SKRIPSI PENGARUH KOMBINASI BIOFILTER Gracilaria sp, ZEOLIT DAN ARANG AKTIF TERHADAP LOGAM BERAT TIMBAL (Pb)

  SKRIPSI

PENGARUH KOMBINASI BIOFILTER Gracilaria sp, ZEOLIT DAN

ARANG AKTIF TERHADAP LOGAM BERAT TIMBAL (Pb)

  

Oleh :

M RAMADHAN ASHARI

SURABAYA – JAWA TIMUR

  

FAKULTAS PERIKANAN DAN KELAUTAN

UNIVERSITAS AIRLANGGA

SURABAYA

2016 Yang bertanda tangan di bawah ini : N a m a : M. Ramadhan Ashari N I M : 140911127 Tempat, tanggal lahir : Surabaya, 10 April 1991 Alamat : Jln. Simo Gunung Kramat Barat IIa No 28 Surabaya

  Telp./HP : 08155006230 Judul Skripsi : PENGARUH KOMBINASI BIOFILTER Gracilaria sp,

  ZEOLIT DAN ARANG AKTIF TERHADAP LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) Pembimbing : 1. Prof. Dr. Hari Suprapto, Ir., M.Agr.

2. Agustono, Ir., M.Kes

  Menyatakan dengan sebenarnya bahwa hasil tulisan laporan Skripsi yang saya buat adalah murni hasil karya saya sendiri (bukan plagiat) yang berasal dari Dana Penelitian : Pribadi. Di dalam skripsi / karya tulis ini tidak terdapat keseluruhan atau sebagian tulisan atau gagasan orang lain yang saya ambil dengan cara menyalin atau meniru dalam bentuk rangkaian kalimat atau simbol yang saya akui seolah-olah sebagai tulisan saya sendiri tanpa memberikan pengakuan pada penulis aslinya, serta saya bersedia : 1.

  Dipublikasikan dalam Jurnal Ilmiah Perikanan dan Kelautan Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga; 2. Memberikan ijin untuk mengganti susunan penulis pada hasil tulisan skripsi / karya tulis saya ini sesuai dengan peranan pembimbing skripsi;

  3. Diberikan sanksi akademik yang berlaku di Universitas Airlangga, termasuk pencabutan gelar kesarjanaan yang telah saya peroleh (sebagaimana diatur di dalam Pedoman Pendidikan Unair 2010/2011 Bab.

  XI pasal 38

• – 42), apabila dikemudian hari terbukti bahwa saya ternyata melakukan tindakan menyalin atau meniru tulisan orang lain yang seolah- olah hasil pemikiran saya sendiri

  Demikian surat pernyataan yang saya buat ini tanpa ada unsur paksaan dari siapapun dan dipergunakan sebagaimana mestinya.

  Surabaya, 14 Juni 2016 Yang membuat pernyataa M. Ramadhan Ashari NIM. 140911127

  SKRIPSI

PENGARUH KOMBINASI BIOFILTER Gracilaria sp, ZEOLIT DAN

ARANG AKTIF TERHADAP LOGAM BERAT TIMBAL (Pb)

  

Skripsi sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh

Gelar Sarjana Perikanan pada Progam Studi Budidaya Perairan

Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga

  Oleh :

  

M.RAMADHAN ASHARI

NIM. 140911127

  Menyetujui,

  SKRIPSI

PENGARUH KOMBINASI BIOFILTER Gracilaria sp, ZEOLIT DAN

ARANG AKTIF TERHADAP LOGAM BERAT TIMBAL (Pb)

  Oleh :

M.RAMADHAN ASHARI

  Telah diujikan pada Tanggal : 09 Juni 2016 KOMISI PENGUJI SKRIPSI Ketua : Dr. Woro Hastuti Satyantini, Ir., M.Si Anggota : Muhamad Arief Ir., M.Kes Abdul Manan, S.Pi., M.Si.

  Prof. Dr. Hari Suprapto, Ir., M.Agr. Ir. Boedi Setya Rahardja, M.P.

  

DAFTAR ISI

PENDAHULUAN Halaman

  1.1 Latar Belakang …………………………………………………………1

  1.2 Rumusan Masalah …………………………………………………………3

  1.3 Tujuan ……………………………………………………………………..3

  1.4 Manfaat ……………………………………………………………………3

TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 Timbal …………………………………………………………………….4

