IDENTIFIKASI DOMINASI GENUS ALGA PADA AIR BOEZEM MOROKEMBRANGAN SEBAGAI SISTEM HIGH RATE ALGAE POND (HRAP)

IDENTIFIKASI DOMINASI GENUS ALGA PADA AIR BOEZEM MOROKEMBRANGAN SEBAGAI SISTEM HIGH RATE ALGAE POND (HRAP) IDENTIFICATION OF THE DOMINATION OF ALGAE’S GENUS IN MOROKEMBRANGAN BOEZEM WATER AS A HIGH RATE ALGAE POND (HRAP) SYSTEM *Beta Iriani Triatna Siregar dan **Prof. Ir. Joni Hermana MScES, PhD. Jurusan Teknik Lingkungan-FTSP-ITS *email: [email protected] Abstrak

Identifikasi dominasi genus alga sangat penting untuk mengoptimalkan atau memaksimalkan kinerja dari HRAP itu sendiri. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan dominasi genus algae pada air Boezem Morokembrangan sebagai sistem HRAP. Dari penelitian ini didapatkan bahwa ada sekitar 39 jenis genus alga selama 3 kali pengambilan sampel yaitu di bulan Agustus, Oktober dan Desember di 3 titik lokasi yang berbeda. Jenis genus alga yang paling mendominasi setiap kali pengambilan sampel di tiap titik adalah Oscillatoria sp. dengan indeks dominansi sekitar 49%-78%.

i

ii Kata Kunci: pengolahan air limbah, High Rate Algae Pond (HRAP), alga, klasifikasi alga, identifikasi genus alga, air Boezem Morokembrangan Abstract

The identification of the domination of algae’s genus is very important to optimize the performance of HRAP. The purpose of this research is to determine the most dominated algae’s genus in Morokembrangan Boezem water as a HRAP system. It can be concluded that there are 39 different algae genuses for 3 times in sampling period of August, October and December at 3 different locations. The most dominated algae genus in each sampling is Oscillatoria sp. with the domination index between 49%-78%. Kata Kunci: waste water treatment, High Rate Algae Pond (HRAP), algae, algae classification, identification of algae genus, Boezem water

1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Alga adalah mikroorganisme utama yang berperan dalam HRAP. Alga merupakan protista bertalus yang memiliki pigmen dan khlorofil. Tubuhnya terdiri atas satu sel (uniseluler) dan ada pula yang banyak sel (multiseluler). Pada umumnya alga hidup di dalam air. Alga memiliki ciri-ciri khusus, diantaranya adalah memiliki pigmen fotosintesis seperti klorofil atau karotenoid, bahan dinding sel terdiri dari polisakarida, lipid dan bahan protein, aspek struktur selnya sendiri tidak memiliki membran yang memisahkan nukleus, pembagian nukleus tidak berlaku

iii secara mitosis, dan adanya dinding sel yang melindungi nukleopeptida tertentu sebagai komponen yang menguatkannya. Klasifikasi alga didasarkan pada beberapa hal, yakni pigmen, produk makanan cadangan, flagella, dinding sel, siklus hidup dan reproduksinya. Alga terbagi dalam 10 phylum utama, yaitu Chlorophyta, Euglenophyta, Chrysophyta, Pyrrophyta, Phaeophyta dan Rhodophyta, Bacillaryophyta, Xanthophyta, Chrypthophyta dan Dinophyta (Bellinger dan Sigee, 2010). Berikut jumlah dari beberapa genus yang telah dikenali, dari phylum Cyanophyta (Blue-Green Algae) ada sekitar 2.000 genus, 900 genus dari phylum Euglenophyta, 4.000 genus dari phylum Dinophyta, Chryptophyta 200 genus, Rhodophyta 6.000 genus, Chlorophyta ada sekitar 17.000 genus, dari phylum Chrysophyta 1200 genus, dari phylum Xanthophyta sekitar 600 genus, Phaeophyta 1.500 genus, dan terakhir dari phylum Bacillaryophyta yaitu sebanyak 12.000 genus yang telah dikenali. Selain itu, para ahli memprakirakan bahwa masih ada jutaan genus alga yang masih belum dapat diidentifikasi maupun dikenali (Graham dan Wilcox, 2000). Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan di California, Benemann (1986) menemukan bahwa dominasi genus alga pada pengolahan air limbah pada sistem HRAP adalah Scenedesmus sp, di Israel yaitu Micratinium sp dan Actinastrum sp (Shelef, 1982), di New Zealand yaitu Pediastrum sp (Park dan Craggs, 2010), di Filipina yaitu genus Coelostrum sp (Oswald, 1987), dan terakhir di Skotlandia ditemukan dominasi genus Chlorella sp dan Ankistrodemus sp (Cromar et al., 1996). Sedangkan di Indonesia sendiri, belum ada penelitian dilakukan dalam mengidentifikasi dominasi genus alga pada suatu sistem HRAP untuk air boezem, khususnya air Boezem Morokembrangan Penelitian-penelitian tersebut juga membuktikan bahwa di setiap negara, genus alga yang mendominasi suatu sistem HRAP dalam pengolahan air limbahnya berbeda satu sama lain. Genus alga yang berperan dominan dalam suatu sistem HRAP dipengaruhi oleh factor lingkungan yaitu iklim, badan air, suhu,

