LIMBAH ORGANIK DARI WADUK CIRATA
ILMAN FATUROCHMAN C24070024
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.4. Faktor Fisika dan Kimia yang Mempengaruhi Bioremediasi oleh Tumbuhan Air
2.4.2. Unsur hara
Unsur hara adalah salah satu unsur penting untuk kehidupan terutama tumbuhan. Unsur hara utama atau makronutrien yang diperlukan untuk metabolisme dan pertumbuhan organisme adalah karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor, potasium, belerang, magnesium, dan kalsium. Di dalam suatu ekosistem perairan, nitrogen dan fosfor adalah dua unsur hara yang paling sering menjadi faktor pembatas untuk biomassa alga dan tumbuhan air (produsen primer) (Carr dan Neary 2006).
2.4.2.1. Fosfor
Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat yang ada dalam perairan berasal dari dekomposisi biologis dan limpasan dari aktivitas manusia di daerah perkotaan dan pertanian. Fosfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semua makhluk hidup membutuhkan fosfor dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), sebagai sumber energi untuk metabolisme sel. Fosfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (fosfor yang berikatan dengan oksigen). Fosfor dalam bentuk bebas di perairan tidak ditemukan sebagai unsur, tetapi dalam bentuk senyawa anorganik yang terlarut seperti ortofosfat dan polifosfat. Ortofosfat secara biologis tersedia untuk produsen primer untuk proses produksi dan telah dibuktikan menjadi nutrisi penting sebagai faktor pembatas pertumbuhan (Carr dan Neary 2006).
Konsentrasi ortofosfat akan meningkat seiring meningkatnya eutrofikasi. Namun apabila kandungan oksigen terlarut sudah kurang memadai dapat menyebabkan proses dekomposisi bahan organik untuk pembentukan ortofosfat tidak optimal (Nugroho et al. 2008). Ortofosfat dimanfaatkan secara langsung oleh bakteri, fitoplankton, dan tumbuhan air. Penyerapan fosfor oleh tumbuhan air lebih lambat daripada penyerapan oleh fitoplankton, namun tumbuhan air dapat menyerap dan menyimpan fosfor dalam jumlah yang lebih banyak (Boyd 1982).
2.4.2.2. Nitrogen
Pada kegiatan budidaya ikan dengan pemberian pakan yang intensif, akumulasi limbah organik di perairan sangat tinggi. Limbah tersebut merupakan bahan organik dengan kandungan protein tinggi yang diuraikan menjadi polipeptida, asam-asam amino, dan akhirnya amonia sebagai produk akhir, yang terakumulasi di perairan. Amonia di dalam air terdapat dalam dua bentuk, yaitu NH4+ biasa disebut ionized ammonia yang kurang beracun dan NH3 atau unionized ammonia yang beracun. Metode analisis yang digunakan untuk menemukan proporsi amonia dalam bentuk terionisasi dan tidak terionisasi yang bervariasi terhadap pH dan suhu disebut dengan metode amonia nitrogen-total (total ammonium nitrogen/TAN) (Floyd dan Watson 1996).
Toksisitas amonia terhadap organisme akuatik akan meningkat jika terjadi penurunan kadar oksigen terlarut serta peningkatan pH dan suhu air. Amonia dalam bentuk molekul dapat menembus bagian membran sel lebih cepat daripada ion amonium (Colt dan Amstrong 1981 dalam Kordi dan Tancung 2005). Toksisitas amonia akan meningkat sejalan dengan meningkatnya nilai pH, dan pada pH 7 amonia dalam perairan berada dalam bentuk ion amonium (NH4+) yang tidak berbahaya (Goldman dan Horne 1983).
Amonia berada dalam air karena pemupukan, kotoran ikan, dan hasil kegiatan mikroorganisme di dalam penguraian bahan organik yang kaya akan nitrogen (protein) (Surya 1998). Senyawa ini dapat digunakan oleh fitoplankton dan tumbuhan air setelah diubah menjadi nitrit dan nitrat oleh bakteri dalam proses nitrifikasi.
