Uji Efektivitas Wastetreat ™ Untuk Bioremediasi Logam Berat Dalam Sludge Pabrik Kertas Deinking

(1)

UJI EFEKTIVITAS

WASTETREAT

™

UNTUK BIOREMEDIASI LOGAM BERAT

DALAM

SLUDGE

PABRIK KERTAS

DEINKING

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh : NAHRUL HAYATI

A14061054

PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN

FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

UJI EFEKTIVITAS

WASTETREAT

™

UNTUK BIOREMEDIASI LOGAM BERAT

DALAM

SLUDGE

PABRIK KERTAS

DEINKING

NAHRUL HAYATI A14061054

(3)

iii

RINGKASAN

NAHRUL HAYATI. Uji efektivitas Wastetreat ™ untuk Bioremediasi Logam Berat dalam Sludge Pabrik Kertas deinking. Dibawah bimbingan FAHRIZAL HAZRA dan ENNY WIDYATI.

Kertas merupakan komoditi yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan modern. Dengan kondisi kehidupan yang terus maju, kebutuhan akan kertas terus meningkat. Oleh sebab itu salah satu alternative untuk memenuhi kebutuhan kertas yaitu dengan pemakaian kembali kertas bekas sebagai bahan baku. Proses pengolahan kertas bekas menjadi bahan baku kertas dikenal dengan istilah deinking. Deinking adalah proses penghilangan tinta dan bahan-bahan non serat dari kertas bekas dengan melarutkan tinta secara kimia dan memisahkan tinta secara mekanis. Hal tersebut akan berdampak terhadap lingkungan karena akan menghasilkan limbah yang mengandung logam yang berasal dari tinta. Oleh karenanya dalam upaya memelihara kualitas lingkungan, dilakukan pengolahan yang lebih efektif. Salah satunya adalah pengolahan secara biologi yaitu dengan pemanfaatan effective microorganism

(EM). Salah satu EM yang digunakan adalah wastetreat™. Penelitian ini bertujuan untuk menguji apakah wastetreat™ dapat digunakan untuk menurunkan kandungan beberapa logam berat pada sludge deinking. Penelitian ini dilakukan dengan melakukan analisis biologi wastetreat™ untuk mengetahui jenis dan macam mikroba yang terdapat dalam wastetreat™. Kemudian pemberian perlakuan pada sludge deinking dengan mengambil sebanyak 1kg dicampur dengan wastetreat™ dengan dosis 3,5g, 7g, dan 14g

wastetreat™. Sebagai kontrol adalah tanpa perlakuan dan menggunakan EM4® 7ml. Setelah perlakuan ditambahkan sludge deinking diaduk sampai homogen. Pengamatan dilakukan pada hari ke 0, 2, 5, dan 8 setelah inkubasi untuk mengetahui pH dan kadar logam berat (Cu, Zn, Pb, Ni, dan Cr). Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian perlakuan tidak menyebabkan penurunan pH yang signifikan dari hari ke hari. Sedangkan untuk penurunan kadar logam berat, wastetreat™ dengan dosis 14g dapat menurunkan logam berat Cu, Zn, dan Pb paling signifikan dibandingkan perlakuan lain pada hari ke-8 setelah inkubasi. Penurunan kadarnya sebesar 26,4%, 22,1% dan 20%.

(4)

SUMMARY

NAHRUL HAYATI. Test Effective Wastetreat™ for Bioremediation of Heavy Metal in Paper Mill sludge deinking. Under supervision of FAHRIZAL HAZRA dan ENNY WIDYATI.

Paper play an important role in the modern life. In consequence, the demand of raw material increase in line with the time. To fill the demand, used paper can be utilized after processing to pulp. This process called deinking that will give environment pollution due to high content of metals come from the ink. One of environment solution is employing microbe to degrade the metals. Technology in using microbe to this purpose called bioremediation. One of product use as bioremediation is wastetreat™. The study is aimed to observe whether wastetreat™ can be used to deal with metals content in sludge deinking or not. One kg of the sludge mixed homogenically with 3,5g, 7g, 14g wastetreat™, respectively. The treatment were compare to application of 7ml EM4® and non treatment as is control. Variabel of pH and levels of heavy metals (Cu, Zn, Pb, Ni, and Cr) were measured at each 0, 2, 5, and 8 days of incubation. The result showed that treatment of wastetreat™ does not cause a significant decrease in pH from day to day. As for the reduction of heavy metal content, wastetreat™ in dosage of 14g was the most effective in decreasing heavy metals Cu, Zn, and Pb after 8 days of incubation. Decreased levels 26,4%, 22,1% and 20%, respectively.

(5)

v

Judul Skripsi : Uji Efektivitas Wastetreat™ untuk Bioremediasi Logam Berat dalam Sludge Pabrik Kertas Deinking Nama Mahasiswa : Nahrul Hayati

Nomor Pokok : A14061054

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir Fahrizal Hazra, M.Sc Dr Enny Widyati NIP. 19631120 198903 1 002 NIP. 19680506 199803 2 001

Mengetahui,

Ketua Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian,

Dr Ir Syaiful Anwar, M.Sc NIP. 19621113 198703 1 003

(6)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan pada tanggal 11 Nopember 1988 di Bengkulu. Penulis adalah anak ketiga dari lima bersaudara dari pasangan Bapak H.Drs. Mulkan Tajudin, MM dan Ibu Hj. Amisah Aliamid, BA (alm).

Pendidikan formal penulis dari SD hingga SMA diselesaikan di Bengkulu. Penulis menamatkan sekolah dasar di SDN 43 kota Bengkulu pada tahun 2000, kemudian meneruskan ke tingkat SLTP Negeri 4 kota Bengkulu dan tamat pada tahun 2003. Pada tahun 2006, penulis menyelesaikan sekolah dari SMA Negeri 3 kota Bengkulu. Pada tahun 2006. Penulis diterima di Program Studi Manajemen Sumberdaya Lahan, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Mahasiswa IPB (USMI).

Selama menempuh pendidikan di Institut Pertanian Bogor, penulis aktif dalam berbagai kepengurusan dan kepanitian antara lain, HMI, HMIT, Gentra Kaheman, Open House Angkatan 44 (2007), Masa Perkenalan Departemen (2008), Seminar Nasional “Soil and Mining”, Soilidarity 2008, dan Gebyar Nusantara IPB 2008.

(7)

vii

KATA PENGANTAR

Bismillahirrohmanirrohim,

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Uji efektivitas Wastetreat™ untuk Bioremediasi Logam Berat dalam Sludge Pabrik Kertas deinking “.

Dalam menyelesaikan skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan, bantuan dan dorongan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung sehingga kesulitan yang penulis hadapi dapat teratasi. Pada kesempatan kali ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada:

1. Ir Fahrizal Hazra, M.Sc dan Dr Enny Widyati selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penulis selama melaksanakan penelitian dan penulisan skripsi ini dari awal sampai akhir.

2. Dr Rahayu Widyastuti, M.Sc selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan tambahan ilmu dalam penelitian ini.

3. Seluruh staf pengajar Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, laboran Bioteknologi Tanah dan ibu Tini atas bantuannya, terutama saat penelitian dan penulisan skripsi.

4. Papa dan Mama, serta kakak dan adik-adiku (Ayuk Mery, kak Batra, adek Jum’atu dan Mar’i) yang telah mengiringi ananda dengan do’a dan kasih sayang.

5. Sahabat-sahabatku SMA, mpo-mpo (Retha, Bestari, Angrea, Marieta, Loli, dan Melita), teman-teman seperjuangan MSL 43, teman-teman seperjuangan KOHATI dan pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu, atas semangat, dukungan, kerjasama, dan kebersamaannya. Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat dalam rangka pembelajaran bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya.

