Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah botol BOD, botol 2.5 L, pompa aerator, indikator universal, spektrofotometer UV, laminar, dan oven. Bahan-bahan yang digunakan adalah OSD (bahan uji), C6H5COONa padat, air sumur, lumpur aktif dari sungai Ciliwung, medium mineral, agar- agar hara (NA), kaldu hara (NB), dan kertas saring 0.45 µm. Penelitian meliputi 3 tahap, yaitu kuantitasi mikrob dengan metode cawan tuang, analisis DOC die-away dengan spektrofotometer UV, dan analisis BOD dengan metode botol tertutup (Lampiran 2). Prosedur pembuatan pereaksi dan medium yang digunakan dalam penelitian ini ditunjukkan pada Lampiran 3–5.
Penentuan Kuantitasi Mikrob Lumpur diambil dari sumber inokulum, disaring kotorannya, kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 3500 rpm selama 10 menit. Sebanyak 10 g lumpur hasil sentrifugasi dimasukkan ke dalam 90 mL bufer fosfat dan diaduk hingga tidak ada endapan sama sekali. Larutan ini dipipet sebanyak 1 mL ke dalam tabung reaksi bertutup yang telah berisi garam fisiologis sebanyak 9 mL. Campuran dikocok hingga homogen, kembali dipipet 1 mL ke dalam tabung reaksi bertutup lainnya yang juga berisi 9 mL garam fisiologis. Demikian
5 seterusnya proses ini dilakukan berulang
secara paralel hingga didapatkan pengenceran yang diinginkan.
Sebanyak 1 mL larutan dari masing- masing tabung dipipet ke dalam cawan petri menggunakan pipet 1 mL. Waktu antara dimulainya pengenceran dan penuangan ke petri tidak boleh lebih dari 30 menit. Kemudian ke dalam setiap petri ditambahkan sekitar 15 mL agar cair steril yang telah didinginkan sampai 50 ºC. Selama penuangan medium, tutup petri tidak boleh terbuka lebar. Segera setelah penuangan, petri digerakkan melingkar atau seperti angka delapan. Setelah agar memadat, semua petri diinkubasi dalam inkubator dengan posisi terbalik. Inkubasi dilakukan selama 2 hari pada suhu 28 ºC. Selama inkubasi, sel-sel yang masih hidup akan tumbuh dan membentuk koloni yang kasat mata. Setiap koloni dapat dianggap berasal dari satu sel yang membelah menjadi banyak sel.
Medium agar yang digunakan berupa agar- agar hara (NA) yang berisi 3 g ekstrak daging sapi, 5 g pepton, 15 g agar, 5 g NaCl dengan pH 7.4 pada suhu 25 ºC. Sebanyak 28 g medium NA ini dilarutkan dalam 1 L akuades dengan pemanasan sambil diaduk. Medium lalu disterilisasi dalam autoklaf dengan suhu 121 ºC dan tekanan 100–110 kPa selama 15 menit.
Pengujian DOC dengan Spektrofotometer UV (Lampiran 6)
Larutan OSD dan CH3COONa dengan konsentrasi 10, 20, dan 30 mg/L dibuat sebanyak 100, 200, dan 300 mL masing- masing dengan air tawar (sumur) yang telah diaerasi. Blangko dibuat tanpa penambahan bahan kimia. Masing-masing konsentrasi larutan standar dan blangko ditambahkan 1 mL supernatan lumpur aktif yang telah diaerasi. Sebanyak 10 botol kaca 2.5 L yang telah mengandung 400 mL medium mineral disediakan. Enam botol di antaranya diisi larutan OSD dengan konsentrasi 10, 20, dan 30 mg/L (duplo). Tiga botol lainnya diisi larutan standar dengan konsentrasi yang sama. Botol ke-10 digunakan untuk larutan blangko dan semua botol ditera menjadi 1 L dengan air sumur. Aerasi dilakukan selama 28 hari inkubasi. Pengujian dilakukan pada hari ke-0, 2, 4, 7, 10, 14, 21, dan 28. Sebelum dianalisis, larutan uji disaring terlebih dahulu dengan kertas saring 0.45 µm. DOC hari ke-0 sampai hari ke-28 diukur dengan spektrofotometer UV pada panjang gelombang 360 nm.