Nitrifikasi merupakan proses oksidasi penting dalam siklus nitrogen dan berlangsung pada kondisi aerob. Pada proses ini, terjadi oksidasi amonia menjadi nitrit yang dilakukan oleh bakteri Nitrosomonas (nitritasi), dan oksidasi nitrit menjadi nitrat yang dilakukan oleh bakteri Nitrobacter (nitratasi). Goldman dan Horne (1983) menyatakan bahwa nitrit dalam perairan akan segera berubah dan diubah ke dalam bentuk nitrat selama adanya konsentrasi oksigen yang cukup. Oleh karena itu, nitrit dapat dengan mudah dioksidasikan menjadi nitrat. Sifat nitrat yang mudah larut dalam air serta bersifat stabil menjadikan nitrat sebagai senyawa dari nitrogen yang paling dibutuhkan oleh tumbuhan air. Nitrat pada konsentrasi tinggi dapat menstimulasi pertumbuhan autotrof. Nitrat yang berlebih dari sisa pemupukan akan mengalir bersama air atau terakumulasi, sehingga menyebabkan pencemaran (Thomson et al. 2003). Oksidasi nitrit menjadi amonia ditunjukan dalam persamaan a) dan oksidasi nitrit menjadi nitrat ditujukan dalam persamaan b).
2NH3 + 3O2 Nitrosomonas 2NO2- + 2H++ 2H2O a) 2NO2- + O2 Nitrobacter 2NO3- b)
3.
METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Riset Plankton, Bagian Produktivitas dan Lingkungan Perairan, Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, IPB. Penelitian ini dibagi menjadi dua tahap, yaitu penelitian pendahuluan pada bulan Juli-Agustus 2011 dan penelitian utama pada bulan September-Oktober 2011. Analisis Fisika-Kimia dan Biologi dilakukan di Laboratorium Fisika-Kimia Perairan dan Laboratorium Bio-Mikro I, Bagian Produktivitas dan Lingkungan Perairan Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, IPB.
3.2. Alat dan Bahan
Alat yang yang digunakan dalam penelitian ini adalah akuarium dengan sistem kanal (Gambar 3) yang terdiri dari akuarium tanpa sekat berukuran 30 x 30 x 30 cm3 dan akuarium berkanal berukuran 15 x 30 x 75 cm3, serangkaian perlengkapan untuk resirkulasi, serta peralatan yang digunakan untuk pengambilan contoh air dan substrat. Cara kerja sistem ini adalah sebagai berikut: Air yang mengandung limbah dari akuarium tanpa sekat diresirkulasikan menuju akuarium berkanal yang telah diisi dengan tumbuhan air Mayaca fluviatilis. Air tersebut kemudian mengalir melewati kanal-kanal sampai outlet yang pada akhirnya diteruskan kembali menuju akuarium tanpa sekat.
a
b
Gambar 3. Skema akuarium dengan sistem kanal (a) akuarium berkanal (b) akuarium tanpa sekat
inlet
outlet
Selain penerapan sistem kanal dan kegiatan pengambilan contoh air, dilakukan juga pengukuran terhadap parameter-parameter kualitas air yang terdiri dari parameter biologi (bobot basah M. fluviatilis), fisika (suhu), dan parameter kimia (pH, COD, DO, nitrat, nitrit, amonia, dan ortofosfat). Metode dan alat yang digunakan untuk mengukur parameter kualitas air disajikan pada Tabel 2. Gambar alat dan bahan yang digunakan selama penelitian disajikan pada Lampiran 1.