iv kondisi pencahayaan, kondisi operasional (pH, komposisi dan konsentrasi nutrien yang ada, waktu retensi hidrolik) dan parameter-parameter biologis ( adaptasi alga, penyemaian alga, dan parasit ) ( Sheehan et al., 1998; Benneman, 2003 ). Identifikasi genus alga sangat penting untuk studi ekologi. Dan diharapkan bahwa identifikasi yang dilakukan telah benar, karena hal ini sangat penting kegunaannya untuk aplikasi bioteknologi. Khusus untuk HRAP, pentingnya dalam mengidentifikasi dominasi genus alga yang ada dalam suatu sistem HRAP adalah untuk mengoptimalkan atau memaksimalkan kinerja dari HRAP sesuai dengan kondisi lingkungan yang ada. 1.2 Rumusan Masalah Permasalahan yang dibahas dalam Tugas Akhir ini adalah: Apa jenis genus alga yang paling dominan pada air Boezem Morokembrangan untuk sistem HRAP (High-Rate Algae Pond)? 1.3 Tujuan Tujuan dari penelitian Tugas Akhir ini adalah : Mengetahui dominasi genus alga pada air Boezem Morokembrangan untuk sistem HRAP (High-Rate Algae Pond). 2. TEORI 1. HRAP (High Rate Algae Ponds) Professor William Oswald dari University of California adalah orang yang pertamakali memperkenalkan tentang High Rate Algae Pond (HRAP) pada tahun 1960. High-Rate Algae Pond (HRAP) didefenisikan sebagai pengolahan air limbah dan daur ulang nutrient yang berdasarkan interaksi simbiosis antara bakteri heterotroph dan sel-sel alga yang hidup dalam suatu kolam tersebut (Oswald dan Golueke (1968), McGarry dan Tongkasame

v (1971)). HRAP biasanya berupa kolam/saluran terbuka yang dangkal. Proses oksidasi biologis digambarkan pada gambar berikut ini :

C6H12O6 + Fotosintesis

6O2

Respirasi + CO2 H2O Gambar 2.6 Reaksi Fotosintesis dan Respirasi Alga merupakan organisme autotrof yang dapat mensintesis makanannya sendiri dengan melakukan proses fotosintesis pada siang hari, saat terdapat cahaya matahari. Karbondioksida digunakan sebagai sumber karbon untuk mensintesis sel-sel baru dan oksigen. Pada saat gelap alga membutuhkan oksigen untuk respirasi dan senyawa organik untuk pertumbuhan. Pertumbuhan alga pada saat siang dan malam distimulasi oleh garam-garam, fosfor dan nitrat. Jadi kuantitas nutrien dan pencahayaan fotosintesis merupakan faktor penting bagi pertumbuhan alga dalam kolam oksidasi. Karbondioksida merupakan salah satu dari produk yang dihasilkan oleh metabolisme bakteri. Karbondioksida ini digunakan oleh alga selama proses fotosintesis, dan sebaiknya bakteri memanfaatkan oksigen yang dihasilkan oleh alga untuk mengoksidasi bahan organik dalam limbah.

vi Sehingga terdapat suatu hubungan yang saling menguntungkan (simbiosis) antara alga dan bakteri dalam kolam oksidasi (Mara,1984). Pada Gambar 2.7 berikut dijelaskan mengenai simbiosis antara alga dan bakteri pada siang hari. Bakteri membutuhkan O2 untuk melakukan respiarasi aerobik sehingga dapat mendegradasi limbah. O2 yang dibutuhkan dihasilkan dari proses fotosintesis oleh alga. Selain itu CO2 sebagai sumber karbon disediakan dari proses metabolisme bakteri. Mekanisme ini terjadi pada siang hari saat ada cahaya matahari.

Gambar 2.7 Mekanisme simbiosis alga dan bakteri pada siang hari Sementara itu pada saat malam hari, alga melakukan proses respirasi dengan menyerap O2 dan senyawa organik, serta menghasilkan CO2. Dalam hal ini mekanisme simbiosis antara alga dan bakteri akan terjadi perubahan. Mekanismenya digambarkan seperti seperti gambar dibawah ini.

vii

Gambar 2.8 Simbiosis alga dan bakteri pada malam hari Proses produksi melibatkan peran bakteri dan alga dalam bentuk simbiosis (Mara,1984), sehingga terdapat dua bentuk reaksi biokimia dalam kinerja HRAP. 2. Alga 2.1 Defenisi Alga Kata “alga” berasal dari bahasa latin yang berarti ganggang laut dan saat ini dapat diartikan sebagai kumpulan organisme yang banyak yang dapat ditentukan baik itu melalui morfologi maupun fisiologinya (Bellinger dan Sigee, 2010). Alga adalah protista eukariotik (kecuali alga biru hijau) yang terdapat di mana saja dan hidup di banyak tempat yang terkena sinar matahari. Alga pada umumnya berukuran mikroskopis dan hidup di air. Ilmu yang mempelajari mengenai alga disebut fikologi. Alga adalah salah satu organisme yang dapat tumbuh pada rentang kondisi yang luas di permukaan bumi. Alga biasanya ditemukan pada tempat-tempat yang lembab atau benda-

viii benda yang sering terkena air dan banyak hidup pada lingkungan berair di permukaan bumi. Alga dapat hidup hampir di semua tempat yang memiliki cukup sinar matahari, air dan karbon-dioksida. 2.2 Ciri-ciri Umum Ciri-ciri umum pada alga, yaitu alga tidak memiliki akar, batang dan daun sejati. Tubuh seperti ini dinamakan talus. Itulah sebabnya alga tidak dapat digolongkan sebagai tumbuhan (plantae). Di dalam sel alga terdapat plastid yaitu organel sel yang mengandung zat warna (pigmen). Plastid yang terdapat pada alga terutama khloroplas yang mengandung pigmen klorofil yang berperan penting dalam proses fotosintesis. Sehingga alga bersifat autotrof, karena dapat menyusun sendiri makanannya berupa zat organik dan zat-zat anorganik. Pigmen lain yang terdapat dalam alga, yaitu fikosianin (warna biru), xantofil (warna kuning), karoten (warna keemasan), fikosantin (warna pirang) dan fikoeritrin (warna merah). Alga menyimpan cadangan makanannya dalam bentuk granul atau globul dalam sel-selnya. Contohnya, alga hijau menyimpan pati sebagaimana yang terdapat pada tumbuhan hijau lainnya. Alga lain juga dapat menyimpan berbagai macam karbohidrat dalam bentuk lain selain pati yaitu minyak atau lemak. 2.3 Habitat Alga banyak hidup diperairan baik di air tawar maupun dilaut, alga juga dapat tumbuh di tempat-tempat yang lembab dan bersimbiosis dengan tumbuhan lain. Ada beberapa spesies alga yang dapat hidup pada kondisi daerah yang sangat dingin seperti pada daerah salju dan di

