APLIKASI BAKTERI DALAM BIOREMEDIASI KANDUNGAN BAHAN ORGANIK LIMBAH LABORATORIUM PROLING MSP IPB
MARFIAN DWIDIMA PUTRA
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2017
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Aplikasi Bakteri dalam Bioremediasi Kandungan Bahan Organik Limbah Laboratorium Proling MSP IPB adalah benar karya saya dengan arahan yang diberikan oleh para komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Januari 2017 Marfian Dwidima Putra C24120091
ABSTRAK MARFIAN DWIDIMA PUTRA. Aplikasi Bakteri dalam Bioremediasi Kandungan Bahan Organik Limbah Laboratorium Proling MSP IPB. Dibimbing oleh NIKEN TUNJUNG MURTI PRATIWI dan INNA PUSPA AYU. Limbah yang berasal dari aktivitas pencucian alat-alat di laboratorium memiliki kandungan bahan organik. Bakteri bioremediator air limbah dapat tumbuh dengan memanfaatkan bahan organik sebagai sumber karbon untuk meningkatkan biomassanya. Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan pengaruh aplikasi penggunaan bakteri probiotik komersial dalam mereduksi bahan organik limbah Laboratorium Proling MSP IPB. Penelitian eksperimental dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi Perairan pada bulan Februari hingga Juli 2016. Penelitian ini terdiri dari beberapa perlakuan, yaitu limbah cair (L), limbah cair+molase (LM), dan limbah cair+molase+bakteri probiotik komersial (LMB). Parameter utama yang diamati adalah COD dan kelimpahan bakteri. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terjadi perbedaan hasil yang signifikan antara perlakuan dengan penambahan molase dan tanpa molase. Berdasarkan nilai COD, penurunan bahan organik tertinggi terjadi pada perlakuan LM dan LMB dengan waktu efektif 3 hari. Perlakuan tersebut menurunkan konsentrasi COD sebesar 97% dan 91%. Di samping itu, kelimpahan bakteri pada perlakuan yang menggunakan molase juga lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan tanpa menggunakan molase. Berdasarkan hasil penelitian, perlakuan limbah molase dan bakteri (LMB) menunjukkan kinerja bakteri yang lebih baik daripada perlakuan lainnya dalam mereduksi bahan organik limbah Laboratorium Proling, dalam waktu tiga hari. Kata kunci: air limbah organik laboratorium, bahan organik, bakteri, molase.
ABSTRACT MARFIAN DWIDIMA PUTRA. Aplication of bacteria in bioremediation of the content of organic waste from Proling Laboratory, MSP IPB Supervised by NIKEN TUNJUNG MURTI PRATIWI and INNA PUSPA AYU. Wastewater from laboratory glassware washing activities contains organic materials. Decomposing bacteria could increase the biomass by utilizing organic matter as a source of carbon. This research was aimed to describe the influence of commercial probiotic application in reducing organic matter content of Proling laboratory wastewater. The research was conducted from February to July 2016 in Aquatic Microbiology Laboratory. The experiment consists of several treatments, those were wastewater (L), wastewater+molasses (LM), wastewater+probiotic bacteria (LB), and wastewater+molasses+probiotic bacteria (LMB). Major parameters observed were COD and bacteria abundance. The results showed that there was significant response difference between molasses and without molasses treatment. Based on COD, the most influenced treatment in decreasing organic matter were LM and LMB. These treatments could decrease COD up to 97% and 91%. Furthermore, the abundance of bacteria in molasses treatment was higher than without molasses. Based on this study, LMB treatment shows the better
performance of bacteria than others treatments to reduce organik matter of Proling Laboratory, MSP IPB. Keywords: bacteria, laboratory wastewater, molasses, organic matter.
APLIKASI BAKTERI DALAM BIOREMEDIASI KANDUNGAN BAHAN ORGANIK LIMBAH LABORATORIUM PROLING MSP IPB
MARFIAN DWIDIMA PUTRA
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2017
Judul Skripsi : Aplikasi Bakteri dalam Bioremediasi Kandungan Bahan Organik Limbah Laboratorium Proling MSP IPB Nama : Marfian Dwidima Putra NIM : C24120091 Program Studi : Manajemen Sumberdaya Perairan
Disetujui oleh
Dr Ir Niken TM Pratiwi, MSi Pembimbing I
Inna Puspa Ayu, SPi MSi Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir M Mukhlis Kamal, MSc Ketua Departemen
Tanggal Pengesahan :
PRAKATA Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia dan rahmat-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Aplikasi Bakteri dalam Bioremediasi Kandungan Bahan Organik Limbah Laboratorium Proling MSP IPB. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat lulus dari program sarjana Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Institut Pertanian Bogor yang telah memberikan kesempatan untuk menempuh studi di Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan. 2. Dr Ir Niken TM Pratiwi, MSi dan Inna Puspa Ayu, SPi MSi selaku komisi pembimbing skripsi yang telah memberikan masukan dan arahan dalam menyelesaikan skripsi ini. 3. Beasiswa BIDIKMISI DIKTI tambahan yang telah membiayai kuliah Penulis di Institut Pertanian Bogor 4. Osaka Gas Foundation of International Cultural Exchange (OGFICE) yang telah mendanai penelitian. 5. Dr Ir Rahmat Kurnia, MSc sebagai dosen pembimbing akademik. 6. Ayah Sardi, ibu Sumarmi, Kakak Oky DPA, adik Inviana ADP, adik Elsha RDP, dan seluruh keluarga atas doa, kasih sayang, serta dukungannya selama ini. 7. Aliati Iswantari, SPi MSi yang telah membantu dan membimbing Penulis dalam menyelesaikan skripsi. 8. Thita Y, Goran S, Desy M, Dudi MW, Pasca R, Reza Z, Qurratu A yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi. 9. Staf Tata Usaha Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan. Demikian skripsi ini disampaikan, semoga bermanfaat. Bogor, Januari 2017 Marfian Dwidima Putra
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Manfaat METODE Waktu dan Tempat Tahapan Penelitian Analisis Data HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pembahasan KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
ii ii ii 1 1 2 3 3 3 3 4 6 8 8 14 15 16 16 16 20
DAFTAR TABEL 1 Parameter kualitas air yang diamati, metode, satuan, dan alat yang digunakan 2 Sidik ragam rancangan acak lengkap in time 3 Nilai hasil penghitungan matrik setiap parameter
6 6 14
DAFTAR GAMBAR 1 Skema perumusan masalah penelitian aplikasi bakteri terhadap kandungan bahan organik limbah menggunakan proses bioremediasi 3 2 Skema rancangan penelitian bioremediasi kandungan bahan organik limbah Laboratorium Proling MSP IPB 5 3 Kelimpahan bakteri selama penelitian 8 4 Perubahan konsentrasi COD selama penelitian 9 5 Perubahan konsentrasi amonia selama penelitian 9 6 Perubahan konsentrasi nitrit selama penelitian 10 7 Perubahan konsentrasi nitrat selama penelitian 11 8 Perubahan nilai kekeruhan selama penelitian 11 12 9 Perubahan warna selama penelitian 10 Nilai pH selama penelitian 13 11 Nilai suhu selama penelitian 13 L
DAFTAR LAMPIRAN
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Bak penampungan limbah cair laboratorium Proling MSP IPB Hasil penentuan bobot dan skor perlakuan pada matrik Kelimpahan bakteri selama penelitian Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan parameter COD Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan parameter amonia Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan parameter nitrit Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan parameter nitrat Kekeruhan selama penelitian Warna selama penelitian Kelarutan oksigen selama penelitian pH selama penelitian
20 20 20 21 21 22 22 23 23 24 24
