BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.5 Analisis Perubahan Konsentrasi Logam Berat Pada Air Lindi
4.5.5 Analisis Konsentrasi Logam Fe (Besi)
4.5.5.1 Analisis Deskriptif Perubahan Konsentrasi Logam Fe
Logam besi yang diukur dalam penelitian ini merupakan total besi yang merupakan total dari keberadaan logam Fe2+ dan Fe3+. Pengukuran logam besi dilakukan dengan menggunakan metode spektrofotometri. Pengukuran logam besi dilakukan setiap hari pada tahap 1 penelitian, setiap satu minggu sekali pada tahap 2 penelitian, dan setiap dua minggu sekali pada tahap 3 penelitian. Hasil pengukuran total logam besi dapat dilihat pada Gambar 4.19 berikut ini.
Gambar 4.17 Konsentrasi Total Logam Fe di Air Lindi Pada Tiap Reaktor Nilai konsentrasi logam besi yang ditemukan pada awal penelitian tergolong cukup besar. Dari hasil pengukuran diperoleh bahwa konsentrasi logam besi pada tiap reaktor adalah 25,2 mg/L untuk reaktor aerob dan 22,8 mg/L untuk reaktor anaerob. Selama tahap 1 penelitian, keberadaan logam besi menunjukkan sifat yang berbeda pada kedua reaktor. Konsentrasi logam besi yang terukur di reaktor aerob cenderung memberikan tren yang menurun selama tahap 1.
Konsentrasi logam besi di reaktor aerob adalah 2 mg/L pada akhir tahap 1.
Sedangkan konsentrasi logam besi yang terukur di reaktor anaerob cenderung fluktuatif. Berdasarkan hasil pengukuran diperoleh bahwa konsentrasi logam besi di reaktor anaerob mengalami kondisi maksimum pada hari ke-2, dengan nilai konsentrasi sebesar 47,2 mg/L. Selanjutnya, konsentrasi logam besi di reaktor anaerob terus turun dan mencapai nilai 2,8 mg/L pada akhir tahap 1.
frekuensi resirkulasi air lindi yang diberlakukan. Pada tahap 1, frekuensi resirkulasi air lindi adalah setiap hari. Gould et.al. (1989) menemukan bahwa perlakuan resirkulasi air lindi yang diberikan pada bioreaktor mampu menstimulasi proses reduksi beberapa jenis anion, diantaranya adalah ion sulfat menjadi ion sulfida.
Selain itu, resirkulasi air lindi juga mendukung proses presipitasi hidroksida logam besi. Hal inilah yang menyebabkan keberadaan logam besi cenderung turun pada bioreaktor dengan perlakuan resirkulasi air lindi.
Hal lain yang mendukung penurunan logam besi pada awal tahap adalah adanya peningkatan nilai pH air lindi. Sebagaimana yang diketahui bahwa pH air lindi merupakan faktor penting yang mempengaruhi daya larut logam berat.
Hubungan yang ditunjukkan antara nilai pH air lindi dengan konsentrasi logam berat adalah hubungan yang berkebalikan. Konsentrasi logam berat akan menunjukkan tren menurun ketika nilai pH air lindi mengalami peningkatan dan begitu pula sebaliknya. Selain itu, kandungan material organik yang terkandung dalam air lindi juga dinilai mampu mempengaruhi perubahan konsentrasi logam besi. Zat humus yang terdapat pada material organik akan mempengaruhi mobilitas dari logam besi (Wu et.al., 2002).
Selama tahap 2, konsentrasi logam besi yang ditemukan di reaktor aerob cenderung stabil dengan reantang nilai berkisar antara 1,0 mg/L – 3,2 mg/L.
Konsentrasi logam besi di reaktor aerob kembali meningkat ketika mencapai akhir tahap 2, dengan nilai konsentrasi sebesar 7,4 mg/L. Sedangkan untuk konsentrasi logam besi di reaktor anaerob masih bersifat fluktuatif. Konsentrasi logam besi sempat menunjukkan tren penurunan pada awal hingga pertengahan tahap 2. Pada rentang waktu tersebut, nilai konsentrasi logam besi yang diperoleh berada antara 0,18 mg/L – 0,6 mg/L. Namun menjelang akhir tahap 2, konsentrasi logam besi di reaktor anaerob kembali meningkat hingga mencapai nilai 9,6 mg/L.
