PERBANDINGAN POTENSI TANAMAN AIR ECHINODORUS PALAEFOLIUS, PONTEDERIA LANCEOLATA DAN ZANTEDESCHIA AETHIOPICA SEBAGAI AGEN FITOREMEDIASI LIMBAH RUMAH TANGGA.

(1)

PERBANDINGAN POTENSI TANAMAN AIR Echinodorus palaefolius,

Pontederia lanceolata dan Zantedeschia aethiopica SEBAGAI AGEN

FITOREMEDIASI LIMBAH RUMAH TANGGA

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains Program Studi Biologi

Jurusan Pendidikan Biologi

Oleh

AGIE SYIRBAN GIZAWI 0905601

PROGRAM STUDI BIOLOGI JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA 2013

(2)

AGIE SYIRBAN GIZAWI

PERBANDINGAN POTENSI TANAMAN AIR Echinodorus palaefolius,

Pontederia lanceolata dan Zantedeschia aethiopica SEBAGAI AGEN

FITOREMEDIASI LIMBAH RUMAH TANGGA

DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH:

Pembimbing I

Prof.Dr.Hj.Rr.Hertien Koosbandiah Surtikanti, M.Sc NIP. 196104191985032001

Pembimbing II

Dr.Wahyu Surakusumah, M.T. NIP. 197212301999031001

Mengetahui,

Ketua Jurusan Pendidikan Biologi FPMIPA UPI

Riandi, Dr., M.Si. NIP.196305011988031002

(3)

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi dengan judul Perbandingan

Potensi Tanaman Air Echinodorus Palaefolius, Pontederia Lanceolata dan

Zantedeschia Aethiopica Sebagai Agen Fitoremediasi Limbah Rumah Tangga ini beserta seluruh isinya adalah benar-benar karya saya sendiri, dan saya tidak melakukan penjiplakan atau pengutipan dengan cara-cara yang tidak sesuai dengan etika keilmuan yang berlaku dalam masyarakat keilmuan. Atas pernyataan ini, saya siap menanggung sanksi yang dijatuhkan kepada saya apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini.

Bandung, Agustus 2013 Yang membuat pernyataan,

Agie Syirban Gizawi 0905601

(4)

PERBANDINGAN POTENSI TANAMAN AIR Echinodorus

palefolius Pontederia lanceolata dan Zantedeschia aethiopica

SEBAGAI AGEN FITOREMEDIASI LIMBAH RUMAH

TANGGA

Oleh

Agie Syirban Gizawi

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Agustus 2013

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhnya atau sebagian, dengan dicetak ulang, difoto kopi, atau cara lainnya tanpa ijin dari penulis.

(5)

PERBANDINGAN POTENSI TANAMAN AIR

Echinodorus palaefolius, Pontederia lanceolata dan Zantedeschia aethiopica

SEBAGAI AGEN FITOREMEDIASI LIMBAH RUMAH TANGGA

Agie Syirban Gizawi1, Hertien Koosbandiah Surtikanti2, Wahyu Surakusumah3

Program Studi Biologi, Jurusan Pendidikan Biologi, FPIMPA UPI Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154

Telah dialakukan penelitian mengenai potensi tanaman air Echinodorus palaefolius,

Pontederia lanceolata dan Zantedeschia aethiopica sebagai agen fitoremediasi limbah domestic. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membandingkan potensi dari ketiga

tanaman tersebut dalam proses fitoremediasi limbah rumah tangga. Untuk melihat potensi yang ada pada tanaman air tersebut, limbah domestik cair dari kolam inlet IPAL PDAM Bojong Soang dialirkan pada masing-masing media tanam. Tanaman penelitian dipelihara selama 28 hari dan dilakukan pengujian dengan interval 14 hari. Parameter yang diujikan adalah pH, Total N, Total P dan Total Coliform. Kemudian sebagai data tambahan dilakukan pengamatan morfologi tanaman serta biomassa kering. Dilakukan perbandingan antara data hasil pengukuran tiap parameter sebelum dan sesudah proses perlakuan. Hasil analisis data tersebut menunjukkan tidak adanya perbedaan potensi yang signifikan pada semua tanaman uji. Sebagai pendukung dilakukan pengamatan kualitatif terhadap morfologi tanaman uji. Dari hasil pengamatan tersebut tanaman yang memiliki resistensi paling tinggi terhadap limbah domestik adalah Echinodorus palaefolius. Pada penelitian lanjutan dianjurkan untuk memperpendek interval pengamatan, menghitung akumulasi N dan P pada organ tanaman serta melakukan pengukuran kuantitatif terhadap panjang batang, lebar daun, dan diameter rumpun tanaman agen fitoremediasi.

Kata kunci : fitoremediasi, limbah domestik cair, tanaman air

*Penulis untuk korespondensi, Telp. +62-85-295-857-586 Email: agies.gizawi@gmail.com

(6)

PERBANDINGAN POTENSI TANAMAN AIR

Echinodorus palaefolius, Pontederia lanceolata dan Zantedeschia aethiopica

SEBAGAI AGEN FITOREMEDIASI LIMBAH RUMAH TANGGA

Agie Syirban Gizawi1, Hertien Koosbandiah Surtikanti2, Wahyu Surakusumah3

Program Studi Biologi, Jurusan Pendidikan Biologi, FPIMPA UPI Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154

The potential of aquatic plants Echinodorus palaefolius, Pontederia lanceolata and Zantedeschia aethiopica as phytoremediation agents of domestic waste water has been research. The purpose of this study was to compare the potential of the three crops in the phytoremediation process domestic waste water. To see the potential that exists at the aquatic plant, domestic waste liquid from an inlet chamber of IPAL PDAM Bojongsoang to each planting medium. The three crops maintained for 28 days and tested at intervals of 14 days. The parameters tested are pH, Total N, Total P and Total Coliform. Then, as additional data is observed morphology and dry biomass. The comparison between the measured data of each parameter before and after the treatment process. The results of the data has been analysis and the data showed that there is no significant differences on all potential test plants. From the observation of morphyology, the plants who have a high resistance against domestic waste water is Echinodorus palaefolius. On further research is recommended to shorten the interval of observation, calculate the N and P accumulation in plant organs and perform quantitative measurements of stem length, leaf width, and diameter clumps phytoremediation agent.

