Oleh: Afina Kibtiyah Hidayati 3307 100 026 Dosen Pembimbing: IDAA. Warma Dewanti, S.T., M.T., Ph.D
Latar Belakang Intrusi Air Laut pada Lokasi TPA Benowo Lindi TPA Benowo memiliki salinitas tinggi 6552 mg/L
Pengolahan secara biologis tidak berjalan dengan optimal
Solusi Menurunkan kadar salinitas Fitoremediasi dengan tanaman eceng gondok
Eceng gondok mampu menyerap salinitas pada lindi
Peningkatan efisiensi IPAL TPA Benowo
Rumusan Masalah
Berapa besar kemampuan eceng gondok dalam menurunkan
salinitas pada lindi TPA Benowo? Berapakah persen luas tutupan eceng gondok yang efisien untuk mereduksi salinitas? Bagaimana pengaruh salinitas terhadap kemampuan eceng gondok dalam menyerap nutrisi yang terkandung di dalam lindi?
Tujuan Penelitian Mengidentifikasi kemampuan eceng gondok dalam menyisihkan salinitas pada lindi TPA Benowo. • Mengidentifikasi persen luas tutupan eceng gondok yang efektif untuk mereduksi salinitas • Mengidentifikasi pengaruh salinitas terhadap kemampuan eceng gondok dalam menyerap nutrient dalam lindi.
•
Ruang Lingkup Penelitian dilakukan dalam skala laboratorium Sampel lindi yang digunakan dari kolam pengumpul lindi
TPA Benowo Surabaya. Jenis tanaman yang digunakan adalah eceng gondok (Eichornia crassipes). Dilakukan penelitian pendahuluan yaitu aklimatisasi eceng gondok dan range finding test Variasi yang dilakukan adalah konsentrasi salinitas dan luas tutupan eceng gondok Analisis parameter penelitian meliputi salinitas, COD, ammonium, fosfat, dan pH Lama waktu pengamatan dilakukan selama 10 hari dengan analisis setiap dua hari sekali
Manfaat Penelitian Memperoleh rekomendasi untuk penanganan masalah
salinitas lindi pada TPA Benowo. Memanfaatkan tanaman eceng gondok yang dianggap sebagai gulma menjadi tanaman yang dapat mereduksi salinitas.
Tinjauan Pustaka
Karakteristik Lindi Lindi adalah cairan yang mengalami perkolasi melalui tumpukan sampah dan mengandung materi tersuspensi, bahan terlarut, dan terekstraksi. (USEPA, 2005) Komposisi landfill baru dan landfill lama Parameter
Nilai, mg/L* Landfill Baru Landfill (Kurang dari 2 Tua tahun) (Lebih dari Range Tipikal 10 tahun)
COD (Chemical 3.000Oxygen 60.000 Demand) Organik 10-800 Nitrogen Ammonia 10-800 Nitrogen Nitrat 5-40 Total Fosfat 5-100 pH 4,5-7,5 Klorida 200-250
(Damanhuri, 1993)
1800
Karakteristik Tipikal pada Air Limbah
Parameter
100-500
200
80-120
200
20-40
25 30 6 500
5-10 5-10 6,6-7,5 100-400
TSS COD Ammonium Fosfat Klorida
Konsentrasi (mg/L) Low High Medium Streng Stren Strength th gth 120 210 400 250 430 800 12 25 45 4 7 12 30 50 90
(Metcalf dan Eddy, 2004)
Eceng Gondok Berkembang biak secara vegetatif melalui
Bunga
Daun
Batang Stolon
Akar/rizoma
