TINGKAT TOKSISITAS LIMBAH CAIR INDUSTRI GULA TEBU TANPA MELALUI PROSES IPAL TERHADAP Daphnia magna.

(1)

FAUZUL IMAM, 2013

Tingkat teksisitas limbah cair industri gula tebu tana melalui proses IPAL terhadap dania magna Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu

TINGKAT TOKSISITAS LIMBAH CAIR INDUSTRI GULA TEBU TANPA

MELALUI PROSES IPAL TERHADAP Daphnia magna

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains Program Studi Biologi

Jurusan Pendidikan Biologi

Oleh:

FAUZUL IMAM 0804133

PROGRAM STUDI BIOLOGI

JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

Tingkat Toksisitas Limbah Cair Industri Gula Tebu Tanpa Melalui Proses

IPAL Terhadap Daphnia magna

Oleh : Fauzul Imam Nim.0804133

Mengesahkan,

Dosen Pembimbing I

Prof. Dr. Hj. Rr. Hertien K. Surtikanti, M.Sc NIP. 196104191985032001

Dosen Pembimbing II

Dr. Wahyu Surakusumah, S. Si, M. T NIP. 197212301999031001

Mengetahui,

Ketua Jurusan Pendidikan Biologi FPMIPA UPI

(3)

TINGKAT TOKSISITAS LIMBAH CAIR INDUSTRI

GULA TEBU TANPA MELALUI PROSES IPAL

TERHADAP

Daphnia magna

Oleh Fauzul Imam

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana

pada Fakultas Pendidikan Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

April 2013

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhya atau sebagian, dengan dicetak ulang, difoto kopi, atau cara lainnya tanpa ijin dari

(4)

TINGKAT TOKSISITAS LIMBAH CAIR INDUSTRI GULA TEBU TANPA

MELALUI PROSES IPAL TERHADAP Daphnia magna

ABSTRAK

Pabrik gula merupakan salah satu industri yang menghasilkan limbah, baik limbah padat, gas, maupun limbah cair. Limbah yang dihasilkan oleh pabrik gula tanpa melalui proses IPAL yang baik akan menjadi salah satu permasalahan karena dapat memberikan dampak negatif terhadap lingkungan. Bahan organik yang terkandung dalam limbah cair akan mengalami dekomposisi yang dapat menurunkan kadar oksigen terlarut dalam air. Selain bahan organik terdapat juga kandungan lain seperti: nitrogen, karbon, fosfor, alumunium, mangan, dan magnesium. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian yang bertujuan untuk menguji toksisitas limbah cair industri gula tebu terhadap organisme, khususnya terhadap organisme air. Penelitian ini menggunakan hewan uji Daphnia magna karena organisme tersebut merupakan standar internasional dalam uji toksisitas. Jenis penelitian ini adalah eksperimen dengan menggunakan metode finney method, dimana pada metode ini terdapat Range Finding Test dan Definitive test. Tahapan yang harus dilakukan, diantaranya tahap persiapan, tahap pra-penelitian, dan tahap penelitian. Hasil Range Finding Test

menunjukkan 50% kematian organisme Daphnia magna terdapat pada pengenceran 10-100% sehingga seri pengenceran yang digunakan untuk Definitive Test yaitu 15%, 22%, 32%, 46% dan 68% (Enviromental Protection Conservation and Biodiversity

(EPS),1990). Data yang diperoleh dari Definitive Test kemudian dianalisis menggunakan analisis Probit. diketahui nilai LC50 Definitive Test 24 jam memiliki rentang 36,42-51,22%. Jika data dari ketiga pengulangan dianalisis secara langsung maka diperoleh nilai LC50 sebesar 43,82%. Analisis yang dilakukan pada data

Definitive Test 48 jam dari masing-masing pengulangan diketahui memiliki nilai LC50

dengan rentang 26,11-38,82%. Nilai LC50 yang diperoleh dari hasil analisis data ketiga pengulangan secara langsung adalah 32,47%. Hasil uji toksisitas akut pada limbah cair industri gula tebu terhadap Daphnia magna pada LC50 24 jam memiliki nilai 2,15 mg/L menunjukan sampel limbah cair industri gula tebu masuk ke dalam kategori toksik tinggi dan uji toksisitas akut pada LC50 48 jam memiliki nilai 1,59 mg/L menunjukan sampel limbah cair industri gula tebu masuk ke dalam kategori toksik tinggi (Verma, 2008). Limbah cair industri gula tebu dikatakan toksik tinggi karena dilihat dari nilai LC50 24 dan 48 jam, dimana semakin kecil nilai LC50 semakin tinggi tingkat toksisitasnya.