  2.1.1 Sumber Timbal ………………………………………………………4

  2.1.2 Sifat Logam Timbal ………………………………………………….5

  2.1.3 Kegunaan Logam Timbal ……………………………………………6

  2.1.4 Toksisitas Timbal …………………………………………………….6

  2.2 Gracilaria sp ………………………………………………………………7

  2.3 Kemampuan Gracilaria sp sebagai Biofilter Logam Berat ………………..9

  2.4 Zeolit ……………………………………………………………………….10

  2.5 Zeolit sebagai Absorben Timbal ……………………………………………11

  2.6 Arang AKtif sebagai Sumber Karbon ………………………………………12

KONSEPTUAL PENELITIAN DAN HIPOTESIS

  3.1 Kerangka Konseptual ………………………………………………………15

  3.2 Hipotesis ……………………………………………………………………17

  METODOLOGI

  4.1 Tempat dan Waktu ………………………………………………………….18

  4.2 Materi Penelitian …………………………………………………………….18

  4.2.1 Peralatan Penelitian …………………………………………………….18

  4.2.2 Bahan Penelitian ………………………………………………………18

  4.3 Metode Penelitian …………………………………………………………..18

  4.3.1 Rancangan Penelitian …………………………………………………18

  4.3.2 Penelitian Pendahuluan ……………………………………………….19

  4.3.3 Prosedur Kerja …………………………………………………………19

  4.4 Parameter ……………………………………………………………………22

  4.5 Analisis Data ………………………………………………………………..22

HASIL DAN PEMBAHASAN

  5.1 Hasil ………………………………………………………………………..23

  5.1.1 Konsentrasi Logam Berat Timbal ………………………………….. 23

  5.1.2 Konsentrasi Timbal pada Gracilaria sp ………………………………23

  5.1.3 Pengukuran pH, Suhu, dan Salinitas ………………………………….24

  5.2 Pembahasan ………………………………………………………………….24

  5.2.1 Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) ……………………………….24

  5.2.2 Konsentrasi Timbal pada Gracilaria sp ……………………………….26

  5.2.3 Pengukuran pH, Suhu, dan Salinitas ………………………………….26

KESIMPULAN DAN SARAN

  6.1 Kesimpulan …………………………………………………………………..28

  6.2 Saran ………………………………………………………………………….28

  DAFTARPUSTAKA

  ……………………………………………………………29 LAMPIRAN

  ……………………………………………………………………34

  DAFTAR TABEL TABEL Halaman 1. Tabel Unit Percobaan Perlakuan…………………………………………17 2. Konsentrasi Logam Berat Di akhir Penelitian …………………………..22 3. Rata-rata Pengukuran pH dan Suhu Selama Penelitian …………………23

  DAFTAR GAMBAR GAMBAR Halaman 1. Gracilaria sp ……………………………………………………………...8 2. KerangkaKonsepPenelitian………………………………………………15 3. Diagram AlirPenelitian…………………………………………………..19 4. GrafikPenurunanPb………………………………………………………23

  DAFTAR LAMPIRAN Lampiran

  Halaman 1. Penurunan Konsentrasi Logam Berat …………………………..33 2.

  Rata-rata nilai pH dan Suhu …………...………………………. 34 3. Perhitungan Rancangan Percobaan …………………………… 35 4.

  38 Gambar Pengamatan Penelitian ………………………….

KATA PENGANTAR

  Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan hidayahnya, sehingga skripsi tentang PENGARUH KOMBINASI BIOFILTER Gracilaria sp, ZEOLIT DAN ARANG AKTIF TERHADAP LOGAM BERAT TIMBAL (Pb). Penelitian ini dilaksanakan pada tanggal Januari sampai Februari 2016, di sebelah ruang wifi Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga.

  Pada kesempatan ini, tidak lupa pula penulis haturkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

  1. Bapak Prof. Dr. Hari Suprapto, Ir., M.Agr selaku Pembimbing I dan Bapak Agustono, Ir., M.Si selaku Pembimbing II atas bimbingan sejak penyusunan proposal hingga terselesaikannya laporan Skripsi ini.

  2. Bapak Boedi Setya Rahardja, Ir., M.P , Bapak Muhamad Arief, Ir., M.Kes, Bapak Abdul Manan, S.Pi., M.Si selaku Penguji yang telah bersedia meluangkan waktu untuk menguji serta memberikan kritik dan sarannya.

  3. Ibu Dr. Nuniek Herdyastuti, M.Si selaku Kepala Laboratorium Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Negeri Surabaya beserta staf yang telah mengijinkan penulis melakukan penelitian untuk menyelesaikan Skripsi ini.

  4. Kedua orang tua (Bambang Suprayogi dan Yulia Krisnawati) atas doa dan motivasinya yang tiada henti untuk segera menyelesaikan kuliah.

  5. Sahabat-sahabat angkatan 2009 yang selalu memberi semangat dan membantu penulis dalam pelaksanaan maupun penyelesaian skripsi ini.

6. Semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian sampai penyelesaian Skripsi ini yang tidak dapat disebut satu persatu.

  Surabaya, Juni 2016

  

RINGKASAN

M.RAMADHAN ASHARI.PENGARUH KOMBINASI BIOFILTER

Gracilaria sp, ZEOLIT dan ARANG AKTIF TERHADAP LOGAM

BERAT TIMBAL (Pb). Dosen Pembimbing Prof. Dr. Hari Suprapto, Ir.,

M.Agr dan Agustono, Ir., M.Kes.

  Pencemaran lingkungan selalu menjadi masalah yang sangat besar bagi masyarakat karena menimbulkan dampak negatif bagi kehidupan makhluk hidup di dalam ekosistem. Pencemaran perairan berhubungan dengan limbah industri, hal tersebut berdampak pada kualitas dan kuantitas perairan. Salah satu hal yang perlu dilakukan dalam pengendalian dan pemantauan dampak lingkungan terutama pencemaran logam berat Timbal (Pb) (Arisandy, 2012). Timbal (Pb) termasuk logam berat “trace metals” karena mempunyai berat jenis lebih dari lima kali berat jenis air, sehingga bisa dikatakan daya larutnya bersifat pasif (Kusnoputranto, 1996), mempunyai daya translokasi yang rendah mulai dari akar sampai organ tumbuhan lainnya (Hamzah dan Setiawan, 2010).