PENDAHULUAN Latar Belakang Saat ini, kondisi pengolahan limbah cair laboratorium di Indonesia masih belum optimal dan bahkan sangat sedikit laboratorium yang melakukan pengolahan limbah. Pada umumnya, limbah cair laboratorium hanya diendapkan pada kolam penampungan sebelum dibuang ke lingkungan (Azamia 2012). Limbah cair laboratorium yang dimaksud dalam hal ini adalah limbah yang berasal dari aktivitas pencucian alat-alat laboratorium yang memiliki kandungan bahan organik. Kandungan dalam limbah cair laboratorium Proling MSP IPB diantaranya amonia, nitrit, nitrat, Cr, Hg, Sulfat, Cl, Kr, K, Na, Md, P, Ca, Mg, dan bahan organik (sitrat, tartat, dan askorbat). Volume limbah cair yang dihasilkan laboratorium relatif tentatif atau tidak menentu karena tergantung pada aktivitas laboratorium dan cenderung kurang dari limbah yang dihasilkan oleh aktivitas industri maupun rumah tangga, tetapi dalam kurun waktu lama dapat menyebabkan terjadinya akumulasi yang dapat menyebabkan dampak secara tidak langsung, diantaranya menurunkan kandungan oksigen terlarut dan memunculkan terjadinya proses eutrofikasi (Manengkey 2010). Hal ini menunjukkan pentingnya dilakukan pengolahan limbah cair laboratorium yang memadai. Pengolahan limbah cair dibedakan berdasarkan (1) pengolahan menurut tingkat perlakuan dan (2) pengolahan menurut karakteristik limbah (Kristanto 2002). Proses pengolahan limbah berdasarkan tingkat perlakuan digolongkan menjadi beberapa tahap namun tidak semua tingkatan harus dilalui, karena tingkatan pilihan proses tergantung pada kondisi limbah yang diketahui. Beberapa tingkatan pengolahan air limbah diantaranya pra pengolahan (pretreatment), pengolahan primer (primary treatment), pengolahan secara kimia dengan cara mengendapkan bahan padatan melalui penambahan zat kimia, dan pengolahan secara fisika yang dilakukan melalui pengendapan maupun pengapungan yang ditujukan terhadap bahan kasar yang terkandung dalam air limbah. Proses pengolahan limbah berdasarkan karakteristiknya dapat digolongkan menjadi tiga, yaitu proses fisik, kimia, dan biologi. Pada pengolahan limbah cair yang mengandung bahan organik, salah satu yang dapat dilakukan adalah menggunakan proses pengolahan limbah secara biologi. Pengolahan limbah secara biologi, dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu aerobic treatment dan anaerobic treatment. Pengolahan aerobik membutuhkan oksigen dalam prosesnya, sedangkan pengolahan anaerobik harus meminimumkan oksigen dalam proses perombakan kandungan bahan organik limbah cair (Wen 2011). Metode biologi merupakan salah satu cara yang dapat digunakan sebagai upaya dalam mereduksi bahan organik limbah. Secara biologi, kandungan bahan organik limbah diurai menggunakan proses bioremediasi. Bioremediasi adalah proses pengolahan kandungan bahan organik limbah oleh organisme hidup pada kondisi terkontrol menjadi suatu bahan yang tidak berbahaya atau konsentrasi dibawah baku mutu yang ditentukan (EPA 2005). Pengolahan limbah cair tersebut dapat dilakukan menggunakan bakteri sebagai pereduksi kandungan bahan organik limbah (Kuswytasari 2012).
2 Bakteri memerlukan biomassa yang memadai untuk dapat melakukan proses bioremediasi. Dalam meningkatkan biomassanya, bakteri memerlukan kondisi lingkungan yang memiliki sumber karbon, salah satunyaadalah molase. Molase adalah hasil samping yang terbentuk dari pembuatan gula tebu. Molase memiliki kandungan gula dengan kadar tinggi 50-60 %, dan tersusun atas 30-40% sukrosa, 4-9% glukosa, dan 5-12% fruktosa (Hidayat 2006). Molase umumnya digunakan dalam proses bioremediasi karena relatif murah dan mampu memicu pertumbuhan bakteri probiotik dengan baik (Lamichhane 2012). Molase diharapkan dapat meningkatkan populasi bakteri konsorsium sehingga dapat memaksimalkan kerja bakteri sebagai agen bioremediasi (Sartika 2012). Bakteri konsorsium adalah campuran populasi bakteri yang membentuk komunitas dan memiliki peran yang saling menguntungkan dalam aktivitasnya (Thompson et al. 2005). Bakteri konsorsium yang digunakan merupakan bakteri strain yang memenuhi beberapa kriteria, misalnya harus sehat, resisten terhadap asam, mampu menghasilkan antimikroba, dan mampu memodulasi respon imun (Heyman 2002). Strain merupakan progeni atau subkultur dari isolat koloni tunggal dalam kultur murni. Penggunaan bakteri konsorsium, mampu berperan positif dalam perbaikan kualitas air pada pengolahan limbah bahan organik tambak dengan proses bioremediasi (Moriarty 1998; Badjoeri 2008; Zarei 2012). Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan dengan menentukan formulasi yang paling baik dengan menggunakan bakteri konsorsium untuk meremediasi kandungan bahan organik limbah cair hasil kegiatan pencucian alat gelas di Laboratorium Produktivitas dan Lingkungan Perairan (Proling) MSP IPB dan memiliki manfaat bagi perairan. Perumusan Masalah Pada umumnya, bahan organik yang terdapat pada limbah cair laboratorium dapat terdegradasi oleh mikroorganisme. Kandungan bahan organik limbah laboratorium umumnya mengandung, fenol, hidrokarbon, protein, minyak dan lemak. Masukan limbah cair laboratorium ke perairan yang dilakukan secara kontinu dan tanpa pengolahan yang baik dapat mengancam kelangsungan ekosistem yang berada di sekitarnya. Saat ini, Laboratorium Proling mengolah limbah hasil pencucian alat-alat gelas dengan sistem penampungan dan pengendapan di kolam penampungan limbah, kemudian dialirkan ke lingkungan perairan. Akumulasi bahan organik yang masuk ke lingkungan perairan akan menimbulkan permasalahan bagi lingkungan. Salah satu upaya untuk dapat mengontrol masukan bahan organik limbah adalah dengan memanfaatkan mikroorganisme dekomposer. Pemanfaatan mikroorganisme, tersebut dapat dilakukan dengan mengaplikasikan bakteri probiotik komersial sebagai dekomposer kandungan bahan organik limbah laboratorium. Populasi bakteri yang membentuk komunitas dan memiliki peran yang saling menguntungkan mampu melakukan proses dekomposisi bahan organik limbah dan merubah bahan organik pencemar sebagai nutrisi untuk pertumbuhannya. Peran bakteri dalam menurunkan kandungan bahan organik limbah disebut dengan proses bioremediasi. Kemampuan bakteri dalam mereduksi bahan organik limbah dapat diketahui melalui persen penurunan konsentrasi pada beberapa
3 parameter berdasarkan pengamatan nilai parameter COD, amonia, nitrit, dan nitrat serta hasil pengamatan terhadap parameter lain yang memiliki kaitan dengan kinerja bakteri, yaitu kekeruhan, DO, suhu,dan pH. Kinerja bakteri dalam mereduksi kandungan bahan organik limbah memiliki keterkaitan dengan pertumbuhan bakteri. Uraian tersebut dapat dirumuskan secara singkat dalam bentuk diagram alir seperti pada Gambar 1. Kandungan bahan organik Limbah Laboratorium MSP IPB
Penurunan Kandungan Bahan Organik
Peningkatan Kualitas Air
Bioremediasi
Bakteri Kualitas Air (COD, 400 amonia, nitrit, nitrat, kekeruhan, DO, suhu, 2,00 pH) MSP IPB
Persen Penurunan Kandungan Bahan Organik
Efektivitas Bakteri
Gambar 1 Skema perumusan masalah penelitian aplikasi bakteri terhadap kandungan bahan organik limbah menggunakan proses bioremediasi Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk menentukan perlakuan terbaik pada penggunaan bakteri dalam mereduksi kandungan bahan organik limbah Laboratorium Proling MSP IPB. Manfaat Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai pemanfaatan bakteri untuk menguraikan bahan organik limbah cair Laboratorium Proling MSP IPB. Selain itu, formulasi dasar dalam menurunkan kandungan bahan organik limbah dapat ditentukan sehingga dapat digunakan sebagai media alternatif dalam pengolahan limbah cair secara biologi.