(5)

LEVEL TOXICITY WASTE LIQUID OF SUGAR CANE INDUSTRY

WITHOUT WASTE WATER TREATMENT PLANT TO Daphnia magna

ABSTRACT

Sugar factory is one of the industries that produce the waste, either solid, gas, or liquid wastes. Waste that produced by sugar mills without due process of the WWTP will either be one of the problems because it can have a negative impact on the environment. Organic matter contained in wastewater will undergo decomposition to reduce levels of dissolved oxygen in the water. In addition there is also the content of organic matter such as: nitrogen, carbon, phosphorus, aluminum, manganese, and magnesium. Therefore, it is necessary to study aimed to test the toxicity of industrial wastewater sugar cane on the organism, particularly to aquatic organisms. This research uses animals as test organism Daphnia magna is an international standard toxicity tests. The study was an experiment by using the method of Finney method, whereby the Range Finding Test there and Definitive test. Steps that must be done, including the preparation phase, the pre-research phase, and the phase of the study. Range Finding Test results showed 50% mortality organism Daphnia magna present in 10-100% dilution so that the serial dilutions used for Definitive Test is 15%, 22%, 32%, 46% and 68% (EPS, 1990). Data obtained from the Definitive Test then analyzed using Probit analysis. known value of 24-hour LC50 Definitive Test has a range of 36,42 to 51,22%. If the data from the three repetitions were analyzed directly then obtained LC50 values of 43,82%. Analysis performed on the data Definitive Test 48 hours of each repetition is known to have LC50 values ranging from 26,11 to 38,82%. LC50 values obtained from the analysis of the third direct repeat is 32,47%. Acute toxicity test results on the sugar cane industry wastewater to Daphnia magna

in the 24-hour LC50 value of 2,15 mg / L. The figure shows samples of the sugar cane industry wastewater into the category of high toxic. Acute toxicity test on the 48-hour LC50 has a value of 1,59 mg / L which shows samples of sugar cane industry wastewater into the category of high toxic (Verma, 2008). Wastewater industry of sugar cane is said to have the high toxic views of LC50 values 24 and 48 hours, where the value of LC50 smaller,so the level of toxicity higher.

(6)

C. Tujuan Penelitian ... 4

D. Variabel Penelitian ... 4

E. Batasan Masalah... 4

F. Manfaat ... 5

G. Asumsi ... 5

H. Hipotesis ... 5

BAB II Daphnia magna, Limbah, Gula Tebu, dan Tingkat Toksisitas A. Daphnia magna 1. Pengertian Limbah ... 12

2. Limbah Industri Gula ... 13

C. Gula ... 15

a. Proses Pembuatan Gula ... 16

(7)

ii

2) Ekstraksi ... 17

3) Pengendapan kotoran dengan kapur (Liming) ... 18

4) Penguapan (Evaporasi)... 18

5) Pendidihan (Kristalisasi) ... 19

6) Penyimpanan ... 20

7) Afinasi (Affination) ... 21

8) Karbonatasi ... 21

9) Penghilangan warna ... 22

10)Pendidihan ... 22

D. Uji Hayati ... 22

E. Dampak Pencemaran Limbah ... 23

F. Hubungan LC50 dengan Tingkat Toksisitas ... 24

G. Perbandingan Toksisitas Berbagai Limbah dan Logam Tunggal Terhadap Daphnia magna ... 24

BAB III METODE PENELITIAN A. Jenis Penelitian ... 26

B. Desain Penelitian ... 26

C. Populasi dan Sampel ... 28

D. Waktu dan Tempat Penelitian ... 29

E. Prosedur Penelitian 1. Tahap Persiapan ... 29

2. Tahap Pra Penelitian ... 29

a. Pembuatan Larutan Stok Limbah Cair Industri Gula Tebu ... 30

b. Kultur Daphnia magna ... 30

c. Aklimatisasi Daphnia magna dalam Medium Freshwater ... 31

3. Tahap Penelitian ... 32

(8)

iii

b. Pengukuran Faktor Fisik dan Kimiawi ... 34

1) Kadar BOD Diukur Dengan Menggunakan Metode Elektrometri(Oksigenmetri) ... 35

2) Kadar COD Diukur Dengan Menggunakan Metode Titrimetri ... 35

3) Kadar TSS Diukur Dengan Menggunakan Metode Gravimetri ... 36

4) Kandungan Alumunium Diukur Dengan Menggunakan Atomic Absoption Spectrophotometer (AAS) ... 36

5) pH Diukur Menggunakan pH Meter ... 36

6) Konduktivitas Diukur Menggunakan Konduktivitimeter ... 37

F. Analisis Data ... 37

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian ... 38

1. Uji Toksisitas Akut ... 38

a. Optimasi Kontrol ... 38

2. Pengukuran Faktor Fisik dan Kimiawi ... 39

a. Pengukuran Faktor Fisik dan Kimiawi Limbah Cair Industri Gula Tebu ... 39

b. Pengukuran Faktor Fisik dan Kimiawi Larutan Uji ... 40

c. Uji Penentuan Konsentrasi Kritis (Range Finding Test)... 41

d. Uji Penentuan LC50 (Definitive Test) ... 42

3. Perhitungan Nilai LC50 ... 44

(9)