Bogor, Juni 2011

(8)

DAFTAR ISI

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3

2.1 Kebutuhan Kertas di Indonesia... 3

2.2 Ketersedian bahan Baku ... 4

2.3 Proses Deinking ... 5

2.4 Pencemaran logam-logam di tanah ... 6

2.5 Baku mutu air / tanah / limbah ... 8

2.6 Bioremediasi logam ... 9

2.7 Wastetreat™ dan EM4® (Effective Microorganism – 4) ... 10

III. METODELOGI PENELITIAN ... 12

3.1. Tempat dan Waktu... 12

3.2. Bahan dan Alat ... 12

3.3. Metode Penelitian ... 12

3.3.1 Penetapan total mikrob kemudian Identifikasi Wastetreat™ ... 12

3.3.2 Pemberian perlakuan pada sludge deinking ... 13

3.3.3 Analisis sifat kimia ... 14

3.4 Analisis Data... 14

V. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 15

4.1 Hasil penelitian... 15

4.1.1 Uji identifikasi wastetreat ™ dan karakteristik sludge deinking sebelum perlakuan. ... 15

4.1.2 Pengaruh pemberian Wastetreat™ dan EM4® terhadap penurunan logam berat pada sludge deinking ... 17

4.2 Pembahasan ... 21

4.2.1 Penurunan Kadar logam berat ... 21

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 25

5.1. Kesimpulan ... 25

5.2. Saran ... 25

(9)

ix

DAFTAR TABEL

No Halaman

1. Konsumsi Kertas Perkapita di beberapa Negara di Dunia ... 4

2. Kriteria Mutu Air berdasarkan Kelas ... 9

3. Baku Mutu Konsentrasi Logam Berat yang masih bisa ditolerir dalam air menurut Suhendrayatama (2001) ... 8

4. Perlakuan Wastetreat ™ dan EM4® untuk setiap kg sludge deinking dengan Masa Pengukuran hari ke 0, 2, 5, dan 8 setelah Inkubasi. ... 14

5. Hasil Identifikasi Karakteristik Mikrob ... 15

6. Data Awal Sludge Deinking Sebelum Perlakuan ... 17

7. Persentase Penurunan Logam Berat setelah Pemberian Perlakuan EM4® ... 20

8. Persentase Penurunan Logam Berat setelah Pemberian Perlakuan Wastetreat™ ... 21

(10)

DAFTAR GAMBAR

No Halaman

1. Proses Pencampuran Wastetreat™ dan EM4® dalam 1 kg sludge deinking (A)

dan polibag perlakuan (B) ... 13

2. Bacillus Pasteurii dengan perbesaran 1000x ... 16

3. Aspergillus Fumigatus dengan perbesaran 400x ... 16

4. Pengaruh Perlakuan EM4 dan Wastetreat™ terhadap kadar Cu ... 18

5. Pengaruh Perlakuan EM4 dan Wastetreat™ terhadap kadar Zn ... 18

6. Pengaruh Perlakuan EM4 dan Wastetreat™ terhadap kadar Pb ... 19

7. Pengaruh Perlakuan EM4 dan Wastetreat™ terhadap kadar Cr ... 19

(11)

xi

DAFTAR LAMPIRAN

No Tabel Halaman

1. Nilai kadar unsur Cu pada perlakuan EM4 dan Wastetreat ... 29

2. Nilai kadar unsur Cu pada perlakuan EM4 dan Wastetreat ... 29

3. Analisis ragam pengaruh hari dan perlakuan terhadap kadar unsur Zn ... 29

4. Nilai kadar unsur Zn pada perlakuan EM4 dan Wastetreat ... 30

6. Analisis ragam pengaruh hari dan perlakuan terhadap kadar unsur Zn ... 30

7. Nilai kadar unsur Pb pada perlakuan EM4 dan Wastetreat ... 31

8. Nilai kadar unsur Pb pada perlakuan EM4 dan Wastetreat ... 31

9. Analisis ragam pengaruh hari dan perlakuan terhadap kadar unsur Pb ... 31

11. Nilai kadar unsur Cr pada perlakuan EM4 dan Wastetreat... 32

12. Analisis ragam pengaruh hari dan perlakuan terhadap kadar unsur Cr ... 32

13. Nilai kadar unsur Ni pada perlakuan EM4 dan Wastetreat... 33

14. Nilai pengukuran Ni pada perlakuan EM4 dan Wastetreat ... 33

15. Analisis ragam pengaruh hari dan perlakuan terhadap kadar unsur Ni……....33

Gambar 1 Tumpukan kertas sebelum diolah ...39

2 Mesin olah kertas ... 34

(12)

1.1 Latar Belakang

Dalam peradaban manusia, kertas merupakan komoditi yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan. Tidak ada manusia yang tidak memanfaatkan kertas, kertas bisa menjadi buku bacaan yang dapat memperluas pengetahuan. Kertas bisa menjadi laporan penting dan kertas bahkan menjadi satu-satunya bahan yang digunakan untuk menulis soal ujian. Itu baru sebagian kecil kegunaan kertas bagi para pengguna sedangkan bagi orang yang hidup dari kertas banyak profesi yang tercipta karena keberadaan kertas. Mulai dari para penjual koran dan majalah, pengusaha fotokopi sampai pengusaha percetakan yang menggunakan kertas sebagai bahan dasar utama.

Kebutuhan masyarakat yang semakin maju membuat penggunaan kertas di Indonesia semakin meningkat. Penggunaan kertas juga mengalami peningkatan baik secara regional maupun global. Hal ini mendorong meningkatnya permintaan kertas. Dengan demikian industri pulp (bubur kertas) dan kertas pun menjadi lahan yang menjanjikan keuntungan, baik untuk mengelola permintaan dalam negeri maupun mengekspor kertas ke luar negeri.

Meningkatnya permintaan kertas menyebabkan meningkatnya eksploitasi hutan untuk memenuhi bahan baku kertas tersebut. Hal ini dapat mengakibatkan peningkatan laju deforestasi. Oleh sebab itu pemenuhan bahan baku kertas dari kayu baik dari hutan alam maupun tanaman industri tidak mencukupi.

Salah satu alternatif untuk mengatasi kelangkaan bahan baku kertas dari pulp asli (virgin pulp), dapat dilakukan dengan pemakaian kembali kertas bekas sebagai bahan baku pulp. Kertas bekas merupakan bahan serat lignoselulosa yang dapat didaurulang menjadi bahan baku pulp dan kertas (Yani,1993). Ketersediaan kertas bekas dapat diperoleh dari para pengumpul kertas bekas dari berbagai sumber antara lain perkantoran, rumah tangga, pembuangan sampah, dan lain-lain. Potensinya yang cukup besar dan ketersediaan yang banyak, kertas bekas dapat dijadikan sebagai suplemen atau subtitusi bahan baku kertas industri.

(13)

2

adalah proses penghilangan tinta dan bahan-bahan non serat dari kertas bekas dengan melarutkan tinta secara kimia dan memisahkan tinta dari pulp secara mekanis (Hynes, 1952 dalam Yani, 1993).

Proses deinking akan menghasilkan limbah yang disebut sludge. Sludge

tersebut mengandung logam berat dari pelarutan tinta-tinta dan penggunaan bahan kimia pada saat pengolahan kertas bekas. Oleh karena itu PP no. 85 tahun 1999 tentang pengelolaan limbah bahan berbahaya dan beracun, mengkategorikan

sludge deinking sebagai limbah B3 ( http://prokum.esdm.go.id).

Salah satu alternatif yang dilakukan untuk menangani limbah (sludge)

yaitu pengolahan secara biologi. Sekarang ini, pengolahan secara biologi untuk mengurangi ion logam berat dari air tercemar muncul sebagai teknologi alternatif yang berpotensi untuk dikembangkan dibandingkan dengan proses kimia. Pengolahan ini dikenal dengan proses bioremediasi. Bioremediasi merupakan proses penanganan limbah dengan memanfaatkan mikroorganisme (jamur, bakteri) dengan tujuan memecah atau mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak beracun ( wikipedia).

Salah satu kelompok mikroorgaisme yang umum digunakan sebagai agen bioremediasi adalah efektif mikroorganisme. Salah satu produk EM yang digunakan adalah Wastetreat™. Wastetreat™ merupakan merek produk dari Jepang yang berisikan bakteri dan enzim yang mampu menangani permasalahan

limbah terutama untuk limbah sungai. Produk ini pernah diujikan pada air sungai

yang tercemar dan dalam kurung waktu delapan minggu air sungai yang tercemar

menjadi jernih.

1.2. Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah untuk menguji apakah Wastetreat™ dapat

digunakan untuk menurunkan kandungan beberapa logam berat pada sludge

deinking.