Selanjutnya pada tahap 3, keberadaan logam besi di kedua reaktor memberikan tren penurunan. Pada hari ke-119, sudah tidak lagi ditemukan keberadaan logam besi pada tiap reaktor. Kondisi ini terus berlangsung hingga hari ke-150 penelitian (hari terakhir penelitian).
Lindi Terhadap Perubahan Konsentrasi Logam Fe
Berdasarkan hasil analisis deskriptif, diketahui bahwa mekanisme penyisihan logam besi pada bioreaktor dipengaruhi oleh pH air lindi, ion hidroksida, dan kandungan material organik terlarut pada air lindi. Untuk mengetahui hubungan antara karakteristik fisik kimia sampah terhadap konsentrasi logam besi, maka akan dilakukan uji korelasi dan uji regresi. Uji korelasi dilakukan untuk menentukan apakah ada hubungan yang cukup kuat antara karakteristik fisik kimia sampah terhadap perubahan konsentrasi logam besi. Sedangkan uji regresi dilakukan untuk menentukan apakah model memberikan pengaruh yang nyata terhadap perubahan konsentrasi logam besi atau tidak.
Untuk menentukan hubungan antara karakteristik fisik kimia sampah dengan konsentrasi logam besi, maka variabel bebas yang akan dimasukkan dalam model adalah seluru parameter fisik kimia sampah dan air lindi yang diukur dalam penelitian ini. Parameter tersebut antara lain adalah nilai pH air lindi, temperatur sampah, nilai COD, nilai BOD, nilai oksigen terlarut, dan rasio C/N. Sedangkan konsentrasi logam besi akan dimasukkan sebagai terikat. Dari hasil uji korelasi akan diperoleh koefisien pearson (R) yang dapat digunakan untuk menentukan sifat hubungan antara variabel bebas terhadap variabel terikat. Tabel 4.28 memuat nilai koefisien pearson antara tiap variabel bebas terhadap konsentrasi logam besi pada kedua reaktor.
Tabel 4.28 Koefisien Korelasi Pearson Tiap Variabel Bebas Terhadap Perubahan Konsentrasi Logam Fe
Parameter Korelasi Pearson Aerobik Anaerobik
pH Air Lindi -0,739 -0,563
Temperatur Sampah 0,341 0,755
COD 0,455 0,615
BOD 0,538 0,889
Field Capacity 0,705 0,786
DO -0,010 0,690
Rasio C/N -0,202 -0,573
Sumber : Hasil Olahan SPSS (2015)
reaktor memiliki sifat hubungan yang berbeda-beda. Sebagai contoh, nilai pH air lindi memiliki hubungan yang cukup kuat terhadap perubahan konsentrasi logam besi pada reaktor aerob. Sebaliknya nilai pH air lindi memiliki korelasi yang agak rendah terhadap perubahan konsentrasi logam besi pada reaktor anaerob. Secara keseluruhan, variabel bebas yang memiliki korelasi cukup kuat terhadap perubahan konsentrasi logam besi di reaktor aerobik adalah nilai pH air lindi dan field capacity sampah. Sedangkan pada reaktor anaerobik, variabel bebas yang memiliki korelasi cukup kuat terhadap perubahan konsentrasi logam besi adalah temperatur sampah, nilai COD, nilai BOD, field capacity sampah, dan nilai oksigen terlarut.
Selanjutnya untuk menentukan apakah ada pengaruh yang signifikan atas variabel bebas terhadap perubahan konsentrasi logam besi, maka akan dilakukan uji ANOVA. Dari hasil uji ANOVA (terdapat pada Lampiran 11), diperoleh bahwa nilai F hitung untuk reaktor aerob adalah 3,97 dan untuk reaktor anaerob adalah 12,80. Nilai F hitung yang diperoleh tersebut lebih besar dibandingkan dengan F tabel dengan nilai sebesar 3,14. Hal ini menandakan bahwa model regresi dengan menggunakan seluruh parameter fisik kimia yang ditinjau pada penelitian ini, mampu memberikan pengaruh yang signifikan terhadap perubahan konsentrasi logam besi.