Key word : phytoremediation, domestic waste water, aquatic plants

*Penulis untuk korespondensi, Telp. +62-85-295-857-586 Email: agies.gizawi@gmail.com

(7)

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR LAMPIRAN ... ix

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1

B. Rumusan Masalah... 3

C. Pertanyaan Penelitian... 3

D. Batasan Masalah... 4

E. Variabel Penelitian... 4

F. Tujuan ... 4

G. Manfaat ... 4

H. Asumsi... 5

I. Hipotesis... 5

BAB II PENCEMARAN BADAN AIR, LIMBAH DOMESTIK DAN PROSES BIOREMEDIASI SEBAGAI PENANGGULANGAN PENCEMARAN A.Pencemaran Badan Air... 6

B. Limbah Rumah Tangga... 7

C. Pembuangan Limbah Rumah Tangga dan Dampaknya... 9

D. Mutu Perairan Sungai dan Parameter Pencemaran... 11

E. Bioremediasi... 15

F. Fitoremediasi... 17

G. Agen Fitoremediasi... 17

(8)

BAB III METODE PENELITIAN

A. Metode Penelitian... 24

B. Desain Penelitian... 24

C. Populasi dan Sampel... 25

D. Waktu dan Lokasi Penelitian... 26

E. Prosedur Penelitian... 26

1. Tahap Pra-Penelitian... 26

a. Pembuatan Media Tanam... 26

b. Penanaman Tanaman Percobaan... 27

c. Aklimatisasi Tanaman Percobaan... 28

2. Tahap Penelitian... 29

a. Pengambilan dan Pemberian Sampel Limbah... 29

b. Pengukuran Faktor Kimia Air... 29

c. Pengukuran Faktor Biologi Air... 32

d. Pengamatan Morfologi Tanaman Uji... 33

e. Metode Statistik dan Analisis data... 33

4. Alur Penelitian... 34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian... 35

1. Pengukuran Kadar Keasaman... 35

2. Pengukuran Total N... 36

3. Pengukuran Kadar Total P... 4. Penghitungan Jumlah Bakteri Coliform... 37 38 5. Pengamatan Morfologi dan Penghitungan Berat Kering Tanaman... 6. Perbandingan Biomassa Tanaman Uji Terhadap Total N, Total P dan Total Coliform... 40 42 B. Pembahasan... 44

(9)

1. Analisis Faktor Fisik dan Kimia Limbah... 44

2. Analisis Mikrobiologi Air... 47

3. Analisis Biomassa dan Morfologi Tanaman Uji... 49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan... 51

B. Saran... 51

DAFTAR PUSTAKA... 52

LAMPIRAN... 56

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Kisaran Produksi Limbah Domestik... 8

2.2 Daftar Kriteria mutu air berdasarkan kelas. Berdasarkan Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001... 11

3.1 Hasil Pengocokan Peletakan Tanaman air... 25

3.2 Alat-alat Penelitian... 25

3.3 Bahan-bahan Penelitian... 26

4.1 Rata-rata Konsentrasi Total N pada Ketiga Jenis Tanaman Uji... 36

4.2 Rata-rata Konsentrasi Total P pada Ketiga Jenis Tanaman Uji... 37

4.3 Rata-rata Jumlah Bakteri Coliform pada Sample Air Limbah... 39 4.4

4.5

Perubahan Morfologi Daun yang Terjadi Selama Masa Perlakuan... Perbandingan Penurunan Kadar Polutan pada Tanaman Uji...

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Echinodorus palaefolius... 18

2.2 Zantedeschia aethiopica... 19

2.3 Pontederia lanceolata... 20

2.4 Mekanisme Fitoremediasi yang Dilakukan oleh Tanaman.... 21

3.1 Lokasi pengambilan sampel limbah di IPAL Bojongsoang... 25

3.2 Desain Komposisi Substrat pada Ember... 27

3.3 Desain Peletakkan Tanaman Percobaan... 28

3.4 Kurva Standar Konsentrasi Total N... 31

3.5 Kurva Standar Konsentrasi Total P... 32

3.6 Bagan Alur Penelitian... 34

4.1 Rata-rata kadar pH air limbah... 35

4.2 Grafik Persentase Efisiensi Penurunan Konsentrasi Total N. 36 4.3 Grafik Persentase Efisiensi Penurunan Konsentrasi Total P.. 38

4.4 Grafik Persentase Efisiensi Penurunan Jumlah Total Coliform... 39

4.5 Rata-rata Berat Kering Setiap Tanaman Uji... 41

4.6 Perbandingan estimasi pengukuran harian biomassa Echnodorus palaefolius terhadap Total N, Total P, Total Coliform... 42

4.7 Perbandingan estimasi pengukuran harian biomassa Pontederia lanceolata terhadap Total N Total P, Total Coliform... 43 4.8 Perbandingan estimasi pengukuran harian biomassa Zantedeschia aethiopica terhadap Total N Total P, Total Coliform... 43

