PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2004 ISSN : 1411 - 4216
PENGARUH SPECIES Clorella DALAM MENETRALISIR LIMBAH CAIR KARET Oleh : Sriharti UPT Balai Pengembangan Teknologi Tepat Guna – LIPI Jl. KS. Tubun No. 5 Subang 41211 Telp. (0260) 411478, Fax. (0260) 411239 E-mail :
[email protected]
Abstrak Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh species Chlorella dalam menetralisir limbah cair karet. Limbah karet diberikan perlakuan hayati berasal dari pabrik karet Wangunreja, kabupaten Subang. Mikroalga yang digunakan adalah Chlorella pyrenoidosa dan Chlorella sp. Kinerja Chlorella dalam menetralisir limbah cair karet diamati melalui pengujian terhadap degradasi COD. Penelitian dilakukan dalam reaktor fibreglass yang dilengkapi dengan aerasi dan lampu TL 40 watt. Hasil penelitian menunjukkan bahwa species Chlorella berpengaruh terhadap reduksi limbah, dimana Chlorella pyrenoidosa mempunyai kemampuan mereduksi kadar COD lebih besar dari Chlorella sp. Kadar COD dapat direduksi sampai 91,4 % oleh Chlorella pyrenoidosa, sedangkan Chlorella sp. hanya mampu mereduksi 56,24 %. Limbah karet yang diintroduksi dengan Chlorella dapat meningkatkan pertumbuhan sel, biomassa dan klorofil. Biomassa dan kandungan klorofil Chlorella sp. lebih besar dari Chlorella pyrenoidosa. Kata kunci : Limbah cair karet, species Chlorella. Pendahuluan Penanggulangan limbah organik secara biologis merupakan pengolahan yang efektif, murah serta memiliki nilai tambah. Pengolahan biologis dapat dilakukan denggan memanfaatkan bakteri, fungi dan mikroalga seperti Chlorella. Konsep yang mendasari pemanfaatan Chlorella dalam penanggulangan limbah menurut Oswald, antara lain : • Karakteristik kimiawi kandungan limbah cair karet pada umumnya mengandung nutrien tinggi yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber nutrisi dan energi bagi pertumbuhan Chlorella. • Pada kondisi yang kurang baik bagi mikroorganisme fotosintetik lainnya, Chlorella mampu beradaptasi dan berkembang biak. • Chlorella menghasilkan oksigen dari reaksi fotosintesisnya diperlukan oleh bakteri untuk merombak limbah kompleks menjadi karbon dioksida (CO2), ammoniak (NH3), nitrat (NO3), nitri (NO2) dan fosfat (PO4) yang digunakan sebagai sumber nutrisi bagi pertumbuhan Chlorella. • Chlorella mampu menyerap senyawa toksik, sehingga bau busuk yang ditimbulkan oleh gas hidrogen sulfida (H2S) dan amoniak (NH3) menjadi berkurang. Chlorella yang dihasilkan memiliki nilai ekonomis, karena kandungan gizinya yang tinggi, sehinmgga dapat digunakan untuk aneka manfaat diantaranya untuk pakan alami akuakultur (zooplankton, larva ikan, moluska, udang dll.), pakan buatan ternak (ikan, udang, ayam, sapi, babi), suplemen makanan dan bahan baku industri (Richmond, 1990). Pemanfaatan Chlorella telah dikembangkan di Taiwan dan Jepang. Bahan dan Metoda Penelitian. Bahan. Mikroalga yang digunakan untuk menetralisir limbah cair karet adalah biakan murni Chlorella sp. dan Chlorella pyrenoidosa. Biakan murni Chlorella sp. diperoleh dari Instalasi Penelitian Perikanan Air Tawar Depok, sedangkan Chlorella pyrenoidosa diperoleh dari Jurusan Biologi Universitas Indonesia. Dalam penelitian ini digunakan suspensi Chlorella dengan kepadatan satu juta dalam setiap ml. Media uji yang digunakan adalah limbah cair karet yang diperoleh dari Pabrik karet Wangunreja kabupaten Subang. JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
H-8-1