  Zeolit merupakan bahan yang paling sering digunakan dalam pengendalian bahan pencemar, mineral aluminosilikat yang sering digunakan sebagai penyaring molekul, penukar kation, serta katalis (Handayani, 2009). Salah satu cara pengolahan limbah adalah menggunakan arang aktif dan tanaman air (Alimsyah dan Damayanti, 2013), dalam kasus ini, rumput laut. Arang aktif memiliki kemampuan mereduksi air limbah dengan kapasitas dan daya serap yang cukup besar, namun memiliki harga yang relatif mahal sehingga masyarakat cenderung menggunakan arang non-aktif terutama yang berasal dari tempurung kelapa yang harganya relative lebih murah (Alimsyah dan Damayanti, 2013). Rumput laut juga digunakan sebagai biofilter sekaligus sebagai shelter terhadap sinar matahari dan hasil produksi sampingan sedang dikembangkan saat ini (Widyorini, 2010).

  Rumput laut yang paling sering digunakan sebagai biofilter adalah

  

Gracilaria sp. Menurut Bambang (2006) potensi yang dimiliki oleh Gracilaria sp

  ini dapatlah kiranya menjadikan tanaman ini sebagai salah satu alternatif dalam mengatasi kualitas perairan laut atau payau secara biologi (biofilter) dalam kegiatan budidaya perikanan.

  Kombinasi biofilter Gracilaria sp, Zeolit dan Arang aktif memiliki pengaruh yang sangat signifikan terhadap penurunan konsentrasi logam berat timbal (Pb). Kombinasi biofilter Gracilaria, Zeolit dan Arang aktif ini tercatat memiliki kisaran 0,0002-0,945 ppm. Perlakuan terbaik dalam menurunkan konsentrasi logam berat timbal (Pb) terdapat pada perlakuan E kombinasi air laut (5 liter0 + timbal (PbNO ) (1ppm) + Gracilaria sp (500 gram) + Zeolit (100

  3

  gram) + Arang aktif (100 gram) yang mampu mengeliminasi konsentrasi logam berat timbal (Pb) hingga 92% (1 ppm) dalam waktu tujuh hari.

  SUMMARY

M.RAMADHAN ASHARI. EFFECT COMBINATION BIOFILTER

  

Gracilaria sp, ZEOLITE and CHARCOAL ACTIVATED ON HEAVY

METAL LEAD (Pb). LECTURER. Prof. Dr. Hari Suprapto, Ir., M.Agr dan

Agustono,Ir.,M.Kes.

  Pollution of the environment has always been a very big problem for society because of negative impact on the survival of living beings in the ecosystem. Water pollution associated with industrial waste, it impacts on the quality and quantity of water. One of the things that need to be done in the control and monitoring of the environmental impact, especially of heavy metal pollution Lead (Pb) (Arisandy, 2012). Lead (Pb) including heavy metals "trace metals" because it has a density of more than five times the density of water, so that it can be said solubility is passive (Kusnoputranto, 1996), has the power translocation low ranging from root organ (Hamzah and Setiawan, 2010).

  Zeolites are the most common material used in the control of pollutants, aluminosilicate mineral which is often used as molecular sieves, cation exchange, and a catalyst (Hand, 2009). One way is to use the sewage treatment plant of activated charcoal and water (Alimsyah and Damayanti, 2013), in this case, seaweed. Activated charcoal has the ability to reduce wastewater and absorption capacity is quite large, but has a relatively expensive price so that people tend to use non-active charcoal primarily derived from coconut shells that cost relatively cheaper (Alimsyah and Damayanti, 2013). Seaweed is also used as a biofilter as well as a shelter against the sun and by products being developed today.

  Seaweed is most often used as a biofilter is Gracilaria sp. According to Bambang (2006) potential that could be seen as Gracilaria sp would make this plant as an alternative to overcome the quality of sea water or brackish biological activity (biofilter) in aquacultureactivities. The combination of biofilter Gracilaria sp, zeolite and active charcoal has a very significant influence on decreasing the concentration of heavy metals lead (Pb). The combination of biofilter Gracilaria, zeolites and activated charcoal is noted to have a range of 0.0002 to 0.945 ppm.

  The best treatment in reducing the concentration of heavy metals lead (Pb) contained in the treatment E combination of sea water (5 liter0 + lead (PbNO3) (1ppm) + Gracilaria sp (500 grams) + zeolite (100 g) + Activated charcoal (100 grams) were able to eliminate the heavy metal concentrations of lead (Pb) to 92% (1 ppm) within seven days.

  I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Pencemaran lingkungan selalu menjadi masalah yang sangat besar bagi masyarakat karena menimbulkan dampak negatif bagi kehidupan makhluk hidup di dalam ekosistem. Dewasa ini yang sering terjadi menjadi masalah pencemaraan lingkungan adalah limbah industri dan pertanian yang dibuang ke lingkungan perairan, baik berupa limbah cair, gas dan padat. Bilamana limbah tersebut dilepaskan ke perairan bebas, akan terjadi perubahan nilai dari perairan itu baik kualitas maupun kuantitas sehingga perairan dapat dianggap tercemar. Salah satu hal yang perlu dilakukan dalam pengendalian dan pemantauan dampak lingkungan terutama pencemaran logam berat Timbal (Pb) (Arisandy, 2012). Dilaporkan pada penelitian Ririn dkk., 2005, bahwa industri yang terletak di sepanjang sungai Tambakwedi, Jeblokan, dan Kenjeran di Surabaya mempengaruhi kualitas air yakni dengan timbulnya pencemaran logam berat (salah satunya timbal) yang melebihi batas aman mutu air (0,03 mg/l).