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

A. Penghitungan Kadar Keasaman Air Limbah Pada

Setiap Tanaman Uji... 55

B. Penghitungan Kadar Total N Pada Setiap Jenis Tanaman Uji... 57

C. Penghitungan Kadar Total P Pada Setiap Jenis Tanaman Uji... 59

D. Penghitungan Jumlah Bakteri Coliform... 61

E. Penghitungan Berat Kering Tanaman... 63

F. Pengamatan Morfologi Tanaman... 64

G. Alat dan Bahan Penelitian... 67

H. Analisis Statistik... 69

(13)

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sebagian besar air bersih (±80%) yang digunakan oleh manusia akan berubah menjadi air limbah domestik. Sedangkan kebutuhan air bersih rumah tangga diketahui berkisar antara 160-250 liter/orang/hari. Dengan demikian, rata-rata setiap orang akan menghasilkan air limbah sebanyak 150 liter/hari. Berdasarkan pendekatan besaran people equivalent (PE), untuk rumah biasa diperkirakan jumlah air limbahnya adalah 120 liter/hari/orang (Nilai PE untuk bangunan lain akan berbeda). Jika jumlah ini dikalikan dengan jumlah penduduk Indonesia (229.964.720 jiwa) maka air limbah domestik yang diproduksi setiap hari akan mencapai jumlah yang sangat besar yaitu sekitar 27.595.766.400 liter/hari (Mashdar, 2011).

Bila hal ini terjadi secara terus menerus diduga akan terjadi peningkatan kadar Biological Oxygen Demand (BOD), Chemical Oxygen Demand (COD), Nitrogen (N) dan Phospat (P) di sungai-sungai, jumlah bakteri patogen pada sumur dan sumber air penduduk lainnya yang pada akhirnya dapat memacu pertumbuhan gulma air. Ledakan pertumbuhan ini menyebabkan oksigen, yang seharusnya digunakan bersama oleh seluruh hewan atau tumbuhan air, menjadi berkurang. Ketika tumbuhan air tersebut mati, dekomposisi mereka menyedot lebih banyak oksigen. Sebagai akibatnya, ikan akan mati, dan aktivitas bakteri patogen sungai meningkat sehingga berpotensi mengakibatkan penyakit epidemik maupun endemik melalui perantara air. Peningkatan kadar BOD, COD, N dan P serta jumlah bakteri patogen ini berperan dalam menurunkan Indeks Kualitas Air (IKA) (Sasongko, 2006).

Telah dilaporkan bahwa hasil pemantauan pada 29 sungai di Jakarta menunjukkan bahwa 24 sungai telah mempunyai nilai IKA yang buruk, dan hanya 5 sungai mempunyai nilai IKA sedang. Hal ini juga terjadi juga pada pemantauan 40 situ di Jakarta dimana didapatkan 83% situ di DKI Jakarta juga mempunyai nilai IKA yang buruk. Artinya, badan air, yaitu sungai dan

(14)

danau telah dijadikan sebagai tampungan berbagai macam limbah dan telah mengalami penurunan kualitas air yang signifikan (Priadie, 2012).

Dalam kondisi demikian, diperlukan suatu sistem pengolahan limbah rumah tangga yang selain murah dan mudah diterapkan, juga dapat memberi hasil yang optimal dalam mengolah dan mengendalikan limbah rumah tangga. Sehingga dampaknya terhadap lingkungan dapat dikurangi (Yusuf, 2008). Selain itu, Priadie (2012) juga mengungkapkan bahwa upaya pengolahan limbah yang dilakukan seyogyanya sesuai dengan UU No:7/2004 tentang sumber daya air (SDA), pasal 20 ayat 1 dan 2 yang menyatakan bahwa konservasi SDA dilakukan untuk menjaga daya tampung dan fungsi SDA sehingga diharapkan sumber daya air yang ada dapat dimanfaatkan secara efisien dan berkelanjutan.

Pada umumnya pengolahan limbah dilakukan melalui penambahan bahan kimia misalnya bahan koagulan yang harganya semakin meningkat. Dikhawatirkan terjadi adanya resiko dan sejumlah hasil akhir yang tidak dikehendaki (Buthelezi et al., 2009). Selain itu pengolahan limbah cair secara kimiawi menghasilkan lumpur dalam jumlah yang besar, sehingga menimbulkan masalah baru untuk penanganan lumpurnya (Abramian dan El Rassy, 2000).

Maka salah satu pemikiran yang dapat dikembangkan adalah pemanfaatan sumber daya alam yang telah diketahui memiliki kaitan erat dengan proses penjernihan limbah rumah tangga, dalam hal ini berbagai jenis tanaman air yang dapat tumbuh pada kolam-kolam atau genangan air di sekitar permukiman (Yusuf, 2008). Pemanfaatan tanaman air sebagai agen proses biologis dalam pengolahan limbah biasa disebut juga dengan fitoremediasi. Terdapat beberapa keuntungan yang bisa diperoleh dari penggunaan fitoremediasi sebagai pengolahan limbah yakni biaya operasional yang lebih murah dan merupakan teknologi ramah lingkungan (Surtikanti, 2011).

Tanaman yang digunakan pada penelitian ini adalah Echinodorus

(15)

masyarakat pada umumnya menggunakan tanaman ini sebagai tanaman hias. Oleh karena itu penggunaan tanaman air ini akan memiliki nilai estetika yang lebih dibanding tanaman lainnya. Berangkat dari latar belakang tersebut, maka perlu dilakukan penelitian dan pengembangan terhadap potensi tanaman air

Echinodorus palaefolius, Pontederia lanceolata dan Zantedeschia aethiopica

sebagai agen fitoremediasi limbah rumah tangga.

