Model grafik permukaan respon dan kontur permukaan respon biofilter sistem batch, hari ke-8 dapat dilihat pada Gambar 17 dan Gambar 18. Hasil optimasi persentase penurunan konsentrasi diazinon pada hari ke-8 dapat digambarkan pada persamaan kuadratik sebagai berikut:
Y = 101.40 – 11.41 X1 – 8.73 X12 + 16.73 X2 - 24.37 X22 + 1.35 X1 X2 ……….(2)
Pada model persamaan (2) memperlihatkan bahwa kompos berpengaruh signifikan terhadap penurunan konsentrasi diazinon larutan dengan P = 0.04. Hal ini mengandung arti bahwa penambahan kompos mempunyai pengaruh positif terhadap persentase konsentrasi penurunan diazinon yang dihasilkan. Namun pada titik variabel 499 g terjadi titik balik, sehingga faktor jumlah kompos berpengaruh negatif terhadap persentasi penurunan konsentrasi diazinon yang dihasilkan.
Faktor konsentrasi larutan diazinon pada persamaan (2) di atas juga memperlihatkan pengaruh yang positif terhadap persentase penurunan konsentrasi diazinon yang dihasilkan. Namun pada titik variabel 685.68 ppm terjadi titik balik. Faktor konsentrasi larutan diazinon berpengaruh negatif terhadap persentase penurunan konsentrasi diazinon yang dihasilkan. Titik optimum yang menghasilkan nilai persentase penurunan konsentrasi diazinon maksimum sebesar 100%, adalah pada faktor jumlah kompos 499 g dan faktor konsentrasi larutan diazinon 685.68 ppm.
Gambar 17 Grafik permukaan respon hasil degradasi diazinon hari ke-8
Gambar 17 dan 18 menunjukkan bahwa jumlah kompos berpengaruh positif secara linear terhadap penurunan konsentrasi diazinon, yakni semakin banyak kompos sampai batas tertentu yakni 499 g, maka penurunan konsentrasi diazinon juga semakin besar. Kondisi ini terjadi karena jumlah mikroorganisme yang terdapat pada kompos yang jumlahnya banyak, juga semakin banyak. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa penurunan konsentrasi diazinon terjadi sebagai akibat tingginya proses metabolisme yang dilakukan bakteri dan mikroorganisme lainnya yang terdapat dalam SMC. Mikroorganisme tersebut mampu menggunakan senyawa diazinon sebagai sumber karbon dan energi, sehingga terjadi peningkatan jumlah populasi dan aktifitas mikroorganisme dalam mendegradasi diazinon.
Pada penelitian ini menunjukkan bahwa peningkatan pertumbuhan populasi dan aktifitas mikroorganisme, menyebabkan konsentrasi diazinon mengalami penurunan. Namun demikian pada penambahan kompos melebihi 499 g memberikan pengaruh yang sebaliknya. Hal ini disebabkan jumlah kompos yang tinggi justru akan menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Hal ini sesuai dengan pendapat Judoamidjojo et al. (1989) yang mengatakan bahwa ketersediaan karbon merupakan faktor yang berpengaruh pada pertumbuhan optimal, tetapi apabila sumber karbon melewati kebutuhan mikroorganisme maka akan menimbulkan efek penghambatan pada pertumbuhannya.
Gambar 18 Kontur permukaan respon hasil degradasi diazinon hari ke-8
Selain faktor ketersediaan karbon, dalam proses degradasi pestisida juga dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti suhu dan pH. Dalam hal ini untuk menghasilkan proses degradasi yang baik oleh mikroorganisme, diperlukan suhu dan pH optimum yakni suhu antara 45o-59o C (US-EPA 1994) dan pH 6.5-7.5 (Fletcher 1991). Bakteri Serratia sp mendegradasi sempurna diazinon 50 ml l-1 pada pH 7.5-8.0 selama 11 hari. Penelitian ini berlangsung pada suhu 29o-32o C dan pH larutan eluen rata-rata 7.39-8.2. Hal ini memperlihatkan bahwa kondisi penelitian merupakan kondisi yang relatif baik sehingga mendukung proses degradasi. Menurut Kim et al (2004) bahwa pH ideal untuk pertumbuhan mikroorganisme kompos adalah 7.5, selanjutnya pH 8.5-9 (kondisi alkali) akan mendorong pelepasan gas ammonia (NH3) (Saludes etal. 2008).