  Timbal (Pb) termasuk logam ber at “trace metals” karena mempunyai berat jenis lebih dari lima kali berat jenis air, sehingga bisa dikatakan daya larutnya bersifat pasif (Kusnoputranto, 1996), mempunyai daya translokasi yang rendah mulai dari akar sampai organ tumbuhan lainnya (Hamzah dan Setiawan, 2010). Menurut PP RI No. 82/2001, dosis logam berat timbal pada suatu perairan menurut standart baku perairan umum sekitar ≥ 0,03 ppm.

  Zeolit merupakan bahan yang paling sering digunakan dalam pengendalian bahan pencemar, mineral aluminosilikat yang sering digunakan sebagai penyaring molekul, penukar kation, serta katalis (Handayani, 2009).

  Salah satu cara pengolahan limbah adalah menggunakan arang aktif dan tanaman air (Alimsyah dan Damayanti, 2013), dalam kasus ini, rumput laut.

  Arang aktif memiliki kemampuan mereduksi air limbah dengan kapasitas dan daya serap yang cukup besar, namun memiliki harga yang relatif mahal sehingga masyarakat cenderung menggunakan arang non-aktif terutama yang berasal dari tempurung kelapa yang harganya relative lebih murah (Alimsyah dan Damayanti, 2013). Rumput laut juga digunakan sebagai biofilter sekaligus sebagai shelter terhadap sinar matahari dan hasil produksi sampingan sedang dikembangkan saat ini (Widyorini, 2010). Rumput laut yang paling sering digunakan sebagai biofilter adalah Gracilaria sp. Menurut Bambang (2006) potensi yang dimiliki oleh

  

Gracilaria sp ini dapatlah kiranya menjadikan tanaman ini sebagai salah satu

  alternatif dalam mengatasi kualitas perairan laut atau payau secara biologi (biofilter) dalam kegiatan budidaya perikanan. Hal ini sangat memungkinkan, mengingat kemampuan Gracilaria sp tersebut dalam menyerap logam berat.

  Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh kombinasi biofilter

Gracilaria sp. ,zeolit dan arang aktif terhadap logam berat khususnya timbal (Pb).

  1.3 Perumusan Masalah

  Berdasarkan latar belakang yang ada, maka dapat dirumuskan permasalahan yaitu :

  1. Apakah dengan pemberian biofilter Gracillaria sp. dapat berpengaruh terhadap logam berat timbal (Pb) ?

  2. Apakah dengan pemberian kombinasi biofilter Gracillaria sp., zeolit, dan arang aktif dapat berpengaruh terhadap Logam Berat Timbal (Pb) ?

  1.4 Tujuan

  Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian kombinasi Gracilaria sp., zeolit dan arang aktif terhadap konsentrasi timbal (Pb).

  1.5 Manfaat

  Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi dan pengetahuan mengenai pengaruh kombinasi biofilter Gracilaria sp., zeolit dan, arang aktif terhadap konsentrasi timbal (Pb).

II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Timbal

  Timbal adalah jenis logam yang lunak dan berwarna coklat kehitaman, serta mudah dimurnikan. Dalam bahasa ilmiah dinamakan plumbum, dan logam ini disimbolkan dengan Pb. Logam ini termaksud ke dalam logam golongan IVA pada tabel periodik unsur kimia (Darmono, 1995), selanjutnya mempunyai nomor atom (NA) 82 dengan berat atom (BA) 207,2 (Palar, 2004). Mempunyai titik leleh 327,5 C dan titik didih 174 C.

  Logam berat dibagi dalam 2 kelompok (Widowati dkk, 2008) yaitu logam berat esensial dan non esensial. Logam berat esensial yakni logam berat yang dalam jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme. Dalam jumlah berlebihan, logam tersebut dapat menimbulkan efek toksik. Contohnya adalah Zn, Cu, Fe, Co, Mn, dan lain sebaginya. Logam berat non-esensial, yakni logam yang keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya, bahkan bersifat toksik. Contohnya adalah Pb, Hg, Cr, dan Cd.

2.1.1 Sumber Timbal

  Timbal adalah jenis logam yang lunak dan berwarna coklat kehitaman,

serta mudah dimurnikan. Dalam bahasa ilmiah dinamakan plumbum, dan logam

ini disimbolkan dengan Pb (Darmono, 1995).

  Timbal atau timah hitam merupakan logam berat yang terdapat secara alami di

kerak bumi dan tersebar ke alam dalam jumlah kecil melalui proses alami maupun

  

buatan. Apabila timbal terhirup atau tertelan, akan beredar mengikuti peredaran

darah, diserap kembali di dalam ginjal dan otak (Fauzi, 2008). Konsentrasi logam

berat di air dipengaruhi oleh musim dan iklim. Pada musim hujan, kandungan

logam akan lebih kecil karena proses pelarutan, sedangkan pada musim kemarau

kandungan logam akan lebih tinggi karena logam menjadi terkonsentrasi

(Darmono, 1995).