iv

1. Analisis Faktor Fisik dan Kimiawi

Limbah Cair Industri Gula Tebu ... 46

2. Lethal Concentration (LC50) dan Toksisitas Limbah Cair Industri Gula Tebu ... 47

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 52

B. Saran ... 52

DAFTAR PUSTAKA ... 54

LAMPIRAN ... 59

(10)

v

DAFTAR TABEL

2.1 Kandungan Limbah Cair (Sludge) Industri Gula Tebu Tanpa

Melalui Proses IPAL ... 14

2.2 Baku Mutu Air Limbah Bagi Industri Gula Dengan Kapasitas Kurang Dari 2.500 Ton Tebu Yang Diolah Per Hari ... 14

2.3 Hubungan LD50, LC50, EC50 dan Tingkat Toksisitas ... 24

2.4 Toksisitas Berbagai Limbah Terhadap Daphnia magna ... 25

2.5 Toksisitas Berbagai Logam Berat Terhadap Daphnia magna ... 25

3.1 Penentuan Konsentrasi Berdasarkan Logaritma ... 34

4.1 Hasil Pengamatan Mortalitas Daphnia magna ... 38

4.2 Hasil Analisis Faktor Fisik dan Kimiawi Limbah Cair Industri Gula Tebu Tanpa Melalui Proses IPAL... 40

4.3 Rerata Faktor Fisik dan Kimiawi Larutan Uji Range Finding Test ... 40

4.4 Rerata Faktor Fisik dan Kimiawi Larutan Uji Definitive Test ... 41

4.5 Hasil Pengamatan Range Finding Test 24 Jam Mortalitas Daphnia magna ... 41

4.6 Hasil Pengamatan Range Finding Test 48 Jam Mortalitas Daphnia magna ... 42

4.7 Hasil Pengamatan Definitive Test Mortalitas Daphnia magna 24 Jam ... 43

4.8 Hasil Pengamatan Definitive Test Mortalitas Daphnia magna 48 Jam ... 43

4.9 Hasil Perhitungan LC50 24 Jam dan 48 Jam Menggunakan Finney Method ... 44

4.10 Karakteristik Limbah Cair Industri Gula Tebu Pada LC50 24 Jam ... 47

(11)

vi

DAFTAR GAMBAR

2.1 Daphnia magna ... 6

2.2 Siklus Hidup Daphnia magna ... 8

2.3 Rantai Makanan yang Melibatkan Daphnia magna ... 10

2.4 Jaring-Jaring Makanan Yang Melibatkan Daphnia magna ... 11

2.5 Saccharum officinarum ... 15

2.6 Tahapan Ekstraksi ... 17

2.7 Tahap Liming ... 18

2.8 Alat Evaporasi (Multiple Effect Evaporator) ... 19

2.9 Alat Sentrifugasi Gula ... 20

3.1 Tata Letak Percobaan Rancangan Acak Lengkap (RAL) ... 27

3.2 Penentuan Posisi Botol ... 28

3.3 Kultur Daphnia magna ... 30

3.4 Daphnia magna yang Siap Bereproduksi ... 31

3.5 Aklimatisasi Daphnia magna Dalam Medium Freshwater ... 32

4.1 Nilai LC50 24 Jam Definitive Test I, II, dan III ... 45

(12)

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Industri merupakan salah satu kegiatan ekonomi yang cukup strategis untuk meningkatkan pendapatan dan perekonomian masyarakat secara cepat yang ditandai dengan meningkatnya penyerapan tenaga kerja, perkembangan teknologi dan meningkatnya devisa negara. Perkembangan di sektor industri, selain memberikan dampak positif, tetapi juga memberikan dampak yang negatif berupa limbah industri yang bila tidak dikelola dengan baik dan benar akan mengganggu keseimbangan lingkungan, sehingga pembangunan yang berwawasan lingkungan tidak dapat tercapai (Syafrudin, 2007).

Air merupakan zat kehidupan, di mana tidak satupun makhluk hidup di planet bumi ini yang tidak membutuhkan air. Hasil penelitian menunjukkan bahwa 65–75% dari berat badan manusia dewasa terdiri dari air. Menurut ilmu kesehatan setiap orang memerlukan air minum sebanyak 2,5–3 liter setiap hari termasuk air yang berada dalam makanan. Manusia bisa bertahan hidup 2–3 minggu tanpa makan, tapi hanya 2–3 hari tanpa air minum. Secara global kuantitas sumber daya air di bumi relatif tetap, sedangkan kualitasnya semakin hari semakin menurun (Rahim, 2010). Penyebab penurunan kualitas air salah satunya berasal dari pabrik gula yang membuang limbah cairnya langsung kebadan sungai, yang berakibat mencemari air disekitar.

(13)

hasil produksi yang kehadirannya pada waktu dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena akan memberikan pengaruh yang merugikan (Adityanto,2007). Dibandingkan dengan limbah padat dan gas, limbah cair lebih menjadi sorotan karena limbah cair ini akan dibuang ke sungai yang airnya sering dimanfaatkan oleh masyarakat.