ix kutub maupun di puncak gunung. Sebaliknya, ada pula spesies alga yang dapat hidup pada kondisi daerah yang sangat panas seperti pada batu-batuan dan sumber-sumber air panas tertentu di Yellowstone National Park dengan suhu 700C. Beberapa spesies alga dapat pula tumbuh di tanah yang lembab, pohon dan permukaan batuan. 2.4 Reproduksi Reproduksi alga dapat dilakukan baik itu secara seksual maupun aseksual. Reproduksi aseksual biasanya dilakukan dengan pembelahan sel ataupun dengan spora. Salah satu contoh spora uniseluler yang dihasilkan disebut dengan akinet, selain itu ada pula spora yang berflagella dan motil yang dinamakan zoospora sedangkan spora nonmotil disebut juga dengan aplanospora. Reproduksi seksual pada alga melibatkan konyugasi gamet (sel seks) sehingga menghasilkan zigot. Jika morfologi pada gamet-gamet itu sama disebut dengan isogami sedangkan jika berbeda ukuran disebut heterogami. Ovum pada bentuk alga tingkat tinggi berukuran besar dan non-motil sedangkan untuk gamet jantan berukuran kecil dengan motil aktif. Proses seksual ini dinamakan oogami.

2.5 Morfologi Genus alga kebanyakan terdapat sebagai sel tunggal yang berbentuk bola, batang, gada dan kumparan. Alga ada yang bersel satu contohnya Chlorococcus dan ada juga yang berkoloni seperti Volvox dan juga berupa benang seperti Spirogyra, Oscillatoria, Vaucheria dan lain-lain. Alga yang berupa lembaran contohnya Ulva, Padina,

x Laminaria dan lain-lain. Dan alga yang berupa rerumputan yaitu Chara, Nitella, Sargassum dan lain-lain. Alga, sebagaimana protista eukariotik yang lain, mangandung nukleus yang dibatasi oleh membran. Bendabenda lain yang ada di dalamnya adalah pati dan butir-butir seperti pati, tetesan minyak dan vakuola. Setiap sel mengandung satu atau lebih khloroplas yang dapat berbentuk pita atau seperti cakram-cakram diskrit (satuansatuan tersendiri) sebagaimana yang terdapat pada tumbuhan hijau. Di dalam matriks khloroplast terdapat gelembung-gelembung pipih bermembran yang dinamakan tilakoid. Membran tilakoid berisikan khlorofil dan pigmenpigmen pelengkap yang merupakan suatu reaksi cahaya pada fotosintesis (Pelczar & Chan, 2005).

2.6 Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan alga 1. Salinitas Bagi golongan air laut/payau, salinitas sangat penting untuk mempertahankan tekanan osmotik antara protoplasma dari organisme dengan air sebagai lingkungan hidupnya. Hal ini akan berpengaruh pada proses metabolismenya. 2. Suhu, pH dan intensitas cahaya Hal ini merupakan faktor fisik yang mempengaruhi pertumbuhan alga. Cahaya sangat diperlukan untuk proses fotosintesis. Beberapa alga melakukan fotosintesis pada pH 7-8. 3. Aerasi Dalam aerasi, selain terjadi proses pemasukan gasgas yang diperlukan dalam proses fotosintesis juga akan timbul gesekan-gesekan antara gelembung udara dan molekul-molekul air sehingga terjadi

xi sirkulasi air. Hal ini sangat penting untuk mempertahankan suhu tetap homogen serta penyinaran dan nutrien tetap merata. Selain itu sirkulasi juga dapat mencegah pengendapan plankton. 4. Parameter-parameter biologis Hal-hal ini meliputi saat seeding dan aklimatisasi juga parasit-parasit yang dapat mengganggu pertumbuhan alga.

2.7 Pemanfaatan Alga Saat ini alga telah banyak dimanfaatkan untuk kebutuhan manusia, diantaranya adalah : 1. Alga merah dan coklat dapat dimanfaatkan sebagai pupuk. 2. Tanah diatom, yang pada dasarnya merupakan sisasisa alga mati yang disebut diatom digunakan sebagai bahan penggosok dalam pekerjaanpekerjaan penggosokan juga untuk membuat bahan penginsulasi panas dan dalam beberapa macam filter. 3. Secara tidak langsung (melalui ikan) alga merupakan sumber yang kaya akan vitamin untuk dikonsumsi oleh manusia. 4. Porphyra yaitu salah satu jenis ganggang merah merupakan tanaman pangan bagi orang Jepang 5. Euchema, Rhodymenic dan Gracilaria dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk pembuatan agar-agar 6. Laminaria dimanfaatkan sebagai bahan pengelmusi zat, pembuatan cat, obat-obatan, dan kosmetik karena mengandung asam alginate

xii 7.

Diatom digunakan dalam pembuatan pasta gigi karena mengandung asam kresik 8. Alga juga dimanfaatkan sebagai salah satu bioindikator dalam kualitas lingkungan, contohnya saja Scenedesmus subspicatus. 9. Fosil alga digunakan sebagai penilaian paleoecological, seperti Annellus californicus yang hidup selama periode satu juta tahun yang lampau sehingga dapat digunakan untuk mengidentifikasi lokalitas yang berbeda pada zaman ini (George, 1988) 10. Sebagai salah satu sistem dalam pengolahan air limbah yaitu seperti di dalam HRAP

Selain bermanfaat, alga juga dapat menimbulkan kerugian bagi manusia dan makhluk di sekitarnya, misalnya : 1. Prothotheca merupakan pathogen yang dapat mengakibatkan infeksi pada persendian manusia. 2. Cephaleuros merupakan parasit bagi tanaman teh, kopi, lada, cengkeh, jeruk dan lain-lain sehingga menimbulkan banyak kerusakan. 3. Gymnodinium dan Gonyaulax dapat menghasilkan racun neurotoksin yang dapat menimbulkan kematian bagi makhluk hidup yang berada di sekitarnya.