  Pencemaran logam berat timbal (Pb) dari aktivitas manusia berasal dari

limbah industri dan limbah rumah tangga (Palar, 2004). Pada air tawar yang

mengalir, logam yang terkandung umumnya berasal dari buangan air limbah,

erosi, dan dari udara secara langsung (Darmono, 1995). Darmono (1995)

menjelaskan bahwa limbah industri yang mengandung logam Pb seperti industri

kimia, industri percetakan, industri yang memproduksi logam, cat, pengecoran,

maupun pemurnian akan menambah kandungan logam Pb dalam perairan apabila

limbah tersebut di buang ke perairan.

  Penggunaan Pb terbesar adalah dalam industri baterai kendaraan bermotor

seperti timbal metalik dan komponen-komponennya. Timbal digunakan pada

bensin untuk kendaraan, cat dan pestisida. Pencemaran Pb dapat terjadi di udara,

air, maupun tanah. Semua bentuk timbal tersebut berpengaruh sama terhadap

toksisitas pada manusia (Darmono, 2001).

2.1.2 Sifat Logam Timbal

  Timbal memiliki sifat-sifat khusus, sehingga digunakan untuk keperluan sehari-hari. Sifat khusus timbal tersebut, antara lain (Palar, 2004) logam yang lunak sehingga dapat dipotong dengan menggunakan pisau atau dengan tangan dan mudah dibentuk, mempunyai densitas (kerapatan) yang lebih besar dibandingkan dengan logam-logam biasa, kecuali emas (Au) dan merkuri (Hg), merupakan penghantar listrik yang tidak baik, membentuk alloy (campuran) dengan logam lainnya sehingga dapat menghasilkan sifat logam yang berbeda, tahan terhadap korosi atau karat, sehingga logam timbal sering digunakan sebagai coating, titik lebur rendah, hanya 327,5

  C.

  2.1.3 Kegunaan Timbal

  Penggunaan timbal dalam kehidupan sehari-hari, antara lain (Fardiaz, 1992): a.

  Dalam bentuk timbal dioksida (PbO2) pada produksi baterai penyimpan untuk mobil.

  b.

  Dalam produk-produk logam seperti amunisi, pelapis kabel, pipa, dan soler, bahan kimia, pewarna (cat), dan lain-lain.

  c.

  Dalam produk yang harus tahan karat, digunakan dalam bentuk alloy, seperti pipa yang digunakan untuk mengalirkan bahan kimia yang korosif.

  d.

  Digunakan sebagai campuran dalam pembuatan pelapis keramik yang disebut glaze, untuk membentuk sifat mengkilap pada keramik.

  e.

  Digunakan sebagai bahan aditif pada bahan bakar bensin dalam bentuk Tetra Ethyl Lead (TEL), Pb(C2H5)4, untuk mengurangi letupan (anti- knocking) pada proses pembakaran oleh mesin kendaraan.

  2.1.4 Toksisitas Timbal

  Timbal merupakan jenis logam berat yang memiliki tingkat toksisitas yang tinggi dan bahkan mampu menyebabkan kematian pada biota perairan jika kadarnya telah melewati ambang batas sebesar 188 mg/l (Palar, 2004). Menurut Purnomo dan Muhyiddin (2007), timbal merupakan salah satu logam berat non essensial yang sangat berbahaya dan dapat menyebabkan keracunan (toksisitas) pada makhuk hidup. Racun ini bersifat kumulatif, artinya sifat racunnya akan timbul apabila terakumulasi dalam jumlah yang cukup besar dalam tubuh makhluk hidup. Menurut Sunardi (2004), keberadaan timbal dalam tubuh tidak dapat dikeluarkan lagi sehingga makin lama jumlahnya semakin meningkat dan menumpuk di otak, saraf, jantung, hati, dan ginjal yang pada akhirnya dapat menimbulkan kerusakan jaringan yang ditempatinya. Batas maksimal logam Pb yang boleh masuk pada orang dewasa adalah 2 mg/hari (Novianty, 1997). Ambang batas logam berat (Pb) pada perairan, yaitu 0,03 mg/l atau 0,03 ppm (Peraturan Pemerintah RI Nomor 82 Tahun 2001). Batas maksimum cemaran logam timbal pada ikan, produk perikanan dan hasil olahan ikan adalah 0.3 mg/kg (SNI. 2009).

2.2 Gracilaria sp.

  Gracilaria sp. merupakan rumput laut yang termasuk dalam golongan

  alga merah (Rhodophyceae) (Sjafrie, 1990). Menurut Anggadiredja dkk. (2006) klasifikasi dari Gracilaria sp. adalah sebagai berikut: Divisi : Rhodophyta Kelas : Rhodophyceae Ordo : Gigartinales Familia : Gracilariaceae Genus : Gracilaria

  Species : Gracilaria sp.

  Gambar 1. Gracilaria sp. (Papenfuss, 1950)

  Gracilaria sp. merupakan tumbuhan yang berbentuk thalus, memiliki

  panjang 7,5

• – 30 cm (Pramesti dan Nirwani, 2007). Sebagaimana alga pada umumnya, Gracilaria sp. tidak memiliki perbedaan antara akar, batang dan daun. Tanaman laut ini berbentuk batang yang disebut sebagai thallus dengan banyak percabangan. Gracilaria sp. memiliki thalus berbentuk silindris dengan percabangan, mulai dari yang sederhana hingga rumit dan rimbun. Pada umumnya, di atas percabangan bentuk thalus semakin mengecil dan menyerupai gel atau lunak seperti tulang rawan. Perbedaan bentuk, struktur, dan asal usul pembentukan organ reproduksi sangat penting dalam perbedaan tiap spesies. Warna thalus juga beragam, mulai dari merah, pirang, hijau-coklat, merah-coklat dan sebagainya (Aslan, 1993).

