PENURUNAN LOGAM CADMIUM (Cd) AIR LIMBAH INDUSTRI ELEKTROPLATING DENGAN PSEUDOMONAS FLUORESCENS.

PENURUNAN LOGAM CADMIUM (Cd)

AIR LIMBAH INDUSTRI ELEKTROPLATING

MENGGUNAKAN BAKTERI

PSEUDOMONAS FLUORESCENS

Oleh :

NPM : 0452010026

DIKKY KUSTRIANA

JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”JATIM

SURABAYA

i

sehingga saya dapat menyelesaikan tugas skripsi ini dengan judul PENURUNAN LOGAM CADMIUM (Cd) AIR LIMBAH INDUSTRI ELEKTROPLATING DENGAN PSEUDOMONAS FLUORESCENS . Tugas ini merupakan salah satu persyaratan bagi setiap mahasiswa Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, UPN “ Veteran “ Jawa Timur untuk mendapatkan gelar sarjana.

Selama menyelesaikan tugas ini, saya telah banyak memperoleh bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, pada kesempatan ini saya ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. DR. Ir. Edy Mulyadi, SU, selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan UPN “Veteran” Jawa Timur.

2. Ir. Tuhu Agung R., MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Lingkungan UPN “Veteran” Jawa Timur.

3. DR. Ir. Edy Mulyadi, SU, selaku Dosen Pembimbing.

4. Orang tua dan keluarga yang telah membantu baik secara moral dan material.

5. Semua rekan-rekan di Teknik Lingkungan yang secara tidak langsung telah membantu hingga terselesainya tugas ini.

ii

ini, saran dan kritik yang membangun akan saya terima. Akhir kata saya ucapkan terima kasih dan mohon maaf yang sebesar-besarnya apabila didalam laporan ini terdapat kata-kata yang kurang berkenan atau kurang dipahami.

Surabaya, Mei 2010

v

ABSTRACT ...

DAFTAR ISI ...

DAFTAR TABEL ...

DAFTAR GAMBAR ...

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ... 1.2 Rumusan Masalah ... 1.3 Tujuan Penelitian ... 1.4 Manfaat Penelitian ... 1.5 Ruang Lingkup ……….

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Proses Elektroplating ………... 2.2. Limbah Industri Elektroplating ………...

2.3. Kadmium ……….

2. 4. Mikroorganisme Penurun Logam Berat Cadmium ……….. 2. 5. Landasan Teori ……… 2.5.1 Mekanisme Bioremoval Dan Bioadsorpsi ………... 2.5.2. Konsep Dasar Proses Bioremoval ………... 2.5.3. Keuntungan dan Kerugian Bioremoval ………

iv v vii viii 1 3 3 3 3 4 6 7 11 15 15 16 18

vi

METODE PENELITIAN

3.1. Bahan Penelitian ……… 3.2. Peralatan Penelitian ……… 3.3. Kerangka Penelitian ……… 3.4. Jalan Penelitian ……… 3.5. Variabel ………... 3.6. Prosedur Analisis ……… 3.6.1 Analisa Koloni ………. 3.6.2 Perhitungan Pengenceran ……… 3.6.3 Perhitungan Efisiensi Penurunan Limbah ………... 3.6.4 Penghitungan Jumlah Bakteri Pada Penelitian Utama ………

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Penelitian Awal ……… 4.2. Penenelitian Utama ………..

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ………..

5.2 Saran ………

DAFTAR PUSTAKA ...

LAMPIRAN A DATA HASIL PENELITIAN ...

LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN ...

LAMPIRAN C GAMBAR ALAT ... 20 20 21 22 23 24 24 24 25 25 23 24 33 33 34 A-1 B-1 C-1

vii

racun...

Tabel 4.1 Pengaruh waktu proses (jam) terhadap prosentase penyisihan kadar kadmium (Cd2+) pada bakteri Pseudomonas... Tabel 4.2 Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan

Bakteri Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu Proses (jam) dan Kadar Awal (mg/lt)...

Tabel 4.3 Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan Bakteri

Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu Proses (menit) dan Kadar Awal (mg/l)……….

Tabel 4.4 Hubungan Jumlah Bakteri Pseudomonas Fluorescens (MLVSS) Terhadap kemampuan Penyisihan Logam Kadmium... Tabel 4.5 Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan

Bakteri Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu Proses (menit) dan Kadar Limbah (mg/l)………

10

27

28

29

30

viii

Gambar Pseudomonas Fluorescens ... Gambar Mekanisme Proses Bioremuval ... Gambar kerangka penelitian ... Gambar jalan penelitian ...

Gambar 4.1 Hubungan kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan Bakteri Pseudomonas Fluorescent... Gambar 4.2. Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan

Bakteri Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu Proses (menit) dan Kadar Awal (mg/l)...

14 18 21 22

30

iii

lingkungan akan terakumulasi dan merusak baik secara langsung maupun tidak langsung terhadap makhluk hidup terutama manusia. Secara langsung, akumulasi logam berat dalam tubuh manusia dapat terjadi melalui sistem perairan yang tercemar untuk keperluan sehari – hari, sedangkan secara tidak langsung melalui rantai makanan seperti sayuran, ikan atau hewan yang sudah tercemar logam berat.

Tujuan penelitian ini adalah untuk Menyisihkan kadar Cd didalam limbah industri elektroplating dengan menggunakan bakteri Pseudomonas fluorescens dan mencari kemampuan terbaik bakteri, sehingga limbah industri yang dibuang tidak berbahaya bagi lingkungan dan sesuai dengan baku mutu.

Penyisihan logam kadmium dapat dilakukan dengan proses bioremoval, yaitu merupakan proses biologi – fisika yang melibatkan bakteri dalam menyisihkan polutan. Proses yang terjadi dapat dilakukan secara fakultatif dan menggunakan bakteri Pseudomonas fluorescens yang dapat menghasilkan senyawa ligan dengan berat molekul rendah yang disebut siderophor sebagai penjerap sehingga logam Cd akan menempel pada permukaan bakteri tersebut atau diendapkan. Variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah kadar logam (mg/ l) dan waktu proses (jam), sedangkan parameter yang digunakan adalah pH asam yaitu antara 4.0 – 4.5, dan temperatur sesuai dengan suhu ruangan. Metode yang digunakan dalam menganalisa yaitu menggunakan metode UV – Spektrofometer dengan ketelitian dibawah 10 -6.

Dari hasil penelitian diperoleh prosentase penyisihan logam kadmium terbaik terdapat pada waktu proses 60 menit dengan kadar 135 mg/l yaitu sebesar 99,97 % dengan menggunakan bakteri Pseudomonas fluorescens.

iv

Cadmium is one of the waste generated by the electroplating industry PT. Maspion, Waru - Sidoarjo. This waste if discharged into the environment will accumulate and damage either directly or indirectly to human beings in particular. Directly, the accumulation of heavy metals in the human body can occur through contaminated water systems for domestic purposes - day, while indirectly through the food chain, such as vegetables, fish or animals that have been contaminated with heavy metals.

The purpose of this study was to Taking Cd concentration in the electroplating industry wastewater using bacteria Pseudomonas fluorescens and seek the best capabilities of bacteria, so that industrial waste is dumped is not harmful to the environment and in accordance with standard quality.

Provision can be made with the metal cadmium bioremoval process, which is a biological process - which involves the physics of bacteria to eliminate the pollutant. The process that occurs can be done in facultative and use of Pseudomonas fluorescens that can produce compounds with low molecular weight ligands known as penjerap so siderophor Cd metal will stick to the surface of the bacteria or precipitated. Variables used in this research is the metal concentration (mg / l) and processing time (hour), while the parameters used are acid pH of between 4.0 - 4.5, and temperature according to room temperature. The method used in analyzing the UV method - Spektrofometer with precision below 10 -6.

From this research gained elimination percentage cadmium left on 60 minutes with concentration 135 mg/l about 99,97 % with using bacteria Pseudomonas fluorescense.