Menurut keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No.51/MENLH/10/1995, limbah cair adalah limbah dalam wujud cair yang dihasilkan oleh kegiatan industri dan dibuang ke lingkungan. Limbah cair terdapat bahan organik yang dapat bersifat toksik di perairan. Terdapat dua jenis limbah cair yang dihasilkan oleh pabrik gula, yaitu limbah cair pabrik dan limbah kondensor atau air pendingin. Air pendingin atau limbah kondensor ini dihasilkan oleh kondensasi uap dalam kondensor barometrik. Air pendingin ini memiliki kandungan senyawa organik yang berkisar antara 0–1.000 mg/L. Air limbah pabrik memiliki kandungan senyawa organik yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan air limbah kondensor karena air limbah pabrik ini gabungan dari beberapa limbah, yaitu air limbah proses, air dari bak penampungan abu boiler, dan air dari proses pencucian peralatan pabrik serta proses pembuatan susu kapur (Vawda, 2008).

(14)

3

daerah Cilegon, Banten terhadap organisme, khususnya terhadap organisme air. Hal ini sesuai dengan Peraturan Pemerintah (PP) no.85 tahun1999 tentang limbah, yang mengharuskan dilakukan pengujian berbagai limbah secara Toxicity Concentration

Leaching Procedure (TCLP) dan bioassay untuk menentukan limbah tergolong ke

dalam Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) atau bukan.

Alumunium (Al) yang masuk kedalam lingkungan perairan akan mengalami proses akumulasi secara biologis, karena hewan perairan memiliki kemampuan untuk menimbun bahan logam didalam tubuhnya. Akumulasi melalui proses biologis inilah yang disebut bioakumulasi (Hutagalung, 1984). Bioakumulasi akan mengganggu metabolisme organisme perairan dan melalui rantai makanan dapat berpengaruh terhadap kesehatan manusia. Salah satu hewan yang memegang peranan penting didalam ekosistem perairan adalah Daphnia magna. Hewan ini berperan sebagai konsumen primer dan sumber makanan bagi ikan didalam perairan. Daphnia magna

tergolong ke dalam kelas Crustacea yang sensitif terhadap berbagai jenis zat pencemar termasuk logam berat. Penelitian ini menggunakan hewan yang merupakan standar dalam uji toksisitasAPHA (2005) dan berperan sebagai indikator pencemaran di dalam suatu perairan. Hasil uji toksisitas diharapkan dapat digunakan untuk menentukan toksisitas limbah industri gula terhadap Daphnia magna.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan maka rumusan masalah pada penelitian ini adalah :

" Bagaimanakah tingkat toksisitas limbah cair industri gula tebu tanpa melalui proses IPAL terhadap Daphnia magna?”.

Dari rumusan masalah yang ada, maka dapat diuraikan menjadi beberapa pertanyaan penelitian. Pertanyaan penelitian yang diajukan ialah:

(15)

2. Berapa nilai median lethal concentration (LC50) 48 jam limbah cair industri gula tebu tanpa melalui proses IPAL dengan hewan uji Daphnia magna?

C. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah menguji tingkat toksisitas limbah cair industri gula tebu tanpa melalui proses IPAL terhadap Daphnia magna berdasarkan nilai LC50.

D. Variabel Penelitian

Variabel dari penelitian ini antara lain :

1. Variabel Bebas : konsentrasi larutan uji dari limbah cair industri gula tebu tanpa melalui proses IPAL

2. Variabel Terikat : tingkat mortalitas Daphnia magna pada waktu pengamatan 24 jam dan 48 jam.

3. Variabel Kontrol : pH, suhu, jenis organisme uji, tempat perlakuan, jumlah organisme setiap perlakuan.

E. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:

1. Organisme uji yang digunakan adalah Daphnia magna yang berasal dari Pusat Litbang Sumber Daya Air (PUSAIR) dan di kultur di Laboratorium Ekologi Jurusan Pendidikan Biologi FPMIPA UPI.

2. Daphnia magna yang digunakan adalah neonate yang berumur kurang dari 24

jam.

(16)

5

F. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini antara lain :

1. Mengetahui tingkat toksisitas limbah cair industri gula tebu tanpa melalui proses IPAL terhadap Daphnia magna.

2. Sebagai bahan referensi untuk penelitian selanjutnya yang berkaitan dengan toksisitas limbah cair industri gula tebu tanpa melalui proses IPAL.

3. Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai data ilmiah untuk perkembangan ilmu biologi khususnya uji hayati.

G. Asumsi

Penelitian ini memiliki asumsi sebagai berikut:

1. Daphnia magna merupakan hewan uji yang paling sensitif untuk pengujian

toksisitas (ISO, 1982).

2. Daphnia magna diketahui sensitif terhadap berbagai jenis bahan kimia termasuk

logam berat (Tatarazako,et al., 2007).

