PENERAPAN BAKTERI SEBAGAI AGEN BIOREMEDIASI DALAM MEREDUKSI LIMBAH ORGANIK DANAU EBONY PANTAI INDAH KAPUK JAKARTA UTARA
MIFTAHUSSALAM
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Penerapan Bakteri sebagai Agen Bioremediasi dalam Mereduksi Limbah Organik Danau Ebony Pantai Indah Kapuk Jakarta Utara adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tulisan ini. Bogor, Agustus 2014 Miftahussalam NIM C24100061
ABSTRAK MIFTAHUSSALAM. Penerapan Bakteri sebagai Agen Bioremediasi dalam Mereduksi Limbah Organik Danau Ebony, Pantai Indah Kapuk, Jakarta Utara. Dibimbing oleh NIKEN TUNJUNG MURTI PRATIWI dan INNA PUSPA AYU. Danau Ebony yang menerapkan polder system sebagai penampung air diindikasikan banyak menerima bahan organik yang dapat menyebabkan tingginya beban bahan organik perairan danau. Masuknya limbah organik ke perairan dalam jumlah berlebih akan menyebabkan meningkatnya beban nutrient ke perairan. Selain itu, juga akan memicu pertumbuhan mikroalga secara cepat yang dapat mengganggu keseimbangan ekosistem perairan. Bakteri dapat digunakan sebagai agen bioremediasi limbah organik Danau Ebony. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penerapan bakteri tipe VannaPro dan Super PS mampu mereduksi limbah organik. Waktu efektif bakteri dalam mereduksi limbah organik adalah pada 6 hari pertama. Perlakuan yang paling efektif dalam mereduksi limbah organik adalah VannaPro. Perlakuan tersebut mampu menurunkan nilai COD mencapai 88,71% pada hari ke-6 dan meningkatkan jumlah koloni bakteri hingga 51,6 x 105 cfu/mL. Dosis bakteri yang efektif dalam mereduksi limbah organik Danau Ebony adalah VannaPro dua kali dosis anjuran. Kata kunci: bakteri, bioremediasi, limbah organik
ABSTRACT MIFTAHUSSALAM. Application of Bacteria as Bioremediation Agents to Reduce Organic Waste of Ebony Lake, Pantai Indah Kapuk, North Jakarta. Supervised by NIKEN TUNJUNG MURTI PRATIWI and INNA PUSPA AYU. Ebony Lake has polder system water reservoir that was indicated to bring in high load of organic matter to the lake waters. It will lead to increase nutrient richness of waters. In addition, it will also lead rapid growth of microalgae that can disrupt the balance of aquatic ecosystems. Two types of bacteria (Super PS and VannaPro) were used as organic waste bioremediation agents in Ebony Lake. The results showed that types of bacteria able to reduce organic waste. The effective time of the bacteria in reducing organic waste was in the first 6 days. VannaPro treatment was more effective in reducing organic waste, The treatment can lower the value of COD reached 88% on day 6 and increase the number of colonies reached 51,6 x 105 cfu/mL. Dose of bacteria that are effective in reducing organic waste Ebony Lake is double of recommended dose. Keywords: bacteria, bioremediation, organic waste
PENERAPAN BAKTERI SEBAGAI AGEN BIOREMEDIASI DALAM MEREDUKSI LIMBAH ORGANIK DANAU EBONY PANTAI INDAH KAPUK JAKARTA UTARA
MIFTAHUSSALAM
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi
Nama
NIM Program Studi
Penerapan Bakteri Sebagai Agen Bioremediasi . dalam Mereduksi Kandungan Limbah Organik Danau Ebony Pantai Indah Kapuk Jakarta Utara Miftahussalam c24100061 Manaj emen Sumberdaya Perairan
Disetujui oleh
A-
tL
Dr h Niken TM Pratiwi. MSi Pernbimbing
Inna Puspa Ayu. SPi MSi Pembimbing II
I
ranggall,ulus: 1 4 0
B
2A
'.--.--
14
PRAKATA Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penyusunan skripsi yang berjudul “Penerapan Bakteri Sebagai Agen Bioremediasi dalam Mereduksi Limbah Organik Danau Ebony, Pantai Indah Kapuk, Jakarta Utara” ini dapat diselesaikan. Skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penulisan dan penyusunan skripsi ini, terutama kepada: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor yang telah memberikan kesempatan studi kepada Penulis Beasiswa BIDIKMISI DIKTI yang telah membiayai kuliah Penulis di Institut Pertanian Bogor. Dr Ir Niken TM Pratiwi, MSi dan Inna Puspa Ayu, SPi MSi selaku dosen pembimbing skripsi. Dr Majariana Krisanti, SPi MSi selaku penguji tamu Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan. Ali Mashar, SPi, MSi Selaku pembimbing akademik. Dr Ir Rahmat Kurnia, MSi selaku komisi pendidikan Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan. Dr Ir Sigid Hariyadi, MSc atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti penelitian mikrobiologi perairan serta atas nasihat dan motivasi yang diberikan. Bukit Golf Mediterania Pantai Indah Kapuk Jakarta Utara yang telah mendanai penelitian. Keluarga tercinta (Ayah, Ibu, dan Adik) atas doa, kasih sayang, dan semangat kepada Penulis. Keluarga besar Laboratorium Biomikro, Produktivitas dan Lingkungan Perairan MSP, serta seluruh staf Tata Usaha Departemen MSP, FPIK, IPB. Sahabat terbaik: Dewi, Ramdhan, Fachmi, dan Arif. Teman-teman MSP 47 yang sudah membantu.
Kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk perbaikan di masa depan. Demikian skripsi ini disusun, semoga bermanfaat.