2.8 Klasifikasi Alga

xiii Tabel 2.2 Jenis-jenis Mikroskopisnya No

Phylum

1

Algae Biru Hijau Cyanophyta

2

Algae Hijau

Jumlah Jenis Spesies*

2000

Alga Warna

Euglenoida

17000

hijau rumput

900

bervariasi

Euglenophyta 4

Algae Kuning-hijau

600

kuning kehijauan

Xanthophyta 5 6 7

Dinoflagellata Dinophyta Cryptomonads Cryptophyta Chrysophytes Chrysophyta

mengapung

Synechocystis

beberapa melayang

Microcystis

mikroskopis atau beberapa unisel Chlamydomonas non-mikroskopis dan berkoloni uniseluler atau dengan flagellata Cladophora koloni berserabut mikroskopisuniseluler

hampir seluruhnya berflagella

mikroskopisuniseluler atau berserabut

gamet dan zoospora berflagella

Ophiocytium

Euglena Colacium

Vaucheria

seluruhnya berflagella

Ceratium Peridinium

200

bervariasi

mikroskopisuniseluler

hampir seluruhnya berflagella

Rhodomonas

1200

6000

merah

Rhodophyta

1500

Cryptomonas

mikroskopis- beberapa memiliki Mallomonas emas kecoklatan uniseluler atau falgella Dinobryon berkoloni Stephanodiscus mikroskopisbergerak meluncur emas kecoklatan uniseluler atau pada substrat koloni berserabut Aulacoseira

Algae Merah

10

Contoh Spesies

mikroskopisuniseluler

12000

Algae Coklat

Motilitas

merah kecoklatan

Bacillariophyta

9

Bentuk

4000

Diatom 8

Morfologi

mikroskopis atau biru kehijauan non-mikroskopisbiasanya berkoloni

Chlorophyta 3

Berdasarkan

coklat

Phaeophyta Sumber Jumlah Jenis Spesies : Graham & Wilcox., 2000 Data dari John et al ., 2002

mikroskopis atau nonmikroskopisuniseluler atau berkoloni

Tidak ada

dapat terlihatmultiseluler (cushions and crustose thalli )

Tidak ada

Batrachospermum Bangia Pleurocladia Heribaudiella

xiv

CTabel 2.3 Jenis-jenis alga berdasarkan karakteristik sel dan biokomia Jenis Pigmen

Bahan Penutup Struktur Kloroplast Flagella (Sel Diag.* Cadangan Luar Membran Golongan Vegetatif dan Klorofil Karoten karotenoid Luar Thylakoid Gamet) pati peptidoglika 1 Algae Biru Hijau a 0 0 0 b zeaxanthin cyanophyta n Cyanophyta

No

Phylum

2

Algae Hijau Chlorophyta

a,b

a,b,g violaxanthin

pati

dinding selulosa

2

pelikel Euglenoida a,b paramylon 3 b,g protein Euglenophyta chrysolamina pektin atau Algae Kuning-hijau 4 a,c1,c2 a,b 4 dinding rin Xanthophyta pectic asam Dinoflagellata 5 a,c2 peridinin pati selulosa 3 b Dinophyta selulosa Cryptomonads 6 a,c2 4 a,b alloxanthin pati periplast Cryptophyta chrysolamina pektin Chrysophytes 7 a,c1,c2,c3 a,b,e 4 ditambah rin Chrysophyta chrysolamina mineral dan Diatom 8 a,c1,c2,c3 b,e fukoxanthin silika opaline 4 rin Bacillariophyta matriks Algae Merah 9 a pati floridean 2 a,b galaktosa Rhodophyta polimer matriks Algae Coklat 10 a,c1,c2,c3 b,e laminarin 4 alginat Phaeophyta Sumber Jumlah Jenis Spesies : Graham & Wilcox., 2000 Data dari John et al., Lee 1997, Van den Hock et al (1995), John et al (2002) & Wehr and Sheath (2003) 3

2-6

0-many. Similar (isokont)

3

1-2 emergent

3 3 2 3 4

2 unequal (heterokont) 2 unequal (heterokont) 2 equal (isokont) 2 unequal (heterokont) 1, reproductive cells only

0

0

3

2 unequal (heterokont)

xv 3. METODOLOGI PENELITIAN Dalam penelitian ini, akan diteliti tentang dominasi spesies alga pada sistem High-Rate Algae Pond (HRAP) untuk air Boezem Morokembrangan. Analisa dilakukan pada waktu yang telah ditentukan yaitu pada musim kemarau, pada musim transisi antara musim kemarau dan musim penghujan dan terakhir pada musim penghujan. Variabel yang digunakan adalah jenis spesies alga dan jumlah sel/koloni alga. Parameter utama yang diteliti adalah alga itu sendiri untuk mengetahui spesies alga yang paling mendominasi dalam Boezem Morokembrangan untuk sistem HRAP (High-Rate Algae Pond). Sementara parameter tambahan yang diperlukan unutk mendukung penelitian ini meliputi temperatur, pH dan DO.

xvi

LATAR BELAKANG

Tinjauan Pustaka : 1. HRAP merupakan suatu sistem pengolahan air limbah yang memanfaatkan simbiosis antara alga dan bakteri. 2. Identifikasi penting untuk memaksimalkan/ mengoptimalkan kinerja dari HRAP

GAP

Realita : 1. Belum adanya penelitian tentang dominasi spesies alga pada sistem HRAP untuk boezem Morokembrangan 2. Spesies alga pada suatu tempat/daerah/ negara berbeda satu sama lain

RUMUSAN MASALAH DAN TUJUAN

PERMASALAHAN : 1. Apa jenis spesies alga yang paling dominan pada air boezem Morokembrangan untuk sistem HRAP?

TUJUAN : 1. Mengetahui dominasi spesies alga pada air boezem Morokembrangan untuk sistem HRAP

STUDI LITERATUR 1. Diversifikasi dan Pola Hidup Alga 2. Penelitian-penelitian terdahulu 3. Cara menghitung jumlah sel/koloni alga 4. High Rate Algae Pond (HRAP)

HASIL ANALISA DATA

HASIL DAN KESIMPULAN: Spesies alga yang paling dominan dalam air boezem Morokembrangan untuk sistem HRAP

METODE PENELITIAN

PENGUMPULAN DATA : 1. Persiapan alat dan bahan 2. Penentuan lokasi sampling dan waktu sampling 3. Pengambilan sampel 4. Analisa pendahuluan 5. Persiapan alat dan bahan di laboratorium 6. Identifikasi dan perhitungan jumlah koloni/sel spesies alga

ANALISIS DATA : 1. Analisa jenis spesies alga yang terdapat pada air boezem Morokembrangan untuk sistem HRAP dengan menggunakan Mikroskop 2. Menghitung jumlah koloni/sel alga dengan menggunakan metode counting chamber untuk menentukan jenis spesies alga yang paling mendominasi.