METODE Waktu dan Tempat Penelitian ini dilakukan pada bulan Februari hingga Juli 2016. Kegiatan percobaan dan analisis kelimpahan bakteri dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Lingkungan Perairan. Analisis parameter kualitas air dilakukan di Laboratorium Produktivitas dan Lingkungan Perairan (Proling) Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
4 Tahapan Penelitian Penelitian ini dibagi menjadi dua tahapan, yaitu pendahuluan dan utama. Penelitian pendahuluan bertujuan untuk menentukan kepadatan bakteri probiotik komersial dan lama waktu pengujian kinerja bakteri dalam menurunkan kandungan bahan organik limbah Laboratorium Proling MSP IPB. Bakteri probiotik komersial yang dijadikan perlakuan dalam penelitian mengandung bakteri jenis Rhizobium sp., Azotobacter sp., Azospirilum sp., Pseudomonas sp., dan Lactobacillus sp.. Selain itu, dilakukan studi literatur mengenai lama waktu bakteri dalam melakukan proses bioremediasi kandungan bahan organik pada limbah cair. Berdasarkan penelitian Muchtar (2007); Miftahussalam (2014); dan Lufisari (2015), kinerja bakteri terbaik dan pertumbuhan optimum terjadi pada hari ketiga, Dengan demikian, waktu yang ditetapkan untuk melakukan pengamatan dan pengambilan contoh adalah setiap 3 hari selama 9 hari. Tahap penelitian pendahuluan meliputi penentuan konsentrasi limbah dan analisis pertumbuhan bakteri. Limbah yang digunakan berasal dari aktivitas pencucian alat gelas laboratorium Proling MSP IPB. Contoh limbah cair laboratorium diambil melalui bak penampungan limbah pertama (Lampiran 1). Limbah cair dianalisis COD (Chemical Oxygen Demand) pada konsentrasi limbah 100% dan 50%. Hal ini dimaksudkan untuk menentukan konsentrasi limbah yang akan digunakan pada penelitian utama. Nilai COD, pada limbah 100% adalah 160,4167 mg/L dan limbah 50% sebesar 143,0556 mg/L. Kedua kosentrasi tersebut termasuk dalam konsentrasi COD cemar ringan (Peraturan Menteri Lingkungan Hidup 2010), sehingga limbah yang digunakan untuk penelitian utama adalah limbah 100%. Dengan limbah 100%, waktu dan biaya lebih efisien, karena tidak dilakukan pengenceran seperti pada limbah 50%. Selanjutnya, analisis penghitungan bakteri juga dilakukan terhadap limbah 100% dengan menggunakan metode TPC (Total Plate Count). Prinsip dari metode TPC adalah menumbuhkan sel-sel mikroba yang hidup sehingga sel tersebut berkembang biak dan membentuk koloni yang dapat dilihat langsung dengan mata tanpa menggunakan mikroskop (Paulton 1991; Yunita 2015). Hal ini dimaksudkan untuk menentukan standar kelimpahan bakteri pada limbah cair laboratorium Proling MSP IPB. Penghitungan koloni bakteri dengan metode TPC dilakukan menggunakan media agar yang sebelumnya telah disterilisasi kemudian diinkubasi selama 24 jam (Paulton 1991). Kemudian dilakukan pelabelan media agar dari 101 hingga 109. Media pengencer dibuat dengan larutan NaCl yang telah disterilkan dan dituang ke dalam tabung reaksi sebanyak 0,9 ml serta diberi label mulai dari 101 hingga 109. Contoh limbah cair diambil 0,1 mL kemudian dituang ke dalam media pengencer lalu homogenkan. Contoh limbah cair diambil kembali sebanyak 0,1 mL dari tabung reaksi media pengencer pertama, dituang ke tabung reaksi media pengencer kedua kemudian dihomogenkan. Hal tersebut dilakukan berturut-turut hingga ke tabung reaksi media pengencer 109. Selanjutnya, dari masing-masing media pengencer yang telah diberi label, diambil sebanyak 0,1 mL, dituang ke media agar dengan label yang sama, diratakan dengan batang gelas yang telah disterilkan, kemudian diinkubasi selama 20-24 jam. Hal tersebut dilakukan secara berturut-turut hingga label pengenceran 109.
5 Penelitian utama Kegiatan yang dilakukan pada tahap penelitian utama merupakan pengujian eksperimental menggunakan sistem batch dengan model percobaan rancangan acak lengkap (RAL) in time. Rancangan acak lengkap in time yang digunakan dalam penelitian ini merupakan rancangan yang digunakan untuk mengetahui pengaruh perubahan kualitas media uji terhadap pemberian empat perlakuan dengan tiga ulangan dan waktu pengamatan yang berbeda. Model matematis rancangan acak lengkap in time ditunjukkan dalam rumus sebagai berikut: Yijk = μ + αi + δij + βj + (αβ)ij + εijk Keterangan: Yijk µ αi δij βj (αβ)ij ɛijk
(1)
= pengaruh pengamatan pada perlakuan ke-i, waktu ke-j, ulangan ke-k; i=1,2,3,4 = rataan umum = pengaruh perlakuan A ke-i = komponen acak perlakuan = pengaruh perlakuan B ke-j = pengaruh interaksi perlakuan A dan B = pengaruh acak dari interaksi waktu dengan perlakuan (0,σ2)
Wadah yang digunakan untuk keempat perlakuan tersebut adalah stoples kaca dengan kapasitas 2500mL, namun hanya diisi dengan media sebanyak 2000 mL. Perlakuan yang diberikan adalah limbah 100% (2000mL), limbah 100% (2000mL) + molase (10mg/L), limbah 100% (2000mL) + bakteri (4mg/L), dan limbah 100% (2000mL) + molase (10mg/L) + bakteri (4mg/L). Masing-masing perlakuan tersebut, selanjutnya disebut sebagai L (Limbah), LM (Limbah + Molase), LB (Limbah + Bakteri), LMB ( Limbah + Molase + Bakteri). Susunan perlakuan pada eksperimen ini dilakukan secara acak (Gambar 2).