Persamaan (2) memberikan informasi bahwa semakin tinggi konsentrasi diazinon memberikan pengaruh negatif terhadap persentase penurunan konsentrasi diazinon dengan kata lain konsentrasi diazinon memberikan pengaruh negatif setelah titik kritis dilampaui yakni 685.68 ppm, terhadap penurunan konsentrasi diazinon. Semakin tinggi konsentrasi diazinon maka penurunan konsentrasi diazinon juga semakin kecil. Hal ini disebabkan konsentrasi diazinon yang tinggi akan memiliki sifat toksisitas terhadap mikroorganisme yang tinggi pula. Jumlah kompos memberikan pengaruh positif terhadap penurunan konsentrasi diazinon sampai titik kritis karena semakin banyaknya mikroorganisme yang berperan dalam proses biodegradasi. Hal ini disebabkan mikroorganisme telah beradaptasi dengan senyawa diazinon, sehingga mikroorganisme tersebut
mengeluarkan enzim dan plasmid yang dapat mendegradasi diazinon dengan mendetoksifikasi diazinon tersebut menjadi zat yang kurang atau tidak beracun. Diazinon adalah salah satu jenis pestisida golongan organofosfat yang paling stabil di dalam tanah. Waktu paruh diazinon adalah 30 hari (Wauchope et al. 1992).
Tabel 7 Aktifitas mikroorganisme dan degradasi diazinon pada biofilter sistem Batch (B5)
(-) : konsentrasi diazinon tidak terdeteksi
Tabel 7 menunjukkan bahwa aktifitas mikroorganisme dan degradasi diazinon pada kombinasi konsentrasi larutan diazinon 1000 ppm dan jumlah kompos 450 g. Aktifitas mikroorganisme, dari awal cenderung meningkat dan mencapai maksimum pada hari ke-8 dan menurun hingga akhir penelitian, dan persentase penurunan diazinon mencapai maksimal. Hal ini karena mikroorganisme dalam SMC tersebut masih dalam penyesuaian dan pertumbuhan awal, kemudian pada hari ke-5 pertumbuhan pesat sehingga proses degradasi juga meningkat dan mengakibatkan penurunan konsentrasi diazinon maksimal. Pada hari ke-8 pertumbuhan populasi mikroorganisme mencapai puncaknya ditunjukkan dengan nilai FDA 0.9130 dan hari ke-9 mengalami fase diam dan penurunan serta sebagian mikroorganisme mati.
Konsentrasi diazinon sistem pompa (semi kontinyu) Hari ke- Aktifitas mikro
organisme (FDA g-1) Penurunan konsentrasi diazinon (%) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.4406 0.4522 0.4665 0.5333 0.5541 0.6673 0.7865 0.8111 0.9130 0.8511 0.8385 0 16.01 25.42 41.87 50.91 71.06 92.18 (100) (-) (-)
Hasil optimasi persentase penurunan konsentrasi diazinon pada biofilter sistem semi kontinyu pada jam ke-75 dapat dilihat pada Gambar 19 dan Gambar 20, dan persamaan kuadratik sebagai berikut:
Y = 99.94 - 10.28 X1 - 7.40 X1 2 + 2.01 X2 - 2.30 X22 + 1.03 X1X2 ………..….……..(3)
Pada model persamaan (3), permukaan respon jam ke-75, memberi gambaran solusi optimum yang dihasilkan berupa solusi maksimum dengan nilai prediksi 101.81 ppm, nilai kritis konsentrasi larutan diazinon 662.72 ppm dan jumlah kompos 493 g, konsentrasi larutan diazinon berpengaruh negatif signifikan terhadap penurunan persentase konsentrasi diazinon larutan dengan P = 0.0000. demikian juga jumlah kompos berpengaruh signifikan pada P = 0.0000.
Gambar 20 Kontur permukaan respon hasil degradasi diazinon jam ke-75
Berdasarkan persamaan (3) dalam tiga jam pertama pada hari ketiga atau pada jam ke-75 diperoleh bentuk permukaan respon interaksi antara konsentrasi larutan diazinon dengan jumlah kompos yang digunakan sebagai biofilter terhadap persentase penurunan konsentrasi diazinon larutan (Gambar 19 dan 20). Jumlah kompos berpengaruh positif secara linier terhadap penurunan konsentrasi diazinon dimana semakin banyak kompos sampai titik 493 g maka penurunan konsentrasi diazinon juga semakin besar, hal ini disebabkan karena jumlah mikroorganisme yang berperan dalam proses degradasi juga semakin banyak. Konsentrasi larutan diazinon memberi pengaruh negatif terhadap penurunan konsentrasi diazinon dalam hal ini semakin tinggi konsentrasi larutan diazinon maka sifat toksiknya semakin kuat sehingga menyebabkan penurunan konsentrasi diazinon semakin kecil.
Gerakan air pada biofilter sistem semi kontinyu menimbulkan gas, sehingga akan meningkatkan suhu, selanjutnya menstimulasi bakteri dalam proses degradasi. Adanya aerasi yang sesuai akan mengaktifkan fungi akar putih (White- rot fungi), mendegradasi limbah lignoselullose (Lopez etal. 2002).