1.3. Hipotesis

(14)

2.1 Kebutuhan Kertas di Indonesia

Kertas adalah lembaran tipis yang terdiri dari serat selulosa alam atau buatan yang telah mengalami penggilingan ditambah beberapa bahan penolong yang saling menempel dan jalin menjalin ( Yani, 1993). Proses pembuatan kertas dibagi menjadi dua tahap, yaitu pembuatan pulp dan pembuatan kertas dari pulp. Berdasarkan penggunaanya kertas digolongkan atas tiga yaitu cultural paper

(kertas budaya), yang terdiri dari jenis kertas koran, kertas cetak, tulis dan keperluan bisnis. Kertas industri yang sering digunakan terdiri dari pembungkus, kemasan dan kraft, papan, kertas rokok dan kertas khusus. Kertas untuk pemanfaatan lainnya misalnya tisu (Departemen Perindustrian, 1982).

Di dunia industri kertas terdapat tiga macam proses pembuatan pulp, yaitu proses mekanis, proses semi-kimia, dan proses kimia. Pada proses mekanis, tidak digunakan bahan-bahan kimia. Bahan baku kayu digiling dengan mesin sehingga didapat serat selulosa. Proses semi-kimia dilakukan seperti proses mekanis, tetapi dibantu dengan bahan kimia untuk lebih melunakkan, sehingga serat selulosa mudah terpisah. Proses kimia dilakukan melalui pemasakan bahan baku dengan bahan kimia untuk menghilangkan zat lain yang tidak perlu dari serat selulosa.

Permintaan pulp dan kertas di Indonesia secara keseluruhan cukup besar, namun kalau dilihat dari pemakaian kertas perkapita (Tabel 1) masih relatif kecil dibandingkan dengan negara-negara lain seperti Malaysia, Singapura dan Jepang. Kebutuhan pulp pada periode 2004-2007 meningkat dari 3,63 juta ton menjadi 4,20 juta ton atau naik rata-rata 4,98% per tahun. Sedangkan permintaan terhadap komoditi kertas pada periode yang sama meningkat dari 5,47 juta ton menjadi 6,0 juta ton atau naik rata-rata 3,13% pertahun. Namun pada tahun 2008, permintaan terhadap pulp dan kertas di dalam negeri sedikit turun dibandingkan tahun 2007, yaitu masing-masing untuk pulp permintaanya turun menjadi 4,14 juta ton dan untuk kertas menjadi 5,10 juta ton, sebagai akibat dari terjadinya krisis finansial global (Departemen Perindustrian, 2009).

(15)

4

(110,8 kg perkapita pertahun), dan Jepang (245,5 kg perkapita pertahun). Perbandingan konsumsi kertas perkapita di beberapa Negara di dunia akan ditunjukan pada Tabel 1 sebagai berikut :

Tabel 1. Konsumsi Kertas Perkapita di beberapa Negara di Dunia

No Negara Konsumsi

Sumber: Departemen Perindustrian, 2009

Berdasarkan data Asosiasi Pulp dan Kertas Indonesia (APKI, 2005), peran (share) industri pulp dan kertas dalam total nilai ekspor hasil industri dan ekspor non- migas masing-masing adalah 1,99% dan 1,68% untuk pulp dan 4,12% dan 3,48% untuk kertas. Di sisi lain, Indonesia sebagai salah satu produsen pulp dan kertas dunia juga memiliki potensi pengembangan yang cukup baik. Ditinjau dari peringkatnya, Indonesia mengalami peningkatan peringkat dari 20 pada tahun 1992 menjadi peringkat 9 untuk produsen pulp dan peringkat 12 untuk produsen kertas pada tahun 2004 (PPI, 1993 dan 2005 dalam Situmorang, 2009).

2.2 Ketersedian bahan Baku

(16)

berasal dari serat lainnya. Sumber bahan baku kayu tersebut berasal dari hutan alam, Hutan Tanaman Industri (HTI) dan limbah kayu.

Dalam menjaga kelestarian hutan tropis Indonesia, pemerintah menggalakan forest base industry dengan menyelenggarkan Hutan Tanaman Industri (HTI). Akan tetapi dalam pelaksanaannya, HTI membutuhkan dana yang cukup besar dan lahannya masih ada yang bermasalah sehingga sulit direalisasikan ( Ibnusantosa, 2000).

Peningkatan konsumsi kertas berdampak pada peningkatan permintaan bahan baku kayu dan peningkatan sampah kertas. Komposisi sampah di Indonesia terdiri dari sampah organik sekitar 65%, kertas 13%, plastik 11%, dan 11% lain-lain (BPS dalam Wibowo, 2009). Sampah kertas menduduki peringkat ke-2 dari komposisi total sampah di Indonesia dan merupakan jenis sampah yang dapat didaur ulang.

Seiring dengan makin terbatasnya pasokan kayu, dan makin tingginya kesadaran dunia terhadap masalah lingkungan, maka pada dekade terakhir berkembang pesat penggunaan kertas bekas sebagai bahan baku industri kertas (daur ulang). Disamping itu, pemakaian kertas bekas sebagai bahan baku industri juga berdasarkan pertimbangan harganya yang relatif murah serta adanya dukungan teknologi yang dapat dipakai untuk membuat kertas dari kertas bekas dengan kualitas yang lebih baik. Kebutuhan kertas bekas untuk industri kertas nasional pada saat ini sekitar enam juta ton pertahun, sekitar tiga juta ton dipasok dari pengumpulan kertas bekas lokal, sisanya sekitar tiga juta ton masih diimpor (Departemen Perindustrian, 2009).

2.3 Proses Deinking

Menurut Altierie dan Wendel (1960), proses deinking adalah suatu proses penghilangan tinta dan bahan-bahan non-selulosa dari kertas bekas. Penghilangan tinta dapat diterapkan pada berbagai kertas bekas tetapi mutu produk yang dihasilkan sangat bervariasi. Tujuan proses deinking adalah untuk mendapatkan pulp baru yang lebih murah dari pada pulp kayu yang ada di pasar.

(17)

6

dalam Yani, 1993). Sedangkan menurut Yani (1993) secara umum proses

deinking terdiri dari dua tahap penting yaitu penggilingan dan penghilangan tinta yang dapat dilakukan dengan cara flotasi atau pencucian. Bahan kimia yang ditambahkan pada penggilingan merupakan faktor penting dalam proses deinking

karena bahan kimia tersebut berperan dalam memisahkan tinta dari serat yang telah terurai. Bahan kimia yang digunakan adalah NaOH, Na2SiO3, dan H2O2. NaOH dapat berfungsi sebagai pembasah tinta karena terjadi proses penyabunan pigmen dari vehicle atau binder tinta sehingga komponen tinta mudah terpisah. Na2SiO3 berfungsi sebagai pendispersi tinta, buffer pH dan penyetabil peroksida. Peroksida berfungsi sebagai pemutih untuk meningkatkan derajat putih kertas dan pemecah tinta terutama offset.

Menurut Altierie dan Wendel (1960), komposisi tinta cetak terdiri dari zat pewarna, zat pembawa pigmen dan aditif (berupa formula-formula bahan pengering dan senyawa-senyawa yang akan memperbaiki operasi pencetakan). Zat pewarna dalam tinta cetak selalu menggunakan pigmen-pigmen seperti pada pigmen-pigmen pencelupan tetapi pigmen pada pencelupan kurang resisten terhadap cahaya, bahan kimia dan cenderung berpindah ke dalam kertas. Bahan anorganik yang berfungsi sebagai bahan pengisi yang sering digunakan antara lain tanah liat, dolomit, alumunium hidrat, kalsium karbonat, dan magnesium karbonat. Pigmen putih yang sering digunakan adalah titanium dioksida, seng oksida dan litpon (Yani, 1993).

Proses pendaurulangan kertas bekas melalui proses deinking akan menghasilkan limbah yang disebut sludge. Sludge deinking tersebut digolongkan ke dalam B3 (bahan berbahaya dan beracun) karena mengandung logam berat yang melalui proses deinking.

2.4 Pencemaran logam-logam di tanah

(18)

secara mekanis mengakibatkan komponen logam yang terdapat dalam tinta tertinggal dalam sludge yang menjadi limbah.

Logam berat adalah logam yang mempunyai berat lima gram atau lebih untuk setiap cm3 yang beratnya lima kali dari bobot air dan dapat menyebabkan timbulnya suatu bahaya pada makhluk hidup, hal ini terjadi jika sejumlah logam mencemari lingkungan. Logam-logam tertentu sangat berbahaya jika ditemukan dalam konsentrasi tinggi dalam lingkungan karena logam tersebut mempunyai sifat yang merusak jaringan tubuh makhluk hidup ( Darmono, 1995).