3. Neonate Daphnia magna merupakan hewan uji paling sensitif, jika dibandingkan dengan Planaria sp dan Poecilia reticulate (APHA, 2005).

H. Hipotesis

Limbah industri adalah semua jenis bahan sisa atau bahan buangan yang berasal

dari hasil samping atau suatu proses industri. Limbah industri dapat menjadi

(17)

sungai. Limbah cair industri gula tebu termasuk dalam kriteria memiliki toksisitas

tinggi, karena dilihat dari hubungan LC50 dan tingkat toksisitasnya memiliki nilai

(18)

26

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah penelitian eksperimental, berupa uji hayati statis (static bioassay) menurut standar APHA, (2005). Penelitian ini terdapat manipulasi terhadap objek penelitian serta adanya kontrol (Nazir, 2003).

B. Desain Penelitian

Desain penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL). RAL dapat didefinisikan sebagai rancangan dengan beberapa perlakuan yang disusun secara random untuk seluruh unit percobaan. Desain ini digunakan karena percobaan dilakukan dilaboratorium dan kondisi lingkungan dapat dikontrol (Nazir, 2003). penentuan banyaknya pengulangan masing-masing konsentrasi berdasarkan perhitungan rumus:

( t )( r -1)≥ 21

Keterangan :

t = Perlakuan r = Pengulangan

21 = Faktor nilai derajat kebebasan umum

Berdasarkan rumus di atas jika jumlah perlakuan (t)=6 maka jumlah pengulangan

(19)

( t ) ( r -1) ≥ 21 (6) ( r -1) ≥ 21 r -1 ≥ 3,5 r ≥ 4,5 r≈5

Pengacakan dan tata letak percobaan RAL diperoleh menggunakan program komputer Microsoft Excel dengan rancangan sebagai berikut :

Gambar 3.1. Tata letak percobaan Rancangan Acak Lengkap (RAL)

Keterangan :

A= Konsentrasi Limbah Cair Industri Gula 0% (kontrol) B= Konsentrasi Limbah Cair Industri Gula 0,01 % C= Konsentrasi Limbah Cair Industri Gula 0,1 % D= Konsentrasi Limbah Cair Industri Gula 1 % E= Konsentrasi Limbah Cair Industri Gula 10 % F= Konsentrasi Limbah Cair Industri Gula 100 % 1,2,3,4,5 = Pengulangan

Pada penelitian ini digunakan deret logaritma yang sesuai untuk uji toksisitas untuk menentukan konsentrasi pengenceran APHA, (2005). Penentuan posisi botol pengamatan dan pengambilan botol pengamatan dilakukan secara acak tanpa membedakan kontrol dan perlakuan, hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.2.

B4 C1 B2 F5 C3 F4

E5 A3 F1 D1 C5 C2

F2 A5 B3 A2 D2 E1

B1 C4 B5 D3 A1 D4

(20)

28

Gambar 3.2. Penentuan posisi botol (Sumber : Dokumentasi pribadi)

Organisme yang digunakan adalah neonate Daphnia magna hasil kultur selama 2 hari yang berumur kurang dari 24 jam dengan jumlah individu masing-masing 10 ekor untuk setiap botol vial yang berjumlah 30 botol, sehingga satu block design

memerlukan 300 ekor Daphnia magna. Hasil dari penelitian ini berupa nilai LC50 yaitu suatu nilai konsentrasi yang mengakibatkan kematian sebanyak 50% dari jumlah organisme uji. Selama penelitian dilakukan, parameter fisik dan kimiawi yaitu pH, suhu, konduktivitas diukur dan dikontrol agar tidak mengalami perubahan berarti dan memberikan pengaruh terhadap organisme uji.

C. Populasi dan Sampel

(21)

D. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli sampai dengan bulan Agustus 2012

di Laboratorium Ekologi Jurusan Pendidikan Biologi FPMIPA UPI.

E. Prosedur Penelitian

Dalam penelitian ini terdiri atas beberapa tahapan yang harus dilakukan, yaitu

tahap persiapan, pra penelitian dan penelitian.

1. Tahap Persiapan

Tahap persiapan diawali dengan pengumpulan, pendataan dan pembersihan alat yang akan digunakan selama pra penelitian dan penelitian. Tahap persiapan merupakan tahap yang penting dimana pada tahap ini merupakan tahap awal untuk mempersiapkan segala keperluan yang dibutuhkan dalam penelitian.

