BAB III. METODE PENELITIAN A. Waktu dan Lokasi Penelitian Penelitian Mitigasi Pencemaran Sungai Martapura Dengan Mengetahui Fate E.coli dalam Tripikon-S dilaksanakan pada Kelurahan Sungai Bilu Kota Banjarmasin.
SUNGAI MARTAPURA
LOKASI PENELITIAN
Gambar 6. Peta Sungai Martapura di Kota Banjarmasin
47
LOKASI PENELITIAN SUNGAI MARTAPURA Sungai Bilu
LUAS ADMINISTRASI 0,61 KM²
LAUT JAWA
JUMLAH PENDUDUK 2.364 JIWA
Gambar 7. Peta Lokasi Penelitian
48
Waktu Penelitian dapat direncanakan sebagai berikut : 1. Observasi lapangan
: 1 minggu
: September 2015
2. Pengumpulan data
: 3 minggu
: September 2015
3. Pengujian laboratorium
: 3 minggu
: September - Oktober 2015
4. Analisis data
: 4 minggu
: Oktober - November 2015
5. Penyelesaian laporan
: 2 minggu
: November 2015
B. Jenis Penelitian Penelitian ini adalah penelitian kuantitatif dengan desain studi rangkaian kasus (case series study) yaitu dengan melakukan pengujian skala laboratorium melalui sampel uji air dalam 3 pipa yang berada dalam Tripikon-S pada tiga pengguna yang berbeda muatan limbahnya. Penelitian dilakukan melalui proses pengumpulan data observasi lapangan dan pengambilan sampel air, analisis, interprestasi dan diakhiri dengan sebuah kesimpulan yang mengacu pada penganalisisan dengan tujuan untuk melihat fate E.coli dalam Tripikon-S sebagai solusi infrastruktur sanitasi pada masyarakat tepi air dengan mempergunakan parameter pengujian E.coli melalui laboratorium dengan standar kualitas air minum sesuai dengan Peraturan Kementerian Kesehatan Nomor 82 Tahun 2001.
C. Data dan Sumber Data Data yang diambil berupa data primer yang di dapat langsung melalui observasi lapangan dan
pegambilan sampel air limbah pada Tripikon-S yang dimiliki oleh
masyarakat tepi air Kelurahan Sungai Bilu Kota Banjarmasin. Data sekunder berupa data pendamping didapatkan melalui data laporan hasil pemantauan yang dilakukan oleh pemerintah data masyarakat tepi air pengguna Tripikon-S dan data lain yang dianggap konsideran dengan data yang diperlukan.
49
D. Tata Cara Penelitian. 1. Zoning Lokasi. Lokasi Penelitian yang di pilih adalah Kelurahan Sungai Bilu Kota Banjarmasin dengan dasar pertimbangan : a. Dekat dengan pusat kota dan padat penduduk. b. Belum ada IPAL. c. Tempat intake PDAM. d. Areal beresiko sampah dan limbah dalam studi EHRA Tahun 2011 Kota Banjarmasin.
2. Teknis Pengambilan Sampel. a. Observasi Observasi dilakukan untuk menentukan titik sampel atau pemilihan unit tripikon-s yang akan diuji dengan pertimbangan kemudahan pengambilan sampel air pada input dan kestabilan pengambilan sampel uji pada rumah masyarakat tepi air pengguna Tripikon-S yang dijadikan sampel. b. Uji laboratorium Untuk pengujian
kualitas air, pengambilan sampel air dilakukan pada 3 unit
Tripikon-S yang memiliki muatan limbah yang berbeda dengan 3 titik pengambilan yaitu pada : 1) Stasiun 1 atau tabung kecil yang merupakan inlet atau tempat masuknya limbah faeces dan E.coli. 2) Stasiun 2 atau tabung sedang tempat terjadinya proses aerob di dalam tabung. 3) Stasiun 3 atau tabung besar yang merupakan outplet dan termpat terjadinya proses anaerob dan pelimpahan. Pengambilan sampel diambil sebanyak 4 kali pengambilan yitu hari ke-0, 3, 6 dan ke-9 pada masa penelitian dengan 2 kali pengulangan yaitu pada pagi dan sore hari, dan kemudian dilakukan analisis laboratorium.