Toksisitas (daya racun) logam berat tergantung dari jenis, kadar, efek sinergi-antagonis dan sifat fisik-kimianya. Semakin besar kadar logam berat maka daya toksisitasnya semakin besar. Urutan daya racun logam berat adalah sebagai berikut: Hg> Cd> Ag> Ni> Pb> As> Cr> Sn> Zn (Darmono, 1995).

Diantara beberapa jenis logam yang telah ditemukan ternyata hanya beberapa logam yang sangat berbahaya yang dalam jumlah kecil sudah dapat menyebabkan keracunan fatal. Ada lima logam yang berbahaya bagi manusia yaitu: merkuri (HgO), kadmium (Cd), perak (Ag), timbal (Pb), dan Arsen (As). Selain itu ada tiga logam yang kurang beracun yaitu tembaga (Cu), selenium (Se), seng (Zn) (Gossel dan Bricker, 1984 dalam Lesmono, 2005).

(19)

8

2.5 Baku mutu air / tanah / limbah

Kontaminasi logam berat di lingkungan merupakan masalah besar saat ini. Konsentrasi logam berat yang melebihi batas mutunya dapat menyebabkan keracunan terhadap tanah dan air. Berikut adalah data baku mutu logam berat menurut Suhendrayataman (2001) yang disajikan pada Tabel 2

Sumber : Peraturan Pemerintah Nomor 82 tahun 2001

*Kelas air adalah peringkat kualitas air yang dinilai masih layak untuk dimanfaatkan bagi peruntukan tertentu.

a. Kelas satu, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum.

b. Kelas dua, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi air

c. Kelas tiga, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan air tawar

d. Kelas empat, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi pertanaman dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.

Tabel diatas menunjukan bahwa Menurut Peraturan Pemerintah Nomor 82 tahun 2001 mengenai pengelolaan kualitas air dan pengendalian pencemaran air, menjelaskan bahwa konsentrasi logam berat yang bisa ditolerir dalam air dibagi atas beberapa kelas. Berikut data baku mutu air terhadap logam berat menurut Suhendrayatama (2001).

Tabel 2. Kriteria Mutu Air berdasarkan Kelas

Parameter Satuan Kelas* Keterangan

(20)

Tabel 3. Baku Mutu Konsentrasi Logam Berat yang masih bisa ditolerir dalam air

Bioremediasi adalah suatu proses pemulihan polutan dengan memanfaatkan jasa makhluk hidup seperti mikroba (bakteri, fungi, khamir), tumbuhan hijau atau enzim yang dihasilkan dalam proses metabolisme mereka (Alexander, 1977 dalam Widyati, 2008). Tiga teknik dasar yang digunakan yaitu stimulasi aktivitas mikroorganisme asli dengan penambahan nutrien, pengaturan kondisi redoks, mengoptimalkan kondisi pH, dan lainnya. Inokulasi

in situ dengan mikroorganisme yang memiliki kemampuan biotransforming

tertentu, dan aplikasi enzim untuk mengimobilisasikan logam dengan cara menggunakan mikroorganisme dan penggunaan tanaman (fitoremediasi) untuk menghilangkan, membatasi atau mengubah polutan (Turco and Sadowsky, 1995).

Menurut Turco and Sadowsky (1995), beberapa metode spesifik yang telah dan sedang dikembangkan untuk bioremediasi tanah dan air yang terkontaminasi yaitu termasuk di dalamnya pengomposan, landfarming, bioreaktor, fase-padat, dan perlakuan in situ. Pengomposan merupakan proses bioremediasi dimana material yang mudah dirombak digabungkan dan ditumpukan untuk pertumbuhan mikroorganisme termofilik. Landfarming adalah degradasi polutan ditingkatkan dengan penambahan nutrien dan oksigen pada tanah, kemudian kadar air dijaga untuk menciptakan lingkungan untuk aktivitas mikrobiologi dan untuk meningkatkan kemungkinan kontak antara kontaminan dan mikroorganisme.

(21)

10

polutan di lokasi kontaminasi. Organisme yang digunakan berasal dari lingkungan tersebut dan bahkan mungkin disesuaikan untuk pertumbuhan pada kontaminan kimia dalam lingkungan tertentu. Keberhasilan bioremediasi di tanah dipengaruhi tiga faktor independen namun saling terkait yaitu kontaminan, mikroorganisme, dan lingkungan (Skipper and Turco, 1994).

Menurut Suhendrayatama (2001), proses bioremediasi ion logam berat umumnya terdiri dari dua mekanisme yaitu pengambilan aktif (active uptake) dan penyerapan pasif (passive uptake). Mekanisme kedua penyerapan tersebut diuraikan oleh Suhendrayatama (2001) sebagai berikut:

Passive uptake dikenal dengan proses biosorpsi. Proses ini terjadi ketika ion logam berat diikat dinding sel mikroba dengan dua cara yang berbeda, yaitu pertama pertukaran ion seperti ion monovalen dan divalen yang ada pada dinding sel oleh ion-ion logam berat, dan kedua yaitu formasi kompleks antara ion-ion logam berat dengan gugus-gugus fungsional.

Active uptake dapat terjadi pada berbagai tipe sel hidup. Mekanisme ini terjadi sejalan dengan konsumsi ion logam untuk pertumbuhan mikroorganisme. Logam berat diendapkan pada proses metabolisme dan eksresi. Proses ini dipengaruhi energi yang terkandung di sel dan parameter-parameter lingkungan seperti pH, suhu, kekuatan ikatan ionik, cahaya dan lain-lain.

2.7 Wastetreat™ dan EM4® (Effective Microorganism – 4)

Wastetreat™ merupakan nama produk dari jepang yang merupakan produk pengendali limbah yang berisikan mikroba dan enzim. Produk ini telah diaplikasikan untuk penanganan sungai tercemar dimana ini terbukti dari jernihnya air sungai yang tercemar selama delapan minggu.

(22)

keragaman dan populasi mikroorganisme tanah dan tanaman yang selanjutnya dapat menguraikan proses pengomposan sampah dan limbah organik ( Lestari, 2008).

Setiyani (2000) dalam Lestari (2008) menerangkan bahwa effective microorganism (EM) adalah campuran dari beberapa jenis mikroorganisme baik aerob maupun anaerob yang hidup bersimbiosis satu sama lain secara artifisial. Komposisi mikroorganisme penyusunan EM4® adalah bakteri asam laktat, ragi, aktinomisetes dan bakteri fotosintesis.

Menurut Indriani (1999) jumlah mikroorganisme di dalam EM4® sangat banyak sekitar 80 jenis yang termasuk dalam empat golongan pokok yaitu :

1. Bakteri laktat adalah bakteri gram positif, tidak membentuk spora dan berfungsi menguraikan bahan organik dengan cara fermentasi membentuk asam laktat dan glukosa, asam laktat akan bertindak sebagai sterilizer atau menekan mikroorganisme yang merugikan serta meningkatkan perombakan bahan-bahan organik dengan cepat.

2. Ragi (yeast) berfungsi mengurai bahan organik dan membentuk zat anti bakteri, dapat pula membentuk zat aktif (substansi bioaktif) dan enzim yang berguna untuk pertumbuhan sel dan pembelahan akar.

3. Simbiosis yang menguntungkan antara Actynomicetes dan Lactobacillus sp. Actynomicetes merupakan bentuk peralihan antara bakteri dan jamur, mempunyai filamen, berfungsi mendekomposisikan bahan organik kedalam bentuk sederhana.

(23)

III. METODELOGI PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu

Sampel sludge diambil dari pabrik kertas di Kab. Serang. Analisis kandungan logam dilakukan di laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah Institut Pertanian Bogor dan Balai Penelitian Lingkungan Pertanian. Penelitian dilaksanakan pada bulan Mei- November 2010.

3.2. Bahan dan Alat

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sludge kertas

deinking, EM4®, Wastetreat™, media martin agar (MA), media nutrient agar (NA), alkohol, aquades, asam nitrat, asam perklorat, HCL, KCL. Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah autoklaf, shaker, cawan petri, pipet, timbangan analitik, tabung reaksi, labu takar, laminar flow, AAS, dan lain-lain.

