BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.5 Analisis Perubahan Konsentrasi Logam Berat Pada Air Lindi
4.5.6 Analisis Konsentrasi Logam Cr (Kromium)
4.5.6.1 Analisis Deskriptif Perubahan Konsentrasi Logam Cr
Pengecekan logam kromium yang dilakukan dalam penelitian ini merupakan kromium heksavalen. Pengecekan Cr (VI) dilakukan dengan menggunakan metode spektrofotometri. Periode pengecekan Cr (VI) dilakukan setiap hari pada tahap awal penelitian, setiap 1 minggu sekali pada tahap 1 penelitian dan setiap 2 minggu sekali pada tahap 2 penelitian. Hasil pengecekan logam Cr (VI) pada kedua reaktor dapat dilihat pada Gambar 4.20 berikut ini.
Gambar 4.18 Konsentrasi Logam Cr Heksavalen di Air Lindi Pada Tiap Reaktor Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh bahwa konsentrasi Cr (VI) pada tahap awal cenderung meningkat. Konsentrasi awal Cr (VI) yang diperoleh pada reaktor aerob dan anaerob bernilai 0,08 mg/L. Selanjutnya selama tahap 1,
aerob, konsentrasi Cr (VI) meningkat pada hari ke-3 dengan nilai konsentrasi sebesar 1,96 mg/L. Sedangkan pada reaktor anaerob, konsentrasi Cr (VI) meningkayt tajam pada hari ke-4 dengan nilai konsentrasi sebesar 0,92 mg/L.
Selanjutnya selama tahap 2, konsentrasi Cr (VI) di kedua reaktor menunjukkan kondisi yang fluktuatif. Konsentrasi Cr (VI) di reaktor aerob sempat mengalami kondisi maksimum di hari ke-14 penelitian, dengan nilai konsentrasi sebesar 3,20 mg/L. Sedangkan konsentrasi Cr (VI) di reaktor anaerob sempat turun pada hari ke-14, dengan nilai konsentrasi sebsar 0,52 mg/L. Selanjutnya konsentrasi Cr (VI) pada reaktor anaerob terus meningkat hingga akhir tahap 1.
Selama tahap 3 penelitian, konsentrasi Cr (VI) pada kedua reaktor menunjukkan tren penurunan. Konsentrasi Cr (VI) di reaktor aerob turun cukup tajam di hari ke-77, dengan nilai konsentrasi sebesar 0,02 mg/L. Sedangkan konsentrasi Cr (VI) di reaktor anaerob turun cukup tajam pada hari ke-63 penelitian, dengan nilai konsentrasi sebesar 0,23 mg/L. Mulai dari hari ke-119, sudah tidak ditemukan konsentrasi Cr (VI) pada kedua reaktor.
Secara keseluruhan, konsentrasi Cr (VI) yang diperoleh pada penelitian ini cenderung bernilai rendah. Tinggi rendahnya konsentrasi Cr (VI) yang terlarut dalam air lindi akan dipengaruhi oleh nilai pH air lindi itu sendiri. Secara termodinamika, kelarutan logam Cr akan lebih rendah ketika nilai pH berada antara rentang 6 – 10 (Rai et.al., 1989). Penelitian lain yang dilakukan oleh Bilgili et.al.
(2007) juga menunjukkan bahwa konsentrasi Cr pada air lindi akan bernilai lebih rendah ketika nilai pH mulai stabil dan cenderung berada pada rentang netral.
Seperti yang diperoleh dalam penelitian ini bahwa nilai pH air lindi di kedua reaktor mulai berada pada rentang netral sejak hari ke-91 penelitian.
Secara teori, rendahnya konsentrasi Cr (VI) pada pertengahan hingga akhir tahap 3 terjadi karena logam Cr (VI) tergolong sebagai logam yang mudah bereaksi dengan senyawa lain, baik itu karena adanya proses oksidasi, proses presipitasi, ataupun proses penyerapan. Logam Cr pada sampah mudah teroksidasi dan membentuk ikatan dengan senyawa mangan oksida dan besi (II) oksida. Logam Cr pada sampah juga tergolong mudah untuk terendapkan dalam bentuk endapan sulfida. Dan juga logam Cr memiliki sifat yang mudah diserap oleh senyawa
inilah yang menjadi penyebab konsentrasi logam Cr yang terukur pada air lindi menjadi rendah dan bahkan bernilai nol pada pertengahan hingga akhir tahap 3.
Dari penelitian ini juga diperoleh bahwa konsentrasi Cr (VI) pada reaktor aerob memiliki nilai yang lebih besar bila dibandingkan dengan reaktor anaerob.
