B1J007144 5 1.
II.
METODE PENELITIAN
A. Materi, Lokasi dan Waktu Penelitian
1. Materi
Bahan yang digunakan dalam penelitian meliputi limbah cair tahu, larutan
EM4, KOH-KI, MnSO4, H2SO4pekat, Na2S2O3 0,025 N, larutan buffer fosfat, MgSO4, CaCl2,
FeCl3, bubuk inhibitor nitrifikasi, larutan phenat, akuades, media NA, alkohol.
Alat-alat yang digunakan meliputi dirigen 20 liter, baskom, aerator,
termometer celcius, kertas indikator pH universal, buret Duran, statif, gelas ukur pirex,
botol sampel, botol winkler, erlenmeyer, spektrofotometer, cawan petri, tabung
reaksi, mikropipet 1 ml, tip 1 ml, autoklaf, pipet ukur, beker glass, Erlenmeyer,
pembakar spirtus, rak tabung, penyumbat tabung, plastic wrap, alat tulis.
2. Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Stasiun Percobaan Biologi Unsoed dan Mikrobiologi
serta Laboratorium Lingkungan Fakultas Biologi Universitas Jenderal Soedirman,
Purwokerto. Penelitian dilaksanakan pada bulan Juni-Juli 2014.
B. Bagan Alir Penelitian
Bagan alir penelitian ini adalah sebagai berikut :
Pengambilan Sampel Limbah Cair Tahu
Pengaktifan EM4 (EM4 dicampur air dan
molase dengan perbandingan 1:1:18)
4
Pengukuran Parameter BOD5, NH3,
Bau, pH, Suhu dan jumlah mikroba
tiap hari ke 0, 3 dan 6
C. Rancangan Percobaan
Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode
experimental, dengan menggunakan rancangan percobaan berupa rancangan acak
lengkap (RAL) yang disusun secara petak terpisah (Split Plot Design). Petak utama (main
plot) adalah lama aerasi sedangkan konsentrasi EM4 sebagai sub petak (sub plot).
Masing masing faktor yang dicobakan pada penelitian ini adalah :
a) Lama aerasi (A) dengan tiga taraf :
A1 : Lama aerasi 0 hari
A2 : Lama aerasi 3 hari
A3 : Lama aerasi 6 hari
b) Konsentrasi EM4 (B) dengan tiga taraf :
B1 : EM4 konsentrasi 0%
B2 : EM4 konsentrasi 3%
B3 : EM4 konsentrasi 5%
B4 : EM4 konsentrasi 7%
Perlakuan dicobakan pada 12 macam kolam aerasi dengan volume penanganan
limbah 5000 ml. Tiap perlakuan di ulang sebanyak 3 kali.
C. Variabel Penelitian
Variabel yang diamati yaitu variabel bebas dan tergantung. Variable bebas berupa
konsentrasi EM4 dan lama aerasi, sedangkan variabel tergantungnya adalah kualitas
limbah. Sedangkan untuk parameter yang diamati adalah BOD5, NH3, bau limbah, suhu,
dan jumlah mikroba.
5
D. Cara Kerja
1. Tahap Peremajaan (Jasmiati, 2010)
Efektif
mikroorganisme
(EM4)
terlebih
dahulu
diaktifkan
sebelum
ditambahkan ke dalam limbah cair tahu yang dijadikan sebagai stater, yaitu dengan
cara mencampurkan EM4, molase dan air (1L:1L:18L). Total plate Count EM4
berdasarkan komposisi pada label : 2,8 x 106 sel/ml, bakteri pelarut Fosfat : 3,4 x 105
sel/ml, Lactobacillus : 3,0 x 105 sel/ml, Yeast :1.95 x 103 sel/ml, Actinomycetes : +,
bakteri fotosintetik : +
2. Tahap Pengambilan Limbah Cair Tahu
Limbah cair tahu yang digunakan pada penelitian diperoleh dari desa
Arcawinangun, Kecamatan Purwokerto Timur Kabupaten Banyumas. Limbah yang
digunakan adalah limbah akhir dari proses pembuatan tahu.