B. Rumusan Masalah

Permasalahan yang dapat dirumuskan berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas adalah “Bagimanakah perbandingan potensi tanaman air

Echinodorus palaefolius, Pontederia lanceolata dan Zantedeschia aethiopica

dalam proses remediasi limbah rumah tangga?”.

C. Pertanyaan Penelitian

Adapun pertanyaan penelitian yang dapat diuraikan dari rumusan masalah tersebut adalah :

1. Apakah ketiga tanaman air memiliki potensi yang sama dalam meremediasi limbah rumah tangga?

2. Tumbuhan manakah yang memiliki potensi paling baik dalam meremediasi limbah rumah tangga?

3. Apa pengaruh yang diberikan tanaman kepada parameter pencemaran (Total N, Total P, kandungan bakteri Coliform) limbah rumah tangga yang diukur?

4. Bagaimana mekanisme yang terjadi pada proses remediasi oleh tanaman air yang diujikan?

(16)

Agar tidak meluas dalam pelaksanaanya permasalahan dalam penelitian ini dibatasi dalam hal berikut :

1. Sampel tanaman yang digunakan adalah Echinodorus palaefolius,

Pontederia lanceolata dan Zantedeschia aethiopica yang berasal dari

Cihideung-Lembang Bandung Jawa Barat.

2. Sampel limbah yang digunakan berasal dari kolam inlet IPAL PDAM Bojongsoang.

3. Tahap pra penelitian dan penelitian dilakukan selama 60 hari.

E. Variabel Penelitian

Variabel dari penelitian ini adalah 1. Variabel Bebas : Jenis tanaman

2. Variabel Terikat : Kadar pH, Total N, Total P, Total Coliform, morfologi tanaman

3. Variabel Kontrol : Waktu pelaksanaan, biomassa tanaman, umur tanaman, sumber limbah, volume limbah dan konsentrasi limbah.

F. Tujuan Penelitian

Berdasarkan permasalahan dan pertanyaan penelitian yang telah dikemukakan sebelumnya, maka tujuan dari penelitian ini adalah untuk membandingkan potensi tanaman air Echinodorus palaefolius, Pontederia

lanceolata dan Zantedeschia aethiopica dalam proses remediasi limbah rumah

tangga.

G. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :

1. Menambah khazanah keilmuan mengenai potensi Zantedeschia

aethiopica, Echinodorus palaefolius dan Pontederia lanceolata dalam

meremediasi limbah rumah tangga.

(17)

Pontederia lanceolata dalam skala lapangan untuk mengurangi

dampak negatif dari limbah rumah tangga pada lingkungan.

3. Zantedeschia aethiopica, Echinodorus palaefolius dan Pontederia lanceolata yang digunakan merupakan tanaman hias maka dapat

berfungsi juga sebagai penambah nilai estetika pada daerah yang di remediasi.

H. Asumsi

Adapun asumsi yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

1. Ornamental plants (Zantedeschia aechiopica) memberikan dampak yang

signifikan dalam menurunkan tingkat nitrogen dan tanaman ini juga bernilai tinggi di Mexico (Belmont et al., 2004).

2. Mojiri (2012) menyatakan bahwa banyak Famili Alismataceae dan Araceae dapat digunakan sebagai agen fitoremedasi.

I. Hipotesis

Berdasarkan asumsi-asumsi yang telah disebutkan, maka hipotesis pada penelitian ini adalah tanaman air Echinodorus palaefolius, Pontederia lanceolata dan Zantedeschia aethiopica dapat berperan sebagai agen fitoremediasi untuk limbah rumah tangga.

(18)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen. Metode penelitian eksperimen merupakan metode penelitian dimana variabel yang hendak diteliti (variabel terikat) kehadirannya sengaja ditimbulkan dengan memanipulasi menggunakan perlakuan sesuai dengan kebutuhan (Nazir, 2003). Adapun yang menjadi objek pada penelitian ini adalah variasi jenis tanaman terhadap proses remediasi air limbah rumah tangga.

B. Desain Penelitian

Pada penelitian ini digunakan desain penelitian Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang terdiri dari kontrol (tanpa tanaman air) dan 3 perlakuan, yaitu dengan penanaman tanaman air Zantedeschia aethiopica, Echinodorus palaefolius dan

Pontederia lanceolata dari Cihideung. Volume sampel air limbah domestik yang

digunakan yaitu 6 L tiap embernya dan massa awal setiap tanaman 100gr. Penentuan banyaknya pengulangan pada RAL menurut Gomez & Kwanchai. (1995) maka banyaknya sampel yang digunakan pada penelitian ini adalah 27 buah sampel termasuk kontrol. Pengulangan yang digunakan sebanyak delapan kali. Banyaknya pengulangan diperoleh dengan rumus sebagai berikut :

t(r-1) ≥ 25 3(r-1) ≥ 25 3r-3 ≥ 25 3r ≥ 28 r ≥ 9,3n = 9

(19)

Tabel 3.1 Hasil Pengocokan Peletakan Tanaman air

Skema Peletekkan Tanaman Air Pada Paranet House

E2 P9 K Z8 Z1 P3 E7 Z9 E4 Z2

P5 E5 P2 Z3 K Z9 P7 Z6 E3 P1

E6 K P6 P4 Z4 E8 Z5 E9 E1 P8

Keterangan :

E :, Echinodorus palaefolius P : dan Pontederia lanceolata Z : Zantedeschia aethiopica

K : Kontrol Netral

1,2,3,... : Nomor Tanaman

C. Populasi dan Sampel

Populasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah domestik pada kolam inlet IPAL PDAM Bojongsoang yang bertempat di desa Bojongsari kecamatan Bojongsoang dengan lokasi kurang lebih 12 Km dari kota Bandung yang memiliki koordinat 7-7,28 LS 107 0,14’-1070,16’ BT. Sedangkan sampel dari peneiltian ini adalah 6 L limbah domestik cair dengan konsentrasi 100% yang diberikan pada masing masing media tanam. Diketahui bahwa kandungan BOD dari sampel tersebut adalah 360 mg/l (PDAM Bojong Soang, 2012).