1

1.1. Latar Belakang

Salah satu penyebab merosotnya kualitas lingkungan adalah akibat limbah yang dihasilkan dari kegiatan industri, dimana industri tersebut tidak mengolah limbahnya sebelum dibuang kebadan air. Salah satu limbah industri yang dapat menimbulkan pencemaran apabila tidak diolah adalah industri pelapisan logam (electroplating). Dalam prosesnya banyak mempergunakan bahan-bahan logam, yang mengakibatkan buangannya sangat berbahaya dan beracun, sehingga dapat dikategorikan sebagai limbah B3 (bahan berbahaya dan beracun). Logam berat yang terkandung dalam industri electroplating diantaranya adalah Cu, Zn, Cr, Cd, Ni, Pb.

Logam berat seperti Cr, Cd, Cu, Hg dan Pb jika dibuang ke lingkungan akan terakumulasi dan merusak baik secara langsung maupun tidak langsung mahluk hidup terutama manusia. Secara langsung, akumulasi logam berat dalam tubuh manusia dapat terjadi melalui sistim pengairan yang tercemar untuk keperluan sehari-hari, sedangkan secara tidak langsung melalui rantai makanan seperti sayuran, ikan atau hewan yang sudah tercemar logam berat. (Surtiningsih, 2000).

Kadmium (Cd) merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya karena elemen ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium berpengaruh terhadap manusia dalam jangka waktu panjang dan dapat

terakumulasi pada tubuh khususnya hati dan ginjal. Secara prinsipil pada konsentrasi rendah berefek terhadap gangguan pada paru-paru, emphysema dan renal turbular disease yang kronis. Kadmium, timbal dan merkuri merupakan the big three heavy metal yang memiliki tingkat bahaya tertinggi pada kesehatan manusia. Kontaminasi ini akan terus meningkat sejalan dengan meningkatnya usaha eksplotasi berbagai sumber alam di mana logam berat terkandung di dalamnya. Berbasis pada wawasan kita terhadap resiko polusi lingkungan oleh ion logam berat, hal ini menyebabkan kita mau tidak mau harus memperbaiki kembali perhatian kita terhadap sistem pengolahan limbah logam-logam berat tersebut. Salah satunya adalah proses pengolahan dengan menggunakan mikroorganisme dengan tujuan mengurangi tingkat keracunan elemen polusi terhadap lingkungan (Suhendrayatna, 2001).

Di dalam mengolah limbah industri yang mengandung logam berat dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu: secara fisik, kimia dan biologi. Dalam proses pengolahan secara biologi digunakan sel mikroorganisme sebagai bioleaching logam berat. Dalam penelitian ini digunakan proses biologi karena pengolahan limbah secara biologi diyakini merupakan proses yang lebih aman dan ramah lingkungan dibandingkan proses lainnya, sebab dalam pengolahannya menggunakan mikroorganisme tanpa harus melakukan pengolahan lagi. yaitu dengan menggunakan Bioremoval. Dengan penggunaan metode tersebut diharapkan setelah melalui proses bioadsorpsi kadar cadmium yang ada pada air limbah pelapisan logam dapat tersisihkan..

1.2. Rumusan Masalah

Cadmium merupakan salah satu logam berat yang dapat merusak lingkungan karena tidak semua mikroorganisme mempunyai kemampuan dalam menurunkan kandungan limbah logam berat dalam air. Oleh karena itu, digunakan teknik bioremoval untuk menyisihkan kandungan Cd didalam limbah, agar tidak berbahaya bagi lingkungan sekitar baik itu hewan, tumbuhan, atau manusia.

1.3. Tujuan Penelitian

Menyisihkan kadar Cd didalam limbah industri elektroplating dengan menggunakan bakteri Pseudomonas fluorescens dan mencari kemampuan terbaik bakteri, sehingga limbah industri yang dibuang tidak berbahaya bagi lingkungan dan sesuai dengan baku mutu yang ada.

1.4. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharap dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1) Dengan turunnya kadar Cd pada limbah industri elektroplating yang sesuai dengan baku mutu, maka limbah yang dibuang tidak mencemari lingkungan.

2) Sebagai tambahan alternatif pengolahan limbah logam berat pada industri elektroplating

1.5. Ruang Lingkup

Dalam penelitian ini digunakan pengolahan secara biologi yaitu dengan metoda bioremoval dan menggunkan Pseudomonas fluorescens sebagai mikroba pendegradasi logam cadmium (Cd). Limbah yang dipergunakan berasal dari limbah cair industri elektroplating PT. Maspion, Waru – Sidoarjo.

4

TINJAUAN PUSTAKA

Industri elektroplating merupakan industri yang bergerak di bidang pelapisan logam dimana limbah yang dihasilkan memilki kandungan logam berat yang cukup tinggi, oleh karena itu perlu adanya pengolahan yang sesuai agar tidak berbahaya bagi lingkungan.

2.1. Proses Elektroplating

Proses elektroplating merupakan suatu proses (coating) oleh logam tertentu pada suatu obyek dari bahan logam secara elektrolisis. Pada proses ini logam pelapis harus lebih mulia dari logam yang akan dilapisi. Elektroplating merupakan salah satu cara penanggulangan korosi terhadap logam dan menambah ketahanan bahan. Disamping itu merupakan produk dekoratif atau memberi warna atau texture tertentu. Proses pelapisan logam secara listrik (Elektroplating) terdiri dari beberapa urutan proses antara lain persiapan bahan yang akan dilapis, pelapisan dan penyelesaian akhir.

1) Proses persiapan bahan

Proses persiapan bahan yang akan dilapis ini adalah pembersihan benda kerja dari karat, lemak serta bahan organik lain yang melekat. Pada persiapan ada dua tahap, yaitu:

a) Proses pembersihan lemak (degreasing) yaitu benda yang akan diproses cukup dicelup dalam suatu larutan zat-zat organik misalnya Trikhloretilen, alkohol, bensin, dan sebagainya, yang bertujuan untuk penghilangan lemak

(organik) dimana lemak dapat mengganggu pada proses pelapisan karena mengurangi daya hantar listrik atau mengurangi kontak antara lapisan dengan logam dasarnya.

b) Proses pembersihan dengan asam (pickling) proses pickling adalah pembersihan oksida secara kimiawi melalui pencelupan dalam larutan asam. Lapisan oksida pada permukaan umumnya terdiri dari beberapa ikatan, bagian terluar dan terbanyak adalah Fe2O3, bagian tengah Fe3O4

c) Proses pembilasan biasanya dilakukan dengan sistem pembilasan dalam beberapa bak dan arah aliran atau dapat juga menggunakan sistem semprot.

dan bagian lebih dalam lagi dekat logamnya adalah FeO.

d) Proses pembersihan mekanis adalah proses pemolesan yang dilakukan dengan maksud untuk menghaluskan permukaan atau menghilangkan goresan.

2) Proses pelapisan

Sebelum dilakukan proses pelapisan, benda kerja yang telah bersih direndam dalam larutan aktivatue (proses aktivasi) untuk mengaktifkan benda kerja sehingga mempermudah melekatnya logam yang akan dilapisi. Logam yang dilapisi dihubungkan dengan kutub negatif (-) dan logam pelapisannya pada kutub positif (+) serta sumber arus searah. Dengan adanya arus yang mengalir dari sumber maka elektron “dipompa” melalui eletroda positip (anoda) menuju eletroda negatip (katoda) dan dengan adanya ion-ion logam yang didapat dari eletrolit maka menghasilkan logam yang melapisi permukaan logam lain.