Bogor, Agustus 2014 Miftahussalam
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian METODE Waktu dan Tempat Bahan dan Alat Tahapan Penelitian Pengambilan contoh Tahap persiapan Pelaksanaan penelitian Analisis Data Sidik ragam RAL in time Uji lanjut Duncan multiple range test (DMRT) Analisis pertumbuhan bakteri Persen perubahan nilai kualitas air Penentuan perlakuan yang efektif dalam mereduksi limbah organik Danau Ebony HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penentuan tipe bakteri Jumlah koloni bakteri Kebutuhan oksigen kimiawi atau chemical oxygen demand (COD) Kekeruhan Amonia (NH3-) Suhu Oksigen terlarut atau dissolved oxygen (DO) Kondisi pH Perlakuan yang efektif dalam mereduksi limbah organik Danau Ebony Penentuan dosis yang tepat Pembahasan KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP
v
vi vi vi
1 2 2
2 3 3 3 4 4 5 5 6 6 6 6
7 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 15 15 16 18 25
DAFTAR TABEL 1 2 3
Metode untuk mengukur parameter kualitas air (APHA, AWWA, WEF 2012) Sidik ragam RAL in time penerapan bakteri (Mattjik dan Sumertajaya 2000) Nilai hasil perhitungan matrik setiap parameter
5 5 11
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Skema perumusan masalah penerapan bakteri Lokasi pengambilan contoh air Danau Ebony Perubahan jumlah koloni bakteri selama penelitian Konsentrasi COD selama penelitian Kekeruhan selama penelitian Konsentrasi amonia (NH3-) selama penelitian Suhu selama penelitian Konsentrasi DO selama penelitian Kondisi pH selama penelitian Konsentrasi COD selama penelitian lanjutan Hubungan konsentrasi COD dan kekeruhan pada penerapan VannaPro Hubungan konsentrasi COD dan amonia pada penerapan VannaPro
2 3 7 8 8 9 9 10 10 11 13 14
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Data jumlah koloni bakteri (cfu/mL) selama penelitian Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan dari parameter COD Hasil analisisragam, dan uji lanjut Duncan dari parameter kekeruhan Hasil analisis ragam, dan uji lanjut Duncan dari parameter amonia Suhu selama penelitian Oksigen terlarut (Dissolved oxygen atau DO) selama penelitian Kondisi pH selama penelitian Hasil penentuan skor dan nilai terboboti masing-masing perlakuan pada matrik. Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan dari parameter COD VannaPro dua kali dan tiga kali dosis
vi
18 18 19 20 22 22 23 23 24
PENDAHULUAN Latar Belakang Danau Ebony merupakan sebuah danau buatan yang berada di perumahan Bukit Golf Mediterannia, Pantai Indah Kapuk, Jakarta Utara. Danau ini dinamakan Danau Ebony karena danau tersebut mengelilingi cluster Ebony perumahan Bukit Golf Mediterania. Pembuatan danau seluas 6 hektar ini bertujuan sebagai penampung air yang berasal dari hujan dan penunjang estetika perumahan. Disamping itu danau tersebut juga digunakan untuk mendukung polder system yang merupakan sistem tata air di kawasan tersebut. Polder system adalah sistem tata air yang diterapkan untuk melindungi daerah rendah dengan ketinggian dibawah permukaan laut. Penerapan polder system dilakukan dengan membuat tanggul disekeliling kawasan tersebut sebagai penahan air laut ketika pasang. Cluster Ebony merupakan bagian cluster perumahan Bukit Golf Mediterania Pantai Indah Kapuk yang dikelilingi oleh Danau Ebony. Aktivitas domestik dan lainya pada cluster Ebony, seperti rumah makan pada daerah tersebut, umumnya menghasilkan limbah yang kemudian disalurkan ke Danau Ebony. Sebagian besar komposisi bahan pencemar dari air limbah yang dihasilkan pada Danau Ebony adalah bahan organik. Kandungan limbah organik yang tinggi pada Danau Ebony menyebabkan daya guna perairan danau berkurang. Limbah organik dalam jumlah berlebih dapat menyebabkan meningkatnya beban nutrien dalam perairan. Hal ini dapat mengganggu keseimbangan ekosistem perairan (Bureau dan Hua 2010). Metode biologi merupakan cara yang efektif dalam upaya pengelolaan air limbah organik. Pengolahan limbah organik secara biologi dalam pengendalian pencemaran air adalah proses bioremediasi (Priadie 2012). Beberapa metode biologi yang dapat digunakan adalah metode kolam stabilisasi limbah, rawa buatan, dan lumpur aktif (Puspita et al. 2005). Pada metode lumpur aktif dalam pengelolaan air limbah organik, digunakan bakteri dalam mereduksi kandungan limbah organik. Bioremediasi menggunakan bakteri dipilih untuk ditumbuhkan pada polutan tertentu sebagai upaya untuk menurunkan kadar polutan tersebut (Priadie 2012). Dalam hal ini agen bioremediasi memanfaatkan bahan organik tersebut sebagai sumber proteinnya untuk meningkatkan biomassa (Perelo 2010). Pada saat proses bioremediasi berlangsung, enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi struktur polutan beracun menjadi tidak kompleks sehingga menjadi metabolit yang tidak beracun dan berbahaya. Oleh karena itu diperlukan penelitian terkait penggunaan bakteri sebagai agen bioremediasi dalam pengolahan air limbah danau Ebony, Bukit Golf Mediterania, Pantai Indah Kapuk, Jakarta Utara.
2 Perumusan Masalah Danau Ebony, yang berfungsi sebagai penampung air dan menerapkan polder system, diindikasikan banyak menerima limbah organik. Masuknya limbah organik ke perairan dalam jumlah berlebih akan menyebabkan meningkatnya beban nutrien dalam perairan, yang dapat mengganggu keseimbangan ekosistem perairan (Akinrotimi et al. 2011). Salah satu upaya untuk menurunkan kandungan bahan organik dari danau tersebut adalah dengan pendekatan biologis (bioremediasi) menggunakan bakteri. Pada proses bioremediasi, bakteri akan memanfaatkan secara langsung limbah organik yang terkandung pada perairan danau. Peran bakteri dapat dilihat melalui hasil analisis kualitas air dan keberadaan bahan organik yang menunjukkan peningkatan kualitas air dan biomassa bakteri. Peningkatan Kualitas Air
Limbah Bahan Organik
Air Danau Ebony
Bioremediasi
Bakteri
Keberadaan Bahan Organik menurun
(+) Biomassa Bakteri
(-) Gambar 1 Skema perumusan masalah penerapan bakteri Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengukur perubahan kualitas air melalui penerapan bakteri sebagai agen bioremediasi dan menentukan dosis bakteri yang sesuai dalam mereduksi limbah organik Danau Ebony Pantai Indah Kapuk Jakarta Utara pada skala laboratorium.
METODE Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli 2013. Kegiatan penelitian dilakukan pada skala laboratorium, bertempat di Laboratorium Bio-Mikro I serta Laboratorium Fisika dan Kimia Lingkungan, Bagian Produktivitas dan Lingkungan Perairan, Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan llmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
3 Bahan dan Alat Bahan yang digunakan adalah bakteri tipe VannaPro yang mengandung empat strain bakteri Bacillus spp. dan tipe Super PS yang mengandung Rhodobacter sp. dan Rhodococcus sp. serta contoh air danau Ebony Bukit Golf Mediterania, Pantai Indah Kapuk, Jakarta Utara. Bahan yang digunakan untuk analisis parameter kimia perairan dan jumlah koloni bakteri meliputi reagen untuk analisis COD, amonia, dan media agar. Peralatan yang digunakan selama penelitian meliputi peralatan pengumpul air limbah, perangkat media tumbuh bakteri, sterilisasi media, penghitung jumlah koloni bakteri dan analisis kualitas air, serta wadah perlakuan yang digunakan berupa akuarium (30x30x30 cm3). Peralatan pengumpul air limbah meliputi ember, drigen, tandon air (500 L), dan gelas ukur 1 L. Perangkat media tumbuh bakteri, sterilisasi media, dan penghitung jumlah koloni bakteri meliputi tabung reaksi, cawan petri, autoclave, oven, timbangan digital, labu erlenmeyer, pipet, pemanas bunsen, dan stirer. Peralatan analisis kualitas air meliputi DO-meter, pH-meter, turbidimeter, spektrofotometer, labu erlenmeyer, gelas piala, gelas arloji, pipet, dan bulb. Tahapan Penelitian Pengambilan Contoh Pengambilan contoh air dilaksanakan pada bulan Juni 2013 bertempat di Danau Ebony, Bukit Golf Mediterania, Pantai Indah Kapuk, Jakarta Utara. Lokasi pengambilan contoh air disajikan pada Gambar 2. Pengambilan contoh air dilakukan pada satu titik karena diasumsikan arah angin menuju lokasi tersebut, sehingga bahan organik terkumpul di lokasi tersebut.