(20)

D. Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian ini akan dilakukan selama 60 hari terhitung tanggal 16 April – 16 Mei 2013 di laboratorium Kebun Botani Jurusan Pendidikan Biologi, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia.

E. Prosedur Penelitian

Terdapat beberapa tahap yang dilakukan dalam penelitian ini. Secara garis besar tahapan tahapan tersebut terbagi ke dalam 2 kelompok yaitu: tahap pra-penelitian dan pra-penelitian.

1. Pra Penelitian

Didalam tahap pra-penelitian yang dilakukan terdapat 4 kegiatan yaitu persiapan alat bahan dan pembuatan media tanam, penanaman tanaman percobaan, dan aklimtatisasi serta optimasi konsentrasi limbah. Penjabaran dari masing-masing kegiatan tersebut adalah.

a. Pembuatan Media Tanam

Sebelum dilakukan pembuatan media tanam, terlebih dahulu disiapkan alat dan bahan yang digunakan selama kegiatan penelitian ini yang tersaji dalam lembar lampiran 8. Media tanam disiapkan dengan menyusun batu kerikil berdiameter kira-kira 2cm pada bagian dasar ember setinggi 5cm atau setara dengan 3 kg. Filter yang utama yang merupakan substrat bagi tanaman adalah pasir berdiameter 2 mm. Pasir ini diisikan kedalam ember hingga mencapai ketinggian 5cm atau setara dengan 3 kg diatas lapisan batu kerikil. Berdasarkan hasil perhitungan rumus pengulangan, maka media tanam yang digunakan dalam penelitian ini adalah 30 unit.

(21)

Gambar 3.2 Desain Komposisi Substrat pada Ember

b. Penanaman Tanaman Percobaan

Tanaman percobaan disiapkan dan dipilih dengan kriteria umur tanaman 2 bulan atau sebelum masa generatif. Lalu tanaman uji di timbang dengan biomassa masing-masing tanaman 100gr. Ember 1 berisi Zantedeschia

aethiopica. Ember 2 berisi, Echinodorus palaefolius. Ember 3 berisi Pontederia lanceolata. Ember 4 tidak diberi tanaman air dan dijadikan

(22)

Gambar 3.3 Desain Peletakkan Tanaman Percobaan

c. Aklimatisasi Tanaman Percobaan

Aklimatisasi media tanam dilakukan dengan cara memindahkan tanaman kedalam media tanam berupa kerikil dan pasir yang diberikan air sumur selama dua minggu. Kemudian setelah itu dilanjutkan deng proses optimasi konsentrasi limbah yang dilakukan dengan cara memberikan variasi konsentrasi limbah yakni 25 %, 50 % dan 100 % limbah pada masing-masing tanaman dan di ulang sebanyak tiga kali.

Optimasi konsentrasi limbah ini dilakukan selama dua minggu. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk mencari pada konsentrasi limbah mana tanaman mampu hidup secara optimal. Berdasarkan hasil optimasi konsentrasi limbah tersebut, pada konsentrasi limbah 100 % tanaman uji tidak menunjukkan adanya kematian. Sehingga konsentrasi yang digunakan pada proses penelitian ini adalah konsentrasi 100%.

(23)

2. Penelitian

Terdapat beberapa kegiatan yang dilakukan pada penelitian ini. Diantaranya adalah pengambilan dan pemberian sampel limbah pada media tanam yang telah ditanami agen fitoremediasi. Pengukuran faktor kimia air berupa pH, Total N dan Total P. Pengukuran faktor mikrobiologi berupa dan pengamatan terhadap morfologi tanaman uji.

a. Pengambilan dan Pemberian Sampel Limbah

Limbah domestik cair rumah tangga yang diambil dari kolam inlet IPAL PDAM Bojong Soang menggunakan jerigen dialirkan langsung ke dalam masing – masing media tanam yang tersedia (media tanam). Air limbah diisikan sampai batas ketinggian media (sebanyak 6 L). Dilakukan pengukuran pH air limbah dengan menggunakan alat pH meter setiap 3 hari sekali selama pengujian. Pengukuran kadar Total N, Total P dan jumlah bakteri Coliform, dilakukan pada T0, T1, dan T2 dengan interval waktu 14 hari.

b. Pengukuran Faktor Kimia Air

Pengujian total N dan total P merujuk kepada Standard Operating

Procedure for Total N dan Total P Missouri State University and Ozarks Environmental and Water Resources Institute (OEWRI ) tahun 2010.

Pengujian dilakukan di Laboratorium Ekologi Jurusan Pendidikan Biologi, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia.

1) Pengujian pH

Pengujian kadar keasaman air limbah dilakukan menggunakan alat pH meter dengan cara mencelupkan probe kedalam limbah cair yang ada pada media tanam, kemudian mencatat hasilnya dengan melihat hasil pengukuran pada layar display.