Metode Penelitian. Pengujian limbah dilakukan dalam reaktor yang terbuat dari fibreglass kapasitas 2,4 liter. Setiap reaktor dilengkapi dengan aerasi untuk menjaga agar Chlorella selalu dalam keadaan tersuspensi, menjamin pasokan CO2, mencegah pengendapan sel, menstabilkan pH dan supaya unsur hara di dalam media dapat menyebar rata. Sebagai sumber energi digunakan lampu TL 40 watt yang dinyalakan secara terus menerus. Kinerja Chlorella dalam menetralisir limbah cair karet dilakukan melalui pengujian terhadap degradasi kadar COD (Chemical Oxygen Demand) limbah karet. Kadar COD diukur 3 hari sekali. COD diukur dengan menggunakan metode refluks titrimetri (APHA, 1985). Parameter lainnya yang dipantau adalah pertumbuhan Chlorella, biomassa dan klorofil. Pertumbuhan Chlorella diekspresikan dalam kepadatan sel yang dilakukan dengan metoda numerik yaitu dengan menghitung jumlah sel dengan menggunakan Haemacytometer tipe Neubauer Improved di bawah mikroskop perbesaran 160 kali. Pertumbuhan sel diukur setiap 24 jam. Pengukuran biomassa dilakukan dengan metoda gravimetri dengan menggunakan oven pada suhu 105 oC, sedangkan kandungan klorofil dilakukan dengan metoda APHA (1985) dengan cara ekstraksi aseton 80 %. Pengujian dilakukan selama 15 hari. Penelitian bersifat eksperimental dengan Rancangan Acak Lengkap dengan perlakuan species Chlorella yaitu Chlorella sp. dan Chlorella pyrenoidosa. Data kuantitatif yang diperoleh ditrasformasikan dalam grafik. Analisa varians dilakukan untuk mengetahui pengaruh antara species Chlorella terhadap pertumbuhan dan reduksi limbah. Hasil dan Pembahasan. Kinerja Chlorella dalam menetralisir limbah cair karet dilakukan dengan pengujian degradasi kadar zat organik dengan parameter COD dan BOD yang terlihat dalam gambar 1 dan 2. Pengukuran COD dan BOD digunakan sebagai indikator untuk mengukur kekuatan pencemar buangan domestik maupun buangan industri.
Gambar 1 : Pengaruh species Chlorella terhadap penurunan kadar COD 700 600
COD (mg/l)
500 400
Chl-pyre Chl-sp
300 200 100 0 1
3
6 9 Waktu (hari)
13
15
Kemampuan Chlorella pyrenoidosa menunjukkan penurunan yang lebih besar dibandingkan dengan Chlorella sp., dimana Chlorella pyrenoidosa dapat menurunkan kadar COD dan BOD sebesar 96,7 % dan Chlorella sp. 56,2 %.
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
H-8-2
Gambar 2 : Pengaruh species Chlorella terhadap penurunan kadar BOD 450 400 350
BOD (mg/l)
300 250
Chl-pyre
200
Chl-sp
150 100 50 0 1
3
6 9 Waktu (hari)
13
15
Tujuan utama dalam pengolahan limbah cair karet adalah mendapatkan keluaran yang memenuhi baku mutu limbah cair berdasarkan PP No. 51/MENKLH/X/1995, dimana kadar COD yang memenuhi kriteria adalah 100 mg/l dan kadar BOD 50 mg/l untuk golongan I. Sedangkan untuk golongan II, kadar COD 300 mg/l dan BOD 150 mg/l. Kemampuan Chlorella pyrenoidosa dalam menetralisir limbah karet dapat memenuhi baku mutu lingkungan untuk golongan I, sedangkan Chlorella sp. hanya mampu untuk golongan II.
Gambar 3 : Pengaruh species Chlorella terhadap nilai pH media limbah karet 7.9 7.8 7.7 pH
7.6 Chl-pyre
7.5
Chl-sp
7.4 7.3 7.2 0
4
8
15
Waktu (hari)
Nilai pH limbah karet yang diintroduksi dengan Chlorella pyrenoidosa lebih tinggi dibandingkan dengan Chlorella sp. pada semua pengukuran, seperti terlihat dalam gambar 3. Nilai pH pada awal pengukuran tampak rendah, baik pada Chlorella pyrenoidosa maupun Chlorella sp.. Sejalan dengan proses oksidasi yang terjadi selama kultur, nilai pH meningkat. Nilai pH berada pada kisaran pH optimum untuk pertumbuhan Chlorella. Pada akhir pengamatan nilai pH mencapai 7,9, secara visual kultur terlihat berwarna kekuningan, hal ini menunjukkan terjadinya fase deselatif yaitu terjadinya penurunan dan perlambatan pertumbuhan. Hal
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
H-8-3
ini sesuai dengan pendapat Richmond (1990) bahwa klorofil mengalami dekstruksi dan selnjutnya digantikan karotenoid.