Injeksi udara yang diberlakukan pada reaktor menyebabkan konsentrasi logam Cr pada reaktor aerob hadir dalam bentuk ion Cr6+ sebagai bentuk dari terjadinya proses oksidasi dalam bioreaktor (Hwidong et.al., 2011).
4.5.6.2 Analisis Hubungan Perubahan Karakteristik Fisik Kimia Sampah dan Air Lindi Terhadap Perubahan Konsentrasi Logam Cr (VI)
Keberadaan logam Cr (VI) pada air lindi turut dipengaruhi oleh beberapa parameter fisik kimia sampah dan air lindi. Beberapa parameter fisik kimia sampah dan air lindi yang diamati dalam penelitian ini, antara lain adalah pH air lindi, temperatur sampah, field capacity sampah, nilai COD, nilai BOD, nilai oksigen terlarut, dan rasio C/N akan dijadikan sebagai variabel bebas. Sedangkan konsentrasi logam Cr (VI) pada air lindi akan dijadikan sebagai variabel terikat.
Penentuan hubungan kedua variabel tersebut akan dilakukan melalui dua uji statistik. Pertama-tama akan dilakukan uji korelasi terlebih dahulu untuk melihat sifat hubungan antara kedua variabel tersebut. Selanjutnya akan dilakukan uji regresi linear berganda untuk mengetahui apakah pengaruh yang diberikan oleh variabel bebas terhadap variabel terikat bersifat signifikan. Pada Tabel 4.33 berikut ini dapat dilihat hasil uji korelasi terhadap perubahan konsentrasi logam Cr (VI) dengan menggunakan koefisien pearson sebagai dasar penentuan hubungan.
Konsentrasi Logam Cr (VI) Parameter Korelasi Pearson
Aerobik Anaerobik
pH Air Lindi 0,261 0,254
Temperatur Sampah 0,158 0,362
COD 0,343 0,508
BOD 0,269 0,202
Field Capacity -0,041 0,339
DO -0,668 -0,561
Rasio C/N 0,719 0,638
Sumber : Hasil Olahan SPSS (2015)
Dari hasil uji statistik diatas, dapat dilihat hubungan antara tiap variabel bebas terhadap konsentrasi logam Cr (VI) yang dinyatakan dengan koefisien pearson (R). Variabel bebas yang memiliki hubungan cukup kuat terhadap perubahan konsentrasi logam krom heksavalen adalah nilai oksigen terlarut (pada reaktor aerobik) dan nilai rasio C/N. Dari hasil uji korelasi diperoleh bahwa nilai R untuk parameter oksigen terlarut pada reaktor aerobik adalah -0,668. Hal ini sejalan dengan hasil analisis deskriptif yang menyatakan bahwa injeksi udara yang dilakukan pada bioreaktor aerobik mendukung terjadinya proses oksidasi, sehingga konsentrasi logam Cr hadir dalam bentuk ion Cr6+ pada air lindi (Hwidong et.al., 2011). Selanjutnya, nilai R untuk parameter rasio C/N pada reaktor aerobik adalah 0,719 dan pada reaktor anaerobik adalah 0,638.
Untuk menentukan apakah terdapat pengaruh yang nyata dari parameter bebas terhadap parameter terikat yang digunakan dalam model tersebut, maka telah dilakukan uji ANOVA. Dari hasil uji ANOVA (terdapat pada Lampiran 11), diperoleh bahwa nilai F hitung untuk reaktor aerob adalah 2,97 dan untuk reaktor anaerob adalah 8,94. Koefisien F hitung yang diperoleh pada reaktor aerobik memiliki nilai yang lebih kecil bila dibandingkan dengan F tabel dengan nilai sebesar 3,14. Hal ini menandakan bahwa model regresi dengan menggunakan parameter diatas tidak dapat signfikan untuk memprediksi keberadaan variabel terikat, yaitu konsentrasi logam Cr (VI) pada air lindi. Sedangkan koefisien F hitung yang diperoleh pada reaktor anaerobik bernilai lebih besar dibandingkan dengan F
pengaruh yang signifikan terhadap perubahan konsentrasi logam Cr (VI).
Dengan mengetahui bahwa parameter bebas yang dimasukkan mampu memberikan pengaruh secara bersama-sama terhadap perubahan konsentrasi logam Cr (VI), maka selanjutnya perlu diketahui apakah masing-masing parameter bebas memberikan pengaruh secara parsial (terpisah). Untuk menentukan hal tersebut, maka dilakukan uji t dengan menggunakan koefisien regresi parsial. Pada Tabel 4.34 berikut ini dapat dilihat nilai koefisien regresi untuk kedua reaktor.