Setelah diketahui bahwa kedua variabel bebas tersebut memberikan pengaruh yang nyata terhadap variabel terikat, maka selanjutnya adalah menentukan apakah tiap variabel bebas mampu berpengaruh secara parsial. Cara menentukan pengaruh terpisah tersebut dilakukan dengan uji t dengan menggunakan koefisien regresi parsial. Untuk menentukan hal tersebut, maka dilakukan uji t dengan menggunakan koefisien regresi parsial. Pada Tabel 4.29 berikut ini dapat dilihat nilai koefisien regresi untuk kedua reaktor.
Konsentrasi Logam Fe
Model Reaktor Aerobik Reaktor Anaerobik
t Sig. t Sig.
1
(Constant) 1,78 0,10 0,39 0,70
pH Air Lindi -2,48 0,03 0,06 0,95
Temperatur Sampah -1,18 0,26 0,02 0,99
COD -1,57 0,15 -1,03 0,33
BOD 1,40 0,19 1,88 0,09
Field Capacity 0,52 0,62 0,32 0,76
Oksigen Terlarut -0,19 0,85 -0,70 0,50
Rasio C/N 0,96 0,36 -1,43 0,18
a. Dependent Variable: Logam Fe
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 Fe adalah sebagai berikut :
Tabel 4.30 Hasil Uji Regresi Parsial Tiap Variabel Bebas Terhadap Perubahan Konsentrasi Logam Fe
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 Fe
× :tidak memiliki pengaruh parsial terhadap perubahan konsentrasi logam Fe
Sumber : Hasil Olahan SPSS (2015)
dilihat pada Tabel 4.31 dan Tabel 4.32 berikut ini. Dari hasil uji diperoleh bahwa nilai koefisien determinasi untuk masing-masing reaktor adalah 0,735 untuk reaktor aerobik dan 0,900 untuk reaktor anaerobik. Hal ini menjelaskan bahwa besarnya persentase pengaruh variabel bebas terhadap variabel terikat adalah 73,50% untuk reaktor aerob dan 90,00% untuk reaktor anaerobik. Persentase sebesar 26,50%
untuk reaktor aerob dan 10,00% untuk reaktor anaerobik merupakan persentase pengaruh yang diakibatkan oleh variabel lain yang tidak terukur dalam penelitian ini.
Tabel 4.31 Koefisien Determinasi Model Hubungan Variabel Bebas Terhadap Perubahan Konsentrasi Logam Fe Di Reaktor Aerobik
Model R R
Square
Adjusted R Square
Std. Error of the Estimate
1 0,857a 0,735 0,550 4,228
a. Predictors: (Constant), Rasio C/N, Temperatur Sampah, Field Capacity, pH Air Lindi, DO, COD, BOD
b. Dependent Variable: Logam Fe Sumber : Hasil Olahan SPSS (2015)
Tabel 4.32 Koefisien Determinasi Model Hubungan Variabel Bebas Terhadap Perubahan Konsentrasi Logam Fe Di Reaktor Anaerobik
Model R R
Square
Adjusted R Square
Std. Error of the Estimate
1 0,948a 0,900 0,829 5,561
a. Predictors: (Constant), Rasio C/N, Temperatur Sampah, Field Capacity, pH Air Lindi, DO, COD, BOD
b. Dependent Variable: Logam Fe Sumber : Hasil Olahan SPSS (2015)
Dari hasil uji regresi tersebut diperoleh bahwa model regresi untuk memprediksi perubahan konsentrasi logam Fe akibat adanya pengaruh beberapa variabel bebas adalah sebagai berikut :
Untuk reaktor aerob :
𝑦 = 93,913 − 7,742 𝑥1 − 1,570 𝑥2+ 0,132 𝑥3− 0,757 𝑥4+ 1,177 𝑥5 Untuk reaktor aerob :
𝑦 = 26,558 + 0,128 𝑥1 + 0,024 𝑥2+ 16,696 𝑥3 − 6,386 𝑥4− 2,457 𝑥5
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 93,918 pada reaktor aerob dan 26,558 pada reaktor anaerob menandakan bahwa jika tidak ada variabel bebas, maka perubahan konsentrasi logam Fe pada reaktor adalah sebesar konstanta tersebut.