stolon Berkembang biak secara generatif dengan adanya bunga Mampu memperbanyak diri dalam waktu 11 – 18 hari. Bulu akar eceng gondok menyerap materi organik dengan membentuk lapisan biofilm Akarnya media tumbuh yang baik bagi bakteri untuk menstabilkan air limbah. Dapat hidup optimal pada pH 4,5—7
Pengolahan Lindi dengan Eceng Gondok Lindi pada IPAL sukar terurai dan mengandung salinitas Akar eceng gondok sebagai media tumbuh mikroorganisme dan menghasilkan eksudat
Lindi mudah diuraikan oleh mikroorganisme
FITOPROSES ZAT CAIR 6.Fitovolatilisasi
5. Fitodegradasi
8.Vegetasi saat air hujan
4. Fitoekstraksi
1. Fito stabilisasi
3. Rizodegradasi
2.Rizofilrasi 7.Kontrol Hidrolik air tanah
Hubungan Klorida dan Salinitas Salinitas adalah jumlah berat garam anorganik yang terlarut dalam 1 kg air dalam kondisi semua karbonat telah dikonversi menjadi oksida, semua bromine dan iodine digantikan sebagai klorin dan semua zat teroksidasi sempurna (Mangkoedihardjo, 2005)
Klasifikasi Salinitas
Menurut APHA (2005) : S = 1,80655 x Cl Keterangan : S : Salinitas (mg/L) Cl : Klorida (mg/L)
Jenis air Air Tawar
Katagori Salinitas (mg/L) Fresh water < 500 Oligohaline 500 – 5000 Air Payau Mesohaline 5000 – 18000 Polyhaline 18000 – 30000 > ±30000 Mixoeuhaline Air Laut Mixohaline (±40000) ±30000 - ± 500 ± 40000 - ± 30000 Euhaline > ± 40000 Hyperhaline (Bolduc, 2002)
Perhitungan Persen Tutupan Daun • Luas tutupan daun merupakan permukaan air yang tertutupi oleh daun pada permukaan media tanam. • Luas tutupan daun ditentukan melalui konversi kerapatan daun terhadap persen tutupan • Persen luas tutupan daun menururut Rachmawati (2008) :
Kerapatan
=
Persen tutupan
=
Studi Pendahuluan Pemanfaatan Eceng Gondok Tabel Produksi Eceng gondok terhadap variasi salinitas Tangki 1 2 3 4 5 6 4 5 6 In situ
Salinitas (g/L) 2.1 ± 0.1 2.9 ± 0.1 4.1 ± 0.2 5.9 ± 0.4 9.3 ± 0.7 13.7 ± 0.7 Stage 2 2.8 ± 0.1 2.8 ± 0.1 2.9 ± 0.1 2.9 ± 1.1
Produksi (gd.wt m-2 day-1) 4.2 2.5 1.1 0 0 0 0.7 0 0 6.2
(Sumber : De Casabianca,1995)
• Penfound dan Earle (1948),tanaman toksik terhadap salinitas 2 g/L. • Zhenbin et al (1990),tanaman toksik terhadap salinitas 3 g/L. • De Casabianca(1995), tanaman toksik terhadap salinitas 4 g/L
Metodologi Penelitian
Skema Kerangka Penelitian GAP
Kajian Pustaka: • Kualitas Lindi • Salinitas • Fitoremediasi • Eceng gondok • Pengolahan air limbah
§ §
Kualitas lindi TPA Benowo Efisiensi salinitas oleh eceng gondok Mencari nilai salinitas yang sesuai untuk dijadikan variabel penelitian
Berapakah persen luas tutupan eceng gondok yang efisien untuk mereduksi salinitas
Bagaimana pengaruh salinitas terhadap kemampuan eceng gondok dalam menyerap nutrisi yang terkandung di dalam lindi
Mengidentifikasi kemampuan eceng gondok dalam menyisihkan salinitas pada lindi TPA Benowo.
Hasil 1: Memperoleh batasan konsentrasi maksimum yang ditoleransi eceng gondok
Tujuan 2 :
Hasil 2: Mengetahui nilai efisiensi yang dihasilkan eceng gondok dalam mereduksi salinitas.