2. Tahap Pra Penelitian

Pada tahap pra penelitian hal yang dilakukan adalah pembuatan larutan stok limbah pabrik gula tebu yang akan digunakan selama penelitian, kultur Daphnia

magna dan aklimatisasi Daphnia magna pada medium fresh water. Aklimatisasi

(22)

30

a. Pembuatan Larutan Stok Limbah Cair Industri Gula Tebu

Limbah cair industri gula tebu yang murni tanpa campuran freshwater dapat dikatakan stok dengan konsentrasi 100%. Untuk mendapat larutan stok dengan konsentrasi 10% hal yang dilakukan adalah 30 ml limbah cair murni dilarutkan pada medium freshwater300 μS/cm hingga 300 ml. Setelah didapatkan konsenterasi 10%, maka dilakukan pengenceran menjadi 1%, 0,1%, dan 0,01% masing-masing sebanyak 300ml. pengenceran dilakukan menggunakan medium freshwater300 μS/cm.

b. Kultur Daphnia magna

Pada tahap kultur Daphnia magna dibutuhkan alat dan bahan berupa akuarium, air sumur sebagai medium kultur bagi Daphnia magna dan fermipan sebagai sumber makanannya (Surtikanti, 2011). Daphnia magna diperoleh dari kultur yang ada di Puslitbang Sumber Daya Air, kultur yang berada di Puslitbang Sumber Daya Air dapat dilihat pada Gambar 3.3 Kemudian dikultur kembali di Laboratorium Ekologi FPMIPA UPI.

Gambar 3.3. Kultur Daphnia magna

(23)

Sebelum Daphnia magna dikultur atau dimasukan kedalam medium, medium yang berupa air sumur di aerasi terlebih dahulu selama 24 jam. Setelah medium di aerasi Daphnia magna dapat langsung di kultur, dipilih Daphnia magna yang siap bereproduksi. Pemilihan ini berdasarkan morfologi Daphnia magna yang memiliki telur di daerah posteriornya,dapat dilihat pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4. Daphnia magna yang siap reproduksi (Sumber : dokumentasi pribadi,perbesaran 400x )

Kultur Daphnia magna dilakukan selama 3 minggu. Subkultur dilakukan dengan cara memindahkan indukan Daphnia magna yang siap bereproduksi ke dalam beaker

glass. Setelah subkultur dilakukan maka akan didapatkan neonate yang berumur

kurang dari 24 jam yang siap digunakan untuk uji toksisitas.

c. Aklimatisasi Daphnia magna dalam medium freshwater

(24)

32

100-400 μS/cm. Bahan yang digunakan untuk membuat 1 L medium freshwater

(medium APHA, 2005) antara lain: 1) 0,096 g NaHCO3

2) 0,06 g CaCl2 2H2O 3) 0,06 g MgSO4 7H2O 4) 0,004 g KCl

Keempat bahan tersebut dilarutkan dalam 1 Liter aquades untuk mendapatkan 1 Liter medium freshwater. Medium freshwater digunakan untuk proses aklimatisasi

Daphnia magna selama kurang lebih 2 jam yang dilakukan sebelum pelaksanaan uji

toksisitas.

Gambar 3.5. Aklimatisasi Daphnia magna dalam medium freshwater

(Sumber : Dokumentasi pribadi)

3. Tahap Penelitian

(25)

jumlah hewan yang sama banyaknya. Pada tahapan ini dapat dilakukan juga pengukuran faktor fisik dan kimiawi dari larutan stok.

a. Uji Toksisitas Akut Daphnia magna

Uji toksisitas akut Daphnia magna menggunakan 2 uji yaitu: Range Finding Test dan Definitif Test. Penelitian dilakukan sebanyak 3 set dimana dalam satu set terdapat 5 kali pengulangan dalam setiap konsentrasi.Hasil dari pengamatan optimasi kontrol, digunakan untuk mengetahui lama pengamatan uji toksisitas. Setelah optimasi kontrol dilakukan, maka dilanjutkan dengan Range Finding Test untuk menentukan konsentrasi limbah tertinggi yang menyebabkan kematian total Daphnia

magna dan konsentrasi terendah yang tidak menyebabkan kematian total Daphnia

magna selama 24 jam dan 48 jam.

Uji toksisitas ini dilakukan dengan menggunakan botol vial berukuran 10 ml. Setiap botol vial berisi limbah cair industri gula tebu tanpa melalui proses IPAL dengan konsentrasi 0,01%; 0,1%; 1%; 10%; 100% dan kontrol 0% menggunakan medium freshwater. Setiap konsentrasi dilakukan pengulangan sebanyak 5 kali, dimana dalam satu pengulangan uji baik Range Finding Test maupun Definitive Test

terdapat 5 botol untuk setiap konsentrasi dengan jumlah larutan dan jumlah hewan yang sama. Untuk setiap botol vial berisikan sampel limbah sebanyak 10 ml dan 10 ekor neonate Daphnia magna.