3. Tahap Penanganan Limbah Cair Tahu
Cairan yang dihasilkan diambil untuk perlakuan penanganan limbah cair tahu dengan
konsentrasi EM4 0% (5000 ml limbah cair tahu tanpa EM4), 3% (4820 ml limbah cair
tahu + 180 ml EM4), 5% (4700 ml limbah cair tahu + 300 ml EM4), dan 7% (4580 ml
limbah cair tahu + 420 ml EM4) kemudian 0 hari, aerasi 3 hari, aerasi 6 hari. Volume
masing-masing perlakuan adalah 5000 ml, diinkubasi pada suhu ruang dan diaerasi
dengan aerator.
4. Pengukuran Parameter
a. Pengukuran BOD5 (APHA, AWWA dan WEF (1992))
Pengukuran BOD5 menggunakan metode titrasi (a) Tahapan yang pertama
adalah pembuatan larutan pengencer yang terbuat dari 1 liter akuades yang
dimasukkan ke dalam ember, ditambahkan dengan larutan buffer fosfat, magnesium
sulfat, kalium klorida dan feril klorida masing-masing 1 ml serta bubuk inhibitor
nitrifikasi 10 mg. Nilai pH disesuaikan pada pH 7,0 ± 0,1. Campuran diaduk dan
diaerasi selama 1 jam dengan suhu 20oC. Larutan blanko disiapkan sebanyak 2 botol
masing-masing sebanyak 300 ml untuk B0 dan 300 ml untuk B5 yang diambil dari
larutan pengencer. (b) Pengenceran sampel dilakukan dengan menggunakan faktor
pengenceran 0,5 yaitu dengan mencampur 300 ml sampel air BOD yang telah
disimpan dalam botol Winkler dengan 300 ml larutan pengencer sehingga didapatkan
campuran air sampel dan pengencer sebanyak 600 ml. Air campuran kemudian dibagi
6
menjadi dua dan dimasukkan kedalam botol Winkler sebagai X0 dan X5. Botol X0 dan
B0 diukur kandungan oksigen terlarutnya saat itu juga, sedangkan botol X5 dan B5
disimpan dalam BOD inkubator selama 5 hari dengan suhu 20oC. Setelah 5 hari X5
dan B5 diukur kandungan oksigen terlarutnya.
Keterangan :
X0 = oksigen terlarut sampel saat t = 0 (mg 02/1)
X5 = oksigen terlarut sampel saat t = 5 (mg 02/1)
B0 = oksigen terlarut blanko saat t = 0 (mg 02/1)
B5 = oksigen terlarut blanko saat t = 5 (mg 02/1)
P = faktor pengenceran
2. Pengukuran Kadar Amonia
Pengukuran kadar ammonia dilakukan dengan metode Phenat, dengan cara
10 ml sampel dimasukkan ke dalam gelas piala, ditambah 1 tetes MnSO 4 dan 0,6ml
phenat (distirer seluruhnya). Setelah homogen, diukur dengan menggunakan
spektrofotometer pada panjang gelombang 630 nm. Sebelum diukur, didiamkan
selama 10 menit.
3. Penentuan Bau Limbah (SNI 2006; 01-2346-2006 dan Herdijanti, 1995)
Dalam penentuan bau limbah digunakan panelis non standar sebanyak 30
orang. Masing-masing panelis menentukan apakah limbah tersebut berbau sekali,
berbau, agak berbau atau tidak berbau. Adapun karakteristik bau yang digunakan
adalah bau asam, bau ammonia, bau H2S dan bau tanah. Untuk ammonia sangat
berbau adalah dengan ciri jika tercium hidung akan terasa tertarik dan pedih.