Gambar 4 : Pertumbuhan Chlorella sp . dan Chlorella pyrenoidosa dalam limbah cair karet 4
Pertumbuhan sel (1 juta sel/ml)
3.5 3 2.5 Chl-pyre
2
Chl-sp 1.5 1 0.5
15
14
13
12
10
9
8
7
6
4
2
1
0
0 Waktu (hari)
Pertumbuhan Chlorella pyrenoidosa dan Chlorella sp. menunjukkan kecenderungan peningkatan sampai pada hari ke 10, sedangkan pada hari ke 12 menunjukkan kecenderungan peningkatan, seperti terlihat pada gambar 3. Puncak pertumbuhan sel Chlorella pyrenoidosa dan Chlorella sp. terjadi pada hari ke 10 yang menunjukkan bahwa sel berada dalam fase eksponensial, dan pada hari berikutnya pertumbuhan sel menunjukkan penurunan, yang menunjukkan bahwa sel berada dalam fase kematian, yang disebabkan oleh berkurangnya nutrisi yang terkandung dalam limbah cair karet.
Gambar 5 : Biomassa Chlorella sp. dan Chlorella pyrenoidosa pada limbah karet 1.8 1.6
Biomassa (mg/l)
1.4 1.2 Chl-pyre
1
Chl-sp 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0
4
Waktu (hari)
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
8
15
H-8-4
Gambar 5 menunjukkan kandungan biomassa Chlorella. Kadar biomassa Chlorella sp. lebih tinggi dibandingkan dengan Chlorella pyrenoidosa. Biomassa Chlorella pyrenoidosa dan Chlorella sp. menunjukkan kecenderungan peningkatan sehubungan dengan waktu pengukuran. Biomassa yang dihasilkan dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pakan, baik pakan alami akuakultur (Brachionus, larva ikan ) maupun pakan buatan untuk pakan ikan, udang, unggas, maupun sapi, karena kandungan gizinya tinggi, dimana kandungan protein 60,5 %, lemak 11 %, karbohidrat 20,1 %, serat 0,2 %, kalori 421 kcal/100 g, mengandung vitamin A, B12, C, E, karoten, mineral Ca, P, J, Mg, Fe, Zn, Cu, asam amino esensial, asam lemak jenuh (Steenblock, D. , 1994).
Gambar 6 : Kadar klorofil Chlorella sp . dan Chlorella pyrenoidosa pada media limbah karet 0.5 0.45 0.4
Klorofil (mg/l)
0.35 0.3 Chl-pyre 0.25
Chl-sp
0.2 0.15 0.1 0.05 0 0
4
Waktu (hari)
8
15
Gambar 6 menunjukkan kadar Chlorofil. Kadar klorofil pada Chlorella sp. lebih tinggi dibandingkan dengan Chlorella pyrenoidosa. Hal ini menunjukkan bahwa Chlorella memanfaatkan bahan organik yang terkandung di dalam limbah karet. Kesimpulan Kinerja Chlorella pyrenoidosa dalam menetralisir bahan organik yang terkandung dalam limbah lebih baik dibandingkan dengan Chlorella sp. , dimana dapat menurunkan kadar COD 96,7 % , sedangkan Chlorrella sp. hanya 52,6 %. Pemanfaatan Chlorella pyrenoidosa dalam menetralisir limbah cair karet mempunyai nilai tambah dibandingkan sistem lainnya. Daftar Pustaka ! APHA (American Public Health Association), (1985), “Standard Methods for Examination of Water and Wastewater”, 16th edition, APHA-AWWA-WPCL, Washington DC. ! Borowitzka, M.A. and Borowitzka, L.J., (1996), “Microalgae”, Cambridge University Press, New York. ! Brindle K., and Stephenson, T., (1996), “The Application of Membrane Biological Reactors for the Treatment of Wastewaters”, Biotechnology and Bioengineering, Vol. 49, hal. 601 – 610. ! Richmond, A. E., (1990), “Large Scale Microalgal Culture and Application”, Progress in Physiological Research, Vol. 7, Biopress Ltd. ! Steenblock, D., (1994), “Makanan Sehat Alami”, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. ! Yuan-Kun, L. and Chin-Seng, L., (1994), “The Productivity of Outdoor algal cultures is Limited By Their Inability to Respond to Daily Cycle of Varying Ilumination”, Algal Biotechnology in Asia pacific Region, University of Malaya, Malaysia. JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
H-8-5