Tabel 2. Metode dan alat untuk mengukur parameter kualitas air
Parameter Unit Metode Alat ukur
Biomassa
Mayaca Gram Timbangan
Timbangan digital (Adam PW 254 ketelitian 0.0001) Suhu oC Probe elektroda Termometer digital (Lutron
DO-5510 ketelitian 0,1) DO mg/L Probe elektroda DO meter (Lutron
DO-5510 ketelitian 0,1) pH - Probe elektroda pH meter (Thermo Sc
Orion 3 star ketelitian 0,1) COD mg/L Heat of dilution procedure* Titrimetrik
Nitrit mg/L Indophenol* Spektrofotometer
Nitrat mg/L Brucine* Spektrofotometer
Amonia mg/L Phenate* Spektrofotometer
Ortofosfat mg/L Molybdate Ascorbic Acid* Spektrofotometer *Sumber: Eaton et al. (2005)
3.3. Penelitian Pendahuluan
Penelitian pendahuluan meliputi pengambilan sedimen, penentuan konsentrasi limbah, dan penentuan tumbuhan air yang akan dimanfaatkan untuk penelitian utama. Pengambilan sedimen dilakukan di Desa Kertajaya, Kecamatan Ciranjang, Cianjur, di bagian hulu Waduk Cirata, tepatnya di areal padat karamba jaring apung. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan sedimen dengan kandungan N dan P yang tinggi. Tingginya kandungan N dan P tersebut dipengaruhi oleh pakan yang diberikan pembudidaya ikan di kawasan KJA. Karakteristik dari sedimen yang diperoleh adalah lumpur basah berwarna hitam dan memiliki bau yang kurang sedap. Kemudian sedimen yang diambil dengan menggunakan Van-Veen Grab tersebut dikeringkan dan dihaluskan agar homogen.
Tahapan selanjutnya adalah penentuan konsentrasi limbah sedimen Waduk Cirata berdasarkan nilai COD. Konsentrasi limbah yang akan digunakan dalam penelitian ini ditentukan berdasarkan tingkat pencemaran (ringan, sedang, dan berat).
Konsentrasi limbah dengan kriteria tercemar sedang digunakan sebagai perlakuan pada penelitian pendahuluan untuk menentukan tumbuhan air yang akan digunakan pada penelitian utama.
Berdasarkan hasil pengujian kualitas air dari 150 gram sedimen Waduk Cirata yang dilarutkan dalam 35 liter air baku dan diberi aerasi selama 3 hari, didapatkan nilai COD sebesar 27,5 mg/L. Nilai COD tersebut termasuk dalam kriteria tercemar ringan berdasarkan PP NO.82 tahun 2001 (Tabel 1). Kadar COD sebesar 27,5 mg/L dijadikan dasar dalam penentuan komposisi sedimen yang akan dipakai pada penelitian utama. Komposisi sedimen yang dipakai untuk perlakuan di penelitian utama, masing-masing adalah 150 gram (tercemar ringan), 300 gram (tercemar sedang), dan 700 gram (tercemar berat), dalam 35 liter air baku. Nilai konsentrasi COD masing-masing perlakuan untuk penelitian utama dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Nilai konsentrasi COD masing-masing perlakuan dalam penelitian utama
Parameter Perlakuan A (Sedimen 150 gram) Perlakuan B (Sedimen 300 gram) Perlakuan C (Sedimen 700 gram) Kadar COD (mg/L) 27,5 55,05 128,45
Pada tahap selanjutnya dilakukan studi kemampuan adaptasi tumbuhan air terhadap konsentrasi limbah dengan kriteria tercemar sedang. Pemilihan tumbuhan air didasarkan pada informasi dari petani di Gunung Bunder, Kecamatan Pamijahan, Bogor. Berdasarkan informasi tersebut, diketahui bahwa dari 180 jenis tumbuhan air yang dibudidayakan, terdapat tiga jenis tumbuhan air yang memiliki daya tahan dan pertumbuhan paling baik dibandingkan tumbuhan air lainnya. Ketiga jenis tumbuhan air tersebut adalah Cabomba sp., Egeria densa, dan Mayaca fluviatilis (Gambar 4).