Gambar 2 Skema rancangan penelitian bioremediasi kandungan bahan organik limbah Laboratorium Proling MSP IPB
6 Parameter kimia kualitas air yang diamati meliputi COD, DO, amonia, nitrit, nitrat, dan pH. Parameter fisika yang diamati adalah suhu, kekeruhan, dan warna. Sementara parameter biologi yang diamati adalah kelimpahan bakteri. Pengamatan parameter DO diamati setiap 12 jam (pukul 09.00 WIB dan 21.00 WIB). Parameter COD, amonia, nitrit, nitrat, pH, kekeruhan, dan warna diamati setiap 3 hari. Analisis kelimpahan bakteri dilakukan setiap 3 hari dengan metode TPC (Total Plate Count). Penghitungan koloni bakteri dengan metode TPC dilakukan menggunakan media yang telah diinkubasi selama 24 jam (Paulton 1991). Pengukuran parameter kualitas air baik fisika, kimia, maupun biologi mengacu pada standar APHA (2012) (Tabel 1). Tabel 1
Parameter digunakan Parameter Kekeruhan Suhu
kualitas air yang diamati, metode, satuan, dan alat yang Satuan NTU °C
Metode Pembiasan Probe elektroda
Alat Ukur Turbidity meter Termometer digital Probe elektroda pH meter Refluks tertutup Spektrofotometer Probe elektroda DO meter Phenate Spektrofotometer Brucine Spektrofotometer Colorimetric Spektrofotometer Total Plate Count Standard Plate (TPC) Count (SPC)
pH COD mg/L DO mg/L Amonia mg/L Nitrat mg/L Nitrit mg/L Kelimpahan cfu/mL Bakteri *Sumber : APHA (2012)
Analisis Data Sidik ragam rancangan acak lengkap (RAL) in time Analisis sidik ragam adalah suatu metode untuk menguraikan keragaman total data menjadi komponen-komponen yang mengukur berbagai sumber keragaman. Sidik ragam dapat digunakan untuk menguji hipotesis dengan dua variabel atau lebih. Sidik ragam yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan aplikasi SPSS 15.0. Sidik ragam rancangan acak lengkap pada penelitian ini disajikan pada Tabel 2 (Mattjik dan Sumertajaya 2000). Tabel 2 Sidik ragam rancangan acak lengkap in time Derajat bebas Jumlah Kuadrat (db) (JK) Perlakuan (A) a-1 JKA Galat (a) a(n–1) JKGa Waktu (B) b–1 JKB Galat (b) a(b-1)(n-1) JKGb Sumber Keragaman
Interaksi (AB) Total
(a-1)(b-1) abn – 1
Kuadrat Tengah (KT) KTA KTGa KTB KTGb
JKAB KTAB JKT
-
Fhit
Ftab
KTA/KTGa KTB/KTGb
-
Fα(dbA.dbGa) Fα(dbB.dbGb) -
KTAB/KTGb Fa(dbAB.dbGb) -
-
7 Uji pengaruh diperoleh dengan membandingkan nilai Fhit dan Ftab. Jika Fhit>Ftab, maka dikatakan H0 ditolak. Pada kondisi demikian, dapat disimpulkan bahwa penerapan bakteri dan/atau pemicu lainnya dapat berpengaruh terhadap peningkatan kualitas air limbah dan penurunan bahan organik. Respon atau interaksi yang memberikan pengaruh yang berbeda, selanjutnya diuji dengan menggunakan uji lanjut perbandingan berganda Duncan menggunakan aplikasi SAS 9.1. Uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT) Matjik dan Sumertajaya (2000) menyatakan bahwa jika dalam kesimpulan uji pengaruh yang didapatkan tolak H0 (dalam hal ini adalah pemberian bakteri dan/atau interaksi yang memberikan pengaruh berbeda terhadap peningkatan kualitas air limbah dan penurunan kandungan bahan organik limbah), maka dilakukan uji lanjut, yaitu uji perbandingan berganda untuk menentukan perlakuan yang menyebabkan terjadinya penolakan terhadap H0. Uji lanjut yang digunakan dinamakan uji perbandingan berganda Duncan atau Duncan Multiple Range Test (DMRT). Uji lanjut DMRT dilakukan menggunakan aplikasi SAS 9.1. Persen perubahan kualitas air Kualitas air diukur dan dianalisis untuk mengetahui persentase perubahan yang terjadi dari sebelum pengolahan, yaitu di awal pengamatan dan setelah pengolahan, yaitu pada akhir pengamatan. Analisis kualitas air dilakukan untuk melihat kinerja bakteri sebagai bioremediator dalam meningkatkan kualitas air. Berikut adalah penghitungan persen perubahan kualitas air yang diajukan oleh Arifin (2000): E = (A – B) x 100% A Keterangan: E = Persen perubahan kualitas air selama proses pengolahan A = Nilai kualitas air sebelum pengolahan B = Nilai kualitas air setelah pengolahan Penentuan perlakuan yang paling baik dalam mereduksi kandungan bahan organik limbah Laboratorium Proling MSP IPB Penentuan perlakuan yang paling baik dalam proses bioremediasi dilakukan dengan menggunakan matrik. Matrik dibuat berupa bobot-skor pada masingmasing parameter yang diamati. Data yang digunakan dalam matrik meliputi data seluruh pengamatan kualitas air. Nilai perubahan setiap parameter dikelompokkan menjadi dua kelas sesuai dengan masing-masing perlakuan. Pengelompokan dilakukan untuk mempermudah pemberian skor. Penurunan parameter kualitas air dan peningkatan jumlah koloni bakteri tertinggi diberi skor maksimal empat. Masing-masing paramater kualitas air dibagi menjadi dua kategori bobot yaitu parameter kualitas air yang menjadi fokus utama dan paramater yang masih berkaitan dengan parameter yang menjadi fokus utama. Parameter COD dan kelimpahan bakteri diberi bobot 5 karena menjadi fokus utama dalam menentukan gambaran bahan organik dan proses bioremediasi. Parameter amonia, nitrit, nitrat,
8 pH, kekeruhan, dan warna diberi bobot 3 karena masih berkaitan dengan parameter nilai COD yang menunjukkan kandungan bahan organik limbah. Jumlah total bobot yang diberikan pada penelitian ini adalah sebesar 25. Sebelum pemberian skor pada masing-masing parameter, perlu dilakukan penentuan selang kelas terlebih dahulu agar skor yang diberikan dapat lebih akurat. Kisaran skor yang diberikan memiliki kisaran 1-4. Dengan demikian, nilai maksimal dari hasil kali antara bobot dan skor (nilai akhir matrik) adalah 100 (Lampiran 2). Penghitungan nilai acuan dalam penentuan peringkat dilakukan dengan mengalikan skor dengan nilai terboboti. Berdasarkan nilai tersebut, dapat ditentukan proses bioremediasi yang paling baik di antara seluruh perlakuan yang diberikan.
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Kelimpahan bakteri Kelimpahan bakteri selama penelitian mengalami peningkatan pada keseluruhan perlakuan, kecuali pada perlakuan L (Lampiran 3). Kelimpahan bakteri tertinggi terdapat pada perlakuan LMB di hari ke-9 dengan kelimpahan total 224x107 cfu/mL, sedangkan nilai terendah terdapat pada perlakuan LM di hari ke3 dengan kelimpahan total 41x103 cfu/mL. Grafik kelimpahan bakteri selama penelitian ditunjukkan pada Gambar 3. 10.000.000 Kelimpahan bakteri x 10³ (cfu/mL)
1.000.000 L
100.000 10.000
LM
1.000
LB
100 10
LMB
10 0 4 0 0
3
Hari ke-
6
9
Gambar 3 Kelimpahan bakteri selama penelitian
Chemical Oxygen Demand (COD) Pengukuran COD merupakan salah satu parameter yang digunakan untuk mengetahui kandungan bahan organik pada limbah cair, baik yang sulit didegradasi maupun yang mudah didegradasi secara biologi (Marganof 2007). Konsentrasi COD pada H0 merupakan konsentrasi sesaat setelah diberi perlakuan. Hasil penelitian menunjukkan, nilai penurunan COD tertinggi terdapat pada perlakuan LM di hari ke-3 sebesar 9357,6 mg/L atau 97% diikuti dengan LMB sebesar 91%,
9 sedangkan penurunan nilai COD terendah terdapat pada perlakuan L di hari ke-3 sebesar 2,71 mg/L atau 8% (Gambar 4).
Konsentrasi COD (mg/L)
12000 10000 8000 6000 4000 2000
400 400
hari ke-0 hari ke-3 hari ke-6 hari ke-9
0 L
LM LB Perlakuan
LMB
Gambar 4 Perubahan konsentrasi COD selama penelitian Hasil uji statistik menunjukkan adanya perbedaan nyata (p<0,05) untuk seluruh perlakuan dan interaksi antara perlakuan dengan waktu. Perlakuan LM dan LMB memberikan respon yang berbeda nyata dengan L dan LB hingga akhir pengamatan. Namun perlakuan LM dan LMB tidak berbeda nyata pada hari ke-3, disamping itu, perlakuan L dan LB tidak berbeda nyata pada setiap waktu pengamatan (Lampiran 4).