Mengidentifikasi persen luas tutupan eceng gondok yang efektif untuk mereduksi salinitas
Tujuan 3 : Mengidentifikasi pengaruh salinitas terhadap kemampuan aceng gondok dalam menyerap nutrient dalam lindi
Hasil 2: Mengetahui luas tutupan eceng gondok efektif untuk mereduksi salinitas
KESIMPULAN
Pembahasan dan Kesimpulan
Kajian Pustaka dan Identifikasi Masalah
Tujuan 1:
Berapa besar kemampuan ceng gondok dalam menurunkan salinitas pada lindi TPA Benowo
Analisis Data
Perlakuan sampel lindi dengan menggunakan eceng gondok
Pengumpulan Data
Realitas: • Kandungan salinitas pada lindi TPA benowo tergolong tinggi. • Tidak ada pengolahan terhadap salinitas • Mikroorganisme tidak berkembang baik pada kondisi salin
Analisa Data
Latar Belakang
Tahapan Penelitian Penelitian Pendahuluan
Analisis Parameter Lindi Awal
Aklimatisasi selama 6
hari
Range Finding Test
Uji Efektifitas Eceng Gondok untuk Pengolahan Lindi Variasi Luas tutupan
Variasi Konsentrasi salinitas
Analisis Parameter salinitas, ammonium, fosfat, COD, pH
Analisis dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Persiapan Penelitian Dimensi Reaktor
Alat : -Reaktor dengan volume 45 Liter -Peralatan laboratorium Bahan : -Eceng Gondok -Lindi TPA Benowo -Air PDAM sebagai pengencer lindi - Bahan kimia untuk kebutuhan analisis
Analisis dan Pembahasan Hasil Analisis Karakteristik Lindi TPA Benowo Parameter Nilai Salinitas 6552 mg/L Klorida 3626 mg/L pH 8,21 Fosfat 20,84 mg/L Amonium 718 mg/L COD 2400 mg/L
Landfill muda (Damanhuri, 1996)
Mesohaline (range 5000 mg/L – 18000 mg/L)
Kolam Pengumpul Lindi
AKLIMATISASI ECENG GONDOK Habitat eceng gondok
Hasil Aklimatisasi
• Tujuan : untuk mengatur kondisi tanaman agar dapat beradaptasi dengan kondisi limbah yang akan diolah • Komposisi : 20% lindi dan 80% air PDAM • Lindi diencerkan 15 kali, diperoleh salinitas sebesar 361 mg/L • Berlangsung selama 6 hari •Parameter pertumbuhan fisik yaitu berat tanaman dan jumlah daun
Lanjutan Aklimatisasi Pertambahan Berat Eceng Gondok saat Aklimatisasi
HARI 0 3 6 Pertambahan
1 90 92 102 12
2 58 60 62 4
3 68 70 76 8
Berat Tanaman (gram) Tanaman ke4 5 6 7 100 58 81 72 112 66 84 76 120 80 92 92 20 22 11 20
Kemampuan menyerap air Pertambahan Berat tanaman Pertambahan ukuran tananaman
8 98 100 118 20
9 86 88 90 4
10 98 102 112 14
Range Finding Test Tujuan : untuk mengetahui batas ketahanan eceng gondok terhadap salinitas
Konsentrasi Salinitas
Pertumbuhan Eceng Gondok pada Tahap Range Finding Test
1961 mg/L 2536 mg/L 3805 mg/L 4861 mg/L
Oligohaline (Bolduc, 2002)
Salinitas Salinitas Salinitas Salinitas Hari 1961 2536 3805 4861 mg/L mg/L mg/L mg/L 0 Segar Segar Segar Segar 1 Segar Segar Segar Layu 2 Segar Segar Layu Layu 3 Segar Segar Layu Mati 4 Segar Segar Mati Mati 5 Segar Segar Mati Mati 6 Segar Segar Mati Mati
Hasil Analisis Parameter pada Range Finding Test Analisis Salinitas
Hari 0 2 4 6
Reaktor Reaktor Reaktor Reaktor 1 2 3 4 mg/L mg/L mg/L mg/L 1961 2536 3805 4861 1680 2237 3670 4733 1457 2144 3420 4609 1375 2128 3420 4609
Hari 0 2 4 6
Analisis Ammonium
Reaktor Reaktor Reaktor Reaktor 1 2 3 4 mg/L mg/L mg/L mg/L 280 293 264 297 265 265 257 288 245 231 231 278 193 217 272 310