Gambar 4. Tumbuhan air uji pada penelitian pendahuluan a. Mayaca fluviatilis b. Cabomba sp. c. Egeria densa
Ketiga jenis tumbuhan air tersebut kemudian diujikan pada limbah dengan konsentrasi tercemar sedang selama 21 hari. Berdasarkan hasil percobaan, tumbuhan air yang memiliki kemampuan adaptasi dan pertumbuhan yang paling optimal adalah
Mayaca fluviatilis. Hal ini ditunjukkan oleh waktu penggandaan (doubling time) M. fluviatilis yang paling cepat bila dibandingkan dengan Cabomba sp. dan Egeria densa
(Lampiran 2).
3.4. Penelitian Utama
Rancangan penelitian yang digunakan pada penelitian utama terdiri dari tiga perlakuan berbeda, dengan masing-masing perlakuan terdiri dari tiga ulangan. Ketiga perlakuan tersebut didasarkan kriteria pencemaran perairan yang berbeda yakni tercemar ringan, sedang, dan berat. Penelitian utama ini terdiri dari dua tahap, yaitu tahap pertama adalah kegiatan sebelum menggunakan akuarium kanal dan tanpa M. fluviatilis. Tahap kedua adalah kegiatan setelah menggunakan akuarium kanal dan aplikasi M. fluviatlis.
Teknis pelaksanaan pada tahap pertama diawali dengan membungkus sedimen menggunakan kain kasa (Gambar 5). Hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya pengendapan yang akan mengganggu proses resirkulasi air pada saat penelitian berlangsung. Sedimen yang telah dibungkus dimasukkan ke dalam akuarium tanpa sekat sesuai dengan perlakuan yang diinginkan (150, 300, dan 700 gram) dan dibiarkan selama 3 hari tanpa aplikasi akuarium kanal dan M. fluviatilis.
Gambar 5. Sedimen yang telah dibungkus
Pada tahap kedua diterapkan aplikasi akuarium kanal dan M. fluviatilis secara seragam di setiap perlakuan. Pada awal perlakuan bobot basah total M. fluviatilis yang ditumbuhkan di setiap akuarium kanal adalah sebesar 9 gram. Hal tersebut didasarkan
pada informasi mengenai doubling time dari penelitian pendahuluan dan penyesuaian kapasitas dari dimensi akuarium kanal yang digunakan.
Pengambilan contoh air dilakukan setiap tiga hari selama 21 hari pengamatan, yaitu pada awal perlakuan (T0), hari ke-3 (T3), hari ke-6 (T6), hari ke-9 (T9), hari ke-12 (T12), hari ke-15 (T15), hari ke-18 (T18), dan hari ke-21 (T21). Pada awalnya sedimen yang telah disiapkan tersebut dimasukkan ke dalam media penelitian tanpa adanya sistem kanal dan tumbuhan air tiga hari sebelum T0 (T-3). Penerapan sistem kanal dilakukan setelah pengambilan contoh air pertama pada hari ke-0 (T0), sedangkan untuk pengisian kanal oleh tumbuhan air dilakukan pada hari ke-3 (T3). Proses ini bertujuan agar terjadi penguraian bahan organik sehingga nutrien di dalam air sudah dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan air.
3.5. Analisis Data
3.5.1.Analisis pertumbuhan Mayaca fluviatilis
Laju pertumbuhan adalah laju pertumbuhan berat basah tumbuhan seluruhnya dengan dasar satuan berat per luasan petak. Dalam menentukan doubling time atau waktu penggandaan biomassa tanaman air digunakan rumus relative growth rate/RGR (Mitchell 1974). Tujuan penentuan doubling time adalah untuk membantu menyetarakan biomassa dengan luas penutupan tumbuhan air yang akan digunakan serta membantu menentukan lama waktu pengamatan.