3) Proses akhir

Proses akhir meliputi pembersihan atau pencucian pada benda kerja dari sisa – sisa larutan yang melekat. Setelah dilakukan pencucian kemudian dikeringkan. Pengerjaan akhir ini berfungsi juga sebagai kontrol pada produk tersebut secara visual. (Kementerian Negara Lingkungan Hidup, 2007)

2.2. Limbah Industri Elektroplating

Dari proses elektroplating dihasilkan limbah padat, limbah gas, dan limbah cair. Total volume buangan limbah dari limbah pelapisan logam tidak banyak tapi racun yang dikandung dalam buangan ini cukup bahaya. Kebanyakan racun yang terkandung dalam limbah cair ini, adalah asam dan logam, seperti Cr, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, pembersih alkalin, lemak dan minyak. Berikut ini dapat dijelaskan beberapa limbah industri pelapisan logam :

a) Kromium (Cr) merupakan elemen berbahaya di permukaan bumi dan dijumpai dalam kondisi oksida antara Cr(II) sampai Cr(VI), tetapi hanya kromium bervalensi tiga dan enam memiliki kesamaan sifat biologinya. (Suhendrayatna, 2001)

b) Tembaga (Cu) bersifat racun terhadap semua tumbuhan pada konsentrasi larutan di atas 0.1 ppm. Konsentrasi yang aman bagi air minum manusia tidak lebih dari 1 ppm. Konsentrasi normal komponen ini di tanah berkisar 20 ppm dengan tingkat mobilitas sangat lambat karena ikatan yang sangat kuat dengan material organik dan mineral tanah liat. Beberapa industri seperti pewarnaan, kertas, minyak, industri pelapisan melepaskan sejumlah

tembaga yang tidak diharapkan. Tembaga dalam konsentrasi tinggi (22-750 mg/kg). (Suhendrayatna, 2001)

c) Nikel (Ni). Elemen ini cendrung lebih beracun pada tumbuhan. Selama masih mudah di ambil oleh tanaman dari tanah, pembuangan limbah yang mengandung nikel masih sangat perlu perhatian kita. Total nikel yang terkandung dalam tanah berkisar 5-500 ppm. Konsentrasi pada air tanah biasanya berkisar 0.005-0.05 ppm, dan kandungan pada tumbuhan yang biasanya tidak lebih dari 1 ppm (kering). (Suhendrayatna, 2001)

d) Asam dihasilkan dari proses pembersihan bahan yang akan dilapisi olah logam lain, untuk menhilangkan karat sehingga sering mengandung Fe. (Anoname, 2000).

2.3. Kadmium

Logam Cd atau cadmium mempunyai penyebaran yang sangat luas di alam. Hanya ada satu jenis mineral cadmium di alam yaitu greennockite (CdS) yang sealau ditemukan bersama mineral spalerite (ZnS). Mineral greennockite ini sangat jarang ditemukan dialam, sehingga dalam eksploitasi logam Cd, biasanya merupakan produksi sampingan dari peristiwa peleburan dan refining bijih–bijih Zn (seng). Biasanya konsentrasi bijih Zn didapatkan 0,2 sampai 0,3 % logam Cd. Disamping itu Cd juga diproduksi dari peleburan bijih-bijih logam Pb (timah hitam) dan Cu (tembga). Namun demikian, Zn merupakan sumber utama dari logam Cd, sehingga produksi dari logam tersebut sangat dipengaruhi oleh Zn.

Seperti halnya unsur-unsur kimia lainnya terutama golongan logam. Cd mempunyai sifat Fisika dan kimia tersendiri. Berdasrkan pada sifat-sifat fisiknya. Cd merupakan logam yang lunak, ductile, berwarna putih seperti putih perak. Logam ini akan kehilangan kilapnya bila berada dalam udara yang lembab atau basah serta cepat mengalami kerusakan bila terkena oleh uap ammonia (NH3) dan sulfur hidroksida (SO2). Sedangkan berdasar pada sifat-sifat kimianya, logam Cd didalam persenyawaan yang dibentuknya pada umumnya mempunyai bilangan valensi 2+, sangat sedikit yang mempunyai bilangan valensi 1+. Bila dimasukkan kedalam larutan yang mengandung ion OH. Ion- ion Cd2- akan mengalami proses pengendapan. Endapan yang terbentuk dari ion – ion Cd2+ dalam larutan berion OH biasanya dalam bentuk senyawa terhidradasi yang berwarna putih. Bila logam Cd digabuangkan dengan senyawa karbonat (CO=) yang berwarna dengan senyawa pospat (PO3-), denan senyawa arsenat (AsO3=); dan atau senyawa oksalat-ferro {Fe(III)}- dan ferri {Fe(II)} sianat, maka akan terbentuk suatu senyawa yang berwarna kuning. Semua senyawa akan dapat terlarut dalam senyawa NH4OH dan akan membentuk kation kompleks Cd dengan NH3

Logam cadmium sangat banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari oleh manusia sejak tahun 1950 dengan banyaknya produksi 15.000 18.000 pertahun. Prinsip dasar atau prinsip utama dalam penggunaan cadmium adalah sebagai bahan ‘stabilisasi’ bahan pewarna dalam industri plastik dan pada electroplating. Namun sebagian dari subtansi logam cadmium ini juga digunakan untuk solder dan alloy-alloynya digunakan pula pada baterai. Umunya logam

cadmium (Cd) senyawa oksida dari cadmium (CdO), hidrat (CdH2

1) Senyawa CdS dan CdSeS, banyak digunakan sebagai warna.

) dan kloridanya paling banyak digunakan dalam industri electroplating.

Penggunaaan Cd dan persenyawaannya ditemukan dalam industri pencelupan, fotografi, dan lain – lain. Pemanfaatan Cd dan persenyawaannya dapat diihat sebagai berikut :

2) Senyawa Cd sulfat (CdSO4

3) Senyawa cadmium bromide (CdBr

) digunakan dalam industri baterai yang berfungsi untuk pembuatan sel Weston karena mempunyai potensial stabil yaitu sebesar 1,0186 volt.

2) dan cadmium ionida (CdI2

4) Senyawa dietil cadmium {(C

)secara terbatas digunakan dalam dunia fotografi.

2H5

5) Senyawa Cd stearat banyak digunakan dalam perindustrian manufaktur polyvinyl khlorida (PVC) sebagai bahan yang berfungsi untuk stabilizer.

)2Cd} digunakan dalam proses pembuatan tetraetil-Pb.

Seperti halnya merkuri dan logam – logam berat lainnya, logam kadmium memilki sifat racun yang sangat merugikan bagi semua organisme hidup, bahkan juga sangat berbahaya untuk manusia. Keracunan akut sering terjadi pada pekerja di industri yang berkaitan dengan logam ini, salah satunya terkena paparan uap logam kadmium yaitu timbulnya rasa sakit dan panas pada bagian dada. Keracunan cadmium yang bersifat kronis berselang pada waktu yang sangat panjang, umumnya kerusakan – kerusakan yang terjadi pada sistim fisiologis tubuh disebabkan adanya akumulasi logam cd kedalam tubuh (Pallar, 1994).

Bagi tubuh manusia cadmium merupakan logam asing dan sama sekali tidak diperlukan dalam proses metabolisme, oleh karena itu kadmium dapat diserap oleh tubuh tidak terbatas hal ini disebabkan tubuh tidak memiliki mekanisme untuk membatasinya. Dari hasil otopsi yang dilakukan menunjukkan bahwa pada masyarakat umum didapat rata – rata akumulasi kadmium didalam tubuh sebesar 30 mg cadmium dengan rata – rata 30 % di dalam ginjal, 14 % di dalam hati, 2 % didalam paru – paru, dan 0,3 % di dalam pancreas. (Juli, 2009)

Tabel 2.1 PP RI Nomor 85 Tahun 1999 tentang baku mutu TCLP zat pencemar dalam limbah untuk penentuan karakteristik sifat racun.