50
3. Populasi dan Sampel a. Populasi Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh air limbah dari Tripikon-S yang dipasang pada rumah msyarakat tepi air Sungai Martapura di Kelurahan Sungai Bilu Kota Banjarmasin. b. Sampel Sampel berupa air limbah pada Tripikon-S di ketiga pengguna yang sudah di pilih. Sampel diambil sebanyak tiga titik di 3 stasiun pada hari ke-0, 3, 6 dan 9 dengan dua kali pengulangan pada pagi dan sore hari untuk mengidentifikasi fate E.coli di dalam TripikonS yang difungsikan sebagai pengganti septictank untuk daerah paerairan pasang surut yang diperkirakan masih memiliki jumlah yang besar ketika dilepaskan ke perairan Sungai Martapura sebagai media penerima. Pengambilan sampel air terdiri dari 3 stasiun pengambilan yaitu : 1) Stasiun 1. Sampel air limbah pada tabung kecil di bawah leher angsa yang terhubung dengan closet merupakan inlet dari Tripikon-S. 2) Stasiun 2. Sampel air limbah pada tabung sedang dari Tripikon-S. 1) Stasiun 3. Sampel air limbah pada tabung besar atau outlet limbah buangan pada Tripikon-S. c. Cara pengambilan sampel. 1. Tripikon-S. Tripikon-S yang terpasang pada masyarakat tepi air Kelurahan Sungai Bilu sebanyak 20 unit, dapat dilihat pada tabel berikut ini :
51
Tabel 7. Kepemilikan Unit Tripikon-S di Kelurahan Sungai Bilu Kota Banjarmasin. No Nomor Kode Tripikon-s Kelompok I 1. I.1 2. I.2 3. I.3 4. I.4 5. I.5 6. I.6 Kelompok II 1. II.1 2. II.2 3. II.3 4. II.4 5. II.5 6. II.6 7. II.7 8. II.8 Kelompok III 1. III.1 2. III.2 3. III.3 4. III.4 5. III.5 6. III.6
Jumlah Pengguna
Tipe Tripikon
5 orang 5 orang 5 orang 5 orang 5 orang 5 orang
Tripikon-S Tripikon-S Tripikon-S Tripikon-S Tripikon-S Tripikon-S
4 orang 4 orang 4 orang 4 orang 4 orang 4 orang 4 orang 4 orang
Tripikon-S Tripikon-S Tripikon-S Tripikon-S Tripikon-S Tripikon-S Tripikon-S Tripikon-S
3 orang 3 orang 3 orang 3 orang 3 orang 3 orang
Tripikon-S Tripikon-S Tripikon-S Tripikon-S Tripikon-S Tripikon-S
Sumber data : observasi awal
Pada Tabel 7 dapat dilihat pengelompokkan jumlah pengguna Tripikon-S yaitu 5,4 dan 3 orang per unit per keluarga. Penentuan sampel diambil secara purposive untuk masing-masing kelompok pengguna. Tripikon-S yang menjadi sampel adalah nomor I.4 pada kelompok I, nomor II.2 pada kelompok II dan nomor III.4 pada kelompok III untuk mewakili jumlah pengguna yang berbeda. Pengumpulan data sekunder dan studi pustaka sebagai data penunjang yang berkaitan dengan masalah yang diteliti, dan juga didapatkannya informasi dari instansi yang berwenang yaitu dinas Sumber Daya air dan Drainase Kota Banjarmasin, Laboratorium Ex. P4S Fakultas Teknik UGM Yogyakarta , hasil penelitian terdahulu, jurnal nasional dan sumber-sumber lainnya untuk mempelajari secara teknis cara kerja dari Tripikon-S, cara pengambilan sampel yang dapat dijangkau dengan pertimbangan batas waktu, biaya dan tenaga dengan juga memperhatikan beberapa aspek yaitu lingkungan, sosial ekonomi dan lokasi.