Keterangan :
RGR (Relative Growth Rate) : pertumbuhan spesifik harian (gram/hari) Xt : biomassa setelah waktu ke-t
X0 : biomassa awal
t : waktu pengamatan ke-
DT (Doubling time) : waktu penggandaan biomassa (hari)
3.5.2.Persentase perubahan konsentrasi limbah
Tingkat penurunan nilai konsentrasi limbah dinyatakan dalam persen. Nilai persentase tersebut ditentukan dengan menggunakan rumus berikut (Sukirno 1985).
Keterangan :
a = nilai tiap parameter dari karakteristik limbah sebelum perlakuan b = nilai tiap parameter dari karakteristik limbah sesudah perlakuan
3.5.3. Analisis statistik
3.5.3.1. Rancangan acak kelompok (RAK)
Analisis statistika terhadap parameter kualitas air dilakukan untuk menguji kemampuan bioremediasi Mayaca fluviatilis terhadap ketiga perlakuan tingkat pencemaran yang berbeda. Analisis tersebut didasarkan pada percobaan menggunakan rancangan acak kelompok (RAK).
Model Observasi : Yij = µ + ԏi + ßj + ԑij Keterangan :
Yij : nilai pengamatan perlakuan tingkat pencemaran dan kelompok waktu pengamatan
µ : rata-rata umum populasi
ԏi : pengaruh aditif dari perlakuan tingkat pencemaran ke-i ßj : pengaruh aditif dari kelompok pengamatan ke-j
ԑij : galat percobaan dari pengaruh perlakuan tingkat pencemaran ke-i dan kelompok waktu pengamatan ke-j
Hipotesis yang dapat diuji dari rancangan acak kelompok (RAK) adalah pengaruh perlakuan dan pengaruh kelompok. Bentuk hipotesisnya dapat ditulis sebagai berikut.
Pengaruh perlakuan setiap tingkat pencemaran:
H0 : tidak ada ԏi (perlakuan tingkat pencemaran) yang memberikan hasil berbeda nyata dari seluruh perlakuan.
H1 : minimal ada satu ԏi (perlakuan tingkat pencemaran) yang memberikan hasil berbeda nyata dari seluruh perlakuan.
Pengaruh kelompok waktu pengamatan:
H0 : tidak ada ßj (kelompok pengamatan) yang memberikan hasil berbeda nyata dari seluruh perlakuan.
H1 : minimal ada satu ßj (kelompok pengamatan) yang memberikan hasil berbeda nyata dari seluruh perlakuan.
Kesimpulan yang dapat diambil berdasarkan hipotesis tersebut adalah apabila Fhitung<Ftabel, maka gagal tolak Ho, yang artinya tidak ada perbedaan yang nyata pada nilai parameter kualitas air dari ketiga perlakuan yang diukur. Jika Fhitung > Ftabel, maka tolak Ho, yang berarti ada perbedaan yang nyata nilai parameter kualitas air dari ketiga perlakuan. Pengaruh perlakuan tingkat pencemaran dan kelompok waktu pengamatan
terhadap bioremediasi limbah organik oleh M. fluviatilis dapat dilihat dengan melakukan uji F pada taraf nyata tertentu menggunakan analisis sidik ragam. Tabel analisis sidik ragam rancangan acak kelompok disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Analisis sidik ragam rancangan acak kelompok Sumber
Keragaman db JK KT Fhitung Ftabel
Perlakuan i-1 JKP KTP KTP/KTS Fα(dbp, dbs) Kelompok j-1 JKK KTK KTK/KTS Fα(dbk, dbs)
Sisa
(ij-1)-(i-1)-(j-1) JKS KTS Total ij-1 JKT
3.5.3.2. Uji beda nyata terkecil (BNT)
Uji BNT merupakan prosedur pengujian perbedaan di antara rata-rata perlakuan yang paling sederhana dan paling umum digunakan. Uji BNT digunakan untuk menguji perlakuan secara berpasang-pasangan dengan atribut yang diperlukan, yaitu nilai kuadrat tengah galat (KTG), taraf nyata, derajat bebas (db) galat, dan tabel t, untuk menentukan nilai kritis uji perbandingan.