(24)

Sesuaikan pH sampel hingga mendekati netral (pH 7) dengan menambahkan NaOH. 10 ml sampel disiapkan lalu ditambahkan 1,5 ml digestion reagen. Kemudian sampel di autoclave pada suhu 120oC selama 30 menit. Dinginkan hingga sampel bersuhu 20oC - 30oC lalu tambahkan 0,4 ml HCl 6 M. Konsentrasi Total N di uji menggunakan metode spektofotometri yaitu pengukuran sample menggunakan Hitachi uv-vis spectrophotometer pada panjang gelombang 220 nm dan 275 nm. Nilai absorbansi sampel dihitung dengan persamaan dan kurva standar.

a) Sebelum melakukan pengujian terhadap sampel, kurva standar dibuat terlebih dahulu dengan mengujikan sampel nitrogen yang telah diketahui konsentrasinya (0.0, 1.0, 3.0, 5.0, 7.0, dan 10 mg/L).

b) Masing – masing sampel di ukur dua kali pada absorbansi 220 nm dan 275 nm. Kemudian nilai absorbansi tersebut dimasukan kedalam persamaan dibawah ini :

As = A220– 2A275

As : Absorbansi

A220 : Absorbansi pada panjang gelombang 220 nm

A275 : Absorbansi pada panjang gelombang 275 nm

c) Untuk mendapatkan nilai konsentrasi nitrogen (y), hasil dari perhitungan diatas (x) dimasukan kedalam persamaan pada kurva standar y = 16,396 x

(25)

Gambar 3.4 Kurva Standar Konsentrasi Total N

3) Pengujian Total P

Sampel dihomogenkan lalu dia atur keasamannya hingga 6-8 dengan menambahkan NaOH 6 M atau HCl. Kemudian 10 ml sampel dimasukan kedalam tabung reaksi dan ditambahkan 0,25 ml amonium presulfat (NH4)S2O8 serta 0,2 ml H2SO4 5,4 M.

Selanjutnya sampel di autoclave selama 30 menit pada suhu 30oC. Selagi menunggu sampel berada di autoclave, dilakukan penyiapan

reagen mix dengan komposisi 23 ml 11 N H2SO4 ; 5ml Potasium

tartarat ; 15 ml Amonium Molybadate ; 30 ml Asam askorbat lalu diencerkan kedalam 100ml H2O.

Maksimal penyimpanan reagen ini adalah 8 jam. Setelah sampel dikeluarkan dari autoclave, dinginkan hingga kira – kira suhunya 20-30oC. Lalu tambahkan 1,5 ml reagen mix dan sampel dihomogenkan. Konsentrasi total P pada sampel kemudian di uji melalui metode spektofotometri yaitu pengukuran sample menggunakan Hitachi uv-vis spectrophotometer dengan panjang gelombang 880 nm. Waktu dari penambahan reagen mix ke pengukuran panjang gelombang tidak boleh lebih dari 10 menit. Nilai absorbansi sample dihitung dengan persamaan dan kurva baku yang sudah disiapkan.

onse

l N

(

)

(26)

a) Sebelum melakukan pengujian terhadap sampel, kurva standar dibuat terlebih dahulu dengan mengujikan sampel nitrogen yang telah diketahui konsentrasinya (0.00, 0.04, 0.08, 0.12, 0.16, dan 0.20 mg/L).

b) Untuk mendapatkan nilai konsentrasi nitrogen (y), hasil dari perhitungan diatas (x) dimasukan kedalam persamaan pada kurva standar y= 0,001 + (1,045x)

Gambar 3.5 Kurva Standar Konsentrasi Total P

c. Pengukuran Faktor Biologi Air

Pengukuran faktor mikrobiologi air berupa penghitungan jumlah bakteri Coliform menggunakan metode cawan tuang merujuk pada buku

Microbiology : A Laboratory Manual (Cappuccino dan Sherman, 1987) yang

telah dimodifikasi sebelumnya. Modifikasi dilakukan pada tahap penanaman kultur bakteri sampel yang umumnya menggunakan KNA disubtitusi dengan medium Mc Conkey Agar yang lebih selektif terhadap bakteri gram negatif dan Coliform sehingga jumlah Most Probable Number (MPN) dapat langsung terdeteksi.

Pembuatan media tanam bakteri menggunakan Mc Conkey Agar dengan perbandingan 50 gr untuk 1 L D ion water. Tuangkan medium kedalam

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

K onse nt ras i Tota l P ( m g/ L ) Absorbansi y= 0,001 + (1,045x)

(27)

tabung rekasi sebanyak 10ml. Lalu tabung reaksi tersebut di seterilisasi bersamaan dengan D ion water yang akan digunakan dalam proses pengenceran konsentrasi bakteri menggunakan autoclave pada suhu 121oC selama 15 menit. Setelah proses sterilisasi selesai, tunggu hingga suhu medium berkisar antara 28oC. Selagi menunggu suhu medium mencapai suhu optimal bakteri dapat tumbuh, lakukan proses pengenceran sampel limbah dengan memasukan 1 ml sampel limbah pada 10 ml D ion water kemudian homogenkan. Lalu sampel hasil pengenceran pada tabung pertama diambil sebanyak 1 dan dimasukan kedalam tabung kedua. Lalu proses kedua diulangi sampai tabung ketiga. Kemudian tuangkan satu mili sampel dari masing-masing tabung hasil pengenceran pada cawan Petri lalu tuangkan medium Mc Conkey agar. Inkuibasikan selama 24-48 jam. Semua proses dilakukan dalam keadaan steril.

d. Pengamatan Morfologi Tanaman Uji

Pengamatan ini dilakukan setiap tiga hari selama masa perlakuan dengan melihat kondisi tanaman secara kualitatif seperti munculnya klorosis dan jumlah daun baru yang muncul. Pada akhir penelitian dilakukan pengukuran berat kering tanaman dari semua tanaman uji (Lu dan Huang, 2010).

e. Metode Statistik dan Analisis data

Dalam menganalisis data untuk mencari tanaman uji yang paling potensial dalam meremediasi limbah domestik, data yang didapat di uji normalitasnya menggunakan uji Test of Normality (Kolmogorov-Smirnov) terlebih dahulu. Data yang terdistribusi normal dilanjutkan dengan uji T untuk melihat perbedaan potensi remediasi antar jenis tanaman uji. Derajat kepercayaan yang digunakan adalah 95% (α = 0,05). Pengolahan data ini menggunakan perangkat lunak IBM SPSS 21.