Gambar 2 Lokasi pengambilan contoh air Danau Ebony
4 Tahap Persiapan Penelitian dipersiapkan dengan rancangan pengamatan berulang (repeated measures) dengan 3 perlakuan, 3 ulangan, dan 7 waktu pengukuran dalam selang waktu 3 hari. Hal ini dikarenakan selang waktu pengamatan disesuaikan terhadap siklus hidup bakteri, menurut Krisanti et al. (2009) bakteri memulai fase eksponensial pada hari ketiga. Pada penelitian ini, pengamatan terhadap respon dalam setiap satuan percobaan dilakukan lebih dari satu kali pada waktu yang berbeda selama penelitian. Hal semacam ini biasa disebut dengan pengamatan berulang atau repeated measures. Waktu pengamatan seolah-olah dipandang sebagai faktor tambahan, sehingga dalam repeated measures dipandang sebagai rancangan dua faktor dengan pola split-plot. Faktor yang dicobakan dialokasikan sebagai petak utama, sedangkan waktu pengamatan dialokasikan sebagai anak petak (Gomez & Gomez 1995). Menurut Mattjik dan Sumertajaya (2000) percobaan demikian sering diberi nama sesuai dengan rancangan dasar yang dipakai ditambah “dalam waktu” (in time). Model linier dari rancangan pengamatan berulang disajikan sebagai berikut. yijk = µ + ρi(j) + αj + βk + (αβ)jk + ε(ijk) Keterangan: yijk : nilai pengamatan pada ulangan ke–i, perlakuan ke–j, dan waktu pengamatan k µ : rataan umum ρi(j) : pengaruh acak dari ulangan ke–i pada perlakuan ke–j yang menyebar normal αj : pengaruh perlakuan ke-j βk : pengaruh waktu ke-k (αβ)jk : pengaruh interaksi perlakuan ke-j dan waktu ke-k ε(ijk) : pengaruh acak interaksi waktu dengan perlakuan yang menyebar normal Pelaksanaan Penelitian Penelitian meliputi dua tahapan, yaitu penentuan tipe bakteri dan dosis bakteri yang tepat dalam mereduksi kandungan limbah organik Danau Ebony. Parameter yang diamati meliputi parameter fisika dan kimia air serta parameter biologi dari bakteri. Air danau Ebony yang dimasukkan kedalam akuarium sebanyak 18 L. Bakteri tipe VannaPro dimasukkan dalam bentuk serbuk dengan dosis 80 mg/m2 dan Super PS dimasukkan dalam bentuk cair dengan dosis 4 mg/L. Pada tahap penentuan tipe bakteri, pengukuran parameter kekeruhan, COD, dan amonia dilakukan tiga hari sekali, sedangkan pada tahap penentuan dosis yang tepat dilakukan setiap hari. Parameter kualitas air DO, suhu, dan pH diukur dua kali sehari, yaitu pada pukul 06.00 dan 14.00 WIB selama penelitian. Parameter biologi bakteri adalah jumlah koloni bakteri yang dihitung tiga hari sekali. Metode analisis yang digunakan untuk mengukur parameter kualitas air tersebut disajikan pada Tabel 1.
5 Tabel 1 Metode untuk mengukur parameter kualitas air (APHA, AWWA, WEF 2012) Parameter %pertumbuhan bakteri Suhu Kekeruhan DO pH COD
Unit
Metode
cfu/mL o
C NTU mg/L mg/L
Amonia
mg/L
cawan petri* Probe elektroda Pembiasan Probe elektroda Probe elektroda Heat of dilution procedure Phenate
Alat ukur Standard plate count (SPC) Termometer digital Turbidity meter DO meter pH meter Spektrofotometrik Spektrofotometrik
*Sumber : Fardiaz (1989) Penelitian untuk menentukan dosis bakteri yang tepat dalam mereduksi limbah organik dilakukan selama 3 hari. Pada tahap ini digunakan tipe bakteri yang lebih baik dalam mereduksi limbah organik. Dosis yang digunakan adalah dua kali dan tiga kali dosis anjuran pada penelitian tahap pertama. Analisis Data Sidik Ragam RAL in time Sidik ragam digunakan untuk mengetahui pengaruh antara perlakuan dan waktu pengamatan serta interaksi antara perlakuan dan waktu pengamatan terhadap penurunan bahan organik (COD) serta terhadap beberapa parameter kualitas air (kekeruhan, pH, suhu, dan DO). Sidik ragam rancangan pengamatan berulang (repeated measures) pada penelitian ini disajikan pada Tabel 2. Tabel 2 Sidik ragam RAL in time penerapan bakteri (Mattjik dan Sumertajaya 2000) Sumber Ftab Db JK KT Fhit Keragaman Perlakuan (A) Galat (a) Waktu (B) Galat (b) Interaksi (AB) Total
a-1 a(n-1) b-1 a(b-1)(n-1) (a-1)-(b-1) abn-1
JKA JKGa JKB JKGb JKAB JKT
KTA KTGa KTB KTGb KTAB
KTA/KTGa
Fα(dbA, dbGa)
KTK/KTGb
Fα(dbB,dbGb)
KTAB/KTGb
Fα(dbAB,dbGb)
Uji pengaruh diperoleh dengan membandingkan nilai Fhit dan Ftab. Jika Fhit> Ftab, maka H0 ditolak, sehingga dapat disimpulkan bahwa penerapan bakteri dan/atau waktu pengamatan berpengaruh terhadap penurunan limbah organik dan peningkatan kualitas air.
6 Uji Lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT) Menurut Mattjik dan Sumertajaya (2000), jika dalam kesimpulan uji pengaruh diketahui bahwa perlakuan dan/atau waktu pengamatan memberikan pengaruh yang berbeda nyata, maka selanjutnya dilakukan uji pembandingan berganda (uji lanjut) untuk menentukan perlakuan dan/atau waktu pengamatan mana yang memberikan pengaruh. Dalam hal ini dapat diketahui penerapan bakteri yang memiliki pengaruh berbeda nyata dalam menurunkan bahan organik. Uji lanjut yang digunakan adalah Duncan multiple range test (DMRT) atau uji perbandingan berganda Duncan. Analisis Pertumbuhan Bakteri Analisis pertumbuhan bakteri dilakukan melalui penghitungan jumlah koloni bakteri dengan metode hitungan cawan (Fardiaz 1989). Penghitungan bakteri dilakukan berdasarkan “standard plate count” (SPC) dengan jumlah koloni bakteri yang dihitung berada dalam kisaran 30 sampai 300 cfu/mL dalam pengenceran tertentu. Persen Perubahan Nilai Kualitas Air Perubahan nilai kualitas air diukur dan dianalisis untuk mengetahui persentase perubahan yang terjadi pada akhir pengamatan. Rumus persentase perubahan yang diacu dari Arifin (2000) adalah sebagai berikut. % perubahan =
a-b a
x 100%
Keterangan: a : nilai awal parmeter b : nilai akhir parameter (setelah diolah) Penentuan Perlakuan yang Efektif dalam Mereduksi Limbah Organik Danau Ebony Penentuan perlakuan yang memungkinkan proses bioremediasi paling efektif dilakukan dengan menggunakan matrik. Kolom matrik berupa parameter utama yang menunjukkan bakteri sebagai agen bioremediasi, sedangkan lajur matrik adalah perlakuan. Matrik dibuat dengan memberikan skor kepada setiap parameter. Data yang digunakan pada matrik adalah data mulai pengamatan H-0 hingga H-18. Nilai perubahan setiap parameter dikelompokkan ke dalam tiga kelas. Pengelompokan bertujuan dalam pemberian skor. Peningkatan jumlah koloni bakteri dan penurunan parameter kualitas air tertinggi diberi poin tertinggi tiga. Parameter kualitas air masing-masing diberi bobot, COD dan jumlah total koloni bakteri diberi bobot tiga karena merupakan gambaran bahan organik dan
7 proses bioremediasi sehingga menjadi fokus utama. Parameter amonia dan kekeruhan diberi bobot dua karena masih berhubungan dengan nilai COD yang menunjukkan kandungan limbah organik. Setelah penentuan bobot dilakukan perhitungan nilai terboboti yang diperoleh berdasarkan Wildan (2013) sebagai berikut. Nilai terboboti=
Bobot setiap parameter ×100% Bobot total parameter
Penghitungan nilai acuan penentuan peringkat dilakukan dengan mengalikan skor dengan nilai terboboti. Melalui nilai tersebut peringkat satu (bioremediasi paling efektif) ditentukan berdasarkan total nilai tertinggi.