  Gracilaria sp. hidup dengan melekatkan thallusnya pada substrat

  berbentuk lumpur, pasir, kulit kerang, karang mati, kayu maupun batu, pada kedalaman sekitar 10 sampai dengan 15 meter di bawah permukaan air yang mengandung garam laut (Anggadiredja, 2006). Secara alami, berdasarkan habitatnya, beberapa spesies dari Gracilaria sp. tumbuh pada daerah pasang surut yaitu pada lahan pasir berlumpur, perairan eutropik dengan temperature tinggi dan merupakan daerah sedimentasi. Selain itu salinitas dan penetrasi sinar matahari memiliki peran yang sangat penting dalam menunjang kelangsungan hidup rumput laut dengan baik (Pramesti dan Nirwani, 2007). Alga merah (Rhodophyceae) seperti Gracilaria sp. mampu tumbuh pada intensitas cahaya 1,6 sampai dengan 8 mm (Rorrer et al., 2004).

  Pertumbuhan Gracilaria sp. dipengaruhi terutama oleh makanan, intensitas cahaya, suhu, salinitas, dan gerak air. Makanan untuk pertumbuhan rumput laut bukan diperoleh dari bahan luar, melainkan berasal dari plankton- plankton yang ada di perairan (Kartono dan Insani, 2008). Kecukupan intensitas cahaya sangat menentukan kecepatan dalam memenuhi kebutuhan nutrient pada rumput laut seperti karbon, nitrogen, dan posfor. Kondisi suhu yang optimal bagi rumput laut relatif berbeda untuk tiap spesiesnya, dengan kisaran umum antara 20

  o

  C. Gracilaria sp. dapat beradaptasi dengan baik pada perubahan salinitas

• – 30

  o

  antara 17 / oo (Pramesti dan Nirwani, 2007). Chen dalam Silviana (2009)

• – 40 berpendapat bahwa salinitas optimal bagi pertumbuhan Gracilaria sp. berada pada kisaran 20
• – 35 ppt. Menurut Aslan (1993) Gracilaria sp. juga mampu bertahan hidup selama satu hari dalam keadaan basah di atas permukaan air.

2.3 Kemampuan Gracilaria sp. sebagai biofilter logam berat

  Integrasi rumput laut dalam upaya perbaikan kualitas air, akibat pencemaran ekosistem perairan payau, khususnya di perairan budidaya, dapat dilakukan dengan berbagai jenis teknologi, baik dengan teknologi sederhana maupun teknologi yang kompleks. Namun secara biologi, pengolahan limbah dengan memanfaatkan rumput laut spesies tertentu dari jenis Gracilaria sp., dipandang lebih berpeluang, mengingat aplikasinya yang sangat sederhana, daya adaptasi yang tinggi, pemeliharaan yang mudah, serta memiliki nilai ekonomis.

  Dengan menekankan kepada alasan ekonomis, maka diharapkan integrasi rumput laut sebagai biofilter, akan dengan mudah diterima oleh masyarakat (Komarawidjaja, 2003).

  Pemanfaatan Gracilaria sp. sebagai biofilter, tidak terbatas pada pengelolaan pencemaran di kawasan budidaya tambak, tetapi dapat pula diintegrasikan dengan upaya pengolahan limbah dari sumber lain, seperti limbah domestik, limbah pertanian dan limbah industri. Peluang itu dapat diterapkan dengan memanfaatkan lahan kurang produktif untuk dijadikan salah satu tempat proses pengolahan perairan tercemar, sehingga areal tanaman biofiltrasi menjadi lebih produktif dan ekonomis (Komarawidjaja, 2005).

  Menurut Bambang (2006), Gracilaria sp berpotensi mengatasi kualitas perairan laut atau payau secara biologi (biofilter) dalam kegiatan budidaya perikanan. Sehingga, menjadikan tanaman ini dapat digunakan sebagai salah satu alternatif dalam menyerap logam berat. Hasil penelitian Yulianto dkk., (2006) menunjukkan bahwa Gracilaria sp. mampu menyerap tembaga yang terlarut dalam air laut. Penyerapan tembaga meningkat secara sangat nyata sejalan dengan peningkatan perlakuan konsentrasi dan lama waktu dedah.

2.4 Zeolit

  Zeolit pertama kali ditemukan dan dikelompokkan sebagai kelompok mineral oleh Baron Frederice ahli mineralogy Swedia pada tahun 1976. Kata zeolite berasal dari bahasa Yunani yaitu Zein yang berarti membuih dan Lithos yang berarti batuan (Las, 2004).

  Menurut Husaini (1991), zeolite didefinisikan sebagai polimer anorganik komplek dengan struktur tiga dimensi yang mempunyai rongga, dimana rongga- rongga tersebut saling berhubungan ke segala arah. Rongga diisi oleh molekul air pada bagian yang kering. Hasanah et al. (1997) menyatakan bahwa struktur zeolite yang berpori dengan air di dalamnya dan kation yang mudah lepas menjadikan zeolite mempunyai kegunaan yang sangat luas, baik dalam industri maupun ilmu pengetahuan.