Analisis BOD dengan metode Botol Tertutup
Larutan OSD dengan konsentrasi 1 dan 2 mg/L serta larutan C6H5COONa 1 dan 2 mg/L dibuat sebanyak 3 liter dengan air tawar yang telah diaerasi. Blangko dibuat tanpa penambahan bahan kimia. Masing-masing konsentrasi larutan standar dan blangko ditambahkan 1 mL supernatan lumpur aktif yang telah diaerasi. Sebanyak 64 botol BOD disiapkan, setiap seri konsentrasi dan blangko memerlukan 8 botol BOD, yaitu untuk analisis DO hari ke-0, 2, 4, 7, 10, 14, 21, 28. Analisis DO hari ke-0 dilakukan secara langsung dengan menggunakan metode Winkler, sedangkan analisis DO pada botol BOD yang lain dilakukan pada interval waktu yang telah ditetapkan.
Metode Winkler
Larutan uji yang telah mengandung lumpur aktif dimasukkan ke dalam botol BOD hingga penuh, kemudian ditutup. Larutan natrium iodida azida dan larutan MnSO4 dimasukkan masing-masing sebanyak 1 mL, kemudian ditutup dan disimpan selama 15 menit. Sebanyak 1 mL H2SO4 pekat ditambahkan, hingga endapan larut. Sebanyak 50 mL larutan dipipet dan dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 125 mL untuk dititrasi dengan larutan Na2S2O3∙5H2O 0.0250 N hingga berwarna kuning muda. Indikator amilum ditambahkan dan titrasi dilanjutkan hingga warna biru tepat hilang.
Analisis COD
Sebanyak 10 mL larutan contoh dimasukkan ke dalam tabung COD, lalu berturut-turut ditambahkan 5 mL campuran K2Cr2O7-HgSO4 dan 10 mL campuran H2SO4- Ag2SO4. Isi tabung diaduk kemudian ditutup. Langkah yang sama dilakukan untuk blangko, dengan 10 mL larutan contoh digantikan 10 mL akuades. Unit pengaman tutup dipasang pada masing-masing tabung dan dimasukkan dalam oven 150 ºC selama 2 jam. Setelah mendingin, isi tabung dipindahkan ke dalam Erlenmeyer 125 mL dan dibilas dengan 10 mL air suling. Ke dalam campuran ini ditambahkan 2 mL H2SO4 pekat dan 3 tetes indikator feroin sebelum dititrasi dengan larutan baku fero amonium sulfat (FAS) 0.05 N sampai warna berubah dari hijau menjadi merah cokelat. Apabila selisih pemakaian larutan baku FAS secara duplo lebih dari 0.1
6 mL, penetapan diulangi. Namun, jika kurang
dari atau sama dengan 0.1 mL, rerata hasilnya digunakan untuk penentuan nilai COD.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Mikrob pada Inokulum
Inokulum yang digunakan dalam penelitian berasal dari lumpur aktif sungai Ciliwung. Pemilihan mikrob ini dikarenakan sebagian besar limbah industri maupun sisa konsumsi masyarakat dibuang ke sungai. Lumpur aktif ini lalu dikondisikan berdasarkan kondisi lingkungannya, yaitu pH 7 dan suhu 27 ºC (OECD 1995).
Lumpur aktif diaerasi, karena mikrob yang digunakan bersifat aerob. Proses aerasi dilakukan selama 7 hari untuk mematikan mikrob anaerob yang dicirikan dengan hilangnya aroma bau dari lumpur sehingga mikrob yang dihasilkan hanya mikrob aerob sesuai metode OECD (1992) dan JIS (2005). Selama aerasi dilakukan pengukuran jumlah mikrob.