Konsentrasi amonia (mg/L)
Amonia Konsentrasi amonia tertinggi terdapat pada perlakuan LM di hari ke-9 sebesar 18,37 mg/L, sedangkan konsentrasi terendah terdapat pada perlakuan LB di hari ke3 sebesar 0,05 mg/L (Gambar 5). Persen perubahan konsentrasi amonia tertinggi terdapat pada perlakuan LB sebesar 79% di hari ke-3 diikuti dengan perlakuan LMB sebesar 66% di hari ke-3. Hasil uji statistik menunjukkan adanya perbedaan nyata (p<0,05) pada perlakuan dan waktu terhadap perubahan konsentrasi amonia. Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa perlakuan LMB selama pengamatan berbeda nyata dari perlakuan L, kecuali di hari ke-3 (Lampiran 5). 20 18 16 14 12 10
2 hari ke-0 hari ke-3 hari ke-6 hari ke-9
0 L
LM
LB
Perlakuan
LMB
Gambar 5 Perubahan konsentrasi amonia selama penelitian
10 Nitrit Konsentrasi nitrit mengalami penurunan mulai hari ke-0 hingga hari ke-3 pada keseluruhan perlakuan (Gambar 6). Semua perlakuan cenderung mengalami kenaikan hingga akhir pengamatan, kecuali pada perlakuan L (limbah). Penurunan nitrit tertinggi terdapat pada perlakuan LB dengan persen perubahan sebesar 82% atau 0,1023 mg/L. Konsentrasi nitrit pada perlakuan L lebih rendah daripada perlakuan lainnya, yaitu berkisar antara 0,02–0,15 mg/L. Hasil uji statistik menunjukkan adanya perbedaan nyata pada setiap perlakuan terhadap perubahan konsentrasi nitrit (p<0,05). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa perubahan konsentrasi nitrit pada perlakuan dengan pemberian molase (LM dan LMB) memiliki pola perubahan yang sama, namun sangat berbeda nyata jika dibandingkan dengan perlakuan tanpa pemberian molase yaitu L dan LB (Lampiran 6).
Konsentrasi nitrit (mg/L)
1,6 1,4 1,2 1,0 0,6 0,4
hari ke-0 hari ke-3 hari ke-6 hari ke-9
0,2 0,0 L
LM
LB
Perlakuan
LMB
Gambar 6 Perubahan konsentrasi nitrit selama penelitian Nitrat Gambar 7 menunjukkan bahwa nilai nitrat mengalami fluktuasi selama penelitian. Persen perubahan nilai nitrat tertinggi terdapat pada perlakuan LM di hari ke-3 sebesar 96% atau 57,8793 mg/L, sedangkan persen perubahan nilai nitrat terendah terdapat pada perlakuan L di hari ke-6 sebesar 1% atau 0,0033 mg/L (Lampiran 7). Hasil uji statistik menunjukkan adanya perbedaan nyata pada setiap perlakuan terhadap perubahan konsentrasi nitrat (p<0,05). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa perlakuan LMB berbeda nyata terhadap keseluruhan perlakuan. Selanjutnya, perlakuan L, LB, dan LM tidak memberikan pengaruh yang berbeda nyata di hari ke-6 dan ke-9.
Konsentrasi nitrat (mg/L)
11
70 60 50 40 30 20
2,5 hari ke-0 hari ke-3 hari ke-6 hari ke-9
0
L
LM LB Perlakuan
LMB
Gambar 7 Perubahan konsentrasi nitrat selama penelitian Kekeruhan Parameter kekeruhan hanya diamati pada perlakuan L dan LB, sebab kondisi limbah pada perlakuan LM dan LMB memiliki warna yang pekat atau sangat keruh. Nilai kekeruhan menurun pada perlakuan L dan LB (Gambar 8). Nilai kekeruhan pada perlakuan L dan LB selama pengamatan berkisar antara 1,54-27,67 NTU. Penurunan nilai kekeruhan tertinggi terdapat pada perlakuan L sebesar 23,94 NTU (Lampiran 8). 30
Kekeruhan (NTU)
25 20 15
L LB
10 5 0 0
3
Hari ke-
6
9
Gambar 8 Perubahan nilai kekeruhan selama penelitian Warna Berdasarkan Gambar 9, diketahui adanya perubahan warna pada perlakuan L dan LB selama pengamatan. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa tidak terjadi perubahan warna pada perlakuan LM dan LMB selama pengamatan, yaitu sebesar 550 PtCo. Selanjutnya, perlakuan L dan LB mengalami penurunan nilai di setiap pengamatan, berturut-turut sebesar 27,67-6,67 PtCo dan 42,67-17,33 PtCo (Lampiran 9).
12
Konsentrasi warna (PtCo)
600
500 50 hari ke-0 hari ke-3 hari ke-6 hari ke-9
0 L
LM LB Perlakuan
LMB
Gambar 9 Perubahan warna selama penelitian `Oksigen terlarut (DO) Oksigen terlarut atau dissolved oxygen merupakan indikator yang dibutuhkan oleh mikroorganisme aerob dalam siklus hidupnya. Oksigen terlarut selama pengamatan pada siang hari berkisar 2,40–5,97 mg/L, sedangkan pada malam hari berkisar 2,90 mg/L–5,63 mg/L (Lampiran 10). Gambar 10 dan 11 menunjukkan konsentrasi oksigen terlarut selama penelitian. 7,00
A
6,00
L
DO (mg/L)
5,00
LM
4,00 3,00
LB
2,00
LMB
1,00 0,00 0
2
4
6
8
10
B
6,00 5,00
L
4,00
DO (mg/L)
LM
3,00
LB
2,00 LMB
1,00 0,00 0
2
4 Hari ke- 6
8
10
Gambar 10 (A) Konsentrasi DO pada siang hari (B) Konsentrasi DO pada malam hari selama penelitian
13 pH pH merupakan salah satu faktor penting dalam pertumbuhan bakteri. Gambar 12 menunjukkan bahwa adanya perubahan nilai pH pada seluruh perlakuan, kecuali perlakuan L. Nilai pH pada perlakuan limbah bakteri (LB) cenderung mengalami peningkatan hingga akhir pengamatan, yaitu sebesar 21%, sedangkan pada perlakuan LM dan LMB terjadi penurunan nilai pH sejak awal pengamatan (Lampiran 11). 8,00 7,00 6,00
L
pH
5,00 4,00
LM
3,00
LB
2,00
LMB
1,00 0,00
Hari ke- 6 Gambar 10 Nilai pH selama penelitian 0
3
9
Suhu Suhu memiliki pengaruh yang penting dalam proses-proses yang terjadi di perairan. Suhu juga memiliki kaitan dengan proses biodegradasi. Kondisi suhu yang optimal dapat membantu pertumbuhan organisme yang ada dalam lingkungan tersebut. Nilai suhu pada siang hari selama penelitian berkisar antara 27,7–28,5 °C dan pada malam hari berkisar antara 26,9-27,3°C (Lampiran 12). Grafik perubahan suhu selama penelitian dapat disajikan pada Gambar 13. 29 28
Suhu °C
27 26 2 Suhu siang Suhu malam
0 0
1
2
3
4 5 Hari ke-
6
7
8
9
Gambar 11 Nilai suhu selama penelitian Reduksi bahan organik limbah Laboratorium Proling MSP IPB Penentuan perlakuan yang baik dalam bioremediasi limbah cair laboratorium dapat dilakukan dengan pembuatan matrik. Penentuan nilai acuan didasarkan pada perkalian dari skor masing–masing perlakuan dengan nilai terboboti dari setiap parameter. Nilai hasil penghitungan matrik dicantumkan pada Tabel 3.