  Menurut Las (2004), zeolite merupakan mineral yang terdiri dari kristal alumino silikat terhidrasi yang mengandung kation alkali atau alkali tanah dalam kerangka tiga dimensi. Ion-ion logam tersebut dapat diganti oleh kation lain tanpa merusak struktur zeolite dan dapat menyerap air secara reversibel. Zeolite biasanya ditulis dengan rumus kimia oksida atau berdasarkan satuan kristal M 2/n O Al

  2 O 3 a SiO 2 b H

  2 O atau {(AlO 2 )c(SiO 2 )d} b H

  2 O. Dimana n adalah valensi

  logam, a dan b adalah molekul silikat dan air, c dan d adalah jumlah tetrahedral alumina dan silika.

2.5 Zeolit Sebagai Adsorben Timbal

  Secara umum zeolite berfungsi sebagai penukar ion dan dapat mengadsorpsi logam berat dan gas beracun lainnya di dalam air (Ornam, 2004). Zeolit juga berfungsi sebagai katalis, zeolite mempunyai aktivitas sebagai pemecah ikatan molekul-molekul besar yang terserap dalam zeolite, seperti NH .

  3 Berdasarkan sifat-sifat dasar inilah zeolit banyak digunakan dalam berbagai sektor

  pertanian, peternakan, dan perikanan. Pada bidang pertanian, zeolite berfungsi sebagai penetral keasaman tanah, sebagai sumber mineral pendukung pada tanah dan sebagai pengontrol yang efektif dalam mebebaskan ion-ion ammonium dan kalium dari pupuk (Kuncoro, 2000).

  Zeolit dalam sektor perikanan digunakan untuk membersihkan air kolam ikan yang mempunyai sistem resirkulasi tertutup dengan menyerap bahan polutan, dapat mengurangi kadar logam berat sehingga dapat meningkatkan daya tampung

  3+ 4+

  kolam (Kuncoro, 2000). Adanya perbedaan muatan Al dan Si dalam struktur zeolite menyebabkan atom Al dalam zeolite bermuatan negatif dan membutuhkan kation penetral.

2.6 Arang Aktif Sebagai Sumber Karbon

  Tempurung kelapa merupakan bahan terbaik yang dapat dibuat menjadi karbon karena memiliki mikropori yang banyak, kadar abu yang rendah, kelarutan dalam air yang tinggi, dan reaktivitas yang tinggi (Subadra dkk., 2005 dalam Pambayun dkk., 2013). Selain itu tempurung kelapa juga memiliki harga yang relative murah (Alimsyah dan Damayanti, 2013).

  Karbon dari arang tempurung kelapa dapat di aktivasi dengan menggunakan uap air bertekanan dan bahan aditif lainnya untuk meningkatkan daya adsorbsi (Widayat, 2009) salah satunya dengan activator ZnCl

  2 7,5%

  (Pambayun dkk., 2013). Karbon aktif berfungsi untuk menghilangkan polutan mikro misalnya zat organic, deterjen, bau, senyawa fenol serta untuk meyerap logam berat (Widayat, 2009). Karbon yang telah diaktifkan memiliki kemampuan untuk mereduksi air limbah dengan kapasitas dan daya serap yang besar (Alimsyah dan Damayanti, 2013).

III KONSEPTUAL PENELITIAN DAN HIPOTESIS

3.1 Kerangka Konseptual

  Pencemaran lingkungan selalu menjadi masalah yang sangat besar bagi masyarakat karena menimbulkan dampak negatif bagi kehidupan makhluk hidup di dalam ekosistem. Bilamana limbah tersebut dilepaskan ke perairan bebas, akan terjadi perubahan nilai dari perairan itu baik kualitas maupun kuantitas sehingga perairan dapat dianggap tercemar. Salah satu hal yang perlu dilakukan dalam pengendalian dan pemantauan dampak lingkungan terutama pencemaran logam berat Timbal (Pb) (Arisandy, 2012).

  Timbal (Pb) termasuk logam berat “trace metals” karena mempunyai berat jenis lebih dari lima kali berat jenis air, sehingga bisa dikatakan daya larutnya bersifat pasif (Kusnoputranto, 1996), mempunyai daya translokasi yang rendah mulai dari akar sampai organ tumbuhan lainnya (Hamzah dan Setiawan, 2010).

  Menurut PP RI No. 82/2001, Dosis Logam berat Timbal pada suatu perairan menurut standart baku perairan umum sekitar ≥ 0,03 ppm.

  Sejauh ini, bahan yang paling sering digunakan dalam pengendalian bahan pencemar adalah zeolit. Zeolit merupakan mineral aluminosilikat yang sering digunakan sebagai penyaring molekul, penukar kation, serta katalis (Handayani, 2009).

  Rumput laut juga digunakan sebagai biofilter sekaligus sebagai shelter terhadap sinar matahari dan hasil produksi sampingan sedang dikembangkan saat ini (Widyorini, 2010). Rumput laut yang paling sering digunakan sebagai biofilter adalah Gracilaria sp. Selain itu, Gracilaria sp. memiliki tingkat toleransi yang tinggi terhadap faktor-faktor lingkungan dan lebih efisien (Hendrajat, 2010).