Lanjutan Analisis Parameter pada Range Finding Test Analisis Fosfat
Hari 0 2 4 6
Reaktor Reaktor Reaktor Reaktor 1 2 3 4 mg/L mg/L mg/L mg/L 15,4 12,5 14,0 15,4 12,2 11,4 13,0 13,5 7,2 9,4 12,5 13,7 6,4 7,1 14,8 15,6
Hari 0 2 4 6
Analisis COD
Reaktor Reaktor Reaktor Reaktor 1 2 3 4 mg/L mg/L mg/L mg/L 1504 1470 1128 1502 1128 1137 982 1460 1025 895 972 1500 900 814 1200 1550
Hasil Range Finding Test : Konsentrasi Salinitas pada Rage Finding Test : 1961 mg/L - 2536 mg/L
Salinitas 671 mg/L
Salinitas 1917 mg/L
Salinitas 2205 mg/L
Oligohaline
Salinitas 2386 mg/L
Penyerapan Salinitas oleh Eceng Gondok
Analisis pada Konsentrasi Salinitas 671 mg/L
Analisis pada Konsentrasi Salinitas 2205 mg/L
Analisis pada Konsentrasi Salinitas 1917 mg/L
Analisis pada Konsentrasi Salinitas 2386 mg/L
Penyerapan Ammonium pada Kondisi salinitas tinggi
Ammonium pada Salinitas 671 mg/L
Ammonium pada Salinitas 1917 mg/L
Ammonium pada Salinitas 2205 mg/L
Ammonium pada Salinitas 2386 mg/L
Penyerapan Fosfat pada Kondisi salinitas tinggi
Fosfat pada Salinitas 671 mg/L
Fosfat pada Salinitas 1917 mg/L
Fosfat pada Salinitas 2205 mg/L
Fosfat pada Salinitas 2386 mg/L
Penyerapan COD pada Kondisi salinitas tinggi
COD pada Salinitas 671 mg/L
COD pada Salinitas 1917 mg/L
COD pada Salinitas 2205 mg/L
COD pada Salinitas 2386 mg/L
Analisis pH Hari 0 2 4 6 8 10
Kontrol mg/L 7,48 7,55 7,6 7,7 7,8 7,85
Tutupan Tutupan Tutupan 15% 27% 45% mg/L mg/L mg/L 7,51 7,48 7,5 7,5 7,45 7,5 7,48 7,41 7,48 7,45 7,4 7,34 7,35 7,35 6,99 7,35
7,33
6,99
Hari 0 2 4 6 8 10
pH pada Salinitas 671 mg/L
Hari 0 2 4 6 8 10
Kontrol mg/L 7,54 7,7 7,72 7,7 7,76 7,76
Tutupan Tutupan Tutupan 15% 27% 45% mg/L mg/L mg/L 7,45 7,48 7,52 7,41 7,56 7,6 7,4 7,36 7,55 7,33 7,3 7,5 7,35 7,28 7,46 7,3 7,18 6,83
pH pada Salinitas 2205 mg/L
Kontrol mg/L 7,56 7,67 7,81 7,91 7,94 7,94
Tutupan Tutupa Tutupa 15% n 27% n 45% mg/L mg/L mg/L 7,51 7,5 7,52 7,47 7,48 7,5 7,47 7,45 7,48 7,42 7,32 7,32 7,36 7,32 7,23 7,48 7,30 6,98
pH pada Salinitas 1917 mg/L
Hari 0 2 4 6 8 10
Kontrol mg/L 7,5 7,48 7,45 7,5 7,62 7,71
Tutupan Tutupan Tutupan 15% 27% 45% mg/L mg/L mg/L 7,51 7,46 7,5 7,54 7,45 7,5 7,52 7,45 7,52 7,5 7,41 7,48 7,5 7,44 7,48 7,38 7,37 7,25
pH pada Salinitas 2386 mg/L
Kesimpulan Eceng gondok tidak efektif untuk mengolah salinitas
dengan konsentrasi tinggi. Pada penelitian ini, eceng gondok hanya mampu menyisihkan salinitas pada konsentrasi 671 mg/L hingga 2386 mg/L. Semakin besar luas tutupan eceng gondok pada range (15% - 45%), mampu menyisihkan COD dan salinitas sebesar 40,97% dan 65,28%. Kondisi salinitas mempengaruhi penyerapan nutrien (ammonium dan fosfat). Pada konsentrasi salinitas 671 mg/L penyisihan ammonium sebesar 99,49% dan fosfat sebesar 78,95%, namun pada konsentrasi salinitas 2386 mg/L, efisiensi ammonium dan fosfat sebesar 71,04% dan 67,69%.
Saran Untuk penelitian lebih lanjut, yang dapat dilakukan
adalah memanfaatkan eceng gondok sebagai pengolahan tersier. Penelitian ini dapat dilanjutkan dengan mengganti eceng gondok pada tanaman yang dapat menyerap salinitas tinggi. Pada penelitian selanjutnya, luas tutupan yang divariasikan dapat ditingkatkan sehingga memperoleh luas tutupan optimum
Terima Kasih