3.3. Metode Penelitian

3.3.1 Penetapan total mikrob kemudian Identifikasi Wastetreat™

Identifikasi wastetreat™ dilakukan melalui beberapa tahapan yaitu a) Isolasi. Dalam proses isolasi dilakukan juga penetapan total mikrob. Isolasi dilakukan dengan metode cawang tuang yaitu diawali dengan pengenceran sebanyak 10 gr wastetreat™. Pengenceran yang digunakan pada tahapan isolasi ini yaitu 10-3 s/d 10-7. Pengenceran 10-3 s/d 10-5 untuk total fungi dan pengenceran 10-5 s/d 10-7 untuk total mikrob kemudian dilakukan pengamatan. Setelah didapatkan kultur, dilakukan proses pengoresan kultur pada media yang sama.

(24)

menggunakan ose ke dalam tabung reaksi yang telah diisi media. Selanjutnya dilakukan tahapan terakhir yaitu identifikasi.

c) Proses identifikasi. Proses identifikasi mikroorganisme dilakukan melalui beberapa uji dan pendekatan morfologi. Dalam penetapan bakteri dilakukan uji pewarnaan gram positif, uji biokimia dan pewarnaan spora yang prosesnya diacu dari buku mikrobiologi dasar dalam praktek. Tahapan terakhir dari proses identifikasi yaitu pendekatan morfologi yang didasarkan pada buku Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. Penetapan fungi didasarkan pada pendekatan morfologi yang didasarkan pada buku Barnet.

3.3.2 Pemberian perlakuan pada sludge deinking

Pemberian perlakuan sludge deinking dilakukan dengan penambahan

wastetreat™ dengan konsentrasi yang digunakan didasarkan pada konsentrasi EM4® yang diacu dari Noviana (2009). Pemberian perlakuan dilakukan dengan tahapan sludge deinking sebanyak 1kg dicampur dengan wastetreat™ dengan dosis ½x dari EM4® (P2), sama dengan EM4® (P3), dan 2x dari EM4® (P4). Sebagai kontrol adalah tanpa perlakuan dan menggunakan EM4® 7ml (P1). Setelah perlakuan ditambahkan sludge diaduk sampai homogen. Berikut gambar perlakuan Wastetreat™ dan EM4®

A B

(25)

14

Tabel 4. Perlakuan Wastetreat ™ dan EM4® untuk setiap kg sludge deinking

dengan masa pengukuran hari ke 0, 2, 5, dan 8 setelah inkubasi.

3.3.3 Analisis sifat kimia

Analisis sifat kimia sludge meliputi: pH (H2O 1:2, KCL 1:5) dan unsur-unsur logam meliputi Cu, Zn, Pb, Ni, dan Cr yang diukur dengan menggunakan AAS. Pengukurannya dengan metode pengabuan basa yang mengunakan asam nitrat dan asam perklorat. Adapun tahapannya yaitu contoh sludge ditimbang 2 gr dimasukan ke dalam labu Kjedahl/digestion, ditambahkan 5 ml lar.asam (campuran asam nitrat dan perklorat 1:2), dipanaskan pada block digester/electric digester mula-mula dengan suhu 125 0C, Setelah uap kuning habis, ditambahkan HCL 6 N 1ml lalu dinaikkan suhu hingga 1750C. Destruksi diakhiri bila terbentuk uap putih dari cairan dalam labu dan tersisa sekitar 1 ml, lalu dinginkan. Selanjutnya ekstrak dipindahkan kedalam labu ukur 50 ml kemudian diecerkan dengan aquades hingga 50 ml, lalu dikocok dan kemudian disaring dengan menggunakan kertas saring whatman agar didapat ekstrak jernihnya kemudian dibiarkan semalam. Logam berat dari ekstrak jernih diukur langsung dengan AAS dengan menggunakan deret standar masing-masing logam sebagai pembanding.

3.4 Analisis Data

(26)

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil penelitian

Penelitian ini diawali dengan uji identifikasi wastetreat ™, pengukuran karakteristik sludge deinking sebelum perlakuan, dan pengukuran setelah pemberian perlakuan. Berikut karakteristik sludge deinking sebelum perlakuan.

4.1.1 Uji identifikasi wastetreat™ dan karakteristik sludge deinking sebelum perlakuan.

Berikut ini data karakteristik wastetreat™ dan karakteristik sludge deinking

sebelum perlakuan disajikan pada Tabel 5.

Tabel 5. Hasil Identifikasi Karakteristik Mikrob

Jenis Ciri-ciri morfologi Keterangan

Bakteri 1.Morfologi sel

Bacillus pasteurii

(27)

16

Berikut ini gambar hasil identifikasi dari Bacillus pasteuri dan Aspergillus fumigatus.

Gambar 2. Bacillus pasteurii dengan perbesaran 1000x

Gambar 3. Aspergillus fumigatus dengan perbesaran 400x

Pada tabel dibawah ini (Tabel 6) akan disajikan data pengukuran logam berat (Cu, Zn, Pb, Ni, dan Cr) pada sludge deinking sebelum perlakuan, pH dan total mikrob dalam Wastetreat™.

Phialides

(28)

Tabel 6. Data Awal sludge deinking Sebelum Perlakuan

Berdasarkan Tabel 6 dapat diketahui bahwa sludge deinking memiliki kandungan unsur logam berat ( Cu, Zn, Ni, Cr, Pb) diatas nilai standar baku mutu air. Kadar awal unsur Cu, Zn, Pb, Ni, dan Cr yaitu sebesar 53ppm, 171ppm, 30 ppm, 18ppm, dan 10ppm. Berdasarkan PP no.85 tahun 1999 tentang pengelolaan limbah bahan berbahaya dan beracun menyebutkan bahwa sludge dari proses

deinking dimasukan kedalam kategori limbah B3 (bahan berbahaya dan beracun) karena mengandung logam berat yang berasal dari tinta percetakan dan bahan pelarut tinta pada proses deinking.

4.1.2 Pengaruh pemberian Wastetreat™ dan EM4® terhadap penurunan logam berat pada sludge deinking

(29)

18

Gambar 4. Pengaruh perlakuan EM4® dan Wastetreat™ terhadap kadar Cu

Pemberian EM4® dan Wastetreat™ ternyata dapat menurunkan kadar unsur Cu pada selang waktu pengukuran. Gambar 4 menunjukan bahwa penurunan terbesar terjadi pada perlakuan Wastetreat™ 14g dari 53ppm menjadi 39ppm pada hari ke-8. Perlakuan EM4® 7ml dapat menurunkan Cu dari 53ppm menjadi 50ppm. wastetreat 3,5g penurunannya dari 53 menjadi 46 ppm, dan

wastetreat™ 7g penurunannya dari 53ppm menjadi 41ppm.

Gambar 5. Pengaruh perlakuan EM4® dan Wastetreat™ terhadap kadar Zn

(30)

menjadi 139ppm. Wastetreat™ 7g penurunannya dari 171ppm menjadi 135 ppm dan wastetreat™ 14g penurunannya dari 171ppm menjadi 133ppm. Penurunan kadar Zn terbesar pada perlakuan wastetreat™ 14g pada inkubasi hari ke-8.

Gambar 6. Pengaruh perlakuan EM4® dan Wastetreat™ terhadap kadar Pb

Pada unsur Pb juga terlihat terjadi penurunan kadarnya pada pemberian

Wastetreat™. Untuk perlakuan EM4® 7ml tidak terjadi penurunan kadar Pb pada setiap selang waktu pengukuran, sedangkan Wastetreat™ 3,5g, 7gr dan 14gr menurunkan Pb dari 30ppm menjadi 28ppm, 25ppm dan 24ppm. Dimana penurunan kadar yang terbesar pada hari ke- 8.

(31)

20

Dari Gambar 7 terlihat bahwa pemberian wastetreat™ memberikan pengaruh menaikan kadar Cr pada setiap masa inkubasi. Inkubasi hari ke-5 untuk wastetreat™ 3,5g meningkatkan kadar Cr menjadi 15ppm, Wastetreat™ 7g menjadi 14ppm, Wastetreat™ 14g menjadi 12ppm dan untuk inkubasi hari ke-8 mampu meningkatkan kadar Cr menjadi 14g, 16g dan 14g. Pada perlakuan EM4™ mengalami peningkatan kadar Cr menjadi 12ppm.