KODE

LIMBAH PARAMETER

KONSENTRASI DALAM EKSTRASI LIMBAH (mg/L)

(TCLP) D 4001 D 4002 D 4003 D 4004 D 4005 D 4006 D 4007 D 4008 D 4009 D 4010 D 4011 D 4012 D 4013 D 4014 D 4015 D 4016 D 4017 D 4018 D 4019 D 4020 D 4021 D 4022 D 4023

Aldrin + Dieldrin Arsen Barium Benzene Boron Cadmium Carbon tetrachloride Chlordane Cholorobenzene Chloroform Chromium Copper o-Cresol m-Cresol p-Cresol Total Cresol Cyanide (free) 2,4-D 1,4-Dicholorobenzene 1,2-Dicholoroethane 1,1-Dicholoroethylene 2,4-Dinitrotoluene Endrin 0,07 5,0 100 0,5 500,0 1,0 0,5 0.03 100,0 6,0 5,0 10,0 200,0 200,0 200,0 200,0 20,0 10,0 7,5 0,5 0,7 0,13 0,02

Logam cadmium atau Cd juga akan mengalami proses biotransformasi dan bioakumulasi dalam organisme hidup (tumbuhan, hewan dan manusia). Logam ini masuk ke dalam tubuh bersama makanan yang dikonsumsi, tetapi makanan tersebut telah terkontaminasi oleh logam Cd dan atau persenyawaannya. Dalam tubuh biota perairan jumlah logam yang terakumulasi akan terus mengalami peningkatan dengan adanya proses biomagnifikasi di badan perairan. Di samping itu, tingkatan biota dalam system rantai makanan turut menenetukan jumlah Cd yang terakumulasi. Dimana pada biota yang lebih tinggi stratanya akan ditemukan akumulasi Cd yang lebih banyak, sedangkan pada biota top level merupakan tempat akumulasi paling besar. Bila jumlah Cd yang masuk tesebut telah melebihi nilai ambang, maka biota dari suatu level atau strata tersebut akan mengalami kematian dan bahkan kemusnahan. Keadaan inilah yag menjadi penyebab kehancuran suatu tatanan system lingkungan (ekosistem), karena salah satu mata rantainya telah hilang. (Pallar, 1994)

2. 4. Mikroorganisme Pendegradasi Logam Berat Cadmium

Aktivitas mikroba dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungannya. Perubahan lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi mikroba. Beberapa kelompok mikroba sangat resisten terhadap perubahan faktor lingkungan. Mikroba tersebut dapat dengan cepat menyesuaikan diri dengan kondisi baru tersebut. Faktor lingkungan meliputi faktor-faktor abiotik (fisika dan kimia), dan faktor biotik.

Pertumbuhan adalah penambahan secara teratur semua komponen sel pada jasad bersel tunggal (uniseluler), pembelahan atau perbanyakan sel merupakan pertambahan jumlah individu. Misalnya pembelahan sel pada bakteri akan menghasilkan pertambahan jumlah sel bakteri itu sendiri. Jumlah sel hidup dapat ditetapkan dengan metode plate count atau colony count, dengan cara ditaburkan pada medium agar sehingga satu sel hidup akan tumbuh membentuk satu koloni, jadi jumlah koloni dianggap setara dengan jumlah sel. Cara ini ada dua macam, yaitu metode taburan permukaan (spread plate method) dan metode taburan (pour plate method). Cara lain untuk menghitung jumlah sel hidup adalah dengan filter membran dan MPN (Most Probable Number) yang menggunakan medium cair. Sampel mikrobia yang dihitung biasanya dibuat seri pengenceran.

Pada biakan sistem tertutup (batch culture), pengamatan jumlah sel dalam suatu rentang waktu akan memberikan gambaran berdasarkan kurva pertumbuhan bahwa terdapat fase-fase pertumbuhan. Fase pertumbuhan dimulai pada fase permulaan, fase pertumbuhan yang dipercepat, fase pertumbuhan logaritma (eksponensial), fase pertumbuhan yang mulai dihambat, fase stasioner maksimum, fase kematian dipercepat, dan fase kematian logaritma.

Pada fase permulaan, bakteri baru menyesuaikan diri dengan lingkungan yang baru, sehingga sel belum membelah diri. Sel mikrobia mulai membelah diri pada fase pertumbuhan yang dipercepat, tetapi waktu generasinya masih panjang. Fase permulaan sampai fase pertumbuhan dipercepat sering disebut lag phase. Kecepatan sel membelah diri paling cepat terdapat pada fase pertumbuhan logaritma atau pertumbuhan eksponensial, dengan waktu generasi pendek dan

konstan. Selama fase logaritma, metabolisme sel paling aktif, sintesis bahan sel sangat cepat dengan jumlah konstan sampai nutrien habis atau terjadinya penimbunan hasil metabolisme yang menyebabkan terhambatnya pertumbuhan. Selanjutnya pada fase pertumbuhan yang mulai terhambat, kecepatan pembelahan sel berkurang dan jumlah sel yang mati mulai bertambah. Pada fase stasioner maksimum jumlah sel yang mati semakin meningkat sampai terjadi jumlah sel hidup hasil pembelahan sama dengan jumlah sel yang mati, sehingga jumlah sel hidup konstan, seolah-olah tidak terjadi pertumbuhan (pertumbuhan nol). Pada fase kematian yang dipercepat kecepatan kematian sel terus meningkat sedang kecepatan pembelahan sel nol, sampai pada fase kematian logaritma maka kecepatan kematian sel mencapai maksimal, sehingga jumlah sel hidup menurun dengan cepat seperti deret ukur. Walaupun demikian penurunan jumlah sel hidup tidak mencapai nol, dalam jumlah minimum tertentu sel mikrobia akan tetap bertahan sangat lama dalam medium tersebut. (Sri Sumarsih 2003)

Jenis dan macam mikroorganisme dialam sangat banyak, tetapi tidak semuanya memilki kemampuan dalam mendegradasi limbah yang mengandung logam berat, salah satu jenis bakteri yang memiliki kemampuan untuk menyisihkan logam berat berasal dari jenis bakteri Pseudomonas, yaitu bakteri

Pseudomonas Fluorrecent dimana dalam proses pengembangbiakannnya bakteri

tersebut memiliki kemampuan untuk beradaptasi pada kondisi media dengan kadar logam berat Cd cukup tinggi. (Rachid dan Ahmed, 2005)

Bakteria dapat menghasilkan senyawa penghalang logam yang berupa ligan dengan berat molekul rendah yang disebut siderofor. Siderofor dapat

terbentuk menjadi satu secara kompleks dengan logam-logam berat. Pada dasarnya penghalangan logam berat oleh bakteri merupakan mekanisme bakteri untuk mempertahankan diri terhadap toksisitas logam. Bakteri yang tahan terhadap toksisitas logam berat mengalami perubahan sistem transport di membran selnya, sehingga terjadi penolakan atau pengurangan logam yang masuk ke dalam sitoplasma. Dengan demikian logam yang tidak dapat melewati membran sel akan terakumulasi dan diendapkan atau dijerap di permukaan sel. (Sri Sumarsih 2003)

Bakteri ini memiliki bentuk lurus atau seperti tangkai yang membengkok dengan dimensi yang pada umumnya berukuran 0,5 – 1,0 mikrometer dan dapat menyampai 1,5 – 4,0 mikrometer. Alat geraknya berupa flagel; monotrichous atau multitrichous. Bakteri ini tergolong jenis bakteri gram negatif yang dapat berkembangbiak dalam kondisi fakultatif dan dapat bertahan pada suhu 25 - 30ºC. Hasil dari proses metabolisme tadi berupa asam laktat dan bakteri tersebut dapat tumbuh pada pH 4,5. (Holt,J.G., et all).

2. 5. Landasan Teori

Istilah bioabsorpsi tidak dapat dilepaskan dari istilah bioremoval karena bioadsorpsi merupakan bagian dari bioremoval. Bioremoval dapat diartikan sebagai terkonsentrasi dan terakumulasinya bahan penyebab polusi atau polutan dalam suatu perairan oleh material biologi tersebut dapat merecovery polutan sehingga dapat dibuang dan ramah terhadap lingkungan. Sedangkan berdasarkan kemampuannya untuk membentuk ikatan antara logam berat dengan mikroorganisme maka bioadsorpsi merupakan kemampuan material biologi untuk mengakumulasikan logam berat melaui media metabolisme atau jalur psiko – kimia. Proses bioadsorpsi ini dapat terjadi karena adanya material biologi yang disebut biosorben dan adanya larutan yang mengandung logam berat (dengan afinitas yang tinggi) sehingga mudah terikat pada biosorben.