52
Pengumpulan data primer yang diambil langsung di lapangan yang bertujuan untuk mendapatkan data-data yang nyata dan kongket serta analisisa dari hasil pemeriksaan sampel uji di laboratorium. Setelah melakukan pengumpulan data primer dan observasi dilakukan dengan meninjau beberapa lokasi bantuan pembangunan Tripikon-S kepada masyarakat tepi air Sungai Martapura sebagai salah satu usaha untuk mengendalikan pencemaran E.coli diperairan Sungai Martapura yang dilakukan oleh Pemerintah Kota Banjarmasin. Penzoningan area dan penentuan titik sampel menjadi langkah selanjutnya dipilih berdasarkan kriteria pengguna seperti yang diperlihatkan pada Tabel 10 dan sebelumnya sesuai dengan prosedur telah dilakukan langkah-langkah sebagai berikut : a. Melakukan permohonan izin Ketua RT setempat dan kepada kepala rumah tangga yang menjadi pengguna dan dijadikan target pengambilan samping air limbah dari Tripikon-S. b. Melakukan wawancara ringan dan singkat terkait dengan perawatan dari Tripikon-S. c. Pengambilan sampel uji. d. Pemeriksaan secara fisika, kimia dan biologi pada laboratorium. 2. Sampel Uji Laboratorium. Pada semua stasiun sampel air limbah diambil dengan bantuan alat yang menyerupai selang pompa yang dapat
menngeluarkan limbah cair dan memasukkannya ke dalam
wadah berupa ember atau jerigen juga botol berwarna gelap, sesuai dengan kebutuhan dan ketentuan untuk pengujian di laboratorium. Titik sampel pengambilan pada stasiun 1, 2 dan 3 dapat dilihat pada gambar berikut :
53
Stasiun 1 Tabung kecil, tempat inlet limbah faeces dan bakteri E.coli dari leher angsa yang terhubung dengan closet.
Stasiun 2 Tabung sedang, tempat terjadinya proses dekomposisi Biologis atau aerob
Stasiun 3 Tabung besar, tempat terjadinya proses anaerob Berfungsi sebagai pelimpahan (overflow) efluen.
Gambar 8. Pengambilan Titik Sampel Pada 3 Stasiun Dalam Tripikon-S. Penelitian fate E.coli terhadap Tripikon-S meliputi pengambilan data primer yaitu dengan
melakukan observasi
langsung di lapangan, penzoningan area penelitian,
penentuan titik sampel dan pengambilan sampel, pengujian di laboratorium dan yang terakhir wawancara singkat terkait dengan perawatan Tripikon-S sebagai septictank atau tangki septik pada daerah rawa sebagai pengendali pencemaran E.coli di perairan Sungai Martapura. Adapun Skema Penelitian dapat dilihat sebagai berikut :
54
Observasi Lapangan
Zoning Area Penelitian
Penentuan Titik Sampel
Wawancara
Pengambilan Sampel Lapangan Pengguna Tripikon-S
Pengguna I
Pengguna II
Pengguna III
5 orang
4 orang
3 orang
Laboratorium
Hasil Laboratorium
Analisis
Gambar 9. Skema Penelitian 4. Variabel Penelitian dan Devinisi Operasional 1) Variabel penelitian. a) Variabel bebas (independent variables) Variabel bebas adalah variabel penyebab yang mempengaruhi faktor-faktor yang diukur dalam penelitian ini yaitu air limbah dari pengguna Tripikon-S. b) Variabel terikat (dependent variables). Variabel yang menjadi variabel terikat melaui indikator atau parameter pengujian terhadap pH, BOD, COD, DO dan E.Coli.