14 Tabel 3. Nilai hasil penghitungan matrik setiap parameter Parameter Perlakuan Kelimpahan
COD Amonia
Nitrit
Nitrat
pH Kekeruhan
Bakteri L LM LB LMB
5 10 15 20
10 20 5 15
6 3 12 9
6 9 12 3
6 12 3 9
3 9 6 12
Warna 12 1 9 1
Total
Peringkat
48 64 62 69
4 2 3 1
Nilai hasil penghitungan matrik pada Tabel 3 menunjukkan bahwa perlakuan LMB memberikan pengaruh yang paling baik terhadap peningkatan kelimpahan bakteri dan pH selama pengamatan, diikuti dengan persen perubahan penurunan konsentrasi COD, amonia, dan nitrat. Perlakuan LM memberikan respon terbaik terhadap persen perubahan penurunan COD dan nitrat, namun tidak memberikan pengaruh yang baik pada parameter lainnya. Oleh karena itu, perlakuan LMB memberikan pengaruh yang lebih baik daripada perlakuan lainnya. Pembahasan Hasil penelitian menunjukkan bahwa kelimpahan bakteri pada perlakuan LMB (limbah molase bakteri) jauh lebih tinggi dibandingkan dengan ketiga perlakuan lainnya (L, LM, dan LB). Nilai kelimpahan bakteri terendah terdapat pada perlakuan L (limbah). Hal ini sesuai dengan penelitian Yunitasari (2009) yang menunjukkan bahwa penambahan bakteri dan molase cenderung memberikan nilai perubahan kualitas air yang lebih baik karena bakteri akan menggunakan molase yang kaya akan karbon dan nitrogen anorganik untuk sintesis protein mikrobial. Konsentrasi COD sesaat setelah diberi perlakuan menjadi lebih tinggi. Hal ini diduga terjadi karena bakteri dalam limbah cair ikut terhitung pada pengukuran COD. Konsentrasi COD menggambarkan oksigen total yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan organik secara kimiawi, baik yang mudah didegradasi secara biologi (biodegradable) maupun yang sukar didegradasi (non biodegradable), sehingga mikroorganisme (bakteri) dan bahan-bahan yang stabil terhadap reaksi biologi dapat ikut teroksidasi dalam uji COD (Nurhasanah 2009; Marganof 2007; Fardiaz 1999). Molase merupakan sumber energi (karbon) untuk pertumbuhan bakteri karena mengandung nutrisi yang cukup tinggi untuk kebutuhan bakteri dan telah dijadikan bahan alternatif untuk pengganti glukosa (Paturau 1969). Oleh sebab itu, pada pemberian perlakuan molase, konsentrasi COD awal pada limbah cair menjadi sangat tinggi. Konsentrasi COD, amonia, nitrit, dan nitrat pada keseluruhan perlakuan mengalami penurunan tertinggi di hari ke-3. Hal ini disebabkan oleh adanya aktivitas bakteri dalam mendekomposisi bahan organik. Badjoeri dan Widyanto (2008) menyatakan bahwa pemberian bakteri bioremediasi berpengaruh pada kondisi kualitas air, terutama pada pengurangan kandungan bahan organik dan konsentrasi senyawa amonia, nitrit, dan nitrat. Perlakuan dengan penambahan molase mampu merangsang bakteri dalam memanfaatkan nitrogen sehingga amonia dan nitrit mampu menurun lebih cepat dari perlakuan tanpa penggunaan molase (Souza 2014). Zhao et al. (1999)
15 menyatakan bahwa bakteri yang bersifat heterotrof dapat tumbuh lebih cepat dengan konsentrasi kelarutan oksigen rendah dan lebih toleran pada lingkungan asam. Konsentrasi COD, amonia, nitrit, dan nitrat cenderung mengalami fluktuasi nilai pada hari ke-6 dan ke-9. Kondisi ini diduga terjadi karena bakteri telah mencapai batas waktu eksponensial pada hari ke-3, sehingga pada pengamatan selanjutnya bakteri sudah pada fase statis. Bakteri heterotrof membutuhkan waktu untuk melakukan regenerasi berkisar antara 10-60 menit dan bakteri pengoksidasi bahan organik (kemotrof) mampu melakukan regenerasi lebih kurang lebih 20 jam (Pelczar 1986). Bakteri heterotrof adalah jenis bakteri yang memanfaatkan karbon di lingkungannya untuk tumbuh, sedangkan bakteri kemotrof adalah bakteri yang memperoleh energi dengan memecah senyawa kimia dilingkungannya, dengan salah satu contoh bakterinya adalah bakteri yang mengandung nitrogen amonia (Environment Protection Authority 2005). Fluktuasi yang terjadi juga dapat disebabkan oleh oksigen terlarut dan pH yang semakin rendah sehingga membatasi aktivitas bakteri pengoksidasi bahan organik. Oksigen terlarut selama pengamatan berkisar 2,9-4,8 mg/L. Kondisi oksigen terlarut lebih dari 1 mg/L, maka bakteri yang beraktivitas pada limbah adalah bakteri aerob dan pH optimum dalam bakteri melakukan penguraian bahan organik berkisar 6-7 (Wen 2011; Metcalf 2003). Faktor lain yang merupakan salah satu faktor penting dalam pertumbuhan bakteri adalah nilai pH. Nilai pH pada hari ke-3 berkisar antara 6,05–6,48; sedangkan pada hari ke-6 dan ke-9 berkisar antara 4,33-7,32. Nilai pH tersebut termasuk dalam rentang kondisi bakteri secara umum yang dapat tumbuh di perairan. Nilai pH minimum dan maksimum untuk pertumbuhan bakteri secara umum adalah 4 hingga 9 (Suriani 2013). Nilai pH memiliki kaitan dengan aktivitas enzim. Enzim yang dimanfaatkan oleh bakteri digunakan untuk mengkatalis reaksi-reaksi yang berhubungan dengan pertumbuhan bakteri. Jika pH pada suatu lingkungan tidak optimal, maka kerja enzim akan terganggu dan pertumbuhan bakteri juga akan terhambat (Pelczar dan Chan 1986). Suhu air memiliki pengaruh pada aktivitas bakteri dalam proses nitrifikasi. Proses nitrifikasi berlangsung secara optimum pada suhu antara 28-32°C (Gerardi 2002). Dalam penelitian ini, suhu demikian terjadi pada siang hari, sehingga diduga bakteri melakukan perombakan bahan organik dengan proses nitrifikasi pada periode tersebut. Hasil penghitungan matrik menunjukkan bahwa perlakuan yang paling baik berdasarkan persen peningkatan kualitas air dalam mereduksi kandungan bahan organik dalam limbah cair laboratorium Proling MSP IPB adalah perlakuan limbah dengan penambahan molase dan bakteri (LMB). Perlakuan LMB memberikan perubahan peningkatan kualitas air paling baik ditinjau dari kelimpahan bakteri, amonia, dan pH, diiringi dengan perubahan penurunan konsentrasi COD dan nitrat. Aplikasi penggunaan bakteri dan molase berpotensi dalam pengolahan limbah cair laboratorium Proling MSP secara biologi, namun memerlukan perhatian khusus berkenaan dengan konsentrasi molase yang diterapkan. Berdasarkan pengamatan selama penelitian, konsentrasi molase yang diterapkan memunculkan nilai COD dan kekeruhan yang tinggi sehingga perlu diturunkan hingga tingkat tertentu tanpa mengurangi kinerja bakteri.
16
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Perlakuan limbah molase dan bakteri (LMB) menunjukkan kinerja bakteri yang lebih baik daripada perlakuan lainnya dalam mereduksi bahan organik limbah Laboratorium Proling, dalam waktu tiga hari. Saran Nilai COD pada saat setelah diberi molase mengalami peningkatan yang sangat tinggi dari nilai COD limbah awal dan terjadi fluktuasi yang sangat signifikan pada setiap pengamatan. Oleh karena itu, saran yang dapat diberikan dari hasil penelitian ini adalah perlu dilakukan pengujian kembali dosis penggunaan molase pada limbah yang akan digunakan dalam mengkaji penurunan kandungan bahan organik limbah.
DAFTAR PUSTAKA [APHA] American Public Health Association. 2012. Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water. Rice W, editor. Washington (US).1496p: American Public Health Association. Arifin M. 2000. Pengolahan Limbah Hotel Berbintang [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Azamia M. 2012. Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Kimia dalam Penurunan Kadar Organik serta Logam Berat Fe, Mn, Cr dengan Metode Koagulasi dan Adsorpsi [skripsi]. Depok (ID): Universitas Indonesia. Badjoeri M, Widyanto T. 2008. Penggunaan bakteri nitrifikasi untuk bioremediasi dan pengaruhnya terhadap konsentrasi ammonia dan nitrit di tambak udang. Jurnal Oseanologi dan Limnologi di Indonesia. 34: 261-278. Environment Protection Authority (SA). 2005. Soil Bioremediation. Adelaide. Fardiaz S. 1992. Polusi Air dan Udara. Yogyakarta (ID): Kanisius. Gerardi MH. 2002. Nitrification and Denitrification in the Activated Sludge Process. Canada (USA): Wiley-Interscience. Heyman M dan Menard S. 2002. Probiotic microorganisms : how they affect intenstinal pathophysiology. Journal of Cellular and Molecular Life 59: 115. Hidayat N, Padaga MC, Suhartini S. 2006. Mikrobiologi Industri. LPPM. Yogyakarta (ID): ANDI. Kristanto P. 2002. Ekologi Industri. LPPM. Yogyakarta (ID): ANDI.