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Hasil penelitian yang dilakukan meliputi tipe dan dosis bakteri yang tepat dalam mereduksi kandungan limbah organik. Hal ini diketahui berdasarkan parameter utama dan pendukung yang terkait dengan penerapan bakteri sebagai bioremediator dari perlakuan Kontrol (K), VannaPro (VP), dan Super PS (SP). Penentuan Tipe Bakteri Parameter utama yang terkait dengan penerapan bakteri sebagai bioremediator secara langsung adalah jumlah total koloni bakteri, COD, kekeruhan, dan amonia. Suhu, DO, dan pH merupakan parameter pendukung. Jumlah koloni bakteri Pertumbuhan bakteri ditentukan berdasarkan hasil penghitungan jumlah koloni bakteri dengan metode hitungan cawan (Fardiaz 1989). Grafik pertumbuhan bakteri selama penelitian disajikan pada Gambar 3. 10000000 1000000 100000 10000 1000 100 10 1
cfu/mL
K VP SP
0
3
6 9 12 15 Waktu pengamatan (hari)
18
Gambar 3 Perubahan jumlah koloni bakteri selama penelitian
8 Jumlah koloni bakteri pada H-0 hingga H-3 relatif berkurang karena diduga bakteri masih berada dalam fase adaptasi. Jumlah koloni bakteri tertinggi dicapai pada H-6 dan H-9 (Lampiran 1).
COD (mg/L)
Kebutuhan oksigen kimiawi atau chemical oxygen demand (COD) Kebutuhan oksigen kimiawi atau chemical oxygen demand adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi senyawa organik secara kimiawi (Kawabe dan Kawabe 1997). Nilai COD selama penelitian disajikan pada Gambar 4. 120 100 80 60 40 20 0
K VP SP 0
3
6
9
12
15
18
Waktu pengamatan (hari) Gambar 4 Konsentrasi COD selama penelitian Berdasarkan Gambar 4 diketahui bahwa konsentrasi COD mengalami penurunan mulai dari H-0 hingga akhir pengamatan (Lampiran 2). Nilai penurunan COD tertinggi terdapat pada perlakuan VannaPro dengan penurunan mencapai 88% pada H-6, sedangkan Super PS memiliki nilai penurunan 80% pada H-6.
Kekeruhan (NTU)
Kekeruhan Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat dalam air (Davis dan Cornwell 1991). Hasil pengukuran nilai kekeruhan selama penelitian disajikan pada Gambar 5. 12 10 8 6 4 2 0
K VP SP 0
3
6
9
12
15
Waktu pengamatan (hari) Gambar 5 Kekeruhan selama penelitian
18
9 Nilai kekeruhan memiliki pola yang relatif sama untuk setiap perlakuan. Nilai kekeruhan berkisar antara 1,12-9,12 NTU. Penurunan tertinggi terdapat pada perlakuan VannaPro sebesar 1,12 NTU atau 87%, sedangkan penurunan terendah terdapat pada perlakuan kontrol dengan nilai 3,43 NTU atau 62% (Lampiran 3).
Amonia (mg/L)
Amonia (NH3-) Dekomposisi bahan organik yang mengandung nitrogen ditandai dengan terbentuknya amonia. Hasil pengukuran amonia selama penelitian disajikan pada Gambar 6. 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
K VP SP 0
3
6
9
12
15
18
Waktu pengamatan (hari) Gambar 6 Konsentrasi amonia (NH3-) selama penelitian Konsentrasi amonia mengalami peningkatan mulai H-0 hingga H-3. Setelah itu konsentrasi amonia mengalami penurunan hingga akhir pengamatan kecuali pada perlakuan kontrol. Penurunan konsentrasi amonia tertinggi terdapat pada perlakuan Super PS yang mencapai 0,062 mg/L atau 72%. Pada perlakuan kontrol konsentrasi amonia relatif sama selama pengamatan, berkisar antara 0,223-0,544 mg/L (Lampiran 4). Suhu
Suhu (oC)
Suhu merupakan salah satu parameter lingkungan yang mempengaruhi metabolisme akuatik. Pengamatan suhu dilakukan dua kali sehari selama penelitian. Nilai suhu selama penelitian disajikan pada Gambar 7. 35 30 25 20 15 10 5 0
Pagi hari Siang hari 0
3
6
9 12 15 Waktu pengamatan (hari)
Gambar 7 Suhu selama penelitian
18
10 Suhu mengalami fluktuasi pada setiap pengamatan. Suhu pada hasil pengamatan pagi hari berkisar antara 24-27oC, sedangkan pada siang hari berkisar antara 25-34oC (Lampiran 5). Oksigen terlarut atau dissolved oxygen (DO) Oksigen terlarut pada periaran atau dissolved oxygen (DO) adalah jumlah mg/L gas oksigen yang terlarut dalam air (Hariyadi et al. 1992). Nilai DO mengalami fluktuasi pada setiap perlakuan. Konsentrasi DO hasil pengamatan pada pagi hari berkisar 1,3-6,7 mg/L, sedangkan pada siang hari berkisar 2,6-9,9 mg/L. Gambar 8 menunjukkan hasil pengukuran DO pagi dan siang hari selama penelitian. 10 DO (mg/L)
8 6
Pagi hari
4
Siang hari
2 0 0
3
6
9
12
15
18
Waktu pengamatan (hari) Gambar 8 Konsentrasi DO selama penelitian Kondisi pH Kondisi pH berkaitan dengan karbondioksida bebas dan alkalinitas di perairan yang akan mempengaruhi toksisitas suatu senyawa kimia (Mackereth et al. 1989). Kondisi pH selama penelitian pada pagi hari berkisar 6,11-8,69 sedangkan pada siang hari berkisar 6,64-8,86 (Lampiran 7). Kondisi pH hasil pengamatan disajikan pada Gambar 9. Derajat keasaman (pH)
10 8 6 Pagi hari
4
Siang hari
2 0 0
3
6
9
12
15
Waktu pengamatan (hari) Gambar 9 Kondisi pH selama penelitian
18
11 Perlakuan yang efektif dalam mereduksi limbah organik Danau Ebony Pembuatan matrik bertujuan untuk mengetahui penerapan bakteri yang paling efektif dalam mereduksi limbah organik Danau Ebony. Penentuan nilai acuan didasarkan pada hasil kali skor tiap parameter dengan nilai terboboti dari setiap parameter (Lampiran 8). Matrik tersebut disajikan pada Tabel 3. Tabel 3 Nilai hasil perhitungan matrik setiap parameter Perlakuan
Parameter COD Amonia 30 20 90 40 60 60
Total koloni 30 90 90
Kontrol VannaPro Super PS
Total Peringkat
Kekeruhan 20 60 40
100 280 250
3 1 2
Nilai perhitungan matrik pada Tabel 3 menunjukkan bahwa perlakuan VannaPro merupakan perlakuan yang memiliki nilai total terbesar, yaitu 280 dan menjadi peringkat ke-1. Dengan demikian, VannaPro ditetapkan sebagai perlakuan yang paling baik untuk mereduksi kandungan limbah organik Danau Ebony. Penentuan Dosis yang Tepat
Konsentrasi COD (mg/L)
Percobaan lanjutan dilakukan untuk mengetahui penerapan dosis yang tepat dari tipe bakteri yang paling baik dalam mereduksi kandungan limbah organik. Berdasarkan matrik diketahui bahwa VannaPro memiliki efektivitas yang lebih tinggi dalam mereduksi kandungan limbah organik. Berdasarkan hal tersebut, tipe bakteri yang dipilih dalam penelitian lanjutan adalah tipe VannaPro. Gambar 10 menunjukkan hasil pengukuran nilai COD selama penelitian tahap ini. 100 80 60 40 20 0
2 Kali Dosis 3 Kali Dosis
0
1 2 Waktu pengamatan (hari)
3
Gambar 10 Konsentrasi COD selama penelitian lanjutan Gambar 9 menunjukkan bahwa konsentrasi COD mengalami penurunan mulai dari H-0 hingga H-3. Perlakuan 3 kali dosis memberikan rata-rata tingkat penurunan COD yang lebih tinggi dari 2 kali dosis dengan penurunan mencapai 75% pada H-1. Namun, berdasarkan hasil uji statistik (P<0,05) hasil ini tidak berbeda nyata terhadap perlakuan 2 kali dosis (Lampiran 9).