Jika masing-masing perlakuan memiliki ulangan yang sama, maka untuk semua pasangan perlakuan hanya memerlukan satu nilai BNT sebagai pembanding. Kriteria pengambilan keputusan dari hasil pengujian adalah jika beda absolut dari dua perlakuan lebih besar dari BNT (|Yi-Yi´| > BNT), maka dapat disimpulkan bahwa kedua perlakuan tersebut berbeda nyata pada taraf α. Formula untuk uji BNT adalah:
LSD = t (α/2, dbs) x (√ ) Ketrangan:
n : jumlah ulangan tα/2 : tabel BNT
7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 0 3 6 9 12 15 18 21 B obot May aca fl uvi at il is (gram )
Waktu pengamatan (hari ke-)
Perlakuan A Perlakuan B Perlakuan C
4.
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
4.1.1.Pertambahan bobot basah Mayaca fluviatilis
Mayaca fluviatilis adalah salah satu tumbuhan air yang mampu beradaptasi pada perairan yang mengandung bahan organik tinggi (Philipps 2010). Berdasarkan kemampuan adaptasi tersebut, M. fluviatilis mampu meningkatkan pertumbuhannya sebagai hasil penyerapan unsur hara yang terdapat dalam perairan. Pada penelitian ini, pertumbuhan M. fluviatilis dihitung berdasarkan perubahan bobot basah total selama pengamatan sebagaimana yang disajikan pada Gambar 6 dan Lampiran 3a.
Gambar 6. Pertambahan bobot Mayaca fluviatilis pada ketiga perlakuan Berdasarkan Gambar 6, pertambahan bobot M. fluviatilis selama pengamatan cenderung fluktuatif. Pada tiga hari pertama, seluruh M. fluviatilis pada setiap perlakuan mengalami peningkatan dengan pertambahan bobot paling tinggi pada perlakuan C, sedangkan pada hari selanjutnya sampai hari terakhir pengamatan, terjadi fluktuasi penurunan dan pertambahan bobot yang bervariasi. Pada akhir pengamatan diperoleh bobot basah total paling tinggi pada perlakuan C sebesar 11,19 gram dengan doubling time selama 57 hari, disusul oleh perlakuan B dengan bobot basah total sebesar 10,47 gram dengan doubling time selama 83 hari, dan pertambahan bobot yang paling rendah adalah perlakuan A dengan bobot basah total di akhir pengamatan sebesar 10 gram dengan doubling time selama 119 hari.
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 0 3 6 9 12 15 18 21 Su hu ( ° C)
Waktu pengamatan (hari ke-)
Perlakuan A Perlakuan B Perlakuan C
4.1.2.Suhu
Suhu merupakan salah satu faktor yang sangat berperan dalam pengendalian kondisi perairan. Metabolisme biota akan meningkat jika terjadi kenaikan suhu hingga batas tertentu. Variasi suhu untuk masing-masing perlakuan cenderung sama setiap pengamatan. Hal ini dipengaruhi oleh pengaturan suhu yang terkontrol di tempat penelitian karena menggunakan air conditioner. Pengukuran parameter suhu dilakukan setiap tiga hari. Suhu yang tercatat berkisar antara 23-26 oC, seperti yang terlihat pada Gambar 7 dan Lampiran 4a.
Gambar 7. Nilai suhu pada ketiga perlakuan
Penurunan suhu terjadi dari pengamatan hari ke-0 sampai hari ke-9, dan setelah hari ke-9 sampai hari ke-21 suhu cenderung konstan. Nilai suhu rata-rata selama pengamatan dari perlakuan A, B, dan C masing-masing adalah 23,97 oC, 24,23 oC, dan 24,52 oC, sehingga masih berada pada kisaran suhu yang baik untuk pertumbuhan M. fluviatilis (20-30oC) (DEEDI 2010).
