16
METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilakukan pada bulan April sampai Oktober 2010 bertempat di Laboratorium Konservasi Tanah dan Air, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Analisis kimia tanah dan analisis limbah domestik dilakukan di Laboratorium Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor dan Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian, Bogor.
Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian terdiri dari contoh tanah Latosol dan RegosolCikabayan, serta Podsolik di belakang Gymnasium, Kampus IPB Darmaga, pipa PVC, pasir, ijuk, arang, kayu, kerikil, triplek, kasa, karet, sabun, pasta gigi, shampoo, paku, cangkul, gergaji besi, gergaji kayu, pahat, palu, dan gelas ukur.
Metode Penelitian Rancangan Percobaan Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian adalah rancangan faktorial. Rancangan terdiri dari 2 faktor sebagai perlakuan, yaitu jenis tanah (Latosol, Podsolik, dan Regosol) dan media penyaring (tanpa media, Media A, Media B). Parameter yang diamati adalah kadar nitrogen, fosfat, dan sulfat sesudah air limbah melalui kolom Latosol, Podsolik, dan Regosol. Setiap perlakuan percobaan dilakukan pengulangan sebanyak tiga kali sehingga terdapat 27 percobaan, seperti pada Tabel 2.
17
Tabel 2. Perlakuan Jenis Tanah dan Media Perlakuan Jenis tanah L
P
R
M0 LM0 LM1 LM2 PM0 PM1 PM2 RM0 RM1 RM2
Media M1 LM0 LM1 LM2 PM0 PM1 PM2 RM0 RM1 RM2
M2 LM0 LM1 LM2 PM0 PM1 PM2 RM0 RM1 RM2
Perlakuan jenis tanah L, P, R secara berturut-turut adalah Latosol, Podsolik, dan Regosol sedangkan media M0, M1, M2 secara berturut-turut adalah contoh tanah tanpa media, contoh tanah dengan media A, dan contoh tanah dengan media B.
Pengaturan (setting) Penelitian Penelitian dilakukan pada skala laboratorium dengan melakukan simulasi aliran vertikal parit infiltrasi berupa kolom tanah dengan panjang 30 cm dan diameter 10 cm (4 in), masing-masing mewakili top soil (0-30 cm) dan sub soil (30-60 cm). Kolom tanah yang digunakan dalam penelitian merupakan contoh tanah utuh yang diambil dengan menggunakan pipa PVC 4 in sepanjang 30 cm. Kolom tanah tersebut selanjutnya dialiri limbah secara periodik dengan rentang waktu tertentu. Kolom tanah dilengkapi dengan media pada bagian atasnya berupa susunan pasir, ijuk, kerikil. Media ini merupakan perlakuan awal limbah sebelum dilewatkan kedalam kolom tanah. Air limbah (domestik) yang diberikan sebanyak 250 ml liter. Jumlah iniditurunkan dari perhitungan volume parit infiltrasi untuk skala rumah tangga berkapasitas 50 L/m2/hari. Berdasarkan dimensi kolom tanah dengan diameter pipa 4 in (10 cm) maka luas permukaannya merupakan1/100 dari luas permukaan
18
parit infiltrasi sebenarnya. Dengan demikian, volume limbah yang diresapkan oleh kolom tanah tersebut adalah sebanyak 1/100 x 50 L= 0,5 liter/hari. Jika diasumsikan kegiatan mandi adalah 2 kali sehari, maka frekuensi simulasi pemberian limbahnya adalah 2 kali sehari masing-masing yaitu 250 ml. Simulasi air limbah domestik dibuat dengan cara Safitri (2009). Kolom tanah selanjutnya diletakkan pada perangkat yang telah disiapkan sedemikian rupa seperti terlihat pada Gambar 3.Daya netralisasi tanah terhadap limbah domestik dikaji berdasarkan sifat kimia (NO3, PO4, SO4) air limbah setelah melalui kolom tanah. Secara skematis, kerangka fikiran penelitian disajikan pada Gambar 1 : LIMBAH DOMESTIK (non toilet)
TANAH
PERAIRAN
PARIT INFILTRASI
KAPASITAS NETRALISASI TANAH
PENCEMARAN
Gambar 1.Aplikasi Parit Infiltrasi (Infiltration Trench)
19
Analisis Statistik Model statistika untuk percobaan faktorial yang terdiri dari dua faktor (jenis tanah dan media), yaitu :
Yijk = µ + αi + βj + (αβ)ij + εijk Keterangan :
Yijk
= Nilai pengamatan pada satuan percobaan ke-k yang memperoleh kombinasi perlakuan ij (taraf ke-i dari faktor jenis tanah dan taraf ke-j dari faktor media)
µ
= Nilai tengah populasi (rata-rata yang sesungguhnya)
αi
= Pengaruh aditif taraf ke-i dari jenis tanah
βj
= Pengaruh aditif taraf ke-j dari media
(αβ)ij = Pengaruh interaksi taraf ke-i jenis tanah dan taraf ke-j media εijk`
= Pengaruh galat dari satuan percobaan ke-k yang memperoleh kombinasi perlakuan ij.