17 Kuswytasari ND, Paramita P, Maya S. 2012. Biodegradasi limbah organik pasar dengan menggunakan mikroorganisme alami tangki septik. Jurnal Sains dan Seni ITS 1: 2301-928X. Lamichhane KM, Roger WB Jr, Steve JT, Susan S. 2012. Molasses enhanced phyto and bioremediation treatibility study of explosives contaminated Hawaiian soils. Journal of Hazardous Materials 243: 334-339. Makmur M, Haryoto K, Setyo SM, Djarot SW. 2012. Pengaruh Limbah Organik dan Rasio N/P terhadap Kelimpahan Fitoplankton di Kawasan Budidaya Kerang Hijau Cilincing. Jurnal Teknologi Pengelolaan Limbah 15: 51-64. Manengkey HWK. 2010. Kandungan bahan organik pada sedimen di perairan teluk buyat dan sekitarnya. Jurnal Perikanan dan Kelautan Tropis 6:3. Manurung J. 2015. Studi efek jenis dan berat koagulan terhadap penurunan nilai COD dan BOD pada pengolahan air limbah dengancara koagulasi [skripsi]. Medan (ID): Universitas Sumatera Udara. Marganof. 2007. Model pengendalian pencemaran perairan di danau maninjau Sumatera Barat [thesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Mattjik AA dan M Sumertajaya. 2000. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan Minitab. IPB Press. Bogor: 73-79. Maya S. 2012. Biodegradasi limbah organik pasar dengan menggunakan mikroorganisme alami tangki septik. Jurnal Sains dan Seni ITS 1: 2301928X. Metcalf, Eddy. 2003. Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, and Reuse. McGraw Hill Book Company: NewYork. Miftahussalam. 2014. Penerapan bakteri sebagai agen bioremediasi dalam mereduksi limbah organik danau Ebony Pantai Indah Kapuk jakarta Utara [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Moriarty DJW. 1998. Control of luminous Vibrio spesies in penaeid aquaculture ponds. Journal of Aquaculture 164: 351-358. Muchtar ZM. 2007. Penggunaan bakteri kultur alami (Alcaligines sp., Bacillus sp., dan Chromobacterium sp.) dalam pengolahan air limbah rumah makan (kantin) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Mujab AS. 2011. Penggunaan biokompos dalam bioremediasi lahan tercemar limbah lumpur minyak bumi [skripsi]. Jakarta (ID): Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah. Nurhasanah. 2009. Penentuan Kadar COD (CHEMICAL OXYGEN DEMAND) pada Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit, Pabrik Karet dan Domestik. [Karya Ilmiah] Departemen Kimia, FMIPA, Universitas Sumatera Utara. Medan. Paulton RJL. 1991. The bacterial growth curve. Journal of Biological Education 25: 2-4. Paturau MJ. 1969. By products of the cane sugar industry. Journal of Introduction Utilization. London. Pelczar MJ dan ECS Chan. 1986. Dasar-dasar mikrobiologi. Diterjemahkan oleh: RS Hadioetomo, T Imas, SS Tjitrosomo, dan SL Angka. UI Press. Jakara.
18 Perelo LW. 2010. Review: In situ and bioremediation of organic pollutants in aquatic sediments. Journal of Hazardous Materials 177: 81-89. Priadie B.2012. Teknik bioremediasi sebagai alternatif dalam upaya pengendalian pencemaran air. Jurnal Ilmu Lingkungan 10: 38-42. Sartika D, Esti H, Rara D. 2012. Pemberian molase pada aplikasi probiotik terhadap kualitas air, pertumbuhan dan tingkat kelangsungan hidup benih ikan mas (Cyprinus carpio). Jurnal Rekayasa dan Teknologi Budidaya Perairan 1: 2302-3600. Scryver PD, Crab R, Devoirdt T, Boon N, Verstraete W. 2008. The basic of bioflocs technology: The added value for aquaculture. Journal of Aquaculture 227:125-137. Souza DM, Sabrina MS, Luis AR, Wilson W Jr, Eduardo LCB. 2014. Use of molasses as a carbon source during the nursery rearing of Farfantepenaeus brasiliensis (Latreille, 1817) in a biofloc technology system. Journal of Aquaculture research 45: 270-277. Suriani S, Soemarno, Suharjono. 2013. Pengaruh suhu dan pH terhadap laju pertumbuhan lima isolat bakteri anggota genus Pseudomonas yang diisolasi dari ekosistem sungai tercemar deterjen di sekitar kampus Universitas Brawijaya. Jurnal Pengelolaan Air Limbah.3: 2. Thompson IP, van der Gast CJ, Ciric I dan Singer AC. 2005. Bioaugmentation for bioremediation: the challenge of strain selection. Journal Environmental Microbiology 7: 909-915. US EPA. 1998. Design Manual: Constructed Wetlands and Aquatic Plant Systems for Municipal Wastewater Treatment. Center for Environmental Research Information Cincinnati, OH 45268. Walpole RE. 1995. Pengantar Statistika Edisi ke-3. Sumantri B, penerjemah. Jakarta (ID) : Gramedia Pustaka Utama. Terjemahan dari : Introduction to Statistic 3rd. Wen Y dan Chao HW. 2011. Heterotrophic nitrification and aerobic denitrification bacterium isolated from anaerobic/anoxic/oxic treatment system. Journal of Biotechnology 10: 6985-6990. Yuniasari D. 2009. Pengaruh Pemberian Bakteri Nitrifikasi dan Denitrifikasi serta Molase dengan C/N Rasio Berbeda terhadap Profil Kualitas Air, Kelangsungan Hidup, dan Pertumbuhan Udang Vaname Litopenaeus vanamei [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Yunita M, Yusuf H, Rini Y. 2015. Analisis kuantitatif mikrobiologi pada makanan penerbangan (Aerofood ACS) Garuda Indonesia berdasarkan TPC (Total Plate Count) dengan metode Pour Plate. Jurnal Ketknikan Pertania Tropis dan Biosistem 3: 237-248. Zarei M, Aminzadeh S, Ghorohi A, Motalebi AA, Alikhajeh J, Daliri M. 2012. Chitinase isolated from water and soil bacteria in shrimp farming ponds. Journal of Fisheries Science 11: 911-925.
19 Zhao HW, DS Manivic, WK Oldham, dan FA Koch. 1999. Controlling factors for simultaneous nitrification and denitrification in a two-stage intermittent aeration process treating domestic sewage. Journal of Water Resources 3: 961-970.