Gambar 3.1 Skema Kerangka Penelitian

xvii

4. ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan Jumlah dan Genus Alga untuk Penelitian Pertama Pengambilan sampel yang pertama dilakukan pada musim kemarau tepatnya pada tanggal 26 Agustus 2011. Kondisi cuaca pada saat ini sangat kering dan tidak ada hujan sama sekali. Pengambilan sampel dilakukan di pagi hari sekitar pukul 10.00 WIB. Kondisi kualitas air Boezem Morokembrangan pada saat ini dapat disamakan dengan kondisi kualitas air Boezem Morokembrangan awal seperti yang telah dijelaskan di atas. Pada penelitian pertama ini telah ditemukan sekitar 12 genus alga yang terdiri dari phylum Cyanophyta yaitu Oscillatoria sp. dan Spirulina sp., dari phylum Chlorophyta yaitu Coelastrum sp., Scenedesmus sp., Closterium sp. dan Chlorella sp. Sedangkan dari phylum Euglenophyta ditemukan jenis genus Euglena sp. dan Euglena axyuris, dari phylum Bacillariophyta ditemukan Rhizosolenia sp.1, Rhizosolenia sp.2, Nitszchia sp. dan Coscinodiscus sp. Untuk lebih lengkapnya lagi dapat dilihat dari keterangan dibawah ini. 4.1.1 Hasil Pengamatan Jumlah dan Genus Alga di Titik 1 Badan Perairan Boezem Morokembrangan Pengamatan yang dilakukan di badan air Boezem Morokembrangan ini berada pada koordinat 07°14'09.40" LS dan 112°42'53.80" BT. Berikut merupakan rincian hasil pengamatan yang dilakukan di titik ini.

xviii

Tabel 4.3 Hasil Pengamatan Jumlah dan Genus Alga di Titik 1 Perairan Boezem Morokembrangan No.

Spesies

1 2 3 4 5 6 7

Oscilatoria sp. Coelastrum sp. Scenedesmus sp. Euglena sp. Rhizosolenia sp.1 Rhizosolenia sp.2 Nitzschia sp. Total

ni 1440 469 94 31 31 94 281 2440

Di (%) 59.016 19.221 3.852 1.27 1.27 3.852 11.516 100

H' 0.311 0.317 0.125 0.055 0.055 0.125 0.249 1.239

Keterangan: ni : jumlah individu species i/liter sampel air Di : Indeks Kelimpahan (Dominansi) H’ : Indeks Keanekaragaman (Diversitas) Shannon-Wiener 4.1.2 Hasil Pengamatan Jumlah dan Genus Alga di Titik 2 Badan Perairan Boezem Morokembrangan Pengamatan yang dilakukan di badan air Boezem Morokembrangan ini berada pada koordinat 07°13'56.40" LS dan 112°42'44.90" BT. Berikut merupakan rincian hasil pengamatan yang dilakukan di titik ini.

xix


Spesies

1 2 3 4 5 6 7 8

Oscillatoria sp. Spirulina sp. Closterium sp. Chlorella sp. Euglena axyuris Euglena sp. Rhizosolenia sp. 1 Coscinodiscus sp. Total

ni 3369 6125 31 5899 94 156 63 219 15956

Di (%) 21.114 38.387 0.194 36.97 0.589 0.978 0.395 1.373 100

H' 0.328 0.368 0.012 0.368 0.03 0.045 0.022 0.059 1.232


xx


Spesies

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Oscilatoria sp. Spirulina sp. Scenedesmus sp. Chlorella sp. Euglena sp. Euglena axyuris Rhizosolenia sp.1 Rhizosolenia sp.2 Nitzschia sp. Total

ni 11004 2718 656 4530 156 31 31 188 125 19439

Di (%) 56.608 13.982 3.375 23.304 0.803 0.159 0.159 0.967 0.643 100

H' 0.322 0.275 0.114 0.339 0.039 0.01 0.01 0.045 0.032 1.288

Keterangan: ni : jumlah individu species i/liter sampel air Di : Indeks Kelimpahan (Dominansi) H’ : Indeks Keanekaragaman (Diversitas) Shannon-Wiener 4.2 Hasil Pengamatan Jumlah dan Genus Alga untuk Penelitian Kedua Pengambilan sampel yang kedua dilakukan pada musim transisi antara musim kemarau dan penghujan tepatnya pada tanggal 28 Oktober 2011. Kondisi cuaca saat ini masih kering tetapi sudah berawan yang menunjukkan akan datangnya hujan tetapi di Boezem Morokembrangan sendiri masih belum terjadi

xxi hujan pada saat itu. Pengambilan sampel tetap dilakukan di pagi hari sekitar pukul 10.00 WIB. Pada penelitian kedua ini telah ditemukan sekitar 16 genus alga yang terdiri dari phylum Cyanophyta yaitu Oscillatoria sp. Chroococcus sp. dan Spirulina sp., dari phylum Chlorophyta yaitu Actinastrum sp., Scenedesmus sp., Zygnema sp., Closterium sp. dan Mesotaenium sp. Sedangkan dari phylum Euglenophyta ditemukan hanya jenis genus Euglena acus, dari phylum Bacillariophyta ditemukan Rhizosolenia sp.1, Nitszchia sp. dan Coscinodiscus sp. Dari phylum Chrysophyta ditemukan Synura sp. dan Dinobryon sp., sedangkan dari phylum Xanthophyta ditemukan Goniochloris dan terakhir dari phylum Rhodophyta ditemukan Lemanea sp. Pada penelitian ketiga ini ditemukan bahwa Oscillatoria sp. merupakan spesies alga yang mendominasi pada musim penghujan ini. Kondisi lingkungan pada musim penghujan ini memiliki temperatur dengan rentang 30,00C-35,60C, pH dengan nilai sekitar 6,7-9,4 dan nilai DO yang cukup rendah yaitu 0,6-7,8 . Dari studi literatur diketahui bahwa Oscillatoria merupakan salah satu genus alga yang sangat toleran terhadap polutan dan dua spesies dari genus ini merupakan lima spesies alga yang paling toleran terhadap polutan yaitu Oscillatoria limosa dan Oscillatoria tennis (Palmer, 1969). Untuk lebih lengkapnya lagi dapat dilihat dari keterangan dibawah ini. 4.2.1 Hasil Pengamatan Jumlah dan Genus Alga di Titik 1 Badan Perairan Boezem Morokembrangan Pengamatan yang dilakukan di badan air Boezem Morokembrangan ini berada pada koordinat 07°14'09.40" LS dan 112°42'53.80". Berikut merupakan rincian hasil pengamatan yang dilakukan di titik ini.