Pengukuran parameter fisik-kimiawi (suhu, pH dan konduktivitas) diukur sebagai

penunjang uji toksisitas. Pengukuran dilakukan pada awal dan akhir perlakuan dan nantinya akan diambil nilai rata-ratanya (mean). Jumlah Daphnia magna yang mati dan yang masih hidup dicatat dan uji ini dilakukan selama 2x24 jam (American

Phamaceutical Association (APHA), 2005). Uji selanjutnya adalah Definitive Test

(26)

34

46%, dan 68% (EPS, 1990). Definitive Test ini bertujuan untuk mendapatkan nilai LC50, pada konsentrasi berapa kematian Daphnia magna terjadi. Penentuan konsentrasi uji hayati berdasarkan logaritma dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Penentuan Konsentrasi Berdasarkan Logaritma

1

b. Pengukuran Faktor Fisik dan Kimiawi

(27)

1) Kadar BOD diukur dengan menggunakan Metode Elektrometri (Oksigen

Metri)

Biochemical Oxygen Deman (BOD) adalah ukuran kandungan bahan organik

dalam limbah cair. BOD ditentukan dengan mengukur jumlah oksigen yang diserap oleh sampel limbah atau jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme di dalam air untuk mendegradasi atau mengoksidasi limbah organik di dalam air. Prinsip penentuan nilai BOD ini didasarkan kepada angka BOD yang ditetapkan dengan menghitung selisih antara oksigen terlarut awal dengan oksigen terlarut setelah air sampel disimpan selama 5 hari pada suhu 20oC. Oksigen terlarut awal diibaratkan kadar oksigen maksimum yang dapat larut dalam air. Setelah disimpan selama 5 hari, diperkirakan bakteri telah berbiak dan menggunakan oksigen terlarut untuk oksidasi. Sisa oksigen terlarut yang ada diukur kembali, akhirnya konsumsi oksigen dapat diketahui dengan mengurangi kadar oksigen awal dengan oksigen akhir setelah 5 hari (SNI 6989.72:2009).

2) Kadar COD diukur dengan menggunakan Metode Titrimetri.

Chemical Oxygen Demand (COD) adalah jumlah oksigen yang diperlukan agar

(28)

36

organik sama dengan jumlah Kalium bichromat yang dipakai pada reaksi oksidasi. Semakin banyak oksigen yang diperlukan berarti limbah semakin banyak tercemar oleh bahan buangan organik (SNI 6989.73:2009).

3) Kadar TSS diukur dengan menggunakan Metode Gravimetri.

Total Suspended Solids (TSS) merupakan bahan padat organik dan anorganik

yang tersuspensi di dalam air. Metode ini digunakan untuk menentukan residu tersuspensi yang terdapat dalam sampel limbah secara gravimetri. Cara uji dan prinsip yaitu sampel yang telah homogen disaring dengan kertas saring yang telah ditimbang. Residu yang tertahan pada saringan dikeringkan sampai mencapai berat konstan pada suhu 103°C sampai dengan 105°C. Kenaikan berat saringan mewakili TSS. Jika padatan tersuspensi menghambat saringan dan memperlama penyaringan, diameter pori-pori saringan perlu diperbesar. Penentuan TSS, dihitung perbedaan antara padatan terlarut total dan padatan total (SNI 06-6989.3-2004).

4) Kandungan Alumunium diukur dengan menggunakan Atomic Absoption

Spectrophotometer (AAS).

Metode AAS berprinsip pada absorbsi cahaya oleh atom. Atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. AAS dapat digunakan untuk mengukur 61 jenis logam. Atom-atom dari sampel akan menyerap sebagian sinar yang dipancarkan oleh sumber cahaya. Penyerapan energi oleh atom terjadi pada panjang gelombang tertentu sesuai dengan energi yang dibutuhkan oleh atom tersebut. Nilai absorbansi yang diukur dapat diartikan sebagai kadar logam yang diukur (SNI 06-4824-1998).

5) pH diukur menggunakan pH Meter

(29)

melarutkan garam dari asam lemah-basa kuat atau basa lemah-asam kuat sehingga menghasilkan nilai pH tertentu dan stabil. Prinsip cara uji derajat keasaman (pH) dengan menggunakan alat pH meter adalah sebuah Metode pengukuran pH berdasarkan pengukuran aktifitas ion hidrogen secara potensiometri/elektrometri dengan menggunakan pH meter (SNI 06-2413-1991).

6) Konduktivitas diukur menggunakan Konduktivitimeter

Nilai konduktivitas merupakan ukuran terhadap konsentrasi total elektrolit di dalam air. Kandungan elektrolit yang pada prinsipnya merupakan garam-garam yang terlarut dalam air, berkaitan dengan kemampuan air dalam menghantarkan arus listrik. Semakin banyak garam-garam yang terlarut, semakin baik daya hantar listrik tersebut. Konduktivitimeter adalah metode analisis kimia berdasarkan daya hantar listrik berdasarkan larutan. Prinsp kerja dari alat ini berkaitan dengan daya hantar listrik dari suatu larutan yang berhubungan dengan jenis dan konsentrasi ion di dalam larutan. Bagian-bagiannya adalah sumber listrik yang didasarkan pada arus AC. Tahanan jenis yang digunakan untuk pengukuran daya hantar. Sel terdiri dari sepasang elektroda berupa logam yang dilapisi dengan logam untuk menahan efektivitas permukaan elektroda. (Zemanskey, 1962).