12 Pembahasan Bahan organik yang tinggi dapat menimbulkan beberapa dampak yang merugikan yaitu, memacu pertumbuhan bakteri patogen, eutrofikasi, terbentuknya senyawa toksik, dan menurunnya konsentrasi oksigen terlarut (Widiyanto 2006). Sistem perairan secara alamiah mampu melakukan proses self purification, namun apabila kandungan senyawa organik sudah melampaui batas self purification, maka akumulasi bahan organik dan pembentukan senyawa-senyawa toksik di perairan tidak dapat dikendalikan, sehingga menyebabkan menurunnya kondisi kualitas air (Badjoeri et al. 2006). Upaya pengelolaan melalui proses bioremediasi dilakukan dengan memanfaatkan aktivitas bakteri dalam merombak bahan organik dalam sistem perairan. Penerapan bakteri pada masing-masing perlakuan meningkatkan jumlah total koloni bakteri dibandingkan kontrol. Bakteri merupakan populasi mikroorganisme tertinggi dalam proses pengolahan air limbah. Bakteri adalah kelompok protista bersel tunggal yang memanfaatkan bahan organik terlarut (Suryadiputra 1995). Pada perlakuan Super PS rata-rata jumlah koloni bakteri yang tumbuh lebih tinggi dibandingkan VannaPro (Lampiran 1). Jumlah koloni bakteri pada H-0 hingga H-3 relatif berkurang, kondisi ini diduga karena bakteri masih berada dalam fase adaptasi. Jumlah koloni bakteri tertinggi dicapai pada H6 dan H-9. Pertambahan jumlah koloni bakteri ini menunjukkan bahwa bahan organik pada limbah dapat dimanfaatkan oleh bakteri, sehingga pertumbuhan bakteri dapat berlangsung dengan baik. Hal tersebut didukung dengan pernyataan Suryadiputra (1995) bahwa bakteri dapat membantu proses flokulasi biomassa mikrobiologi yang bermanfaat dalam penurunan beban masukan bahan organik. Proses bioremediasi oleh bakteri ditandai dengan berkurangnya kandungan limbah organik. Bahan organik yang terkandung dalam limbah Danau Ebony umumnya akan didekomposisi oleh bakteri melalui proses oksidasi menjadi bahan yang lebih sederhana dan unsur hara. Bahan organik yang terdapat pada limbah akan dimanfaatkan oleh bakteri heterotrof sebagai bahan makanan (Apriadi 2008). Jumlah perubahan bahan organik yang terdekomposisi dapat dilihat dari perubahan konsentrasi COD. Parameter COD menggambarkan banyaknya oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi senyawa organik secara kimiawi (Kawabe dan Kawabe 1997). Nilai COD pada penelitian ini memiliki pola penurunan mulai H-0 hingga H-18. Berdasarkan hasil analisis statistik diketahui bahwa penerapan bakteri VannaPro memiliki rata-rata tingkat penurunan konsentrasi COD paling tinggi pada H-15, namun secara statistik tidak berbeda nyata dengan H-9 (P<0,005) (Lampiran 2). Kondisi ini menunjukkan bahwa proses purifikasi alami dapat berlangsung, dan bakteri bioremediasi yang ditambahkan dapat beradaptasi dalam menjaga keseimbangan komposisi populasi mikroorganisme dalam media perlakuan. Penurunan konsentrasi COD diduga akibat aktivitas bakteri dalam mengoksidasi bahan organik sehingga mampu menurunkan nilai COD pada penerapan VannaPro yang mengandung empat strain bakteri Bacillus spp. Hal ini sesuai dengan pernyataan Badjoeri dan Widyanto (2008) bahwa bakteri Bacillus spp. sebagai agen bioremediasi perairan mampu mengurangi kandungan bahan organik dan menjaga kestabilan konsentrasi amonia dan nitrit. Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat
13
Kekeruhan (NTU)
dalam air (Davis dan Cornwell 1991). Berdasarkan hasil analisis diketahui penerapan bakteri, waktu pengamatan, dan interaksi penerapan bakteri dan waktu pengamatan memiliki pengaruh yang berbeda nyata pada penurunan nilai kekeruhan (P<0,05) terhadap kontrol (Lampiran 3). Penurunan kekeruhan terjadi mulai dari H-0 hingga H-18. Penurunan kekeruhan tertinggi pada VannaPro pada H-15 diketahui secara statistik tidak berbeda nyata dengan VannaPro pada H-12. Penurunan ini disebabkan oleh adanya peran bakteri dalam mereduksi bahan organik. Penurunan nilai kekeruhan pada penelitian ini sesuai dengan penelitian Krisanti et al. (2009) bakteri memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap penurunan nilai kekeruhan. Kekeruhan air pada penerapan bakteri tipe VannaPro secara umum seiring dengan keberadaan kandungan limbah organik (COD) sampai level tertentu. Konsentrasi COD dan kekeruhan memiliki hubungan yang sangat erat dengan koefisien korelasi sebesar 0,9412. Kondisi ini diduga karena kondisi kekeruhan dipengaruhi oleh keberadaan limbah organik sampai level tertentu ketika kandungan bahan organik berupa partikel tersuspensi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Davis dan Cornwell (1991) bahwa nilai kekeruhan berasal dari bahan organik dan anorganik terutama yang tersuspensi, maupun bahan organik dan anorganik yang berupa plankton dan mikroorganisme lain. Gambar 11 menunjukkan hubungan antara konsentrasi COD dan kekeruhan selama penelitian. 20 15 10 y = -0,005x2 + 0,550x + 2,217 R² = 0,886
5 0 0
20
40
60
80
100
120
COD (mg/L) Gambar 11 Hubungan konsentrasi COD dan kekeruhan pada penerapan VannaPro Pengolahan air limbah Danau Ebony oleh bakteri ditunjukkan oleh terbentuknya amonia. Amonia yang berada di perairan dapat berasal dari senyawa ekstraseluler (limbah organik) yang mengandung senyawa nitrogen organik, dari sel-sel bakteri selama respirasi sel, serta dari sel-sel yang mati dan lisis (Ibrahim et al. 2005). Amonia dapat menjadi racun pada konsentrasi tertentu (Rouse 1979). Berdasarkan hasil analisis statistik diketahui penerapan bakteri, waktu pengamatan, dan interaksi pemberian bakteri dan waktu pengamatan mempunyai pengaruh yang berbeda nyata pada penurunan nilai amonia terhadap kontrol (P<0,05). Setelah dilakukan uji perbandingan berganda Duncan diketahui bahwa bakteri Super PS pada H-18 memiliki tingkat penurunan konsentrasi amonia paling tinggi namun secara statistik tidak berbeda nyata dengan penerapan bakteri Super PS pada H-12 (Lampiran 4). Penurunan konsentrasi amonia diduga terjadi akibat adanya proses nitrifikasi yang berlangsung secara aerob oleh bakteri
14 nitrifikasi. Hal ini sesuai dengan penelitian Muchtar (2007) bahwa amonia hasil penguraian bahan organik teroksidasi menjadi nitrat (proses nitrifikasi). Peran bakteri nitrifikasi adalah mengoksidasi ammonia menjadi nitrit atau nitrat, sedangkan bakteri denitrifikasi akan mereduksi nitrat atau nitrit menjadi dinitrogen oksida (N2O) atau gas nitrogen (N2) (Badjoeri dan Widiyanto 2008). Konsentrasi amonia mengalami penurunan seiring mulai menurunnya konsentrasi COD. Secara umum konsentrasi COD dan amonia memiliki hubungan yang sangat erat dengan koefisien korelasi sebesar 0,8905. Hasil dekomposisi limbah organik oleh bakteri akan menghasilkan amonia. Kondisi ini yang menyebabkan amonia meningkat pada H-3, dan selanjutnya konsentrasinya menurun sampai akhir pengamatan. Hal ini diduga terjadi akibat kesesuaian DO, suhu, dan pH untuk melakukan proses nitrifikasi sehingga bakteri nitrifikasi mampu mengoksidasi amonia menjadi nitrit dan nitrat. Hubungan konsentrasi COD dan amonia disajikan pada Gambar 12.