4.1.3.pH
Nilai pH menggambarkan konsentrasi ion hidrogen dalam suatu perairan. Nilai pH pada suatu lingkungan berkaitan erat dengan kandungan karbondioksida dalam lingkungan tersebut. Semakin tinggi nilai pH, semakin rendah kadar karbondioksida dalam air. M. fluviatilis tumbuh optimal pada kisaran pH 6.8-8.5. Pengukuran pH dilakukan tiga hari sekali (Gambar 8 dan Lampiran 4b).
5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 0 3 6 9 12 15 18 21 pH
Waktu pengamatan (hari ke-)
MF-150 MF-300 MF-700 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 0 3 6 9 12 15 18 21 D O ( m g/ L )
Waktu pengamatan (hari ke-)
Perlakuan A Perlakuan B Perlakuan C
Gambar 8. Nilai pH pada ketiga perlakuan
Selama pengamatan nilai pH cenderung fluktuatif dengan kisaran rata-rata antara 7,5-8,1. Nilai pH terendah tercatat pada hari ke-9, sedangkan nilai tertinggi tercatat pada hari ke-15. Nilai pH rata-rata selama pengamatan dari perlakuan A, B, dan C masing-masing adalah 7,52, 7,67, dan 7,64. Berdasarkan variasi nilai pH yang masih berada pada kisaran 6,8-8,5, maka kriteria perairan masih termasuk ideal bagi pertumbuhan organisme akuatik termasuk tumbuhan air (Pescod 1973).
4.1.4.DO
Dissolved oxygen (DO) adalah nilai dari kandungan oksigen terlarut di dalam air yang berasal dari hasil fotosintesis oleh fitoplankton dan tumbuhan air serta difusi dari udara (Eaton et al. 2005). Hasil pengukuran COD disajikan pada Gambar 9.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 0 3 6 9 12 15 18 21 C O D ( m g/ L )
Waktu pengamatan (hari ke-)
Perlakuan A Perlakuan B Perlakuan C
Gambar 9 menunjukkan variasi nilai DO yang sangat signifikan antara tahap satu dan tahap dua. Pada tahap satu, nilai DO pada perlakuan A, B, dan C, masing-masing adalah 7,2 mg/L, 5,3 mg/L, dan 4,5 mg/L. Pada tahap dua ternyata nilai DO pada seluruh perlakuan cenderung naik dan berada konstan pada kisaran 8-8,57 mg/L. Berdasarkan nilai perubahan tersebut ternyata semakin tinggi kandungan bahan organik, semakin rendah nilai oksigen terlarut yang terukur (Lampiran 4c).
4.1.5.COD
Chemical Oxygen Demand (COD) merupakan parameter yang mampu dengan baik menggambarkan jumlah total oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan organik secara kimia, baik bahan organik yang dapat didegradasi menjadi CO2 dan H2O secara biologis (biodegradable) maupun yang sukar didegradasi secara biologis (nonbiodegradable) (Boyd 1992). Pengukuran COD dilakukan dengan tujuan untuk membandingkan pengaruh bioremediasi M. fluviatilis dari masing-masing perlakuan dengan kandungan bahan organik pada tingkat pencemaran yang berbeda. Hasil pengukuran COD disajikan pada Gambar 10 dan Lampiran 5a.
Gambar 10. Nilai COD pada ketiga perlakuan
Pada Gambar 10 dapat dilihat adanya perbedaan perubahan nilai COD yang signifikan antara penelitian tahap pertama tanpa sistem kanal (hari ke-0) dengan penelitian tahap kedua yang telah menggunakan sistem kanal (hari ke-3 sampai hari ke-21). Dapat dilihat dengan jelas pada tahap awal sebelum penggunaan sistem
kanal, seluruh nilai COD dari setiap perlakuan mengalami penurunan menjadi sebesar 20 mg/L, yang berarti bahwa tingkat pencemaran seluruh perlakuan berada pada kriteria belum tercemar (Tabel 1).