xxii


Spesies

ni

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Oscillatoria sp. Chroococcus sp. Scenedesmus sp. Actinastrum sp. Euglena acus Goniochloris sp. Synura sp. Rhizosolenia sp.1 Nitzschia sp. Lemanea sp. Total

1233 590 79 13 31 256 21 32 32 32 2319

Di (%) 53.169 25.442 3.407 0.561 1.337 11.039 0.906 1.38 1.38 1.38 100

H' 0.336 0.348 0.115 0.029 0.058 0.243 0.043 0.059 0.059 0.059 1.349


xxiii


Spesies

ni

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Oscillatoria sp. Spirulina sp. Chroococcus sp. Scenedesmus sp. Actinastrum sp. Closterium sp. Zygnema sp. Euglena acus Goniochloris sp. Rhizosolenia sp.1 Coscinodiscus sp. Lemanea sp.

3214 552 663 16 22 21 332 54 55 64 27 31 5051

Total

Di (%) 63.631 10.929 13.126 0.317 0.436 0.416 6.573 1.069 1.089 1.267 0.535 0.614 100

H' 0.288 0.242 0.267 0.018 0.024 0.023 0.179 0.049 0.049 0.055 0.028 0.031 1.252


xxiv Tabel 4.13 Hasil Pengamatan Jumlah dan Genus Alga di Titik 3 Perairan Boezem Morokembrangan No.

Spesies

ni

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Oscillatoria sp. Spirulina sp. Chroococcus sp. Scenedesmus sp. Actinastrum sp. Mesotaenium sp. Euglena acus Rhizosolenia sp.1 Lemanea sp. Total

1339 372 781 21 44 18 32 38 45 2690

Di (%) 49.777 13.829 29.033 0.781 1.636 0.669 1.19 1.413 1.673 100

H' 0.347 0.274 0.359 0.038 0.067 0.034 0.053 0.06 0.068 1.3

Keterangan: ni : jumlah individu species i/liter sampel air Di : Indeks Kelimpahan (Dominansi) H’ : Indeks Keanekaragaman (Diversitas) Shannon-Wiener 4.3 Hasil Pengamatan Jumlah dan Genus Alga untuk Penelitian Ketiga Pengambilan sampel yang ketiga dilakukan pada musim penghujan tepatnya pada tanggal Desember 2011. Kondisi cuaca pada saat ini sudah sering terjadi hujan, begitu pula dengan daerah Boezem Morokembrangan. Pengambilan sampel tetap dilakukan di pagi hari sekitar pukul 10.00 WIB. Pada penelitian ketiga ini dilakukan duplo dengan perlakuan yang sama, tetapi sampel yang pertama diberi formalin 4% sedangkan sampel yang lainnya tidak diberi bahan pengawet apapun.

xxv Pada penelitian ketiga ini didapati bahwa jenis genus alga yang berada di Boezem Morokembrangan lebih beragam. Pada saat pengamatan, telah ditemukan sekitar 28 genus alga yang terdiri dari phylum Cyanophyta yaitu Oscillatoria sp. Merismopedia sp., Phormidium tenue., Cryptomonas sp., Chroococcus sp. dan Spirulina sp., dari phylum Chlorophyta yaitu Chlamydomonas sp., Spirogyra sp. dan Closterium sp. Sedangkan dari phylum Euglenophyta ditemukan hanya jenis genus Euglena acus, Euglena sp., Phacus sp., Euglena proxima dan Strombomonas verrucosa., dari phylum Bacillariophyta ditemukan Rhizosolenia sp.1, Nitszchia sp. dan Coscinodiscus sp., Fragilaria sp., Skeletonema sp., Synedra sp., Stephanodiscus sp., Melosira sp., Tabellaria fenestrata, Navicula sp., Pleurosigma sp., Nitszchia holsatica dan Nitszchia acicularis. Terakhir, yaitu dari phylum Chrysophyta hanya ditemukan Synura sp. Pada penelitian ketiga ini ditemukan bahwa Oscillatoria sp. merupakan spesies alga yang mendominasi pada musim penghujan ini. Kondisi lingkungan pada musim penghujan ini memiliki temperatur dengan rentang 28,90C-32,20C, pH dengan nilai sekitar 5,1-7,3 dan nilai DO yang cukup rendah yaitu 0,85,2. Dari studi literatur diketahui bahwa Oscillatoria merupakan salah satu genus alga yang sangat toleran terhadap polutan dan dua spesies dari genus ini merupakan lima spesies alga yang paling toleran terhadap polutan yaitu Oscillatoria limosa dan Oscillatoria tennis. Untuk lebih lengkapnya lagi dapat dilihat dari keterangan dibawah ini.

xxvi 4.3.1 Hasil Pengamatan Jumlah dan Genus Alga di Titik 1 Badan Perairan Boezem Morokembrangan Pengamatan yang dilakukan di badan air Boezem Morokembrangan ini berada pada koordinat 07°14'09.40" LS dan 112°42'53.80". Berikut merupakan rincian hasil pengamatan yang dilakukan di titik ini. Tabel 4.15 Hasil Pengamatan Jumlah dan Genus Alga di Titik 1 Perairan Boezem Morokembrangan No.