55
2) Definisi operasional. a)
Fate E.Coli. Fate E.coli
dapat diketahui melalui hasil dari proses aerob dan anaerob yang
berlangsung d idalam tabung Tripikon-S. Sehingga dapat diketahui kemampuan atau efektifitas dari Tripikon-S untuk mengendalikan E.coli pada akhir prosesnya sebelum dibuang ke media penerima yaitu Sungai Martapura. Fate E.coli dapat dihitung dengan mengetahui jumlah E.coli yang diambil berupa sampel uji pada masing-masing stasiun melalui pengamatan dan analisis laboratorium. Dengan mengetahui Fate E.coli dalam Tripikon-S maka keberadaan konstruksi Tripikon-S dapat dievaluasi, sehingga dapat diketahui ketepatan konstruksi Tripikon-S sebagai model pengendali pencemaran E.coli di Sungai Martapura. b) pH. pH adalah salah satu parameter uji yang menjadi kontrol di dalam Tripikon-S. Dalam situasi perombakan atau penguraian, bakteri membutuhkan suasana pH yang tepat. pH yang diinginkan oleh bakteri pengurai adalah berada dalam kisaran nilai 6-8 yaitu berada dalam batas normal, tidak asam. Karena dalam kondisi asam bakteri perombak tidak dapat hidup, sehingga proses penguraian tidak berjalan dengan baik. c)
BOD. Nilai BOD yang tinggi membuktikan bahwa air sudah tercemar. Nilai BOD yang
diinginkan pada outlet atau stasiun 3 sudah memenuhi batas baku mutu air. Untuk Sungai Martapura nilai BOD yang diinginkan adalah sesuai dengan Peraturan Gubernur Kalimantan Selatan Nomor 5 Tahun 2007 yaitu 2 mg/L. d) COD. COD adalah parameter uji untuk jumlah oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi bahan organik dalam air. Nilai COD yang tinggi untuk perairan tidaklah baik. Hal membuktikan bahwa telah terjadi pencemaran terhadap air. Nilai COD yang diinginkan pada outlet atau stasiun 3 sudah memenuhi batas baku mutu air. Untuk Sungai Martapura nilai BOD yang diinginkan adalah sesuai dengan Peraturan Gubernur Kalimantan Selatan Nomor 5 Tahun 2007 yaitu 10 mg/L.
56
e)
DO. Nilai DO menjadi ukuran bagi kehidupan biotik air. DO adalah merupakan oksigen
terlarut yang diperlukan oleh makhluk biota air. Pada proses aerob di stasiun 1 dan 2 tidak memerlukan nilai DO yang tinggi, mengingat dalam proses dekomposisi yang dilakukan oleh bakteri aerob tidak memerlukan oksigen. 3) Cara Kerja Penelitian. Parameter uji dalam penelitian ini berpedoman pada Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air yaitu : pH
: 6-9
BOD
: 2 mg/L
COD
: 2 mg/L
DO
: 6 mg/L
E.Coli
: jml/100 ml
dengan tata cara sebagai berikut : a) pH pH dapat diuji dengan pengujian langsung di lapangan dengan prosedur SNI 066989.11-2004 dengan bantuan alat pH meter yang merupakan alat ukur yang terkalibrasi, yaitu dengan mencelupkan kedalam air yang akan diukur kira-kira kedalaman 5cm selama 3-5 menit sampai angka stabil, dan secara otomatis alat bekerja mengukur. pH Meter adalah alat pengukur keasaman atau kebasaan air dengan satuan pH yang diukur dengan menggunakan skala pH antara 0 sampai 14. Disebut asam bila PH 0 sampai 7, basa bila PH 7 sampai 14. b) BOD, COD dan DO Sampel air untuk menguji BOD, COD dan DO sesuai dengan rosedur
SNI
6989.59:2008 diperlukan ± 2 liter air. Alat dan bahan yang diperlukan adalah : - Jerigen ukuran 2 liter berwarna putih. - Botol untuk sampel BOD, COD dan DO. - Ember plastik. - Gayung besar dan gayung kecil. - Termos es untuk menstabilkan suhu sampel.
57
Prosedur dalam mengambilan sampel air BOD, COD dan DO adalah sebagai berikut : -
Botol yang akan dipergunakan untuk mengambil sampel harus dalam keadaan bersih dan dihomogenkan terlebih dahulu.
-
Pengambilan pertama sampel air digunakan untuk menghomogenkan yaitu membersihkan botol sampling untuk kemudian dibuang kembali lalu diulang untuk beberapa kali.