(28)

Pra Penelitian

Pembuatan Media

Penanaman Tanaman Percobaan

Aklimatisasi Tanaman Percobaan

Optimasi Konsentrasi Limbah

Penelitian

Pengukuran BOD, Total N dan Total P

Fitoremediasi Menggunakan Tanaman Air

Pengukuran Kadar Pengukuran BOD, Total N dan Total P

Penghitungan Jumlah Bakteri Menggunakan Metode Cawan

Tuang

Pengamatan Morfologi Tanaman

Analisis Data Dengan Statistik

Penyusunan Laporan

(29)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A.Kesimpulan

Hasil penelitian terhadap potensi tanaman air Echinodorus palaefolius,

Pontederia lanceolata dan Zantedeschia aethiopica sebagai agen fitoremediasi

limbah domestik cair menunjukkan bahwa ketiga tanaman tersebut memiliki potensi yang sama. Hal ini terlihat dari uji statistik yang menunjukkan tidak ada perbedaan yang nyata antara ketiga tanaman tersebut. Sebagai pendukung dilakukan pengamatan kualitatif terhadap morfologi tanaman uji. Dari hasil pengamatan tersebut tanaman yang memiliki resistensi paling tinggi terhadap limbah domestik adalah Echinodorus palaefolius. Hal ini terlihat dari kemampuan pertumbuhan sekunder dari tanaman Echinodorus palaefolius.

B.Saran

Pada penelitian lebih lanjut disarankan pengujian dilakukan pada interval yang lebih singkat sehingga penurunan kadar parameter akan terlihat secara signifikan. Selain itu, perlu menghitung akumulasi total N dan total P pada bagian dari tanaman yang diujikan dan melakukan pengukuran dimater rumpun serta tinggi tanaman uji.

(30)

DAFTAR PUSTAKA

Abramian,L. dan El-Rassy, H. 2000. Adsorption kineticks and thermodynamics of azo-dye Orange II onto highly porous titania aerogel. Journal Dyes and Pigment, Elsevier.

Backer, C dan Herson,D. 1994. Bioremediation .USA. Mcgraw Hill.Inc

Belmont, M.A., Cantellano, E., Thompson, S., Williamson, M., Sánchez, A., dan Metcalfe, C.D., 2004. Treatment of domestic wastewater in a pilot-scale

natural treatment system in central Mexico, Ecol. Eng. 23: 299-311.

Buthelezi, S. P., Olaniran, A. O. and Pillay, B., 2009, Turbidity and microbial

load removal from river water using bioflocculants from indigenous bacteria isolated from wastewater in South Africa, African Journal of

Brookes, P.C., Tate, K.R., and Jenkinson, D.S., 1983. The adenylate energy charge of the soil microbial biomass, Soil Biol. Biochem. 15: 9-16.

Cappuccino, J. dan Sherman, F.C. 1987. Microbiology : A Laboratory Manual. Callifornia: The Benjamin Cummings Publishing Company.

Chiras, D.D. 1991. Environmental Science Action for A Sustainable Future. The Benjamin/Cumming Publication Company INC. California.

Daryanto, M. 1995. Masalah Pencemaran. Tarsito. Bandung.

Dhankher et al,. 2012. Biotechnological approaches for phytoremediation. Plant Biotechnology and Agriculture. Oxford: Academic Press, 2011, pp. 309-328. ISBN: 978-0-12-381466-1

Dix, H. M. 1981. Environmental Pollution. John Willey & Sons. New York. Doraja, P.H., Shovitri, M. dan Kuswytasari, N.D. 2012. Biodegradasi Limbah

Domestik dengan Menggunakan Inokulum Alami dari Tangki Septik :

JURNAL SAINS DAN SENI ITS Vol. 1, No. 1, (Sept. 2012) ISSN: 2301-928X.

Gravilescu, M. (2010). Environmental Biotechnology: Achievements, Opport

unities and Challenges. Romania: Global Science Books

Gomez, A.A, & Kwanchai A. Gomez. (1995). Prosedur Statistik untuk Penelitian

Pertanian (Edisi kedua). Terjemahan Endang Sjamsuddin dan Justika S.

(31)

Gossalam. 1999. Kemampuan Degradasi Hidrokarbon Minyak Bumi Oleh Isolat Bakteri Dari Lingkungan Hutan Magrove. Thesis Magister ITB.Bandung. Haberl, R., and Langergraber, H., 2002, Constructed wetlands: a chance to solve wastewater problems in developing countries. Wat. Sci. Technol. 40:11– 17.

Halverson, Nancy V., 2004, Review of Constructed Subsurface Flow vs. Surface Flow Wetlands, U.S. Department of Energy, Springfield, USA.

Jackson, A.R.W. and Jackson, J.M. 1996. Environmental Science. Longman. Singapore.

Khiatuddin, M. 2003. Pelestarian Sumber Daya Air Dengan Teknologi Rawa. Bandar Lampung.

K r i s t i a n t o , P . 2 0 0 2 . Ekologi Industri. P e n e r b i t A N D I . Y o g y a k a r t a .

Kumar De. 1987. Environmental Chemistry. Willey Eastern Limited. New Delhi. Lu.X.M. dan Huang.M.S., (2010). “Nitrogen and phosphorus removal and

physiological response in aquatic plants under aeration conditions”. Int. J. Environ. Sci. Tech., 7 (4), 665-674.