Spesies

1

Oscillatoria sp

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Chroococcus sp Phormidium tenue Closterium sp Euglena sp Euglena proxima Phacus sp Synura sp Nitzschia sp Synedra sp Stephanodiscus sp Fragilaria sp Skeletonema sp Total

ni

Di (%)

H'

789

68.194

0.261

33 45 21 34 44 28 77 2 2 21 52 9 1157

2.852 3.889 1.815 2.939 3.803 2.42 6.655 0.173 0.173 1.815 4.494 0.778 100

0.101 0.126 0.073 0.104 0.124 0.09 0.18 0.011 0.011 0.073 0.139 0.038 1.332

Keterangan: ni : jumlah individu species i/liter sampel air Di : Indeks Kelimpahan (Dominansi) H’ : Indeks Keanekaragaman (Diversitas) Shannon-Wiener

xxvii

4.3.2 Hasil Pengamatan Jumlah dan Genus Alga di Titik 2 Badan Perairan Boezem Morokembrangan Pengamatan yang dilakukan di badan air Boezem Morokembrangan ini berada pada koordinat 07°13'56.40" LS dan 112°42'44.90" BT. Berikut merupakan rincian hasil pengamatan yang dilakukan di titik ini. Tabel 4. 19 Hasil Pengamatan Jumlah dan Genus Alga di Titik 2 Perairan Boezem Morokembrangan No.

Spesies

ni

Di (%)

H'

1 2 3 4 5

Oscillatoria sp Spirulina sp Chroococcus sp Phormidium tenue Closterium sp

867 1 35 148 19

64.605 0.075 2.608 11.028 1.416

0.282 0.005 0.095 0.243 0.06

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Spirogyra sp Euglena sp Euglena proxima Phacus sp Synura sp Stephanodiscus sp Flagilaria sp Nitzschia acicularis Melosira sp Navicula sp Total

3 45 13 48 56 15 10 6 75 1 1342

0.224 3.353 0.969 3.577 4.173 1.118 0.745 0.447 5.589 0.075 100

0.014 0.114 0.045 0.119 0.133 0.05 0.037 0.024 0.161 0.005 1.388

Keterangan:

xxviii ni Di H’

: jumlah individu species i/liter sampel air : Indeks Kelimpahan (Dominansi) : Indeks Keanekaragaman (Diversitas) Shannon-Wiener

4.3.3 Hasil Pengamatan Jumlah dan Genus Alga di Titik 3 Badan Perairan Boezem Morokembrangan Pengamatan yang dilakukan di badan air Boezem Morokembrangan ini berada pada koordinat 07°13'55.40" LS dan 112°43'03.60" BT. Berikut merupakan rincian hasil pengamatan yang dilakukan di titik ini. Tabel 4.23 Hasil Pengamatan Jumlah dan Genus Alga di Titik 3 Perairan Boezem Morokembrangan No.

Spesies

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Oscillatoria sp Spirulina sp Phormidium tenue Closterium sp Euglena sp Euglena proxima Phacus sp Synura sp Stephanodiscus sp

10 11

Flagilaria sp Tabellaria fenestrata Total

ni

Di (%)

H'

980 2 110 25 8 24 20 39 34

77.655 0.158 8.716 1.981 0.634 1.902 1.585 3.09 2.694

0.196 0.01 0.213 0.078 0.032 0.075 0.066 0.107 0.097

13 7 1262

1.03 0.555 100

0.047 0.029 1.251

Keterangan: ni : jumlah individu species i/liter sampel air

xxix Di H’

: Indeks Kelimpahan (Dominansi) : Indeks Keanekaragaman (Diversitas) Shannon-Wiener

4.4 Analisa Hubungan antara Jumlah dan Genus Alga dengan High Rate Algae Pond (HRAP) High Rate Algae Pond merupakan suatu sistem pengolahan air limbah yang memanfaatkan hubungan simbiosos mutualisme antara alga dan bakteri. Di dalam High Rate Algae Pond ini diinginkan jumlah sel alga yang lebih banyak sehingga nantinya biodiesel yang didapatkan akan semakin banyak (J.B.K et al, 2010). Beberapa peneliti telah mencoba untuk melakukan monokultur terhadap salah satu spesies alga ini, tetapi hanya bertahan selama kurang lebih 3 bulan akibat dari kontaminasi jenis alga lain dan juga zooplankton (Sheehan et al.,1998 dan Benneman, 2008) . Ada tiga hal penting yang mempengaruhi dominansi spesies alga pada HRAP yaitu yang pertama adalah pengoperasionalan HRAP itu sendiri seperti kedalaman yang akan mempengaruhi intensitas cahaya matahari yang akan masuk ke dalam badan air, waktu retensi dan aliran air yang turbulens atau laminer. Kedua yaitu faktor-faktor abiotik contohnya cahaya, pH, suhu, CO2, O2, komposisi dan konsentrasi nutrient. Terakhir adalah faktor biologis seperti kompetisi antar spesies alga sendiri, grazer dan parasit juga pathogen (Sheehan et al.,1998 dan Benneman, 2008). Dalam studi penelitian kali ini, dominasi genus alga yang didapatkan di Boezem Morokembrangan yaitu Oscillatoria sp. merupakan genus alga yang cocok untuk dikembangkan sebagai HRAP dalam kegunaannya untuk mendegradasi polutan organik dalam boezem sebagai pengolahan air limbah yang efisien dan ekonomis. Masih diperlukan banyak penelitian tentang dominasi dari spesies alga sendiri karena mekanisme dominansi alga masih sulit untuk dimengerti dan metode untuk mengembangkan monokultur