Gambar 8. Pengaruh perlakuan EM4® dan Wastetreat™ terhadap kadar Ni

Pada (Gambar 8) juga terlihat bahwa pemberian Wastetreat™ juga memberikan pengaruh menaikan kadar Ni. Pada inkubasi hari ke-5 pemberian

Wastetreat™ 3,5g meningkatkan kadar Ni menjadi 40ppm, Wastetreat™ 7g menjadi 42ppm, dan Wastetreat™ 14g menjadi 37ppm, sedangkan untuk inkubasi hari ke-8 peningkatanya menjadi 38ppm, 39ppm, dan 41ppm. Pada perlakuan EM4 mengalami peningkatan kadar Ni sebesar 21ppm.

Tabel 7. Persentase Penurunan Logam Berat setelah Pemberian Perlakuan EM4® 7ml

Parameter Hari Ke-

2 5 8

Cu 3,8 1,9 5,7

Zn 15,8 12,9 14,0

Pb 0,0 6,7 0,0

Cr -15,0 -127,5 -105,0

Ni -16,7 -136,1 -113,9

(32)

Berdasarkan Tabel 7, persentase kadar unsur Cu, Zn, Pb, Cr, Ni pada tiga hari pengukuran mengalami penurunan kecuali unsur Cr dan Ni. Persentase penurunan terbesar pada Cu sebesar 5,7%, Zn sebesar 14% dan Pb sebesar 6,7%. Sedangkan untuk kadar unsur Ni dan Cr perlakuan EM4® justru meningkatkan kadar unsurnya.

Tabel 8. Persentase Penurunan Logam Berat setelah Pemberian Perlakuan

Wastetreat™

Persentase penurunan juga terjadi pada perlakuan Wastetreat™. Pada Tabel 8 dapat dilihat persentase penurunan mengalami peningkatan dimana penurunan tertinggi Cu, Zn, dan Pb berada pada perlakuan wastetreat™ 14g yaitu sebesar 26,4%, 22,1% dan 20% dibandingkan dengan wastetreat™ 3,5g dan wastetreat™ 7g. Hal ini menujukan bahwa perlakuan wastetreat™ 14g lebih efisien untuk menurunkan kadar masing-masing unsur.

4.2 Pembahasan

4.2.1 Penurunan Kadar logam berat

(33)

22

Pemanfaatan mikroba sebagai agen bioremediasi logam berat telah dibuktikan oleh Widyati (2006), penelitian mengenai BPS (bakteri pereduksi sulfat). Hasil penelitian menunjukan bahwa BPS dapat digunakan untuk mereduksi sulfat pada tanah bekas tambang batubara dengan efisiensi 80% dalam waktu 10 hari. Di samping itu, bahan yang mengandung BPS diaplikasikan dengan dosis 25% dari total volume tanah dapat menurunkan ketersedian Fe, Mn, Zn dan Cu dengan efisiensi mencapai 90% dalam inkunbasi 15 hari.

Pada Tabel 7 dan 8 terlihat bahwa pemberian wastetreat™ lebih efektif menurunkan logam berat dibanding pemberian EM4®. Penurunan tertinggi unsur logamnya yaitu pada Cu, Zn, dan Pb dengan persentasi sebesar 26,4%, 22,1% dan 20% pada perlakuan wastetreat™ 14g dalam inkubasi 8 hari. Penurunan ini diduga dipengaruhi oleh kerja mikrob pada wastetreat™. Pada penelitian ini dalam wastetreat™ ditemukan bakteri Bacillus pasteurii dan jamur Aspergillus fumigatus (Gambar 2 dan 3).

Menurut Gusmawati et al (2010) Bacillus pasteurii merupakan bakteri yang tahan terhadap kondisi lingkungan dengan konsentrasi urea dan kalsium yang tinggi, tetapi tetap mampu menghasilkan aktivitas enzim urease.

Bakteri penghasil enzim urease akan mengkatalisis urea menjadi karbonat dan amonium. Dengan adanya kalsium, karbonat akan membentuk Kristal CaCO3. Kristal CaCO3 dapat mengimobilkan logam berat dalam kristal kalsit sehingga dapat membantu meminimalkan pencemaran lingkungan.

Proses terimobilkan logam berat dalam Kristal kalsit dilaporkan oleh Budiyanto (2002) yang menyebutkan bahwa limbah pabrik yang banyak mengandung logam berat dapat dibersihkan oleh mikroorganisme dengan cara menjerapnya menjadi bentuk imobilisasi logam berat. Jenis Bacillus lainnya yaitu

Bacillus subtillis memiliki kemampuan mengikat beberapa logam berat seperti Pb, Cd, Cu, Zn, Al dan Fe.

(34)

metabolisme, logam berat dapat terakumulasi pada membran sel (ekstraseluler) akumulasi ekstraseluler dapat terjadi karena pengikatan ion-ion logam oleh polimer ekstraseluler atau polisakarida ekstraseluler yang dihasilkan sel-sel mikroba dan komplikasi antara ion-ion logam yang bermuatan positif dengan sisi reaktif pada permukaan sel yang bermuatan negatif (Oktaviana, 1995).

Menurut Suhendrayatama (2001), proses biosorpsi terjadi ketika ion logam berat diikat oleh dinding sel dengan dua cara yang berbeda, pertama pertukaran ion dimana ion monovalent dan divalent seperti Na, Mg, dan Ca pada dinding sel digantikan oleh ion-ion logam berat dan kedua adalah formasi komplek antara ion-ion logam berat dengan fungsional group seperti carbonyl, amino, thiol, hydroxy, phosphate, dan hydroxy-carboxyl yang berada pada dinding sel. Proses biosorpsi ini bersifat bolak baik dan cepat. Proses bolak balik ikatan ion logam berat di permukaan sel ini dapat terjadi pada sel mati dan sel hidup dari suatu biomasa. Proses biosorpsi dapat lebih efektif pada pH tertentu dan adanya kehadiran ion-ion lainnya dimedia yang dapat membantu atau mempercepat proses logam berat dapat terendapkan sebagai garam yang tidak terlarut.

Pada perlakuan EM4® penurunan kadar unsur Cu, Zn dan Pb hanya sebesar 5,7%, 14% dan 6,7%. Ini membuktikan bahwa EM4® tidak efektif digunakan sebagai agen bioremediasi untuk menurunkan ketersediaan logam-logam dalam sludge deinking. EM4® lebih efektif dalam menekan pertumbuhan patogen tanah, mempercepat dekomposisi limbah dan sampah organik, meningkatkan ketersediaan nutrisi dan senyawa organik pada tumbuhan, dan meningkatkan aktivitas mikroorganisme indigenus yang menguntungkan.

(35)

24

BOD dan COD limbah cair tahu. Berdasarkan hasil yang didapat tenyata EM4® efektif menurunkan nilai BOD dan COD sebesar yaitu 95,99% untuk BOD dan 93,28% untuk COD dengan waktu 9 hari.

Pada penelitian Lestari (2008) yang menyebutkan bahwa EM4® merupakan campuran dari beberapa mikroorganisme yang dapat dimanfaatkan untuk memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologis tanah serta dapat digunakan juga dalam pengolahan limbah untuk mempercepat penguraian air limbah dan memperbaiki tanah. Dalam hal ini pemanfaatan EM4® kurang cocok untuk menurunkan ketersedian logam-logam berat dilingkungan.

(36)

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Wastetreat™ dapat menurunkan kandungan logam berat Cu, Pb, Zn, Ni, dan Cr dalam sludge deinking.

2. Efektivitas Wastetreat™ dalam menurunkan kandungan logam berat tertinggi dicapai pada perlakuan Wastetreat™ 14g dengan waktu inkubasi 8 hari.

3. Logam terbesar yang dapat diturunkan oleh Wastetreat™ yaitu Cu sebesar 26,4%, Zn sebesar 22,1% dan Pb sebesar 20%.

4. Wastetreat™ dan EM4® tidak cocok untuk diaplikasikan pada limbah yang mengandung Ni dan Cr.

5. EM4® tidak efisisen untuk tujuan penurunan logam-logam

5.2. Saran

(37)

26

DAFTAR PUSTAKA

Ayu, C.C. 2002. Mempelajari Kadar Mineral dan Logam Berat pada Komoditi Sayuran Segar diBeberapa Pasar di Bogor. (Skripsi) Fakultas Teknologi Pertanian. IPB. Bogor.