Ammonia berbau memiliki ciri seperti bau urine, sedangkan agak berbau memiliki ciri
seperti bau NH4OH 25% atau seperti bau urine, tetapi bau tersebut baru terasa bila
terkibas angin. H2S memiliki ciri sangat berbau bila seperti bau yang lebih menyengat
dari bau bakaran sampah. H2S berbau bila seperti bau telur busuk, dan agak berbau
bila seperti bau telur yan direbus. Sangat berbau asam berarti memiliki ciri lebih
menyengat dari asam cuka pasaran. Berbau asam berarti seperti bau asam cuka
pasaran. Sedangkan agak berbau asam berarti seperti bau asam cuka pasaran yang
telah mengalami pengenceran. Sangat berbau tanah bila seperti bau tanah/debu
basah setelah terkena siraman air hujan. Berbau tanah bila seperti bau debu,
sedangkan agak berbau tanah bila seperti bau lumpur kering. Sedangkan penentuan
score bau adalah sebagai berikut :
7
Score
Keterangan
1
Tidak berbau
2
Agak berbau
3
Berbau
4
Sangat berbau
4. Perhitungan Jumlah Mikroba
Diambil sampel sebanyak 1 ml, kemudian dilarutkan ke dalam 9 ml akuades
steril, sehingga diperoleh larutan dengan konsentrasi 10-1. Selanjutnya dibuat seri
pengenceran sampai dengan konsentrasi 10-8, sebanyak 1 ml sampel dari
pengenceran 10-7 dan 10-8 diinokulasi sebar pada cawan, kemudian medium NA
dituang ke cawan selanjutnya diinkubasi pada suhu kamar selama 2x24 jam dengan
posisi terbalik. Setelah diinkubasi, dihitung jumlah koloni yang tumbuh dengan
menggunakan metode Total Plate Count (TPC) dengan rumus :
Jumlah koloni cawan 1,2,3..dst x 1/fp
Jumlah cawan
5. Pengukuran Suhu Limbah Cair Tahu (APHA (1985))
Suhu air menurut diukur dengan menggunakan termometer Celcius yang
dicelupkan ke dalam air limbah. Termometer dibiarkan sampai angka konstan,
kemudian dibaca angka skalanya dan dicatat. Suhu udara diukur menggunakan
termometer Celcius digantung pada tempat terbuka kemudian dibaca skalanya setelah
menunjukkan angka yang konstan kemudian hasil yang diperoleh dicatat.
6. Pengukuran pH (Alaerts dan Santika (1987))
Nilai pH diukur dengan menggunakan kertas indikator pH universal.
C. Metode Analisis
Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan metode analisis ragam (Uji F)
pada tingkat kesalahan 5% dan 1%.Apabila terdapat perbedaan yang nyata atau sangat
nyata, dilanjutkan dengan uji beda nyata terkecil (BNT). Untuk mengetahui hubungan taraf
konsntrasi EM4 dan waktu aerasi terhadap nilai BOD5 dan kadar amonia dilakukan uji regres
8
METODE PENELITIAN
A. Materi, Lokasi dan Waktu Penelitian
1. Materi
Bahan yang digunakan dalam penelitian meliputi limbah cair tahu, larutan
EM4, KOH-KI, MnSO4, H2SO4pekat, Na2S2O3 0,025 N, larutan buffer fosfat, MgSO4, CaCl2,
FeCl3, bubuk inhibitor nitrifikasi, larutan phenat, akuades, media NA, alkohol.
Alat-alat yang digunakan meliputi dirigen 20 liter, baskom, aerator,
termometer celcius, kertas indikator pH universal, buret Duran, statif, gelas ukur pirex,
botol sampel, botol winkler, erlenmeyer, spektrofotometer, cawan petri, tabung
reaksi, mikropipet 1 ml, tip 1 ml, autoklaf, pipet ukur, beker glass, Erlenmeyer,
pembakar spirtus, rak tabung, penyumbat tabung, plastic wrap, alat tulis.
2. Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Stasiun Percobaan Biologi Unsoed dan Mikrobiologi
serta Laboratorium Lingkungan Fakultas Biologi Universitas Jenderal Soedirman,
Purwokerto. Penelitian dilaksanakan pada bulan Juni-Juli 2014.
B. Bagan Alir Penelitian
Bagan alir penelitian ini adalah sebagai berikut :
Pengambilan Sampel Limbah Cair Tahu
Pengaktifan EM4 (EM4 dicampur air dan
molase dengan perbandingan 1:1:18)
4
Pengukuran Parameter BOD5, NH3,
Bau, pH, Suhu dan jumlah mikroba
tiap hari ke 0, 3 dan 6
C. Rancangan Percobaan
Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode
experimental, dengan menggunakan rancangan percobaan berupa rancangan acak
lengkap (RAL) yang disusun secara petak terpisah (Split Plot Design). Petak utama (main
plot) adalah lama aerasi sedangkan konsentrasi EM4 sebagai sub petak (sub plot).