Amonia (mg/L)
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0
y = 5E-05x2 - 0,000x + 0,156 R² = 0,793
0
20
40
60 COD (mg/L)
80
100
120
Gambar 12 Hubungan konsentrasi COD dan ammonia pada penerapan VannaPro Nilai suhu mengalami fluktuasi pada setiap perlakuan dengan kisaran suhu pada hasil pengamatan pagi hari antara 24-27oC, sedangkan pada siang hari antara 25-34oC (Lampiran 5). Barus (2002) menyatakan bahwa pada suatu ekosistem perairan akan terjadi fluktuasi suhu harian atau tahunan. Pada saat siang hari, media perlakuan menerima panas dari cahaya matahari sehingga terjadi peningkatan suhu. Kondisi tersebut mendukung aktivitas bakteri dalam melakukan proses perombakan bahan organik sesuai dengan pernyataan Rheinheimer (1985) bahwa suhu optimal untuk melakukan proses amonifikasi dan nitrifikasi berkisar antara 30-35oC. Nilai DO semakin meningkat menuju stabil pada masing-masing perlakuan, hal ini diduga oksigen digunakan pada proses dekomposisi bahan organik oleh bakteri pada awal pengamatan karena kandungan bahan organik yang tinggi pada awal pengamatan yang ditandai oleh tingginya nilai COD (Lampiran 6). Hal ini sesuai dengan Effendi (2003) yang menyatakan bahwa dekomposisi bahan organik dan oksidasi anorganik dapat mengurangi kadar oksigen terlarut bahkan sampai oksigen tersebut habis. Proses dekomposisi secara aerob memerlukan oksigen sedangkan proses dekomposisi anaerob tidak memerlukan oksigen. Kondisi pH selama penelitian pada pagi hari berkisar 6,11-8,69 sedangkan pada siang hari berkisar 6,64-8,86 (Lampiran 7). Berdasarkan penelitian kondisi
15 pH cenderung stabil untuk semua perlakuan. Ahmad (1991) menyatakan bahwa bakteri di perairan dapat tumbuh optimal pada kisaran pH 6,5-8,5 dan fluktuasi pH di perairan merupakan proses alami karena aktivitas mikroorganisme. Nilai pH lebih dari 7 menunjukkan bahwa perairan teroksidasi dengan baik. Kondisi demikian mendukung bakteri nitrifikasi dalam mengoksidasi ammonia menjadi nitrit dan nitrat (Badjoeri dan Widiyanto 2008). Penerapan bakteri dan waktu pengamatan diketahui memiliki pengaruh yang berbeda nyata terhadap penurunan limbah organik dan peningkatan kualitas air. Hal ini disebabkan oleh parameter utama dan pendukung yang menunjukkan peran bakteri sebagai agen bioremediasi. Berdasarkan parameter utama dan pendukung tersebut, diketahui bahwa penerapan bakteri VannaPro memiliki efektivitas yang lebih tinggi dalam mereduksi kandungan limbah organik. Hal ini dikarenakan VannaPro memiliki nilai tertinggi berdasarkan matrik penentuan perlakuan yang efektif dalam mereduksi limbah organik Danau Ebony (Lampiran 8). Oleh karena itu, terhadap penerapan bakteri VannaPro dilakukan penentuan dosis yang tepat dalam mereduksi kandungan limbah oranik Danau Ebony. Penerapan VannaPro dengan perlakuan 3 kali dosis anjuran diketahui memiliki rata-rata penurunan nilai COD paling tinggi berdasarkan hasil percobaan lanjutan. Meskipun demikian, setelah dilakukan uji statistik, diketahui bahwa hasil tersebut tidak berbeda nyata dari perlakuan VannaPro 2 kali dosis anjuran (Lampiran 9). Menurut Widanarni et al. (2010) penerapan bakteri probiotik dalam dosis yang lebih tinggi ternyata tidak menjamin efektivitas yang lebih tinggi dalam menjaga kestabilan lingkungan perairan. Dengan demikian, dosis yang efektif dalam mereduksi kandungan limbah organik Danau Ebony adalah 2 kali dosis anjuran.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Peningkatan kualitas perairan dan penurunan bahan organik dapat dilakukan melalui penerapan bakteri dengan tipe VannaPro sebagai agen bioremediasi yang ditandai denganpenurunan nilai COD, kekeruhan, dan ammonia. Dosis bakteri yang tepat dalam mereduksi limbah organik Danau Ebony adalah dua kali dari dosis anjuran. Saran Pada penerapan skala lapang, dosis bakteri yang sebaiknya digunakan dalam mereduksi limbah organik Danau Ebony adalah VannaPro dua kali dosis anjuran.
16
DAFTAR PUSTAKA Ahmad T. 1991. Pengelolaan Peubah Mutu Air Yang Penting dalam Tambak Udang Intensif. Indonesia Fisheries Information System. Infrastruktur Manual Seri no. 25:1-40. Akinrotimi OA, Abu OMG, Aranyo AA. 2011. Environmental Friendly Aquaculture Key to Sustainable Fish Farming Development In Nigeria. Journal Fisheries and Aquatic Science. 5(2):17-31. [APHA; AWWA; WEF] American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation. 2012. Standard method for the examination of water and waste water. Rice W, editor. Washington (US). 1496p: American Public Health Association. Arifin M. 2000. Pengolahan Limbah Hotel Berbintang [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Badjoeri M, Haryani GS, Widiyanto T, Riyanto W, Rusmana I, Sadi NH, Indrawati V. 2006. Pemanfaatan bakteri nitrifikasi dan denitrifikasi untuk bioremediasi senyawa metabolit toksik di tambak udang. Bogor (ID). LIPI. 46hal. Badjoeri M, Widiyanto T. 2008. Penggunaan bakteri nitrifikasi untuk bioremediasi dan pengaruhnya terhadap konsentrasi ammonia dan nitrit di tambak udang. Oseanologi dan Limnologi di Indonesia. 34(2):261-278. Barus TA. 2002. Pengantar limnologi. Medan (ID): FMIPA USU Bureau DP, Hua K. 2010. Towards Effective Nutritional Management of Waste Outputs in Aquaculture, with Particular Reference to Salmonid Aquaculture Operations. Review article. Journal Aquaculture Research. 41:777-792. Davis ML, Cornwell DA. 1991. Introduction to Enviromental Engineering. Second edition. New York (US): Mc-Graw-Hill Inc. 822p. Effendi H. 2003. Telaah Kualitas Air bagi pengelola sumberdaya dan lingkungan perairan. Yogyakarta (ID): Kanisius. Fardiaz S. 1989. Analisis mikrobiologi pangan. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Gomez KA, dan Gomez AA. 1995. Prosedur Statistik untuk Penelitian Pertanian. Edisi Ke-2. Sjamsudin E, Baharsjah JS, penerjemah. Jakarta (ID). UI-Press. Hariyadi S, Suryadiputra INN, Widigdo B. 1992. Limnologi. Metode analisa kualitas air. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Ibrahim B, Erungan AC, dan Uju. 2005. Kinetika reaksi denitrifikasi pada penyisihan nitrogen dalam limbah cair industri perikanan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Kawabe M, Kawabe M. 1997. Factors Determining Chemical Oxygen Demandin Tokyo Bay. Journal of Oceanography. 53:443-453. Mackereth FJH, Heron J, and Talling JF. 1989. Water Analysis. Cumbria (UK): Freshwater Biological Association. 120p. Mattjik AA, dan Sumertajaya IM. 2000. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan Minitab Jilid I. Edisi Kedua. Bogor (ID). IPB-Press. Muchtar RZ. 2007. Penggunaan bakteri kultur alami (Alcagines sp., Bacillus sp., dan Chromobacterium sp.) dalam pengolahan air limbah rumah makan (kantin). [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
17 Suryadiputra INN. 1995. Pengolahan air limbah dengan metode biologi. Bogor (ID). Institut Pertanian Bogor. Perelo LW. 2010. Review: In situ and Bioremediation of Organic Pollutants in Aquatic Sediments. Journal of Hazardous Materials. 177:81-89. Krisanti M, Mursalin, Apriadi T, Pratiwi NTM. 2009. Pemanfaatan Tumbuhan Air dan Bekateri dalam Memperbaiki Kondisi Air Limbah Kantin. Jurnal Lingkungan Tropis. Edisi khusus (1):185-196. Priadie B. 2012. Teknik Bioremediasi Sebagai Alternatif dalam Upaya Pengendalian Pencemaran Air. Jurnal Ilmu Lingkungan. 10(1):38-48. Puspita L, Ratnawati E, Suryadiputra INN, Meutia AA. 2005. Lahan basah buatan di Indonesia. Bogor (ID): Wetlands International-Indonesia Programme. Rouse DR. 1979. Water Quality Management in Pond Fish Culture. Journal of Research and Development. Series No.22. Rheinheimer G. 1985. Aquatic Microbiology. 3rd (eds). London (GB): John Wiley & Sons Ltd. Chichester. 257pp. Widanarni, Lidaeni MA, Wahjuningrum D. 2010. Pengaruh pemberian bakteri probiotik Vibrio SKT-b dengan dosis yang berbeda terhadap kelangsungan hidup dan pertumbuhan larva udang windu (Peneaus monodon). Jurnal Akuakultur Indonesia. 9(1):21-29. Widiyanto, 2006. Seleksi bakteri nitrifikasi dan denitrifikasi untuk bioremediasi di tambak udang. [disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Wildan DM. 2013. Peran kijing lokal (Pilsbryoconcha exilis) dalam proses bioremediasi limbah organik budidaya ikan sidat (Anguilla sp.). [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
18
LAMPIRAN Lampiran 1 Data jumlah koloni bakteri (cfu/mL) selama penelitian Waktu pengamatan 0 3 6 9 12 15 18 Minimum Maksimum Rataan
Jumlah rataan koloni bakteri (cfu/mL) Kontrol VannaPro Super PS 123667 1860000 1593333 44667 4367 330000 360000 5166667 5566667 448333 5450000 828333 72000 79000 955000 43833 20200 20167 19000 14000 42667 19000 4367 20167 448333 5450000 5566667 158786 1799176 1333738
Lampiran 2 Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan dari parameter COD a. Analisis ragam COD R2 KK 0.994875 11,32851 Sumber keragaman Perlakuan Waktu Perlakuan*Waktu
db
JK
Rata-rata Respon 29,08686 KT
F hit
Nilai –P kesimpulan
2 756,39135 378,1957 34,83 <,0001 Tolak H0 6 5353,84127 14225,6402 1310,18 <,0001 Tolak H0 12 2419,67643 201,6397 18,57 <,0001 Tolak H0
b. Uji lanjut Duncan dari parameter COD Kesimpulan pengaruh pemberian bakteri Pengelompokan Duncan Rata-rata A 33,730 B 28,121 B 25,410 Kesimpulan pengaruh waktu pengamatan Pengelompokan Duncan A B C D E E E
Rata-rata 95,443 74,248 27,435 5,502 0,980 0,000 0,000
Perlakuan K SP VP
Waktu 0 3 6 9 12 15 18
19 Kesimpulan interaksi pengaruh dan waktu pengamatan Pengelompokan Duncan Rata-rata A 95,443 A 95,443 A 95,443 B 78,382 B 75,743 C 68,620 D 52,702 E 18,830 F 10,773 F G 7,410 F G 6,762 H G 2,335 H G 2,177 H 0,696 H 0,066 H 0,000 H 0,000 H 0,000 H 0,000 H 0,000 H 0,000
Interaksi K0 SP0 VP0 K3 SP3 VP3 K6 SP6 VP6 K9 SP9 VP9 K12 VP12 SP12 SP15 SP18 VP18 K15 K18 VP15
Keterangan : Huruf yang sama menandakan tidak berbeda nyata
Lampiran 3 Hasil analisis sidik ragam, dan uji lanjut Duncan dari parameter kekeruhan a. Analisis sidik ragam kekeruhan R2 KK Rata-rata Respon 0,929745 17,13082 4,821429 Sumber keragaman Perlakuan Waktu Perlakuan*Waktu
db 2 6 12
JK 26,423038 308,66422 44,092384
KT
F hit Nilai -P kesimpulan
13,211519 19,37 <,0001 51,444036 75,41 <,0001 3,674365 5,39 <,0001
b. Uji lanjut Duncan dari parameter kekeruhan Kesimpulan pengaruh pemberian bakteri Pengelompokan Duncan Rata-rata A 5,7348 B 4,4238 B 4,4238
Tolak H0 Tolak H0 Tolak H0
Perlakuan K VP SP
20 Kesimpulan pengaruh waktu pengamatan Pengelompokan Duncan Rata-rata A 9,1200 B 6,1933 B 5,8011 C 4,2367 D 3,0611 D 3,0356 D 2,3022
Waktu 0 6 9 3 12 18 15
Kesimpulan interaksi pengaruh dan waktu pengamatan Pengelompokan Duncan Rata-rata A 9,1200 A 9,1200 A 9,1200 B A 8,2067 B C 7,0800 D C 6,0533 D E 5,5233 D E 5,4467 D E F 5,0767 D G E F 4,6833 G E F 4,2500 H G E F 4,0100 H G I F 3,7767 H G I F 3,6733 H G I 3,4267 H G I J 3,1700 H K I J 2,5867 K I J 2,2733 K J 1,7733 K J 1,7567 K 1,1233
Interaksi SP0 VP0 K0 K9 VP6 K6 VP9 SP6 K18 SP3 K3 K15 VP3 SP9 K12 SP12 VP12 SP18 SP15 VP18 VP15
Keterangan : Huruf yang sama menandakan tidak berbeda nyata Lampiran 4 Hasil analisis ragam, dan uji lanjut Duncan dari parameter amonia a. Analisis ragam amonia R2 KK 0,876011 21,98364 Sumber Keragaman Perlakuan Waktu Perlakuan*Waktu
db
JK
Rata-rata Respon 0,336635 KT
F hit
Nilai -P kesimpulan
2 0,338454 0,1692271 30,90 <,0001 6 0,878755 0,1464592 26,74 <,0001 12 0,407940 0,0339950 6,21 <,0001