Altier, A.M., and J.W. Wendel.1969. Deinking p: 94. In: Macdonald, R.G., and J.N. Franklin (eds). Pulp and Paper Manufacture, Control, Secondary Fiber, Structure Board. Coating. Macgraw Hill Book Co. New York.

Anas, I.1986. Penuntun Praktikum Biologi Tanah. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Budiyanto, M.A.R.H. 2002. Mikrobiologi Terapan. Universitas Muhammadiyah Malang. Malang.

Bollag, J.M., and W.B. Bollag. 1995. Soil Contamination and the Feasibility of Biological Remediation p: 4-7. In: Skipper, H.D., and R.F Turco (eds). Bioremedition Science and Aplication. America.

Darmono. 1995. Logam Dalam Sistem Biologi Makhluk hidup. UI-Press. Jakarta.

Departemen Perindustrian. 2009. Roadmap Industri kertas. Direktorat jenderal industri agro dan kimia Departemen Perindustrian Jakarta. Jakarta. http://iak.kemenperin.go.id/edocument/ROADMAP-KERTAS.pdf (Diakses tanggal 24 Maret 2011).

Elfiati, D. 2005. Peranan Mikroba Pelarut Fosfat terhadap Pertumbuhan Tanaman. (Skripsi) Fakultas Pertanian. Universitas Sumatra Utara. Medan.

Gadd, G.M. 1992. Metal Tolerance Initiating Microbiology of Extreme Environment. University Press. Milton Keynes.

Gusmawati, N.F., Puspita, L., Fahrulozy. 2010. Seleksi Bakteri Urease untuk Teknologi Biogrouting. Jurnal Kelautan Nasional 5. ( Diakses 26 Mei 2011).

Haryani. K, Hargono, dan Budiyati. 2007. Pembuatan khitosan dari kulit udang untuk mengadsorbsi logam krom (Cr6+) dan tembaga (Cu). Reaktor 11:2 http://eprints.undip.ac.id/2175/1/Artikel_Kristinah_UNDIP_7.pdf

(diakses 25 Maret 2011).

Ibnusantosa, G. 2000. Prospek dan Tantangan Pengembangan Industri Pulp dan Kertas Indonesia dalam Era Ekolabeling dan Otonomi Daerah. Makalah pada seminar Sehari Prospek dan Tantangan Pengembangan Agribisnis Pulp dan Kertas Era Ekolabeling dan Otonomi Daerah. Jakarta.

(38)

Lesmono, T. 2005. Kajian Pemanfaatan Limbah Sludge IPAL Industri Pulp dan Kertas Sebagai Pupuk. (Tesis) Sekolah Pascasarjana IPB. Bogor.

Lestari, W.P. 2008. Perbedaan EM4 dan starbio dalam menurunkan Kadar tss dan tds limbah cair batik brotojoyo di Desa pilang, kecamatan masaran Kabupaten sragen. (Skripsi) Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Surakarta. Surakarta. (Diakses tanggal 2 Agustus 2010).

Noviana, L. 2009. Efektivitas EM4 dalam Menurunkan BOD & COD Limbah Cair Tahu. (Skripsi) Fakultas Teknik Lingkungan. USAHID. Jakarta.

Okaviana, B. 1995. Isolasi dan Karakteristik Bakteri Pengikat Merkuri Pada Perairan Sungai. (Tesis) Program Pascasarjana FMIPA UGM. Yogyakarta.

Situmorang, S. 2009. Analisis Penawaran dan Permintaan Pulp dan Kertas Indonesia di Pasar Domestik. Esai 3:1.

http://jurnal.pdii.lipi.go.id/admin/jurnal/3109271282.pdf. (diakses 24 Marer 2011).

Suhendrayatama. 2001. Heavy metal bioremoval by microorganism; a literatute study. http:// www.istecs.org/Publication/Japan/010211 suhendrayata. PDF (diakses 31 Januari 2011).

Turco, R.F., and M. Sadowsky. 1995. The Microflora of Bioremediation p: 87-89.

In: Skipper, H.D., and R.F Turc (eds). Bioremedition Science and Aplication. America.

Wibowo, A. 2009. Kondisi Persampahan Kota di Indonesia. Blog civitas UNS weblog.Tersedia di: http://narasibumi.blog.uns.ac.id/2009/04/17/kondisi-persampahan-kota-di-indonesia/. (diakses 24 maret 2011)

Widyati, E. 2006. Bioremediasi Tanah Bekas Tambang Batubara dengan Sludge

Industri Kertas Untuk Memacu Revegetasi Lahan. (Disertasi) Program Pendidikan Doktor IPB. Bogor

Widyati, E. 2008. Peran Mikroba Tanah Pada Kegiatan Rahbiitasi Lahan Bekas Tambang. Info Hutan 2: 151-160.

Yani, I.M. 1993. Kajian Deingking Kertas Bekas Sebagai Agen Bahan Baku Industri Kertas Budaya. (Laporan Penelitian) Fakultas Pertanian. IPB. Bogor

http://id.wikipedia.org/wiki/Pencemaran_tanah. (diakses 31 Januari 2011).

(39)

28

(40)

Tabel Lampiran 1. Nilai kadar unsur Cu pada perlakuan EM4 dan Wastetreat

Perlakuan _{H-0 H-2 H-5 H-8}_Rataan

….ppm…

kontrol 53,0 52,3 52,0 51,3 52,1a

P1 53,0 51,3 52,3 50,0 51,6a

P2 53,0 52,3 48,5 45,8 49,9a

P3 53,0 49,8 47,5 41,3 47,9a

P4 53,0 49,3 44,8 39,0 46,5a

Rataan 53,0a 49,0a 51,0a 45,5a 49,6 a

Keterangan : angka yang diikuti oleh huruf sama tidak berbeda nyata menurut uji Duncan pada

taraf 5% (α = 0,05)

Tabel Lampiran 2. Nilai kadar unsur Cu pada perlakuan EM4 dan Wastetreat

Perlakuan H-0 H-2 H-5 H-88 Rataan

1 2 1 2 1 2 1 2 ….ppm…

kontrol 53,0 53,0 49,5 5,0 51,0 53,0 50,0 52,5 52,1 P1 53,0 53,0 50,0 52,5 50,0 54,5 50,0 50,0 51,6 P2 53,0 53,0 49,5 55 47,5 49,5 51,0 40,5 49,9 P3 53,0 53,0 50,0 49,5 45,0 50,0 43,5 39,0 47,9 P4 53,0 53,0 38,5 60 46 43,5 43,0 35,0 46,5

Rataan 53,0 53,0 47,5 54,4 47,9 50,1 47,5 43 48,5

Tabel Lampiran 3. Analisis ragam pengaruh hari dan perlakuan terhadap kadar unsur Zn

sumber data derajat bebas jumlah kuadrat kuadrat tengah F-hitung F-tabel

Hari 3 309,65 103,2167 6,199 2,922

Perlakuan 4 185,1 46,275 2,779 2,69

Galat 32 532,85 16,65156

(41)

30

Tabel Lampiran 4. Nilai kadar unsur Zn pada perlakuan EM4 dan Wastetreat

taraf 5% (α = 0,05)

Tabel Lampiran 6. Analisis ragam pengaruh hari dan perlakuan terhadap kadar unsur Zn

blok H-0 h-2 H-5 H-8 rataan

1 2 1 2 1 2 1 2 …ppm…

kontrol 171,0 171,0 152,5 143,0 150,0 150,0 171,0 143,0 156,9 P1 171,0 171,0 145,5 148,5 147,5 150,0 145,0 148,5 152,6 P2 171,0 171,0 139,5 139,0 142,0 156,0 139,5 139,0 153,7 P3 171,0 171,0 145,0 125,0 148,0 140,0 145,5 125,0 149,4 P4 171,0 171,0 142,5 124,0 145,0 138,0 142,0 124,0 147,6 Rataan 1721,0 171,0 152,1 144,3 146,5 146,8 148,7 135,9 145,7

hari 3 5186,62 1728,873 27,180 2,922

perlakuan 4 285,65 71,4125 1,123 2,69

galat 32 2035,475 63,60859

(42)

Tabel Lampiran 7. Nilai kadar unsur Pb pada perlakuan EM4 dan Wastetreat

eterangan : angka yang diikuti oleh huruf sama tidak berbeda nyata menurut uji Duncan pada

taraf 5% (α = 0,05)