Masing masing faktor yang dicobakan pada penelitian ini adalah :
a) Lama aerasi (A) dengan tiga taraf :
A1 : Lama aerasi 0 hari
A2 : Lama aerasi 3 hari
A3 : Lama aerasi 6 hari
b) Konsentrasi EM4 (B) dengan tiga taraf :
B1 : EM4 konsentrasi 0%
B2 : EM4 konsentrasi 3%
B3 : EM4 konsentrasi 5%
B4 : EM4 konsentrasi 7%
Perlakuan dicobakan pada 12 macam kolam aerasi dengan volume penanganan
limbah 5000 ml. Tiap perlakuan di ulang sebanyak 3 kali.
C. Variabel Penelitian
Variabel yang diamati yaitu variabel bebas dan tergantung. Variable bebas berupa
konsentrasi EM4 dan lama aerasi, sedangkan variabel tergantungnya adalah kualitas
limbah. Sedangkan untuk parameter yang diamati adalah BOD5, NH3, bau limbah, suhu,
dan jumlah mikroba.
5
D. Cara Kerja
1. Tahap Peremajaan (Jasmiati, 2010)
Efektif
mikroorganisme
(EM4)
terlebih
dahulu
diaktifkan
sebelum
ditambahkan ke dalam limbah cair tahu yang dijadikan sebagai stater, yaitu dengan
cara mencampurkan EM4, molase dan air (1L:1L:18L). Total plate Count EM4
berdasarkan komposisi pada label : 2,8 x 106 sel/ml, bakteri pelarut Fosfat : 3,4 x 105
sel/ml, Lactobacillus : 3,0 x 105 sel/ml, Yeast :1.95 x 103 sel/ml, Actinomycetes : +,
bakteri fotosintetik : +
2. Tahap Pengambilan Limbah Cair Tahu
Limbah cair tahu yang digunakan pada penelitian diperoleh dari desa
Arcawinangun, Kecamatan Purwokerto Timur Kabupaten Banyumas. Limbah yang
digunakan adalah limbah akhir dari proses pembuatan tahu.
3. Tahap Penanganan Limbah Cair Tahu
Cairan yang dihasilkan diambil untuk perlakuan penanganan limbah cair tahu dengan
konsentrasi EM4 0% (5000 ml limbah cair tahu tanpa EM4), 3% (4820 ml limbah cair
tahu + 180 ml EM4), 5% (4700 ml limbah cair tahu + 300 ml EM4), dan 7% (4580 ml
limbah cair tahu + 420 ml EM4) kemudian 0 hari, aerasi 3 hari, aerasi 6 hari. Volume
masing-masing perlakuan adalah 5000 ml, diinkubasi pada suhu ruang dan diaerasi
dengan aerator.
4. Pengukuran Parameter
a. Pengukuran BOD5 (APHA, AWWA dan WEF (1992))
Pengukuran BOD5 menggunakan metode titrasi (a) Tahapan yang pertama
adalah pembuatan larutan pengencer yang terbuat dari 1 liter akuades yang
dimasukkan ke dalam ember, ditambahkan dengan larutan buffer fosfat, magnesium
sulfat, kalium klorida dan feril klorida masing-masing 1 ml serta bubuk inhibitor
nitrifikasi 10 mg. Nilai pH disesuaikan pada pH 7,0 ± 0,1. Campuran diaduk dan
diaerasi selama 1 jam dengan suhu 20oC. Larutan blanko disiapkan sebanyak 2 botol
masing-masing sebanyak 300 ml untuk B0 dan 300 ml untuk B5 yang diambil dari
larutan pengencer. (b) Pengenceran sampel dilakukan dengan menggunakan faktor
pengenceran 0,5 yaitu dengan mencampur 300 ml sampel air BOD yang telah
disimpan dalam botol Winkler dengan 300 ml larutan pengencer sehingga didapatkan
campuran air sampel dan pengencer sebanyak 600 ml. Air campuran kemudian dibagi
6
menjadi dua dan dimasukkan kedalam botol Winkler sebagai X0 dan X5. Botol X0 dan
B0 diukur kandungan oksigen terlarutnya saat itu juga, sedangkan botol X5 dan B5
disimpan dalam BOD inkubator selama 5 hari dengan suhu 20oC. Setelah 5 hari X5
dan B5 diukur kandungan oksigen terlarutnya.