Tabel 4.34 Nilai Koefisien Regresi Tiap Variabel Bebas Terhadap Perubahan Konsentrasi Logam Cr (VI)
Model Reaktor Aerobik Reaktor Anaerobik
t Sig. t Sig.
1
(Constant) -0,43 0,67 -2,63 0,03
pH Air Lindi 1,22 0,25 1,56 0,15
Temperatur Sampah -0,54 0,60 2,64 0,02
COD -0,87 0,41 1,78 0,11
BOD 1,40 0,19 -1,81 0,10
Field Capacity 0,43 0,68 2,36 0,04
Oksigen Terlarut -0,06 0,95 -0,34 0,74
Rasio C/N 0,87 0,40 0,67 0,52
a. Dependent Variable: Logam Cr (VI) Sumber : Hasil Olahan SPSS (2015)
Dari hasil uji t diketahui bahwa nilai t tabel untuk jenis data seperti diatas untuk tingkat kepercayaan sebesar 5% adalah 1,81. Sehingga dapat dikatakan hubungan tiap parameter bebas terhadap perubahan konsentrasi logam Cr (VI) adalah sebagai berikut :
Konsentrasi Logam Cr (VI)
Parameter Reaktor
Aerobik Anaerobik
pH Air Lindi × ×
Temperatur
Sampah × √
COD × ×
BOD × √
Field Capacity × √
Oksigen Terlarut × ×
Rasio C/N × ×
Keterangan : √ : memiliki pengaruh parsial terhadap perubahan konsentrasi logam Cr (VI)
× :tidak memiliki pengaruh parsial terhadap perubahan konsentrasi logam Cr (VI) Sumber : Hasil Olahan SPSS (2015)
Selanjutnya pada Tabel 4.36 dan Tabel 4.37 dibawah dapat dilihat bahwa nilai koefisien determinasi yang diperoleh dari hasil uji statistik adalah 0,676 untuk reaktor aerobik dan 0,862 untuk reaktor anaerobik. Hal ini menjelaskan bahwa besarnya persentase pengaruh variabel bebas terhadap variabel terikat adalah 67,60% untuk reaktor aerob dan 86,20% untuk reaktor anaerobik. Sedangkan sisa persentase untuk tiap reaktor menyatakan bahwa ada faktor lain yang turut mempengaruhi konsentrasi logam Cr (VI) namun tidak terukur dalam penelitian ini.
Tabel 4.36 Koefisien Determinasi Model Hubungan Variabel Bebas Terhadap Perubahan Konsentrasi Logam Cr (VI) Di Reaktor Aerobik
Model R R
Square
Adjusted R Square
Std. Error of the Estimate
1 0,822a 0,676 0,550 4,228
a. Predictors: (Constant), Rasio C/N, Temperatur Sampah, Field Capacity, pH Air Lindi, DO, COD, BOD
b. Dependent Variable: Logam Cr (VI) Sumber : Hasil Olahan SPSS (2015)
Perubahan Konsentrasi Logam Cr (VI) Di Reaktor Anaerobik
Model R R
Square
Adjusted R Square
Std. Error of the Estimate
1 0,929a 0,862 0,550 4,228
a. Predictors: (Constant), Rasio C/N, Temperatur Sampah, Field Capacity, pH Air Lindi, DO, COD, BOD
b. Dependent Variable: Logam Cr (VI) Sumber : Hasil Olahan SPSS (2015)
Dari hasil uji regresi tersebut diperoleh bahwa model regresi untuk memprediksi perubahan konsentrasi logam Cr akibat adanya pengaruh beberapa variabel bebas adalah sebagai berikut :
Untuk reaktor aerob :
𝑦 = −3,301 + 0,550 𝑥1− 0,103 𝑥2+ 0,016 𝑥3− 0,037 𝑥4+ 0,155 𝑥5 Untuk reaktor aerob :
𝑦 = −5,859 + 0,102 𝑥1+ 0,115 𝑥2+ 4,028 𝑥3− 0,102 𝑥4+ 0,038 𝑥5 Dengan nilai y merupakan perubahan konsentrasi logam Cr pada masing-masing reaktor, X1 merupakan nilai pH air lindi, X2 merupakan nilai temperatur sampah, X3 merupakan nilai field capacity sampah, X4 merupakan nilai oksigen terlarut, dan X5 merupakan nilai rasio C/N sampah. Konstanta sebesar 3,301 pada reaktor aerob dan 5,859 pada reaktor anaerob menandakan bahwa jika tidak ada variabel bebas, maka perubahan konsentrasi logam Cr pada reaktor adalah sebesar konstanta tersebut.