Selama aerasi ditambahkan nutrisi seperti bufer fosfat dan senyawaan logam ke dalam biakan mikrob. Penambahan ini bertujuan menjaga pH larutan agar tetap karena selama pertumbuhan, mikrob akan menghasilkan senyawa asam atau basa yang dapat mengubah pH sistem sehingga dapat menurunkan populasi mikrob. Penambahan nutrisi yang lain seperti senyawaan logam ialah sebagai sumber energi bagi mikrob itu.
Mikrob yang digunakan bersifat umum sebagaimana yang terdapat di lumpur, dan bukan isolat. Hal ini disebabkan OSD yang diuji harus pada keadaan alamiah. Lumpur aktif hanya dapat bertahan selama 3 bulan. Apabila setelah 3 bulan analisis belum selesai, maka lumpur aktif tidak dapat digunakan lagi dan harus dilakukan pengambilan sampel lumpur aktif baru (OECD 1992).
Metode hitungan cawan digunakan untuk menghitung jumlah koloni yang tumbuh. Metode ini didasarkan pada anggapan bahwa setiap sel dapat hidup dan berkembang menjadi satu koloni. Jumlah koloni yang terlihat pada cawan menunjukkan jumlah organisme yang dapat hidup dan terkandung dalam sampel. Medium yang digunakan adalah NA karena dapat menumbuhkan berbagai jenis mikrob. Setelah 24 jam mikrob ditumbuhkan, hanya 1 sampai 4 cawan yang memenuhi persyaratan secara statistik.
Analisis jumlah mikrob bertujuan memastikan keberadaan mikrob dalam lumpur
dan untuk menentukan apakah lumpur memenuhi syarat untuk digunakan dalam uji. Analisis dilakukan 2 kali sesuai metode analisis yang diuji, yaitu DOC die-away dan botol tertutup, karena lumpur yang digunakan berbeda waktu pengambilannya meskipun tempat dan cara pengambilannya sama.
Pengenceran lumpur dilakukan secara desimal untuk memudahkan penentuan jumlah mikrob. Nilai berkisar antara 10-2 dan 10-7. Jumlah koloni yang dapat dihitung dalam lumpur DOC sebanyak 104 koloni pada cawan dengan konsentrasi 10-4, sementara pada botol tertutup sebanyak 182 dan 64 pada konsentrasi 10-2 dan 10-3. Nilai tersebut diambil karena jumlah koloni terbaik dalam cawan setelah masa inkubasi adalah 30 dan 300 (Fardiaz 1989). Karena itu, jumlah koloni kurang dari 30 dan lebih dari 300 tidak dimasukkan dalam perhitungan. Jumlah koloni mikrob dalam lumpur dihitung dengan mengalikan jumlah koloni dalam cawan dengan pengenceran, yakni 1.23 × 104 untuk lumpur botol tertutup dan 1.04 × 106 untuk lumpur DOC (Lampiran 7). Jumlah mikrob tersebut menunjukkan bahwa lumpur tersebut memenuhi persyaratan untuk digunakan dalam kedua metode tersebut.
Karbon Organik Terlarut (DOC) Metode DOC menganalisis penguraian bahan berdasarkan konsentrasi DOC yang dipindahkan atau hilang. Nilainya dikoreksi dengan blangko untuk meminimumkan galat.
Nilai DOC diperoleh dengan cara memasukkan nilai absorbans sebagai peubah x ke dalam persamaan garis linear OSD dan standar Na-benzoat. Tabel 2 memperlihatkan hasil pembacaan serapan Na-benzoat dan OSD. Persamaan garis linear standar dan OSD pada Gambar 1 dan 2 diperoleh berturut-turut y = 663.7x + 2.057 serta y = 841.3x + 1.441. Tabel 2 Serapan Na-benzoat dan OSD pada panjang gelombang 360 nm untuk menentukan regresi linear
Konsentrasi (ppm)
Serapan oleh senyawa Na-benzoat Sampel OSD
0 0.000 0.000 5 0.005 0.002 10 0.012 0.010 15 0.018 0.017 20 0.026 0.023 25 0.033 0.028 30 0.045 0.032