xxx alga masih belum ditemukan di literatur manapun (Weissman dan Bennemann, 1979, Sheehan et al.,1998 dan Benneman, 2008) 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari hasil analisa dan pembahasan dari penelitian ini, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Pada penelitian pertama yang dilakukan pada musim kemarau di bulan Agustus, di Titik 1ditemukan 7 jenis genus alga dengan kelimpahan sekitar 31-1440 jumlah sel/liter air. Jenis genus alga yang mendominasi pada titik ini adalah Oscillatoria sp. dengan indeks kelimpahan hingga 59%. Di lokasi Titik 2 ditemukan 8 genus alga dengan kelimpahan sekitar 31-6125 jumlah sel/liter air. Jenis genus alga yang mendominasi pada titik ini adalah Spirulina sp. dengan indeks kelimpahan hingga 38%. Di lokasi Titik 3 ditemukan 9 jenis genus alga dengan kelimpahan sekitar 31-11004 jumlah sel/liter air. Jenis genus alga yang mendominasi pada titik ini adalah Oscillatoria sp. dengan indeks kelimpahan hingga 56%. 2. Pada penelitian kedua yang dilakukan pada bulan Oktober, di musim transisi antara musim kemarau dan penghujan , di Titik 1 ditemukan 10 jenis genus alga dengan kelimpahan sekitar 21-1233 jumlah sel/liter air. Jenis genus alga yang mendominasi pada titik ini adalah Oscillatoria sp. dengan indeks kelimpahan hingga 53%. Di lokasi Titik 2 ditemukan 12 genus alga dengan kelimpahan sekitar 16-3214 jumlah sel/liter air. Jenis genus alga yang mendominasi pada titik ini adalah Oscillatoria sp. dengan indeks kelimpahan hingga 63%. Di lokasi Titik 3 ditemukan 9 jenis genus alga dengan kelimpahan sekitar 18-1339 jumlah sel/liter air. Jenis genus alga yang mendominasi pada titik ini adalah Oscillatoria sp. dengan indeks kelimpahan hingga 49%.

xxxi 3. Pada penelitian ketiga yang dilakukan pada musim penghujan di bulan Desember, di Titik 1 ditemukan 16 jenis genus alga dengan kelimpahan sekitar 2-789 jumlah sel/liter air. Jenis genus alga yang mendominasi pada titik ini adalah Oscillatoria sp. dengan indeks kelimpahan hingga 68%. Di lokasi Titik 2 ditemukan 24 genus alga dengan kelimpahan sekitar 1-867 jumlah sel/liter air. Jenis genus alga yang mendominasi pada titik ini adalah Oscillatoria sp. dengan indeks kelimpahan hingga 65%. Di lokasi Titik 3 ditemukan 19 jenis genus alga dengan kelimpahan sekitar 2-980 jumlah sel/liter air. Jenis genus alga yang mendominasi pada titik ini adalah Oscillatoria sp. dengan indeks kelimpahan hingga 78%. 4. Dari ketiga penelitian tersebut telah ditemukan 39 genus alga pada perairan Boezem Morokembrangan dan dapat dipastikan bahwa Oscillatoria sp. adalah genus alga yang paling mendominasi pada badan perairan Boezem Morokembrangan. 5.2

Saran Saran-saran yang perlu untuk penelitian selanjutnya adalah: 1. Perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui seluruh kualitas air baik itu secara biologis, fisik dan kimiawi sebelum melakukan sampling pada setiap kali pengembilan sampel di Boezem Morokembrangan. Analisa laboratorium ini sangat perlu agar dapat membandingkan antara spesies alga yang didapat dan kualitas air dimana alga hidup.

xxxii

DAFTAR KEPUSTAKAAN APHA, AWWA, WPCF., 1998. Standard Method for the Examination of Water and Wastewater, 20th. Ed. Washington. Bellinger G.E dan David C.S. 2010. Freshwater Algae. West Sussex : A John Wiley & Sons, Ltd, Publication. Fallowfield, H. J. , Martin, N. J. and Cromar, N. J. Juni. 2010. “Performance of a batch-fed High Rate Algal Pond for animal waste treatment”. European Journal of Phycology 34: 3, 231 — 237. Fogg, W.D. S., P. Fay, and E. Wolsky. 1973. The Blue Green Alga. London : Academic Press. London. 499 pp. Ginting, R. Januari. 2003. Pengolahan Limbah Cair Rumah Potong Hewan dengan High Rate Algae Pond (HRAP). Jurusan Teknik Lingkungan ITS Surabaya II-1-II-32. Graham, L. E. dan Lee W.W. 2000. Algae . Upper Saddle River, New Jersey : Prentice Hall. Hamouri, Et.B., K.Khallayoune, K.Bouzoubaa, N.Rhallabi dan M.Challabi. April. 1993. “High Rate Algal Pond Performances in Faecal Coliforms and Helmith Egg Removals”. Elsevier Science Ltd. War. Res. Vol. 28, No. 1, pp. 171-174. Mara, D. 2004. Domestic Wastewater Treatment in Developing Countries. Towbridge : Cromwell Press.

xxxiii

Metcalf & Eddy, Inc. 1991. Wastewater Engineering: Treatment , Disposal and Reuse. 3rd Edition. New York: McGraw Hill. Park,

J.B.K., R.J.Craggs dan A.N.Shilton. Maret. 2010.”Wastewater Treatment High Rate Algal Ponds for Biofuel Production”. Science Direct : Bioresource Technology 102 (2011) 35-42.

Pleiczar, M.J, R.D Reid dan ECS. Chan. 1982. Microbiology, 4th ed. New Delhi : Tata Mc.Graw-Hill Publishing Company LTD, New Delhi. Pelczar, M.J dan E.C.S Chan. 2005. Dasar-dasar Mikrobiologi. Diterjemahkan oleh Ratna Siri Hadioetomo, Teja Imas, S. Sutarmi Tjitrosomo dan Sri Lestari Angka. Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia. Sigee, D.C. 2005. Freshwater Microbiology : Biodiversity and Dynamic Interactions of Microorganism in the Freshwater. John Wiley and Sons LTD, Manchester. Trivedi, P.C. 2001. Algal Biotecgnology. Jaipur : Pointer Publisher Wibisono, M.S. 2005. Pengantar Ilmu Kelautan. Grasindo. Jakarta Wong, Y.S. dan Nora F.T.Y. 1997. Wastewater Treatment with Algae. New York : Springer

xxxiv

IDENTIFIKASI DOMINASI GENUS ALGA PADA AIR BOEZEM MOROKEMBRANGAN SEBAGAI SISTEM HIGH RATE ALGAE POND (HRAP)

Recommend Documents