2.5.1. Mekanisme Bioremoval

Menurut Veglio et al, salah satu jenis bakteri yang memiliki kemampuan untuk mendegradasi logam berat berasal dari jenis bakteri Pseudomonas dengan beberapa proses reaksi salah satunya dengan cara memindahkan logam berat kedalam selaput sel dan entrapment kedalam extracellular kapsule, yang menyebabkan terjadinya complexation dan oxidation-reduction reaksi (Hussein et al., 2003)

Istilah bioadsorpsi tidak dapat dilepaskan dari istilah bioremoval karena bioabsorpsi merupakan bagian dari bioremoval. Bioremoval dapat diartikan sebagai terkonsentrasi dan terakumulasinya bahan penyebab polusi atau pollutan dalam suatu perairan oleh material biologi, yang mana material biologi tersebut

dapat merecovery pollutan sehingga dapat dibuang dan ramah terhadap lingkungan. Proses bioremoval ion logam berat umunya terdiri dari dua mekanisme yang melibatkan proses active uptake dan passive uptake.

Passive uptake dikenal dengan istilah proses bioabsorpsi. Proses ini terjadi ketika ion logam berat mengikat dinding sel dengan dua cara berbeda, yang pertama adalah pertukaran ion dimana ion monovalent dan divalent seperti Na, Mg, dan Ca pada dinding sel digantikan oleh ion - ion logam berat ; dan yang kedua adalah fomasi kompleks antara ion – ion logam berat dengan functional group seperti carbonyl, amino, thiol, hydroxy, phosphate, dan hydroxy – carboxyl yang berada pada dinding sel.

Aktif uptake dapat terjadi pada berbagai tipe sel hidup. Mekanisme ini secara simultan terjadi sejalan dengan konsumsi ion logam untuk pertumbuhan mikroorganisme atau / dan akumulasi intraselular ion logam tersebut. Logam berat dapat juga diendapkan pada proses metabolisme dan ekresi pada tingkat ke dua. Proses ini tergantung dari energi yang terkandung dan sensitifitasnya terhadap parameter – parameter yang berada seperti pH, suhu, kekuatan ikatan ionik, cahaya, dan lain – lain. (Suhendrayatna, 2001)

2.5.2. Konsep Dasar Proses Bioremoval

Untuk mendesain suatu proses pengolahan limbah ion logam berat yang melibatkan mikroorganisme, dapat menggunakan metoda bioremoval. Metode bioremoval merupakan metoda yang sangat simpel, yaitu dengan cara menumbuhkan mikroorganisme pilihan, dan selanjutnya dikontakkan dengan air

yang tercemar ion – ion logam berat. Proses pengontakan dilakukan dalam jangka waktu tertentu yang ditujukan agar biomassa berinteraksi dengan ion – ion logam berat, selanjutnya biomass dipisahkan dari cairan. Biomass yang terikat logam berat dapat diregenerasi untuk digunakan kembali atau kemudian dibuang kelingkungan kembali. Menurut Widle,dkk,. Bahwa ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam mendisain dan mengoperasikan proses bioremoval dalam melibatkan mikroorganisme, seperti dijelaskan berikut ini :

a. Seleksi dan pemilihan biomassa yang sesuai serta treatment awalnya b. Waktu tinggal dan waktu kontak proses

c. Proses pemisahan dan recovery biomassa d. Pembuangan biomassa yang telah digunakan e. Pertimbangan ekonomi proses.

Pada beberapa kasus, sangat terbatas studi yang melakukan studi banding terhadap beberapa jenis mikroorganisme, di mana hasilnya selalu memiliki banyak perbedaan dalam efisiensi ikatan antara logam berat dengan spesies mikroorganisme. Bahkan perbedaan ini dapat terjadi pada strain dari species tunggal dengan kondisi physiochemical yang sama. Waktu tinggal dan waktu kontak juga merupakan variable yang sangat berpengaruh terhadap desain proses bioremoval, termasuk ke dalamnya immobilisasi sel, pH dan konsentrasi biomasa. Penggunaan sel hidup menawarkan sejumlah kelebihan, sementara itu secara praktis biomassa dikemas dalam bentuk powder atau dikulturisasikan pada operasi

terpisah sebelum digunakan. Dengan kondisi ini pemilihan penggunaan metode immobilisasi dinilai lebih menguntungkan. Augusto da Cocta dkk [25] melaporkan Pseudomonas Fluorescent yang diimobilisasikan menghasilkan sistem yang baik untuk mereduksi kadmium dan seng dari suatu perairan yang tercemar. Dengan inisial konsentrasi logam beratnya berkisar 20-27 ppm, Cd dan Zn dapat direduksi sebesar 99% dalam jangka waktu 60 menit dan 90% tereduksi setelah 30 menit. (Suhendrayatna, 2001)

2.5.3. Keuntungan dan Kerugian Bioremoval

Berikut ini adalah keuntungan dan kerugian menggunakan bioadsorpsi dalam menyisihkan logam berat:

1) Keuntungannya :

a) Tidak tergantung pada pertumbuhan sel

b) Non living biomassa tidak berpengaruh pada terbatasnya sifat toksisiti dari ion logam berat serat tidak memerlukan nutrisi.

c) Sangat cepat dan efisien

d) Biomassa memiiki behavior setar dengan penukar ion.

e) Logam dapat segera dipisahkan dari biomassa dan direkoveri kembali. f) Sistem mudah dirancang dengan perhitungan matematis, dan lain – lain.

2) Kerugiannya : a) Sangat cepat jenuh

b) Tidak berpotensial mendegradasi sampai ke bentuk organometallic species c) Tergantung dengan tingkat toksisitas logam terhadap sel.

d) Membutuhkan nutrien bagi pertumbuhan sel. e) Proses tergantung sifat fisik logam.

f) Sel dapat berupa ikatan komplek logam bila dikembalikan dalam bentuk cairan, dan lain – lain.(Suhendrayatna, 2001)

20

METODE PENELITIAN

3.1. Bahan Penelitian

1) Limbah industri elektroplating yang mengandung logam cadmium (Cd) Limbah yang digunakan berasal dari Industri elektroplating PT. Maspion, Waru – Sidoarjo. Limbah tesebut dihasilkan dari proses pencucian logam yang sudah dilapisi cadmium, dan disana limbah dari proses pencucian dipisah berdasarkan jenis pelapis logam yang akan dicuci.

2) Mikroorganisme Pseudomonas flourescens

Mikroorganisme yang diperoleh berasal dari FMIPA Universitas Airlangga (UNAIR) dalam satu media agar miring, yang kemudian dimasukkan kedalam kaldu laktosa sebagai media pengembangbiakan bakteri

3.2. Peralatan Penelitian

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

1) Bak penampung plastik yang berukuran 20 liter sebagai tempat limbah cair cadmium (Cd)

2) Botol kaca sebagai raktor dengan volume 500 ml 3) Pipet volume ukuran 10 ml, 5 ml dan 1 ml. 4) Kertas alumunium foil

3.3. Kerangka Penelitian

Kerangka penelitian dapat kita lihat pada bagan di bawah ini :

Analisa kadar limbah Cd Menentukan variasi waktu berdasarkan jurnal

Menentukan variasi kadar limbah

Menentukan variasi waktu proses

Memberi nama pada setiap botol kaca dengan variasi waktu proses dan kadar limbah yang berbeda - beda

Membuat variasi kadar Cd dalam limbah dengan menambahkan aquades

Setelah mencapai pada waktu poroses tertentu limbah di ambil dengan pipet volum

Limbah di saring dengan watman ukuran 0,45 µm dan dibantu dengan pompa vacumm agar cepat tersaring

Limbah dianalisa dengan spektrofotometer Pharo 100 Menganalisa % penurunan kadar Cd dalam limbah berdasarkan variasi waktu dari jurnal

dan banyaknya penambahan bakteri

Menentukan jumlah penambahan bakteri

3.4. Jalan Penelitian

Rangkaian penelitian yang dilakukan menggunakan proses pengolahan limbah secara fakultatif yang digambarkan sebagai berikut:

Gambar 3.4.1. Rangkaian Penelitian

Keterangan gambar :

1. Memasukkan air limbah + Bakteri kedalam reaktor.

2. Air limbah + bakteri yang sudah diproses secara batch kemudian diambil pada waktu proses tertentu.

3. Penyaringan menggunakan kertas wathman dengan ukuran 0.45 µm dan dibantu dengan pompa vacum agar cairan dapat melewati kertas dengan cepat.