Pada tahap kedua setelah adanya sistem kanal dan pemberian M. fluviatilis, dapat dilihat bahwa ketiga perlakuan memiliki kecenderungan nilai COD yang sama, yakni mengalami kenaikan dan penurunan hingga pengamatan terakhir. Penurunan nilai COD paling tinggi untuk perlakuan A yang terjadi pada pengamatan hari ke-9, yaitu sebesar 8,5 mg/L. Selanjutnya, penurunan paling tinggi pada perlakuan B dan C, yaitu pada pengamatan hari ke-15 dengan nilai COD masing-masing sebesar 14,3 mg/L dan 15 mg/L.
Kisaran nilai COD seluruh perlakuan mulai dari hari ke-0 sampai hari ke-21 adalah sebagai berikut. Perlakuan A memiliki kisaran 8,5-28,67 mg/L, perlakuan B 14,3-55 mg/L, dan perlakuan C 15-128,45 mg/L. Persentase perubahan nilai COD dari awal hingga akhir pengamatan secara berturut-turut untuk perlakuan A, B, dan C adalah sebesar 15,16%, 38,26%, dan 77,11%.
4.1.6.Nitrogen dari amonia total (Total ammonia nitrogen/TAN)
Penentuan nilai TAN (Total Amnonia Nitrogen) adalah suatu metode analisis yang digunakan untuk menentukan proporsi amonia dalam bentuk terionisasi dan tidak terionisasi yang bervariasi terhadap pH dan suhu (Floyd dan Watson 1996). Amonia merupakan salah satu senyawa dari hasil proses dekomposisi bahan organik di perairan. Senyawa ini dapat dimanfaatkan tumbuhan air setelah diubah menjadi nitrit dan nitrat oleh bakteri dalam proses nitrifikasi (Kordi dan Tancung 2005). Secara umum, selama 21 hari pengamatan, nilai amonia untuk semua perlakuan mengalami perubahan secara fluktuatif dengan kecenderungan terjadi penurunan.
Berdasarkan grafik pada Gambar 11, dapat dilihat adanya penurunan dan kenaikan yang signifikan, masing-masing pada hari ke-6 dan hari ke-12. Pada mulanya nilai amonia mengalami penurunan dari hari ke-0 sampai hari ke-6, kemudian meningkat tajam dari hari ke-6 sampai hari ke-12. Pada hari ke-12, amonia seluruh perlakuan berada pada nilai yang paling tinggi dengan nilai 0,72 mg/L untuk perlakuan A; 1,14 mg/L untuk B; dan 2,34 mg/L untuk C. Persentase perubahan nilai amonia dari awal hingga akhir pengamatan secara berturut-turut untuk perlakuan A, B, dan
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 0 3 6 9 12 15 18 21 T A N ( m g/ L )
Waktu pengamatan (hari ke-)
Perlakuan A Perlakuan B Perlakuan C 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0 3 6 9 12 15 18 21 N it ri t ( m g/ L )
Waktu pengamatan (hari ke-)
Perlakuan A Perlakuan B Perlakuan C
C adalah sebesar 82,17%, 77,98%, dan 94,45%. Hasil pengukuran TAN disajikan pada Gambar 11 dan Lampiran 6a.
Gambar 11. Nilai total amonia nitrogen pada ketiga perlakuan
4.1.7.Nitrit
Nitrit merupakan senyawa yang terbentuk dari hasil proses nitritasi atau oksidasi amonia (NH3) menjadi nitrit (NO2-) oleh bantuan bakteri Nitrosomonas. Goldman (1983) menyatakan bahwa nitrit dalam perairan akan segera berubah menjadi nitrat selama adanya konsentrasi oksigen yang cukup. Pada Gambar 11 dapat dilihat