Nazir,M. (2003). Metode Penelitian. Jakarta: Ghalia Indonesia

Mahida. 1995. Water Pollution and Disspossal of Waste Water on Land. Mc Graw Hill. Publishing Company Limited. Environmental

Mara, Duncan dan Cairncross, Sandy. 1994. Pemanfaatan Air Limbah dan

Eksreta. Penerbit ITB. Bandung.

Mashdar, S. (2011). Uji Kolom Tanah Latosol, Podsolik, Dan Regosol Sebagai Objek Simulasi Parit Infiltrasi (Infiltration Trench) Limbah Domestik. Skripsi Sarjana pada FAKULTAS PERTANIAN IPB Bogor: tidak diterbitkan.

Melithia,C. L.A. Jhonson, dan W. Amber. 1996. Ground Water Polution: In situ Biodegradation. Down loading, available at http:www. cee. vt.edu/program_areas/ enviromental teach/gwprimer /group1 / ind /ex /html

Metcalf & Eddy, 1993, Wastewater Engineering Treatment Disposal Reuse, McGrawHill Comp

(32)

Missouri State University and Ozarks Environmental and Water Resources Institute (OEWRI). (2006). Standard Operating Procedure for: Total Nitrogen Analyses Using Genesys 10S UV-Vis. tidak diterbitkan.

Mojiri. A. 2012. Phytoremediation of Heavy Metals From Municipal Wastewater

by Typhadomingensis. Africa Journal of Microbiology Research

Vol.6(3), pp 643-647, 23 January 2012. DOI.10.5897. ISSN 1996-0808 National Risk Management Research Laboratory Office of Research and

Development. (2000). Introduction to Phytpremediation. Ohio : U.S. Environmental Protection Agency

Nurmayanti. 2002. Kontribusi Limbah domestik terhadap Kualitas Air Kaligarang

Semarang. Program Pasca Sarjana Universitas Gajahmada. Yogyakarta.

Nur’Arif, M. (2008) Pengelolaan Air Limbah Domestik (Studi Kasus Di Kota Praya Kabupaten Lombok Tengah ). ) Tesis Magister pada Program Magister Ilmu Lingkungan Universitas Diponegoro Semarang: tidak diterbitkan.

Priadie, Bambang. 2012. Teknik Bioremediasi Sebagai Alternatif Dalam Upaya Pengendalian Pencemaran Air. Jurnal Ilmu Lingkungan. Vol(10)1, pp 38-48 ISSN 1829-8907.

Sasongko, L.A. (2006). Kontribusi Air Limbah Domestik Penduduk Di Sekitar

Sungai Tuk Terhadap Kualitas Air Sungai Kaligarang Serta Upaya Penanganannya (Studi Kasus Kelurahan Sampangan Dan Bendan Ngisor Kecamatan Gajah Mungkur Kota Semarang) Tesis Magister pada

Program Magister Ilmu Lingkungan Universitas Diponegoro Semarang: tidak diterbitkan.

S a s t r a w i j a y a , T . 2 0 0 0 . Pencemaran Lingkungan . R i n e k a C i p t a . B a n d u n g .

Sheehan, D. 1997. Bioremediation Protocol. Humana Press. Totowa. New Jersey Soemirat, T. 1996. Kesehatan Lingkungan. Gajahmada University Press.

Yogyakarta.

Sugiharti, G. 1997. Faktor-Faktor yang mempengaruhi Perilaku sehat Penduduk

terhadap Sampah di Kodia Semarang. Program Pasca Sarjana

Universitas Gajahmada. Yogyakarta.

(33)

Suripin. 2002. Pelestarian Sumberdaya Tanah dan Air. Penerbit ANDI. Yogyakarta.

Surtikanti, H.K. (2011). Toksikologi Lingkungan dan Metode Uji Hayati. Bandung : Rizqi Press

Staf PDAM IPAL Bojongsoang. 2012. Diktat kunjungan lapang IPAL Bojongsoang PDAM Kota Bandung. BPAK Kota Bandung

Tangahu, B.V. dan Warmadewanthi, I.D.A.A., 2001, Pengelolaan Limbah Rumah Tangga Dengan Memanfaatkan Tanaman Cattail (Typha angustifolia) dalam Sistem Constructed Wetland, Purifikasi, Volume 2 Nomor 3, ITS – Surabaya.

W i n a t a , I . N . A , et. al. 2 0 0 0 . Perbandingan Kandungan P dan N Total dalam Air

Sungai di Lingkungan Perkebunan dan Persawahan. J u r n a l I L M U D A S A R , V o l . 1 N o . I .

U n i v e r s i t a s J e m b e r . J e m b e r .

Yusuf, G. (2008). Bioremediasi Limbah Rumah Tangga Dengan Sistem Simulasi Tanaman Air. Jurnal Bumi Lestari [Online], Vol 8 (2), 9 halaman. Vasudevan et al. (2011). “ Loclized domestic wastewater treatment : part I –

constructed wetlands (an overview) ”. Journal of Scientific & Industrial

Research.

Vincent, G., Dallaire, S., and Lauzer, D., 1994. Antimicrobial properties of roots exudate of three macrophytes: Mentha aquatica L., Phragmites australis (Cav.) Trin. and Scirpus lacustris L., in: Proc. 4th Internat. Conf.

Wetland Systems for Water Pollution Control, Guangzhou, China, ICWS

’94 Secretariat, pp. 290-296.

Vymazal, Jan dan Kröpfelová, Lenka. (2008). “ Wastewater Treatment in Constructed Wetlands with Horizontal Sub-Surface Flow ”. Springer Sciene.