limbah yang dihasilkan oieh surnber terSebut relatif
besar dengan intensitas aliran yang hampir merata sepanjang hari. Limbah
yang dihasilkan reiatif seragam karena berasal dari kegiatan yang sejenis,
yakni dari kamar mandi, tempat cuci, dan ternpat memasak. Adapun ratarata besarnya volume limbah yang dihasilkan dari rumah, apartemen atau
hotel dalam suatu pemukiman, disajikan pada Tabet ?.
b. Daerah perdagangan
Daerah perdagangan meliputi berbagai tempat kegiatan perdagangan
seperti pusat perbelanjaan, rumah makan, hotel, bar dan tempat-tempat
pencucian ( Saraswati, 1996 ). Limbah yang dihasilkan dari daerah
perdagangan, bsrgantung pada jenis kegiatan dan bahan yang dikelola
pada tempat tersebut.
Demikian pula dengan intensitas aliran limbahnya
rr,encapai puncak pada jam-jam kerja atau saat kegiatan berlangsung.
Rata-rata aliran limbah dari daerah perdagangan, disajikan pada Tabel 2.
Tabel 1. Rata-Rata Aliran Limbah dari Daerah Pemukirnan
Jurnlah aliran (Vunit)
No
1
2
3
4
5
6
7
Surnber kmbah
1
1
]
1
Rumah pondok
Rumah agak permanen
Rumah pada urnumnya
Rumah yang Iebih baik
Rumah mewah
1 Apartemen
Hotel
1
1
1
I
{
Unit
Kisaran
orang
100 - 240
orang
.
orang
orang
orang
orang
orang
1
1
1
1
100 -250
190 -350
250 -400
300- 550
200
- 300
Rata-rata
1
190
1
1
200
280
1
(
31 0
380
1
260
150 - 200
190
Surnber : Metcalf dan Eddy, dalam Sugiharto (1987)
Tabet 2. Rata-Rata Aliran Limbah dari Daerah Perdagangan
Jurnlah aliran (Yunit)
No
1
Unit
Surnber lirnbah
Pusat perbelanjaan
pekerja
Toko
Rata-rata
30 -50
40
2-8
4
pekerja
30 -50
40
6-15
parkir
2
Kisaran
3
Rumah makan
pengunjung
4
Hotel
tamu
pekerja
kamar mandi
5
Rumah sewa
penghuni
6
Bar
langganan
7
Tempat pencucian
rnesin
8
Lapangan terbang
penurnpang
pekerja
Surnber : Metcalf dan Eddy, dalam Sugiharto (1987)
I
10
150 -220
190
30 -50
40
1600 -2400
90 - 190
2000
150
5 - 20
8
40 4 0
1800 - 2600
2200
8 - 35
10
50
c. Daerah kelembagaan
Surnber lirnbah dari daerah kelembagaan ada beberapa ternpat, antara lain
perkantoran, sekolah, rumah sakit dan penjara.
Kandungan limbah dari
sumber-sumber tersebut, bevariasi sesuai tempat asalnya.
sakit
banyak
mengandung
rnikroorganisme patogen
Limbah rumah
sebagai
bahan
buangan dari aktivitas rnedis di damping kandungan lainnya. Dari sekolah,
pada umumnya berupa urine dan bekas cucian dari aktivitas di tempat
tersebut ( Budiharjo, 1984 ).
Adapun volume limbah yang berasal dari
daerah kelembagaan disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Rata-Rata Kandungan Lirnbah dari Daerah Kelembagaan
I
7
No
-
Surnber limbah
1
Perkantoran
2
Sekolah, aula, kantin
3
Sekolah, kantin
4
Sekolsh
5
Sekolah, asrama
6
Rumah sakit medis
Unit
1 pekerja
murid
1 rnurid
1 murid
j rnurid
1
tempst tidur
pekerja
7
Rumah sakit jiwa
8
Rumah penjara
tempat tidur
/ pekerja
1
narapidana
pekej a
I9
Rumah peristirahatan
penghuni
I
I
1
I
I
1
I
II
Sur ber : Metcatf dan Eddy, dalarn Sugiharto ( 1 987)
pekerja
Jumlah aliranlhari(l1unit)
Kisaran
Rata-rata
30
- 65
60--I15
I
1
55
80
d. Daerah Rekreasi
Sumber timbah yang terrnasuk dalam daerah rekreasi meliputi tempat atau
fasilitas yang mendukung dalarn suatu kawasan untuk rekreasi terrnasuk
tempat dan fasilitas di luar kawasan yang berfungsi sebagai sarana
rekreasi, istirahat dan hiburan ( Budiharjo, 1984 ). Rata-rata aliran limbah
dari daerah rekreasi, disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Rata-Rata Aliran Limbah dari Daerah Rekreasi
Jumlah aliranlhari (Ijunit)
No
Sumber limbah
1
Rumah susun
2
Pondok ternpat istirahat
3
Kantin
Unit
I
Kisaran
Rata-Rata
orang
200 - 280
220
orang
130 -1 90
4-10
160
6
30 - 50
40
WW;~unS3
4
Perkernahan
orang
5
Penjual minuman
tempat duduk
6
Warung kopi
pengunjung
pekerja
- 150
50 - 100
80
120
75
45-30
20
- 60
250 - 500
50
40
7
Ternpat perkumpulan
peserta
8
Perkernahan anak-anak
orang
40 - 60
40 - 60
50
9
Rurnah rnakan
pengunjung
20
30
10
Asrama
orang
11
Hotel, tempat istirahat
orang
12
Kolarn renang
pengunjung
pekerja
pekerja
13
14
Gedung bioskop
tempat duduk
Pusat keramaian
pengunjung
Sumber : Metcalf dan Eddy, dalam Sugiharto ( 1 987)
- 40
75 - 175
150 - 240
20 - 50
30 - 50
10 -15
15-30
400
50
150
200
40
40
12
20
1.2. Kandungan Limbah R u m a h Tangga
Pada dasarnya kandungan limbah rumah tangga mempengaruhi sifat
limbah tersebut. yang dapat digolongkan atas sifat fisik. kimia dan biologis
( Suriawiria, 1986 ).
Secara singkat. kandungan limbah rumah tangga
dijelaskan sebagai berikut :
a. Sifat fisik
Sifat fisik limbah yang penting untuk diketahui metiputi beberapa aspek,
antara lain, suhu, kekenuhan dan padatan tersuspensi. Sifat-sifat fisik tersebut
dapot dijelaskan sebagai berikut :
Suhu. Suhu limbah rumah tangga dipengaruhi oleh proses yang dialami pada
surnbernya serta proses anaerobik yang berlangsung di dalam limbah itu
sendiri.
Pada umumnya suhu limbah rumah tangga lebih tinggi dari suhu
normal air, bahkan limbah dari sumber tertentu da