  Penggunaan Gracilaria sp. sebagai biofilter dalam perairan budidaya memakan waktu cukup lama. Oleh karena itu, dibutuhkan kombinasi Gracilaria sp. dengan bahan lain agar proses penyerapan bahan tercemar dapat berlangsung lebih cepat salah satunya dengan zeolit (Handayani, 2010) dan arang aktif (Alimsyah dan Damayanti, 2013).

  Kombinasi biofilter Gracilaria sp. dan zeolit diharapkan mampu mengendalikan konsentrasi timbal (Pb) yang terdapat dalam perairan budidaya dengan lebih efektif dan efisien.

  Pencemaran Lingkungan meningkat Kualitas Perairan turun

  Limbah Pb Arang Aktif

  Zeolite Rumput Laut (Gracilaria sp . )

  Kemampuan Biofilter Batas Aman untuk Perairan

  

Gambar 4. Kerangka konsep penelitian

  Keterangan: Aspek yang Tidak Diteliti Aspek yang Diteliti

3.2 Hipotesis

  Menurut Sugiyono (2012) hipotesis merupakan jawaban sementara terhadap rumusan masalah yang telah dibuat dalam bentuk kalimat pertanyaan.

  Hipotesis dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : H : Kombinasi biofilter Gracilaria sp., arang kelapa, dan zeolit tidak berpengaruh terhadap konsentrasi timbal.

  H

  

1 : Kombinasi biofilter Gracilaria sp., Arang kelapa, dan zeolit berpengaruh

terhadap konsentrasi timbal.

IV METODOLOGI

  4.1 Tempat dan Waktu

  Penelitian ini akan dilaksanakan pada bulan Januari 2016 sampai dengan Februari 2016 di Lingkungan Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga Surabaya.

  4.2 Materi Penelitian

  4.2.1 Peralatan Penelitian

  Peralatan yang digunakan antara lain 20 bak plastik berukuran 10 liter, pH meter, spektrofotometer, thermometer, timbangan analitik, aerator, selang dan batu aerasi.

  4.2.2 Bahan Penelitian

  Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah rumput laut

  

Gracilaria sp. yang dibeli dari Petani Tambak Rumput Laut Gracilaria sp. di

  Kelurahan Medokan Ayu, Kecamatan Rungkut-Surabaya, zeolit komersil, air laut, Arang Aktif, akuades dan timbal (Pb).

4.3 Metode Penelitian

4.3.1 Rancangan Penelitian

  Metode penelitian digunakan untuk memecahkan suatu masalah yang dapat dilakukan dengan pengumpulan data melalui pengamatan, survei, ataupun melalui percobaan (Kusriningrum, 2012). Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental. Metode eksperimental merupakan suatu usaha terencana untuk mengungkapkan fakta baru atau menguatkan teori baru bahkan membantah hasil penelitian yang telah ada (Kusriningrum, 2012).

  Penelitian ini dilakukan dengan mengamati dan membandingkan kandungan amoniak yang ada pada tiap perlakuan.

  Bahan yang digunakan untuk penelitian adalah rumput laut Gracilaria sp. dengan berat 500 gram tiap perlakuan. Kemudian zeolite dan arang aktif dimasukkan ke dalam tiap bak plastik yang sebelumnya sudah diisi dengan air dengan volume 5 liter dengan kandungan timbal 1 ppm.

  Variabel dalam penelitian ini adalah sebagai berikut. Variabel bebas : Kandungan timbal Variabel terikat : 1. Biofilter Gracilaria sp. (500 gram)

  2. Kandungan zeolit (0, 25, 50, 75 dan 100 gram)

  3. Arang Aktif (0, 25, 50, 75 dan 100 gram) Tabel 1. Unit Percobaan Perlakuan

  P4D P4C PO P4B P4A P1A P3A P3D P3B P1B

  PO PO P2C P3C P2D P1C P1D PO P2A P2B Keterangan : PO = air laut (5 liter) + Gracilaria sp (500gr) P1 = air laut (5 liter) + timbal (Pb) (1 ppm) + Gracilaria sp. (500 gram) + zeolit (25 gram)+ Arang aktif (25 gram) P2 = air laut (5 liter) + timbal (Pb) (1 ppm) + Gracilaria sp. (500 gram) + zeolit (50gram) + Arang aktif (50 gram) P3 = air laut (5 liter) + timbal (Pb) (1 ppm) + Gracilaria sp. (500 gram) + zeolit (75gram) + Arang aktif (75 gram) P4 = air laut (5 liter) + timbal (Pb) (1 ppm) + Gracilaria sp. (500 gram) + zeolit (100 gram) + Arang aktif (100 gram) A, B, C, D = ulangan (4 ulangan)

  4.3.2 Penelitian Pendahuluan

  Penelitian pendahuluan dilakukan pada tanggal sampai dengan 2015 di di Lingkungan Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga Surabaya.

  Penelitian pendahuluan ini bertujuan untuk mengetahui dosis zeolite dana rang aktif yang aman terhadap kelangsungan hidup biofilter Gracilaria sp.. Hasil penelitian pendahuluan menunjukkan bahwa biofilter Gracilaria sp. dapat menoleransi kandungan zeolit hingga 250 gram.

  4.3.3 Prosedur Kerja