Tabel Lampiran 8. Nilai kadar unsur Pb pada perlakuan EM4 dan Wastetreat

(43)

32

taraf 5% (α = 0,05)

Tabel Lampiran 11. Nilai kadar unsur Cr pada perlakuan EM4 dan Wastetreat

Tabel Lampiran 12. Analisis ragam pengaruh hari dan perlakuan terhadap kadar unsur Cr

perlakuan 4 201,6625 50,41563 6,96401 2,69

galat 32 231,6625 7,239453

(44)

Tabel Lampiran 13. Nilai kadar unsur Ni pada perlakuan EM4 dan Wastetreat

taraf 5% (α = 0,05)

Tabel Lampiran 14. Nilai pengukuran Ni pada perlakuan EM4 dan Wastetreat

Tabel Lampiran 15. Analisis ragam pengaruh hari dan perlakuan terhadap kadar unsur Ni

hari 3 5530,85 1843,617 190,5624 2,922

perlakuan 4 56,6625 14,16562 1,464206 2,69

galat 32 309,5875 9,674609

total 39 5897,1

….ppm…

kontrol 18,0 16,0 40,0 38,0 27,9a

P1 18,0 21,0 43,0 39,0 30,0a

P2 18,0 12,0 40,0 38,0 27,0a

P3 18,0 13,0 42,0 39,0 27,8a

P4 18,0 11,0 37,0 41,0 26,6a

Rataan 18,0a 14,0a 40,0a 39,0a 28,0a

blok H-0 h-2 H-5 H-8 rataan

1 2 1 2 1 2 1 2

…ppm…

kontrol 18,0 18,0 18,0 13,0 41,5 38,5 37,0 39,5 27,9

P1 18,0 18,0 27,0 15,0 41,0 44,0 39,0 18,5 30,0

P2 18,0 18,0 13,0 10,0 40,0 40,0 37,5 38,5 26,9 P3 18,0 18,0 11,0 15,0 47,5 36,0 40,0 37,0 27,8

P4 18,0 18,0 11,0 10,5 38,5 36,0 39,0 42,0 26,6

(45)

34

Gambar Lampiran 1. Tumpukan kertas Gambar lampiran 2. mesin olah kertas sebelum diolah

(46)

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian

Oleh : NAHRUL HAYATI

A14061054

(47)

iii

RINGKASAN

NAHRUL HAYATI. Uji efektivitas Wastetreat ™ untuk Bioremediasi Logam Berat dalam Sludge Pabrik Kertas deinking. Dibawah bimbingan FAHRIZAL HAZRA dan ENNY WIDYATI.

Kertas merupakan komoditi yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan modern. Dengan kondisi kehidupan yang terus maju, kebutuhan akan kertas terus meningkat. Oleh sebab itu salah satu alternative untuk memenuhi kebutuhan kertas yaitu dengan pemakaian kembali kertas bekas sebagai bahan baku. Proses pengolahan kertas bekas menjadi bahan baku kertas dikenal dengan istilah deinking. Deinking adalah proses penghilangan tinta dan bahan-bahan non serat dari kertas bekas dengan melarutkan tinta secara kimia dan memisahkan tinta secara mekanis. Hal tersebut akan berdampak terhadap lingkungan karena akan menghasilkan limbah yang mengandung logam yang berasal dari tinta. Oleh karenanya dalam upaya memelihara kualitas lingkungan, dilakukan pengolahan yang lebih efektif. Salah satunya adalah pengolahan secara biologi yaitu dengan pemanfaatan effective microorganism

(EM). Salah satu EM yang digunakan adalah wastetreat™. Penelitian ini bertujuan untuk menguji apakah wastetreat™ dapat digunakan untuk menurunkan kandungan beberapa logam berat pada sludge deinking. Penelitian ini dilakukan dengan melakukan analisis biologi wastetreat™ untuk mengetahui jenis dan macam mikroba yang terdapat dalam wastetreat™. Kemudian pemberian perlakuan pada sludge deinking dengan mengambil sebanyak 1kg dicampur dengan wastetreat™ dengan dosis 3,5g, 7g, dan 14g

wastetreat™. Sebagai kontrol adalah tanpa perlakuan dan menggunakan EM4® 7ml. Setelah perlakuan ditambahkan sludge deinking diaduk sampai homogen. Pengamatan dilakukan pada hari ke 0, 2, 5, dan 8 setelah inkubasi untuk mengetahui pH dan kadar logam berat (Cu, Zn, Pb, Ni, dan Cr). Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian perlakuan tidak menyebabkan penurunan pH yang signifikan dari hari ke hari. Sedangkan untuk penurunan kadar logam berat, wastetreat™ dengan dosis 14g dapat menurunkan logam berat Cu, Zn, dan Pb paling signifikan dibandingkan perlakuan lain pada hari ke-8 setelah inkubasi. Penurunan kadarnya sebesar 26,4%, 22,1% dan 20%.

(48)

SUMMARY

NAHRUL HAYATI. Test Effective Wastetreat™ for Bioremediation of Heavy Metal in Paper Mill sludge deinking. Under supervision of FAHRIZAL HAZRA dan ENNY WIDYATI.

Paper play an important role in the modern life. In consequence, the demand of raw material increase in line with the time. To fill the demand, used paper can be utilized after processing to pulp. This process called deinking that will give environment pollution due to high content of metals come from the ink. One of environment solution is employing microbe to degrade the metals. Technology in using microbe to this purpose called bioremediation. One of product use as bioremediation is wastetreat™. The study is aimed to observe whether wastetreat™ can be used to deal with metals content in sludge deinking or not. One kg of the sludge mixed homogenically with 3,5g, 7g, 14g wastetreat™, respectively. The treatment were compare to application of 7ml EM4® and non treatment as is control. Variabel of pH and levels of heavy metals (Cu, Zn, Pb, Ni, and Cr) were measured at each 0, 2, 5, and 8 days of incubation. The result showed that treatment of wastetreat™ does not cause a significant decrease in pH from day to day. As for the reduction of heavy metal content, wastetreat™ in dosage of 14g was the most effective in decreasing heavy metals Cu, Zn, and Pb after 8 days of incubation. Decreased levels 26,4%, 22,1% and 20%, respectively.

(49)

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam peradaban manusia, kertas merupakan komoditi yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan. Tidak ada manusia yang tidak memanfaatkan kertas, kertas bisa menjadi buku bacaan yang dapat memperluas pengetahuan. Kertas bisa menjadi laporan penting dan kertas bahkan menjadi satu-satunya bahan yang digunakan untuk menulis soal ujian. Itu baru sebagian kecil kegunaan kertas bagi para pengguna sedangkan bagi orang yang hidup dari kertas banyak profesi yang tercipta karena keberadaan kertas. Mulai dari para penjual koran dan majalah, pengusaha fotokopi sampai pengusaha percetakan yang menggunakan kertas sebagai bahan dasar utama.

Kebutuhan masyarakat yang semakin maju membuat penggunaan kertas di Indonesia semakin meningkat. Penggunaan kertas juga mengalami peningkatan baik secara regional maupun global. Hal ini mendorong meningkatnya permintaan kertas. Dengan demikian industri pulp (bubur kertas) dan kertas pun menjadi lahan yang menjanjikan keuntungan, baik untuk mengelola permintaan dalam negeri maupun mengekspor kertas ke luar negeri.

Meningkatnya permintaan kertas menyebabkan meningkatnya eksploitasi hutan untuk memenuhi bahan baku kertas tersebut. Hal ini dapat mengakibatkan peningkatan laju deforestasi. Oleh sebab itu pemenuhan bahan baku kertas dari kayu baik dari hutan alam maupun tanaman industri tidak mencukupi.

Salah satu alternatif untuk mengatasi kelangkaan bahan baku kertas dari pulp asli (virgin pulp), dapat dilakukan dengan pemakaian kembali kertas bekas sebagai bahan baku pulp. Kertas bekas merupakan bahan serat lignoselulosa yang dapat didaurulang menjadi bahan baku pulp dan kertas (Yani,1993). Ketersediaan kertas bekas dapat diperoleh dari para pengumpul kertas bekas dari berbagai sumber antara lain perkantoran, rumah tangga, pembuangan sampah, dan lain-lain. Potensinya yang cukup besar dan ketersediaan yang banyak, kertas bekas dapat dijadikan sebagai suplemen atau subtitusi bahan baku kertas industri.

(50)