4. Air yang telah disaring dimasukkan kedalam tabung kecil untuk dilakukan analisa Cd menggunakan spektrofotometer Pharo 100.

Waktu

Proses

Air limbah Bakteri

2

Keterangan skema gambar jalan penelitian diatas dapat dijelaskan sebagai berikut 1) Melakukan analiasa jumlah bakteri yang terdapat didalam media kaldu

2) Menganalisa kadar limbah Cd industri elektroplating yang belum dicampur bakteri dengan menggunakan spektrofotometer pharo 100.

3) Membuat variasi kadar limbah Cd dengan proses pengenceran yang mula-mula kadar limbah 135 mg/l menjadi 120 mg/l, 105 mg/l, 90 mg/l, 75 mg/l, dengan suhu sesuai dengan ruangan. Kemudian air limbah Cd dimasukkan kedalam botol kaca yang sudah di beri nama.

4) Tambahkan bakteri kedalam botol sejumlah 15 ml atau 5 % dari 300 ml. 5) Kemudian ditutup dan tutup dilapisi dengan aluminium foil.

6) Proses secara batch dalam reaktor dengan menggunakan variabel waktu proses yaitu, 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, dan 5 jam.

7) Setelah sampai pada waktu proses yang ditentukan, lakukan sampling kemudian saring dengan menggunakan kertas watman 0.45 µm dan dianalisakan dengan menggunakan spektrofotometer Pharo 100.

8) Lakukan penganaliasaan jumlah bakteri dengan menyaring limbah yang sudah di proses

9) Hasil yang didapat kemudian di analisa untuk memperoleh kesimpualan

3.5. Variabel

1) Kadar Logam : 75 mg/l, 90 mg/l, 105 mg/l, 120 mg/l, 135 mg/l 2) Waktu Proses : 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, dan 5 jam

3.6. Prosedur Analisis 3.6.1 Analisa Koloni

Menganalisa jumlah bakteri pada media kaldu menggunakan Quebec Colony Counter, dengan rangkaian sebagai berikut :

1) Ambil bakteri sebanyak 0,05 ml kemudian encerkan menjadi 1000 ml maka didapat derajat pengenceran sebanyak 20000 kali.

2) Menghitung banyak koloni pada cawan petri yang sudah di inkubasi selama 1 hari menggunakan Quebec Colony Counter (N) didapat sebanyak 517 per plate.

3) Menghitung jumlah koloni menggunakan rumus sebagai berikut : Jumlah koloni = N x Pengenceran Bakteri Dalam Media Kaldu dan didapatkan hasil sebanyak 10.400.000 koloni/ ml

3.6.2 Perhitungan Pengenceran

Pengenceran dilakukan dengan cara mencari nilai V₁ dengan menggunakan rumus di bawah ini :

C₁. V₁ = C₂. V₂ Dimana :

C₁ = kadar Cd awal (mg/l)

C₂ = kadar Cd setelah diencerkan (mg/l) V₁ = volume limbah awal (ml)

3.6.3 Perhitungan Efisiensi Penurunan Limbah

Perhitungan ini dilakukan untuk dapat mengetahui kemampuan bakteri untuk menyisihkan logam berat dalam limbah

Cd = Co - Ce x 100 % Co

Dimana :

Co = kadar Cd awal (mg/l)

Ce = kadar Cd setelah proses (mg/l)

3.6.4 Penghitungan Jumlah Bakteri Pada Penelitian Utama

Sisa dari limbah yang telah di sampling kemudian dilakukan analisa untuk mengeathui jumlah bakteri didalam limbah dengan cara menyaring limbah dengan kertas watman 42, sisa limbah yang sebagai berikut :

a) Menghitung TSS

TSS = 6

10

ker − _×

Sampel Volume Sesudah Kertas Berat sebelum tas Berat

b) Menhitung jumlah bakteri dalam limbah (MLVSS)

MLVSS = − ×106

Sampel Volume Sesudah Cawan Berat sebelum Cawan Berat

c) Menghitung MLSS

26

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian ini dilakukan sesuai dengan prosedur kerja yang tercantum pada bab tiga. Sebelum penelitian dilakukan analisa terlebih dahulu untuk mengetahui kadar cadmium (Cd2+). Dari analisa awal diperoleh kadar awal cadmium (Cd2+) sebesar 135 mg/l. Data analisa awal terlampir pada lampiran A

Limbah cadmium (Cd2+) yang telah diketahui kadar awalnya diolah dengan proses biosorpsi secara anaerob dengan menggunakan variasi kadar cadmium (Cd2+) dan waktu proses. Hasil penelitian merupakan pengaruh variasi kadar cadmium (Cd2+) dan waktu proses terhadap penyisihan kadar cadmium (Cd2+) dengan menggunakan bakteri Pseudomonas Fluorescens. Pada kegiatan ini dilakukan dua tahap penelitian, yaitu :

4.1. Penelitian Awal

Penelitian awal dilakukan untuk mengetahui variasi waktu proses yang dapat digunakan sebagai penelitian utama. Penelitian awal ditujukan untuk melakuakan pengujian ulang waktu terbaik pseudomonas fluorescens dalam menyisihkan logam berat pada juranal dengan menggunakan limbah logam berat yang sama atau berbeda. Pada penelitian awal bakteri yang ditambahkan kedalam limbah cadmium sebanyak 3 ml atau 1 % dari banyaknya limbah dalam reaktor yaitu 300 ml dan hasil penelitian awal ditunjukkan pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Pengaruh waktu proses (jam) terhadap prosentase penyisihan kadar kadmium (Cd2+

Dari tabel 4.1 dapat dilihat bahwa waktu proses 2 jam dan 4 jam terjadi kenaikan prosentase penyisihan logam kadmium 35 % dan 40 %. Prosentase penyisihan kadar cadmium terbesar terjadi pada waktu proses 4 jam yaitu sebanyak 40 %, sedangkan pada saat waktu proses 6 jam terjadi penurunan prosentase penyisihan kadar kadmium yaitu 34 %, dan hal ini terjadi akibat adanya kejenuhan bakteri dalam mendegradasi logam berat yang menyebabkan terlepasnya kembali logam berat cadmium.

4.2. Penelitian Utama

Dari penelitian awal dapat dilihat bahwa pada waktu proses 2 jam dan 4 jam persen penyisihan kadar kadmium cenderung naik, maka pada saat penelitian utama selain dipergunakan waktu proses 2 jam dan 4 jam dipergunakan pula waktu sebelum dan sesudahnya sehingga waktu proses yang dipergunakan naik tiap 1 jam pada satu titik kadar limbah yaitu 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, 5 jam. Kadar limbah yang masih belum diencerkan adalah 135 mg/l, kemudian diencerkan menjadi 120 mg/l, 105 mg/l, 90 mg/l, dn 75 mg/l. Jadi pada setiap kadar limbah Cd terdapat lima variasi waktu proses.

) Oleh bakteri Pseudomonas Fluorescens

Pada Penelitian Awal.

Kadar kadmium (Cd2+

% Penyisihan berdasarkan Waktu Proses )

2 jam 4 jam 6 jam

Sedangkan banyaknya bakteri yang dimasukkan kedalam botol kaca pada penelitian utama dilakukan penambahan bakteri P. Fluorecens sejumlah 5 % dari 300 ml atau banyaknya limbah yang dimasukkan kedalam botol kaca yaitu 15 ml. Dengan penambahan bakteri P. Fluorescent 1 % dan waktu proses 2 jam mampu mendegradasi kadar logam kadmium sebanyak 35 %, maka apabila jumlah bakteri ditambah menjadi 5 % keamampuan penyisihan logam kadmium menjadi lebih baik disebabakan bakteri menjerap lebih banyak.