-
Pengambilan kedua merupakan sampel air yang akan diperiksa ke dalam botol sampel untuk kemudian ditutup. Pengambilan sampel harus dilakukan hati-hati agar tidak sampai terjadi aerasi.
Pengujian parameter tersebut dilakukan dilaboratorium dengan cara : -
Pengukuran BOD dilakukan dengan cara menginkubasi sampel air pada suhu 200° C selama lima hari untuk mengurai bahan-bahan organic secara sempurna. Setelah itu dapat dihitung nilai total BOD dengan mengukur kurangnya kadar oksigen terlarut dalam sampel air.
-
Pengukuran COD adalah menambahkan sejumlah tertentu kalium bikromat K2Cr2O7 sebagai oksidator pada sampel yang telah ditambahkan asam pekat dan katalis perak sulfat, kemudian dipanaskan selama beberapa waktu. Selanjutnya, kelebihan kalium bikromat dititrasi. Dengan demikian kalium bikromat yang terpakai untuk oksidasi bahan organik dalam sampel dapat dihitung dan nilai COD dapat ditentukan. Mengukur kandungan oksigen terlarut DO dari sampel segera setelah pengambilan sampel, sampel kemudian diinkubasi selama 5 hari pada kondisi gelap dan suhu tetap 20° C
c) E.Coli Alat dan bahan yang digunakan untuk sampel uji E.coli adalah : -
Botol pekat atau berwarna gelap.
-
Gayung kecil dan gayung besar.
-
Perekat.
-
Buku pencatat dan alat tulis.
58
Prosedur pengambilan sampel E.coli : -
Sterilkan botol sampel air .
-
Buka tutup botol dan bakar ujungnya dengan lilin selama 1-5 menit sampai steril kemudian masukkan air yang diambil dari gayung kecil.
-
Siapkan botol dengan tutup yang telah steril, isi botol hingga 3/4 bagian botol, setelah itu segera tutup. Bagian dalam botol dan tutup tidak boleh disentuh kecuali oleh sampel sendiri.
Pengujian parameter tersebut dilakukan dilaboratorium dengan cara : -
Pembuatan Media.
Media Lactosa Broth (LB).
Timbang 13,0 gram LB kemudian larutkan dalam gelas kimia dengan 1 L aquadest. Panaskan larutan tersebut hingga LB larut sempurna dengan aquades.
Siapkan tabung reaksi dan tabung durham, isi 9 ml larutan LB kedalam tabung reaksi kemudian masukkan tabung durham dengan posisi terbalik ke dalam tabung reaksi. Tutup tabung reaksi dengan kapas.
Sterilkan tabung reaksi dalam autoclave pada suhu 121˚C selama15 menit
Media EC.
Timbang 37,0 gram EC kemudian larutkan dalam gelas kimia dengan 1 L aquadest. Panaskan larutan tersebut hingga LB larut sempurna dengan aquadest.
Siapkan tabung reaksi dan tabung durham, isi 10 ml larutan LB kedalam tabung reaksi kemudian masukkan tabung durham dengan posisi terbalik ke dalam tabung reaksi. Tutup tabung reaksi dengan kapas.
Sterilkan tabung reaksi dalam autoclave pada suhu 121˚C selama15 menit.
-
Persiapan Sampel
Siapkan 3 tabung reaksi yang berisi media Lactosa Broth untuk 3 macam pengenceran (0,1 ml, 1 ml dan 10 ml), sehingga jumlahnya 3x3 = 9 tabung. Siapkan juga 1 tabung reaksi untuk blanko dan beri label. Masukkan 0,1 ml sampel dalam 3 tabung reaksi yang berisi media LB, masukkan 1 ml sampel dalam 3 tabung reaksi yang berisi media LB dan masukkan 10 ml sampel dalam 3 tabung reaksi yang berisi media LB. 59
-
Tes Pendugaan.