Prosedur Penelitian a. Pengambilan contoh tanah latosol, regosol, dan podsolik : Contoh tanah diambil dengan menggunakan pipa PVC (diameter 4indan panjang 30 cm) Pengambilan contoh tanah diambil pada dua kedalaman yaitu pada kedalaman 30 cm dan 60 cm. Jumlah contoh tanah yang diambil sebanyak54 buah. Contoh tanah dijaga kelembabannya agar contoh tanah tidak turun dari pipa pada saat dilakukan perlakuan. Inkubasi contoh tanah dilakukan selama 2 minggu. Pengambilan contoh tanah utuh, agregat utuh, dan contoh tanah terganggu dilakukan untukpengukuran bobot isi, permeabilitas, ruang pori tanah, serta stabilitas agregat.
20
b. Persiapan media (ijuk, kerikil, pasir, ijuk), pembuatan limbah kamar mandidan rangkaian percobaan. Media disusun berdasarkan 2 urutan (dari bawah ke atas), yaitu media A (ijuk (6,28 gr), kerikil (262,48 gr), pasir (160,14 gr), ijuk (6,68 gr)) dan media B (ijuk (6,28 gr), pasir (160,14 gr), kerikil (262,48 gr), ijuk (6,68 gr)). Simulasi limbah domestik dibuat dengan cara mencampurkan sabun (8,970 gr), pasta gigi (15,875 ml), shampoo (5,460 ml) dengan 30 liter air (Safitri, 2009). Rangkaian percobaan : Kolom tanah selanjutnya diletakkan pada meja yang telah dipersiapkan (Gambar 2, 3 dan 4).
Gambar 2. Meja Penyangga Kolom Tanah The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. If the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.
Media
Kasa
Gambar 3.PosisiKolom TanahGambar 4.SetKolom Tanah dengan Wadah Penampung Limbah c. Pengamatan :
21
Limbah diberikan 1-2 kali per hari, sebanyak 0,25 liter. Kecepatan limbah yang turun diukur dengan cara mencatat waktu air yang keluar pertama kali ke wadah penampung setelah limbah diberikan. Volume air diukur dengan gelas ukur setelah air limbah turun secara grafitasi dari kolom tanah Percobaan dilakukan selama 4 minggu. Pada minggu ke 0, 2 dan 4 dilakukan analisis limbah domestik di laboratorium, yaitu sulfat (SO4), fosfat (PO4), dan nitrat (NO3). Selain pengamatan debit limbah pada kolom tanah dilakukan juga pengukuran sifat fisik tanah, yaitu bobot isi, tekstur, permeabilitas, ruang pori tanah, dan stabilitas agregat.
AnalisisLaboratorium Analisis yang dilakukan pada penelitian ini adalah analisis sifat fisik dan analisis kimia tanahserta analisis kualitas air limbah setelah melalui kolom tanah. Analisis tanah dilakukan di Laboratorium Konservasi Tanah dan Laboratorium Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan. Analisis kimia air limbah dilakukan diBalai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian, setiap 2 minggu pengamatan (minggu ke 0, 2, dan 4).
a. Sifat Fisik Tanah Analisis sifat fisik tanah dilakukan untuk mengetahui pengaruh sifat fisik tanah terhadap waktu turun dan volume air limbahyang melalui kolom tanah. Parameter yang diukur adalah bobot isi, porositas total, pori drainase, indeks stabilitas agregat, tekstur, dan permeabilitas.
Tabel 3.Jenis Parameter dan Metode Analisis Sifat Fisik