Tabel 4.2 Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan Bakteri Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu Proses (jam) dan Kadar Limbah Cd (mg/lt).

Dapat kita lihat pengaruh waktu proses terhadap biosorpsi logam kadmium menggunakan bakteri P. fluorescent dari 25 sampel yang di uji, dari kadar tertinggi yaitu 135 mg/l sampai konsentrasi terendah 75 mg/l terjadi kecenderungan yang sama yaitu penyisihan kadar logam kadmium yang mencampai dibawah dari 1 mg/l, sesuai dengan PP RI Nomor 85 Tahun 1999. Hal ini terjadi akibat adanya kemampuan bakteri pseudomonas fluorecens dalam beradaptasi dengan kondisi media yang memiliki kadar cadmium tinggi (Rachid dan Ahmed, 2005).

Kadar Awal (mg/l)

Kadar Akhir (mg/l)

1 Jam 2 Jam 3 Jam 4 Jam 5 Jam 75 90 105 120 135 0,0520 0,0357 0,0452 0,0530 0,0487 0,0556 0,0517 0,0448 0,0465 0,0461 0,0507 0,0422 0,0455 0,0452 0,0448 0,0517 0,0513 0,0520 0,0520 0,0513 0,0484 0,0461 0,0370 0,0387 0,0383

Tabel 4.3 Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan Bakteri Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu Proses (jam) dan Persentase Limbah Cd (%).

Dari tabel 4.3 dapat kita lihat penyisihan logam kadmium menggunakan bakteri pseudomonas fluorescent dengan variasi waktu proses dan konsentrasi limbah Cd, terjadi penyisihan yang hampir sama pada ke 25 sampel uji yaitu mencapai 99% dari kadar limbah awal, hal ini disebabakan Bakteria pseudomonas fluorescens dapat menghasilkan senyawa penghalang logam yang berupa ligan dengan berat molekul rendah yang disebut siderofor. Siderofor merupakan mekanisme bakteri untuk mempertahankan diri terhadap toksisitas logam, dimana terjadi sistem transport di membran selnya sehingga berkurangnya logam yang masuk ke dalam sitoplasma. Dengan demikian logam yang tidak dapat melewati membran sel akan terakumulasi dan diendapkan atau dijerap di permukaan sel. (Sri Sumarsih 2003).

Dari gambar 4.1 dapat kita lihat bahwa pada ke 5 variabel mempunyai kecenderungan yang sama yaitu tersisihnya logam berat dalam jumlah yang cukup besar, hal ini disebabkan bakteri pseudomonas fluorecens memiliki kemampuan beradaptasi dalam kondisi media yang memiliki kadar logam kadmium cukup tinggi. (Rachid dan Ahmed, 2005).

Kadar Awal (mg/l)

Persentase penyisihan (%)

1 Jam 2 Jam 3 Jam 4 Jam 5 Jam 75 90 105 120 135 99.931 99.949 99.957 99.956 99.962 99.926 99.943 99.950 99.957 99.966 99.932 99.953 99.957 99.962 99.967 99.931 99.943 99.957 99.961 99.964 99.935 99.960 99.965 99.968 99.972

Gambar 4.1 Hubungan kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan Bakteri Pseudomonas Fluorescent.

Pada waktu 4 jam dengan kadar limbah 90 mg/l terjadi penurunan yang cukup darastis, hal ini disebabkan terjadinya fase kematian pada bakteri dan menyebabkan terlepasnya kembali logam kadmium kedalam limbah. Dapat kita lihat bahwa pada setiap kenaikan atau penurunan kemampuan bakteri dalam mendegradasi logam kadmium dipengaruhi jumlah bakteri diadalam limbah. Seperti pada kadar limbah 90 mg/l dengan waktu proses 4 jam jumlah bakteri sebesar 560 mg/l kemudian pada waktu proses 5 jam naik menjadi 760 mg/l

Tabel 4.4 Hubungan Jumlah Bakteri Pseudomonas Fluorescens (mg/l) Terhadap kemampuan Penyisihan Logam Kadmium.

Kadar Awal (mg/l)

Kadar bakteri dalam limbah (mg/l)

1 Jam 2 Jam 3 Jam 4 Jam 5 Jam

75 600 540 840 760 800

90 760 600 760 560 760

105 720 560 800 760 840

120 840 920 840 800 960

Penyisihan logam kadmium dalam reaktor terjadi disebabkan oleh beberapa hal, yaitu adanya pertukaran ion dimana ion pada dinding sel digantikan oleh ion – ion logam berat, adanya pembentukan senyawa kompleks antara ion – ion logam berat dengan gugus fungsional seperti karbonil, amino, thiol, hidroksi, fosfat, dan hidroksi – karboksil secara bolak – balik dan cepat, dan mekanisme masuknya logam berat melewati membran sel sama dengan proses masuknya logam esensial melalui sistem transpor membran, hal ini disebabkan adanya kemiripan sifat antara logam berat dengan logam esensial dalam hal sifat fisika – kimia secara keseluruhan (Suhendrayatna, 2001).

Tabel 4.5 Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan Bakteri Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu Proses (menit) dan Kadar Limbah (mg/l).

Pada penelitian utama dapat kita lihat bahwa terjadi kecenderungan yang sama dalam setiap sampel, maka dilakukan uji tambahan untuk dapat melihat proses penyisihan logam kadmium dengan menggunakan waktu proses menit. Dalam tabel 4.3 dapat kita lihat terjadi peningkatan prosentase penyisihan kadar kadmium pada setiap kenaikan waktu proses mulai dari 15 menit sampai 60 menit kemudian pada waktu proses 75 menit terjadi penurunan prosentase penyisihan

KADAR AWAL (mg/L) WAKTU PROSES (menit) KADAR AKHIR (mg/L) % PENYISIHAN (%) 135 15 30 45 60 75 74 52 17 0,034 0,050 45,19 61,48 87,41 99,97 99,96

kadar kadmium, maka persen penyisihan terbaik didapat pada waktu proses 60 menit yaitu sebesar 99,97 % atau dengan kadar akhir 0.34 mg/l.

Gambar 4.2. Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan Bakteri Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu Proses (menit) Terhadap Konsentrasi Penyisihan (mg/l).

Seperti yang terlihat dalam gambar 4.2. pada waktu proses 75 menit terjadi kenaikan kadar kadmium dalam limbah yang sebelummnya pada waktu proses 60 menit sebanyak 0,34 mg/l menjadi 0,5 mg/l, hal ini diakibatkan terjadinya kejenuhan bakteri dalam mendegradasi logam kadmium maka menyebabkan terlepasnya kembali logam kadmium kedalam limbah Hal ini terjadi akibat adanya kemampuan bakteri pseudomonas fluorecens dalam beradaptasi dengan kondisi media yang memiliki kadar cadmium tinggi (Rachid dan Ahmed, 2005).

33 5.1 Kesimpulan

1. Dengan adanya penambahan jumlah bakteri Pseudomonas Fluorecent 5 % yang dicampurkan kedalam limbah mampu menyisihkan logam berat kadmium dengan baik sesuai dengan baku mutu.

2. Pengenceran limbah yang dilakukan tidak mempengaruhi kemampuan bakteri Pseudomonas Fluorecent dalam menyisihkan logam kadmium.

3. Pada waktu proses 60 menit merupakan waktu yang paling baik untuk bakteri Pseudomonas Fluorescens dalam menyisihkan logam kadmium sebanyak 99,97 %.

5.2 Saran

1. Selain memvariasi waktu proses dan pengenceran kadar kadmium dapat dilakukan pemvariasian banyaknya penambahan bakteri kedalam limbah dan kondisi keasaman limbah.

2. Lakukan analiasa perhitungan pertumbuhan bakteri pada setiap setiap fase pertumbuhan dan kematian bakteri

34

DAFTAR PUSTAKA

Kementerian Negara Lingkungan Hidup., 2007 “Panduan Penyusunan Dan Pemeriksaan Dokumen UKL-UPL Industri Elektroplating”. Deputi Bidang Tata Lingkungan Kementerian Negara Lingkungan Hidup Republik Indonesia, Jakarta.