Inkubasi tabung fermentasi yang telah berisi sampel juga tabung blanko pada suhu 35˚C ± 0,5˚C, selama jangka waktu 24 ±2 jam dan amati gas yang tertangkap di dalam tabung durham. Tabung yang mengandung gas dilanjutkan ke tes penegasan. Sedang tabung yang tidak menghasilkan gas, inkubasi dilanjutkan selama 24 jam lagi. Sesudah 24 jam, amati lagi gas yang tertangkap di dalam tabung durham. Apabila dalam tabung tidak dihasilkan gas, sampel tersebut dibuang saja karena tidak mengandung bakteri coli. Tabung yang menghasilkan gas dilanjutkan dengan tes penegasan. - Tes Penegasan Sampel yang menghsilkan gas baik dalam jangka waktu 24 jam maupun 48 jam dilanjutkan dengan tes penegasan. Jumlah tabung untuk tes penegasan adalah jumlah tabung yang mengandung gas dalam tes pendugaan. Pindahkan dengan menggunakan jarum ose dari masing-masing tabung yang menghasilkan gas pada tes pendugaan, ke dalam tabung reaksi yang telah berisi media kaldu EC dan tabung durham. Kemudian ratakan. Siapkan juga 1 tabung blanko yang berisi medium dan tabung yang ditambah 1 ml air pengencer dan ratakan. Inkubasi tabung reaksi pada suhu 44˚C ± 0,5˚C selama 24 ± 2 jam dan amati gas yang tertangkap di dalam tabung durham. Tabung yang mengandung gas dicatat sebagai sampel yang mengandung bakteri golongan coli tinja, sedang tabung yang tidak menghasilkan gas berarti tidak mengandung bakteri E.coli. Hitung jumlah tabung yang mengandung gas dan cocokkan dengan tabel MPN , yaitu tabel yang memberikan The Most Probable Number atau Angka Perkiraan Terdekat, yang tergantung dari kombinasi tabung positif mengandung bakteri E.coli dan negatif yang tidak mengandung bakteri E.coli dari kedua tahap tes. Angka tersebut tidak menunjukkan konsentrasi yang sebenarnya namun berlaku sebagai angka penunjuk E.coli. Angka MPN yang mempunyai arti statistik dengan derajat kepercayaannya disebutkan, biasanya 95%. Untuk menghitung bakteri E.coli, seperti langkah yang dijelaskan di atas menggunakan prosedur tabung fermentasi. Prosedur ini menggunakan tabung-tabung yang 60
mengandung media tertentu, dan pertumbuhan populasi bakteri diamati pada beberapa pengenceran. Dengan pemeriksaan ada atau tidaknya pertumbuhan bakteri pada setiap konsentrasi volume pengenceran, maka jumlah populasi bakteri E.coli dapat diperkirakan secara statistik. Bakteri E.coli mempunyai kemampuan untuk memfermentasi laktosa pada suhu 44,5˚C ± 0,2˚C selama waktu 24 jam ± 2 jam, dan kemampuan ini merupakan dasar dari analisa bakteri golongan koli tinja dengan prosedur tabung fermentasi. Adanya pertumbuhan E.coli dapat diketahui bila ada gas pada tabung durham, yaitu tabung kecil volume ± 2 ml yang ditempatkan dalam tabung fermentasi. Tabung durham berisi cairan yang sama dengan yang ada dalam tabung fermentasi dan letaknya terbalik sehingga sebagian gas asal fermentasi tertangkap di dalam tabung durham. Metoda MPN terdiri dari 3 langkah yaitu tes pendugaan, tes penegasan dan tes pelengkap. Namun untuk menghemat waktu, maka dilakukan hanya kedua tes pertama yaitu tes pendugaan dan tes penegasan saja, walau dengan demikian ketepatan akan berkurang sedikit.
5. Teknis Analisis Data Analisis data primer dilakukan dengan cara menganalisis data
hasil pengujian
laboratorium pada 3 stasiun sampel uji dalam Tripikon-S serta pengamatan secara cermat pada kondisi di lapangan tentang fate E.coli dalam keadaan fisik Tripikon-S yang digunakan oleh masyarakat tepi air di Kelurahan Sungai Bilu Sungai Martapura.
61