Keterangan :
X0 = oksigen terlarut sampel saat t = 0 (mg 02/1)
X5 = oksigen terlarut sampel saat t = 5 (mg 02/1)
B0 = oksigen terlarut blanko saat t = 0 (mg 02/1)
B5 = oksigen terlarut blanko saat t = 5 (mg 02/1)
P = faktor pengenceran
2. Pengukuran Kadar Amonia
Pengukuran kadar ammonia dilakukan dengan metode Phenat, dengan cara
10 ml sampel dimasukkan ke dalam gelas piala, ditambah 1 tetes MnSO 4 dan 0,6ml
phenat (distirer seluruhnya). Setelah homogen, diukur dengan menggunakan
spektrofotometer pada panjang gelombang 630 nm. Sebelum diukur, didiamkan
selama 10 menit.
3. Penentuan Bau Limbah (SNI 2006; 01-2346-2006 dan Herdijanti, 1995)
Dalam penentuan bau limbah digunakan panelis non standar sebanyak 30
orang. Masing-masing panelis menentukan apakah limbah tersebut berbau sekali,
berbau, agak berbau atau tidak berbau. Adapun karakteristik bau yang digunakan
adalah bau asam, bau ammonia, bau H2S dan bau tanah. Untuk ammonia sangat
berbau adalah dengan ciri jika tercium hidung akan terasa tertarik dan pedih.
Ammonia berbau memiliki ciri seperti bau urine, sedangkan agak berbau memiliki ciri
seperti bau NH4OH 25% atau seperti bau urine, tetapi bau tersebut baru terasa bila
terkibas angin. H2S memiliki ciri sangat berbau bila seperti bau yang lebih menyengat
dari bau bakaran sampah. H2S berbau bila seperti bau telur busuk, dan agak berbau
bila seperti bau telur yan direbus. Sangat berbau asam berarti memiliki ciri lebih
menyengat dari asam cuka pasaran. Berbau asam berarti seperti bau asam cuka
pasaran. Sedangkan agak berbau asam berarti seperti bau asam cuka pasaran yang
telah mengalami pengenceran. Sangat berbau tanah bila seperti bau tanah/debu
basah setelah terkena siraman air hujan. Berbau tanah bila seperti bau debu,
sedangkan agak berbau tanah bila seperti bau lumpur kering. Sedangkan penentuan
score bau adalah sebagai berikut :
7
Score
Keterangan
1
Tidak berbau
2
Agak berbau
3
Berbau
4
Sangat berbau
4. Perhitungan Jumlah Mikroba
Diambil sampel sebanyak 1 ml, kemudian dilarutkan ke dalam 9 ml akuades
steril, sehingga diperoleh larutan dengan konsentrasi 10-1. Selanjutnya dibuat seri
pengenceran sampai dengan konsentrasi 10-8, sebanyak 1 ml sampel dari
pengenceran 10-7 dan 10-8 diinokulasi sebar pada cawan, kemudian medium NA
dituang ke cawan selanjutnya diinkubasi pada suhu kamar selama 2x24 jam dengan
posisi terbalik. Setelah diinkubasi, dihitung jumlah koloni yang tumbuh dengan
menggunakan metode Total Plate Count (TPC) dengan rumus :
Jumlah koloni cawan 1,2,3..dst x 1/fp
Jumlah cawan
5. Pengukuran Suhu Limbah Cair Tahu (APHA (1985))
Suhu air menurut diukur dengan menggunakan termometer Celcius yang
dicelupkan ke dalam air limbah. Termometer dibiarkan sampai angka konstan,
kemudian dibaca angka skalanya dan dicatat. Suhu udara diukur menggunakan
termometer Celcius digantung pada tempat terbuka kemudian dibaca skalanya setelah
menunjukkan angka yang konstan kemudian hasil yang diperoleh dicatat.
6. Pengukuran pH (Alaerts dan Santika (1987))
Nilai pH diukur dengan menggunakan kertas indikator pH universal.
C. Metode Analisis
Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan metode analisis ragam (Uji F)
pada tingkat kesalahan 5% dan 1%.Apabila terdapat perbedaan yang nyata atau sangat
nyata, dilanjutkan dengan uji beda nyata terkecil (BNT). Untuk mengetahui hubungan taraf
konsntrasi EM4 dan waktu aerasi terhadap nilai BOD5 dan kadar amonia dilakukan uji regres
8