20
LAMPIRAN Lampiran 1 Bak penampungan limbah cair laboratorium Proling MSP IPB
1
2
Lampiran 2 Hasil penentuan bobot dan skor perlakuan pada matrik Parameter Kelimpahan Bakteri COD Amonia Nitrit Nitrat pH Kekeruhan Warna Total
Bobot
Limbah
Limbah Molase
Limbah Bakteri
Limbah Molase Bakteri
5
1
2
3
4
5 3 3 3 3
2 2 2 2 1
4 1 3 4 3
1 3 4 1 2
3 4 1 3 4
3
4
1
3
1
14
18
17
20
Lampiran 3 Kelimpahan bakteri selama penelitian Waktu 0 3 6 9
Limbah Limbah Molase 166 x 10^4 41 x 10^3 208 x 10^4 184 x 10^4 298 x 10^4 155 x 10^5 213 x 10^4 230 x 10^5
Perlakuan Limbah Bakteri 187 x 10^4 207 x 10^4 247 x 10^6 183 x 10^7
Limbah Molase Bakteri 130 x 10^3 230 x 10^4 188 x 10^6 224 x 10^7
21 Lampiran 4 Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan parameter COD R² 0,970521 Sumber keragaman Perlakuan Galat A Waktu Perlakuan* Waktu Galat B Total
KK 28,0480
Rata-rata Respon 3160,819
Db 3 8 3
JK 484689276 6287724,93 163149860
KT Fhit 161563092,0 205,56 785965,6 54383286,7 69,19
Nilai-P <0,0001
Kesimpulan Tolak H0
<0,0001
Tolak H0
9 24 47
180193682 18863981,51 853184524,4
20021520,3 785999,2
<0,0001
Tolak H0
Pengelompokan Duncan A A B B C D E E E E E E E E
25,47
Rata-rata 11074,1 10693,3 8470,5 8154 6677,2 3855,5 1068,8 175,3 85,7 73,5 61,6 46,7 45,3 32
Interaksi LMB0 LM0 LMB6 LMB9 LM9 LM6 LMB3 LM3 LB6 LB3 LB9 LB0 L6 L0
Lampiran 5 Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan parameter amonia R²
Rata-rata KK Respon 0,992259 22,99 2,062146
Sumber keragaman Perlakuan Galat A Waktu Perlakuan*waktu Galat B Total
db
JK 3 8 3 9 24 47
292,77 1,80 182,73 446,64 5,40 929,33
KT Fhit 97,59 434,09 0,22 60,91 270,93 49,63 220,74 0,22
Nilai-P <0,0001
kesimpulan Tolak H0
<0,0001 <0,0001
Tolak H0 Tolak H0
22
Pengelompokan Duncan
G G G G G G
D D D D D D D D D
A B C C C C C C C
F F F F F F F
E E E E E E E E
Rata-rata 18,3680 5,4207 1,3873 1,319 1,15 1,0027 0,951 0,9137 0,64 0,4257 0,3897 0,3223 0,2683
Interaksi LM9 LM6 L6 L9 LB6 LB9 LMB0 LM0 LM3 L3 LMB6 LMB3 LMB9
Lampiran 6 Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan parameter nitrit R² KK Rata-rata Respon 0,912452 46,74781 0,324375 Sumber keragaman db JK 3 Perlakuan 8 Galat A 3 Waktu 9 Perlakuan*waktu 24 Galat B 47 Total
D D D D D D
Pengelompokan Duncan A B C C C C F C F F F F F F
KT 3,74 0,18 2,14 1,79 0,55 8,40
E E E E E E E
Fhit Nilai-P 1,25 54,23 <0,0001 0,02 0,71 30,97 <0,0001 0,20 8,66 <0,0001 0,02
Rata-rata 1,5203 1,0077 0,5427 0,4343 0,3400 0,3283 0,2813 0,1683 0,1500 0,1243 0,0997 0,0350 0,0260
kesimpulan Tolak H0 Tolak H0 Tolak H0
Interaksi LMB0 LM0 LMB9 LMB6 LM9 LMB3 LM3 LM6 L6 LB0 L0 L9 LB9
Lampiran 7 Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan parameter nitrat
23 R² KK Rata-rata Respon 0,989401 18,97763 16,14058 Sumber keragaman db JK KT Fhit 3 Perlakuan 16947,68 5649,23 602,10 8 Galat A 75,06 9,38 3 Waktu 4201,96 1400,65 149,28 9 Perlakuan*waktu 6877,52 764,17 81,45 24 Galat B 225,19 9,38 47 Total 28327,42 Pengelompokan Duncan A A A B C D D D D D D D D
Rata-rata 65,479 61,932 60,222 34,166 23,456 5,263 3,098 2,343 0,35 0,341 0,288 0,278 0,266
Nilai-P kesimpulan <0,0001 Tolak H0 <0,0001 Tolak H0 <0,0001 Tolak H0
Interaksi LMB6 LMB0 LM0 LMB9 LMB3 LM6 LM9 LM3 LB6 LB9 L0 L9 L6
Lampiran 8 Kekeruhan selama penelitian Waktu 0 3 6 9
Limbah 27,37 27,67 3,93 1,55
Perlakuan Limbah Bakteri 25,70 24,60 17,47 4,21
Lampiran 9 Warna selama penelitian Waktu 0 3 6 9
Limbah Limbah Molase 27,67 550 20,33 550 15,33 550 6,67 550
Perlakuan Limbah Bakteri Limbah Molase Bakteri 42,67 550 36,00 550 24,67 550 17,33 550
24 Lampiran 10 Oksigen terlarut selama penelitian Hari keH1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9
L Siang 2,47 3,47 3,5 5,33 5,97 4,5 4,57 4,47 4,37
Malam 3,1 4,57 4,57 5,63 5,33 4,6 4,63 4,6 4,5
Siang 3,07 3,23 3,23 3,63 4,2 4,33 4,27 3,83 3,27
Kelarutan Oksigen LM LB Malam Siang Malam 3,23 3,5 3,3 3,83 2,93 3,5 3,33 3,27 3,17 3,97 3,3 3,8 4,1 4,1 4,87 4,27 4,63 4,53 4,6 4,47 4,93 3,5 4,03 4,43 2,9 4 4,67
LMB Siang Malam 2,95 3,23 3,07 3,47 2,97 3,13 3,5 4,3 4,27 5,13 4,37 4,87 3,97 4,4 3,67 3,87 2,4 3,07
Lampiran 11 pH selama penelitian Waktu 0 3 6 9
Limbah 6,77 6,48 6,59 6,54
Limbah Molase 6,22 6,05 5,28 4,95
Perlakuan Limbah Bakteri 6,62 6,76 6,87 7,32
Limbah Molase Bakteri 6,41 6,15 5,49 5,23
Lampiran 12 Suhu selama penelitian Hari keH1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9
L Siang 27,8 28,2 28,4 28,1 28,6 27,5 28 28 28
Malam 27,4 27,6 26,8 27 27,5 26,9 26,7 26,8 27,3
Siang 27,4 28,2 28,4 28,3 28,4 27,7 27,9 28 27,9
Kelarutan oksigen LM LB Malam Siang Malam 26,9 27,5 27,1 27,7 28,3 26,3 27,3 28,4 27,4 26,6 28,3 27,2 27 28,3 27,2 26,8 27,9 27 26,8 27,9 27,3 26,9 28 27,2 27,5 27,7 27,3
LMB Siang Malam 27,7 27,3 28 26,9 28,3 26,9 28,3 26,9 28,8 27,5 28,1 27,2 28,1 27,1 28,1 27,1 28,5 27,4
25
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 27 Maret 1994 dari Ibu Sumarmi dan Ayah Sardi, SE MM. Penulis adalah putra kedua dari empat bersaudara. Penulis telah menyelesaikan pendidikan Taman Kanak-kanak (TK) Sunuwiyata Pacitan tahun 2000, Sekolah Dasar (SD) Negeri 13 Jakarta tahun 2006, Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri 81 Jakarta tahun 2009. Tahun 2012 Penulis lulus dari Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 113 Jakarta dan pada tahun yang sama Penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur UTM IPB dan diterima di Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif dalam berbagai kegiatan akademik maupun non akademik. Penulis menjadi anggota Badan Eksekutif Mahasiswa Tingkat Persiapan Bersama (BEM TPB) sebagai ketua Departemen Sosial Kesejahteraan Mahasiswa tahun 2012/2013, Himpunan Mahasiswa Manajemen Sumberdaya Perairan (HIMASPER) tahun 2014/2015 sebagai ketua Divisi Sosial Lingkungan, dan Ketua Badan Pengawas HIMASPER tahun 2015/2016. Selama mengikuti perkuliahan penulis berkesempatan menjadi wakil koordinator asisten mata kuliah Sistem Informasi Sumberdaya Perikanan (2014/2015), asisten Ikhtiologi (2014), Ikhtiologi Fungsional (2015), Planktonologi (2015), Produktivitas Perairan (2015), dan Koordinator asisten Fisiologi Hewan Air (2015/2016). Untuk menyelesaikan studi di Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Penulis melakukan penelitian dan menyusun skripsi yang berjudul Aplikasi Bakteri dalam Bioremediasi Kandungan Bahan Organik Limbah Laboratorium Proling MSP IPB di bawah bimbingan Dr Ir Niken TM Pratiwi, MSi dan Inna Puspa Ayu, SPi MSi.