Hussein H., et all., 2003. “Isolation and characterization of Pseudomonas resistant to heavy metals contaminants”. Environmental Biotechnology Department, Genetic Engineering and Biotechniology Research Institute, Mubarak City, and National Research Center, Egypt

Holt, J. G., et all. “Bergeys Manual of Determinative Bacteriology”, Lippincott Williams and Wilkins, A Wolters Kluwer Company.

Pallar, H., 1994, “ Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat “, PT. Rineka Cipta Jakarta.

PP RI No. 85., 1999, ” Baku Mutu TLCP Zat Pencemar dalam Limbah untuk Penentuan Karakteristik Sifat Racun ”.

Rachid D. and Ahmed B., 2005, ” Effect Of Iron And Growth Inhibitors On Siderophores Production By Pseudomonas Fluorescens” Department of Biology, University of Mostaganem and Oran, Algeria.

Slamet, J. S., ”Kesehatan Lingkungan” Gadjah Mada University press, Yogyakarta.

Suhendrayatna, 2001 “ Bioremoval Logam Berat dengan Menggunakan Mikroorganisme “, Institute for Science and Technology Studies (ISTECS), Chapter – Japan.

Sumarsih, S., 2003, ”Mikrobiologi Dasar”, Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Upn”Veteran” Yogyakarta

Surtiningsih, T., 2000, “ Efktifitas Bioremidiasi Logam Berat Cr LimbahIndustri oleh Cendawan Ektomikoriza Pisolithus Tinctorius dalam Kultur Murni, FMIPA, UNAIR.

Rumus pengenceran :

C₁. V₁ = C₂. V₂ Konsentrasi awal = 135 mg/l

Untuk membuat konsentrasi maka dilakukan pengenceran : 1. Konsentrasi (C) = 120 mg/l

C₁ .V₁ = C₂ V₂

135 mg/l . V₁ = 120 mg/l . 300ml

V₁ = 267 ml

Untuk membuat limbah elektroplating dengan konsentrasi 120 mg/l sebanyak 300 ml maka dibutuhkan limbah sebanyak 266,7 ml dan diencerkan sampai volume 300 ml dengan menambahkan aquadest.

2. Konsentrasi (C) 105 mg/l

C₁ .V₁ = C₂. V₂

135 mg/l .V₁ = 105 mg/l . 300 mg/l

V₁ = 233 ml

Untuk membuat limbah elektroplating dengan konsentrasi 105 mg/l sebanyak 300 ml maka dibutuhkan limbah sebanyak 233 ml dan diencerkan sampai volume 300 ml dengan menambahkan aquadest.

C₁ .V₁ = C₂ V₂

135 mg/l .V₁ = 90 mg/l . 300 ml

V₁ = 200 ml

Untuk membuat limbah elektroplating dengan konsentrasi 90 mg/l sebanyak 300 ml maka dibutuhkan limbah sebanyak 200 ml dan diencerkan sampai volume 300 ml dengan menambahkan aquadest.

4. Konsentrasi (C) 6 mg/l

C₁ .V₁ = C₂ V₂

135 mg/l . V₁ = 75 mg/l . 300 ml

V₁ = 167 ml

Untuk membuat limbah elektroplating dengan konsentrasi 75 mg/l sebanyak 300 ml maka dibutuhkan limbah sebanyak 166,7 ml dan diencerkan sampai volume 300 ml dengan menambahkan aquadest.

Rumus perhitungan % efisiensi penurunan :

Cd = Co - Ce x 100 % Co

Dengan :

Co = kadar Cd awal (mg/l)

Ce = 74 mg/l

Cd = Co - Ce x 100 % Co

Cd = 135 mg/l - 74 mg/l x 100 % 135 mg/l

= 45,19 %

Rumus Perhitungan Koloni

Menganalisa jumlah bakteri pada media kaldu menggunakan Quebec Colony Counter, dengan rangkaian sebagai berikut :

Jumlah koloni = N x Pengenceran Bakteri Dari Media Kaldu Jumlah koloni = 517 x 20000

Jumlah koloni = 10.400.000 koloni/ ml Dimana :

N = banyak koloni pada cawan petri didapat sebanyak 517 koli per plate Pengenceran Bakteri Dari Media Kaldu = sebanyak 20000 kali.

Rumus Perhitungan MLSS :

TSS = ker − ×106

Sampel Volume Sesudah Kertas Berat sebelum tas Berat

MLVSS = − ×106

Sampel Volume Sesudah Cawan Berat sebelum Cawan Berat

LAMPIRAN C

Proses fakultatif menggunakan bakteri Pseudomonas Fluorescens dalam mengolah limbah cadmium (Cd2+) Pada Penelitian Awal

C-2

Proses fakultatif menggunakan bakteri Pseudomonas Fluorescens Dalam Mengolah Limbah Cadmium (Cd2+

Gambar Spektrofotometer Pharo 100 )

C-3

Gambar Pompa Vacum dan Tempat Penyaring Limbah Cadmium (Cd2+

Gambar Membrane Filter 0,45 µm

) Yang Telah Di Proses Secara fakultatif

C-4

Air limbah kadmium (Cd) sebelum dilakukan pengolahan.

Air limbah kadmium (Cd) sesudah dilakukan pengolahan.

3. Konsentrasi (C) 90 mg/l

C₁ .V₁ = C₂ V₂

135 mg/l .V₁ = 90 mg/l . 300 ml

V₁ = 200 ml

Untuk membuat limbah elektroplating dengan konsentrasi 90 mg/l sebanyak 300 ml maka dibutuhkan limbah sebanyak 200 ml dan diencerkan sampai volume 300 ml dengan menambahkan aquadest.

4. Konsentrasi (C) 6 mg/l

C₁ .V₁ = C₂ V₂

135 mg/l . V₁ = 75 mg/l . 300 ml

V₁ = 167 ml

Untuk membuat limbah elektroplating dengan konsentrasi 75 mg/l sebanyak 300 ml maka dibutuhkan limbah sebanyak 166,7 ml dan diencerkan sampai volume 300 ml dengan menambahkan aquadest.

Rumus perhitungan % efisiensi penurunan : Cd = Co - Ce x 100 %

Co Dengan :

Co = kadar Cd awal (mg/l)

Perhitungan penyisihan kadmium (Cd) : Contoh :

Co = 135 mg/l Ce = 74 mg/l

Cd = Co - Ce x 100 % Co

Cd = 135 mg/l - 74 mg/l x 100 % 135 mg/l

= 45,19 % Rumus Perhitungan Koloni

Menganalisa jumlah bakteri pada media kaldu menggunakan Quebec Colony Counter, dengan rangkaian sebagai berikut :

Jumlah koloni = N x Pengenceran Bakteri Dari Media Kaldu Jumlah koloni = 517 x 20000

Jumlah koloni = 10.400.000 koloni/ ml Dimana :

N = banyak koloni pada cawan petri didapat sebanyak 517 koli per plate Pengenceran Bakteri Dari Media Kaldu = sebanyak 20000 kali.

Rumus Perhitungan MLSS :

TSS = ker − ×106

Sampel Volume Sesudah Kertas Berat sebelum tas Berat

MLVSS = − ×106

Sampel Volume Sesudah Cawan Berat sebelum Cawan Berat

C-1

LAMPIRAN C

Proses fakultatif menggunakan bakteri Pseudomonas Fluorescens dalam mengolah limbah cadmium (Cd2+) Pada Penelitian Awal

C-2

Proses fakultatif menggunakan bakteri Pseudomonas Fluorescens Dalam Mengolah Limbah Cadmium (Cd2+

Gambar Spektrofotometer Pharo 100 )

C-3

Gambar Pompa Vacum dan Tempat Penyaring Limbah Cadmium (Cd2+

Gambar Membrane Filter 0,45 µm

) Yang Telah Di Proses Secara fakultatif

C-4

Air limbah kadmium (Cd) sebelum dilakukan pengolahan.

Air limbah kadmium (Cd) sesudah dilakukan pengolahan.