Tolak H0 Tolak H0 Tolak H0
21 b. Uji lanjut Duncan dari parameter amonia Kesimpulan pengaruh pemberian bakteri Pengelompokan Duncan Rata-rata amoniak A 0,44029 B 0,28571 B 0,28390
Perlakuan K SP VP
Kesimpulan pengaruh waktu pengamatan Pengelompokan Duncan Rata-rata A 0,52033 B 0,44400 C B 0,39333 C B 0,36044 D 0,23611 D 0,23067 D 0,17156
Waktu 3 0 6 9 12 18 15
Kesimpulan interaksi pengaruh dan waktu pengamatan Pengelompokan Duncan Rata-rata A 0,59233 B A 0,54433` B A 0,54333 B C 0,45100 B C 0,44400 B C 0,44400 B C 0,44400 B C 0,43900 B C D 0,42533 B C D 0,41133 C D 0,37933 C D 0,36367 E C D 0,32433 E D 0,29067 E D 0,29000 E F 0,20633 G F 0,13833 G F 0,11200 G F 0,08567 G F 0,07833 G 0,06200
Interaksi VP3 K18 K3 K6 SP0 K0 VP0 SP6 SP3 K9 SP9 K12 K15 VP9 VP6 VP12 SP12 SP15 VP18 VP15 SP18
Keterangan : Huruf yang sama menandakan tidak berbeda nyata
22 Lampiran 5 Suhu selama penelitian hari keH1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18
K Pagi 25,9 25,4 25,0 24,0 24,6 25,3 25,1 26,5 25,1 25,2 24,9 25,9 25,1 25,0 24,8 24,9 25,7 25,4
Siang 30,2 28,5 25,2 26,0 30,4 33,1 34,2 32,1 29,1 32,1 32,6 30,3 27,1 28,5 32,1 30,8 28,4 28,5
Suhu (oC) VP pagi Siang 26,1 30,2 25,3 28,7 24,9 25,7 24,1 26,1 24,5 30,9 25,2 33,7 25,1 34,3 26,4 32,4 24,9 29,3 25,2 32,3 24,8 33,0 25,9 30,5 25,0 27,3 25,1 28,8 24,8 32,8 24,8 30,7 25,4 28,7 25,2 28,6
SP pagi 25,6 25,3 24,9 23,9 24,5 25,2 25,1 26,5 25,0 25,3 24,9 25,9 25,0 25,0 24,9 24,8 25,6 25,4
Siang 29,8 28,3 25,1 25,9 30,3 33,1 34,1 32,0 29,0 32,1 32,3 31,3 27,1 28,5 32,3 30,7 28,5 28,4
Lampiran 6 Oksigen terlarut (Dissolved oxygen atau DO) selama penelitian hari keH1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18
K Pagi 4,43 5,87 4,53 5,17 5,97 5,83 4,37 6,67 5,67 5,80 5,83 4,73 4,73 4,20 4,57 4,50 5,07 5,37
Oksigen terlarut (mg/L) VP Siang pagi Siang 5,40 4,80 5,70 6,20 3,60 5,67 6,43 4,87 6,27 6,60 5,50 7,20 7,03 6,17 6,83 7,27 5,87 7,40 9,83 4,20 9,30 7,17 6,47 7,43 8,13 5,80 9,00 9,97 6,33 9,23 8,30 5,83 8,20 7,13 5,57 7,17 7,00 5,90 8,33 6,87 4,33 7,23 6,37 4,27 7,53 6,70 4,73 7,23 7,50 4,33 8,33 6,27 4,27 7,03
SP Pagi 1,57 1,33 1,47 2,53 3,70 4,27 4,00 5,37 5,77 6,53 6,37 4,77 6,03 5,37 5,50 5,53 5,03 5,20
Siang 2,70 2,63 3,23 3,77 4,37 5,97 6,53 6,27 8,17 8,53 7,13 7,67 7,20 7,10 7,63 7,63 7,47 7,43
23 Lampiran 7 Kondisi pH selama penelitian K hari keH1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18
pagi 7,40 7,78 7,67 7,11 6,29 6,40 7,05 7,70 7,52 7,73 7,89 8,08 7,85 7,93 8,69 7,18 8,45 8,47
VP Siang 7,76 7,86 7,38 6,96 7,54 7,85 8,64 8,74 8,21 8,66 8,82 8,71 8,11 8,09 8,86 8,29 8,73 8,68
Pagi 7,49 7,77 7,67 7,14 6,22 6,43 7,10 7,94 7,63 7,92 8,01 7,76 7,83 8,01 7,90 7,79 8,14 8,43
SP siang 7,82 7,98 7,42 7,00 7,58 7,81 8,69 8,84 8,31 8,77 8,80 8,68 8,09 8,44 8,63 8,25 8,70 8,65
Pagi 7,14 7,45 7,14 6,65 6,30 6,11 6,83 7,71 7,41 7,58 7,93 8,14 7,74 7,94 7,92 7,56 8,20 8,34
Siang 7,53 7,51 6,88 6,64 7,08 7,51 8,38 8,58 8,16 8,60 8,80 8,49 8,06 8,30 8,37 8,35 8,53 8,51
Lampiran 8 Hasil penentuan skor dan nilai terboboti masing-masing perlakuan pada matrik. a. Hasil penentuan skor tiap parameter Perlakuan Kontrol VannaPro Super PS
Jumlah Koloni 1 3 3
Parameter COD Amonia 1 1 3 2 2 3
b. Hasil penentuan nilai terboboti tiap parameter Parameter Perlakuan Jumlah Koloni COD Amonia Kontrol 30 30 20 VannaPro 30 30 20 Super PS 30 30 20
Kekeruhan 1 3 2
Kekeruhan 20 20 20
24 Lampiran 9 Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan dari parameter COD VannaPro dua kali dan tiga kali dosis. a. Analisis ragam R2 KK 0,988225 13,14391 SK
d b Perlakuan 1 Waktu 3 Perlakuan*Waktu 3
Rata-rata Respon 32,10588 JK
KT
F hit
142,528 142,528 8,00 11749,917 3916,639 219,94 64,368 21,456 1,20
Nilai -P kesimpulan 0,0222 Tolak H0 <,0001 Tolak H0 0,3685 Gagal tolak H0
b. Uji lanjut Duncan Kesimpulan pengaruh pemberian bakteri Pengelompokan Duncan Rata-rata A 35,091 B 29,121
Perlakuan 2K 3K
Kesimpulan pengaruh waktu pengamatan Pengelompokan Duncan Rata-rata A 78,030 B 24,867 C 16,490 D 9,037
Waktu 0 1 2 3
Kesimpulan interaksi pengaruh dan waktu pengamatan Pengelompokan Duncan Rata-rata A 78,030 A 78,030 B 30,276 C 20,514 C 19,458 D C 12,467 D C 11,543 D 6,530
Interaksi 2K0 3K0 2K1 2K2 3K1 3K2 2K3 3K3
Keterangan : Huruf yang sama menandakan tidak berbeda nyata
25
RIWAYAT HIDUP Penulis bernama lengkap Miftahussalam, lahir di Bogor 9 September 1992, merupakan anak pertama dari dua bersaudara yang merupakan buah hati dari ibu bernama Nihayah dan ayah Hamdani. Penulis tinggal di Kencana no.21 Kelurahan Kencana, Kecamatan Tanah Sareal, Kota Bogor, Jawa Barat. Penulis berhasil masuk Institut Pertanian Bogor di Departemen Manajemen Sumber Daya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan pada tahun 2010 melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Sebelumnya penulis menimba ilmu di SD Negeri Kencana 1dari tahun 1999-2004, SMP Negeri 5 Bogor dari tahun 20042007, dan SMA Negeri 2 Bogor dari tahun 2007-2010. Kegiatan di luar akademik, penulis aktif dalam organisasi DPM FPIK IPB pada tahun 2011-2012 sebagai sekretaris Komisi III dan sebagai ketua Lokakarya Keluarga Mahasiswa FPIK, badan pengawas organisasi Himpunan Mahasiswa Manajemen Sumberdaya Perairan (HIMASPER) pada tahun 2011-2012, sebagai ketua umum HIMASPER pada tahun 2012-2013, dan delegasi IPB dalam Musyawarah Nasional II (MUNAS II) Himpunan Mahasiswa Manajemen Sumberdaya Perairan se-Indonesia, serta badan pengawas HIMASPER pada 2013-2014. Selain itu, Penulis juga menjadi asisten dosen pada mata kuliah Avertebrata Air (2012), Kualitas Air (2013), Planktonologi (2013), dan Produktivitas Perairan (2014).