F. Analisis Data

Analisis data dilakukan setelah pengumpulan data hasil Definitive Test dan nilai parameter fisik-kimiawi. Nilai LC50 diperoleh menggunakan analisis Probit dengan program komputer yaitu softwareBiostat 2009 dengan derajat kesalahan 5% (α=0,05)

(30)

38

(31)

38

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian

Penelitian yang berjudul “Tingkat Toksisitas Limbah Cair Industri Gula Tebu Tanpa Melalui Proses IPAL Terhadap Daphnia magna” telah dilakukan. Hasil penelitian diperoleh dari hasil analisis faktor fisik dan kimiawi dari limbah cair industri gula tebu, pengamatan mortalitas Daphnia magna tanpa perlakuan (optimasi kontrol), uji toksisitas akut dan pengukuran faktor fisik dan kimiawi larutan uji hayati. Dibawah ini adalah pemaparan mengenai hasil dari penelitian yang telah dilakukan.

1. Uji Toksisitas Akut

a. Optimasi Kontrol

Optimasi kontrol merupakan tahapan dimana sebelum kontrol digunakan dalam uji toksisitas akut, untuk mengetahui berapa lama mortalitas terjadi pada Daphnia

magna tanpa perlakuan. Hasil pengamatan mortalitas Daphnia magna pada optimasi

kontrol dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Hasil Pengamatan Mortalitas Daphnia magna

Pengamatan

∑ Mortalitas Daphnia magna

Hari ke-0 Hari ke-1 Hari ke-2 Hari ke-3

I 0/50 0/50 1/50 6/50

II 0/50 1/50 2/50 10/50

II 0/50 0/50 1/50 8/50

Rata-rata 0/50 0,33/50 1,33/50 8/50

(32)

39

Keterangan: Setiap pengulangan terdiri atas 5 botol vial yang masing-masing dimasukan 10 ekor Daphnia magna.

Berdasarkan hasil optimasi kontrol yang dilakukan selama 3 hari pengamatan, diketahui bahwa Daphnia magna dapat hidup dalam kondisi optimum selama 2 hari. Hal ini dibuktikan dari pengamatan pada hari ke 1 dan hari ke 2 yaitu persentase mortalitas berada pada rentang 0,66-2,26% (kurang dari 10%). Hal berbeda terlihat dari persentase mortalitas pada hari ke 3 yaitu sebesar 16% (lebih dari 10%) yang menunjukkan kondisi Daphnia magna yang tidak optimum. Hasil optimasi kontrol tersebut dapat dijadikan dasar pelaksanaan pengamatan mortalitas Daphnia magna

yang dilakukan selama 2x24 jam, agar kematian atau mortalitas yang terjadi pada

Daphnia magna disebabkan oleh faktor limbah itu sendiri tanpa ada faktor lain yang

mempengaruhi.

2. Pengukuran Faktor Fisik dan Kimiawi

a. Pengukuran Faktor Fisik dan Kimiawi Limbah Cair Industri Gula Tebu

(33)

Tabel 4.2. Hasil Analisis Faktor Fisik dan Kimiawi Limbah Cair Industri Gula Tebu Tanpa Melalui Proses IPAL

No Parameter Kadar Maksimum (mg/L) Hasil Pengukuran (mg/L)

1 BOD 120 175

2 COD 100 501,7

3 TSS 250 885,3

4 Alumunium - 4,91

(Sumber: Hasil Pemeriksaan Limbah Berdasarkan Parameter Terakreditasi KAN-ISO 17025:2008)

b. Pengukuran Faktor Fisik dan Kimiawi Larutan Uji

Hasil pengamatan faktor fisik kimia larutan uji pada Range Finding Test

ditunjukkan oleh rentang suhu, pH, dan konduktivitas selama 48 jam pengamatan. Rentang suhu yang tercatat sebesar 25-25,5°C, rentang pH dengan nilai 7,2-7,6, dan nilai konduktivitas berada pada kisaran 300-403 µS/cm. Hasil pengamatan Definitive

Test, nilai suhu yang tercatat pada kisaran 25-25,5°C, nilai pH berada pada kisaran

7,4-7,6 dan nilai konduktivitas berada pada kisaran 300-395µS/cm.Hasil pengamatan dapat dilihat pada Tabel 4.3 dan Tabel 4.4.

(34)

41

Tabel 4.4. Rerata Faktor Fisik dan Kimia Larutan Uji pada Definitive Test

Faktor fisik

dan kimia

Konsentrasi

0% 15% 22% 32% 46% 68%

pH 7,0±0 7,4±0 7,43±0,05 7,5±0 7,56±0,05 7,6±0

Suhu (°C) 25,2±0,2 25±0 25,3±0,2 25,2±0,2 25,5±0 25,3±0,2

Konduktivitas

(µS/cm) 300±0 355±0 358±0 370±0 383±0 395±0

c. Uji Penentuan Konsentrasi Kritis (Range Finding Test)

Uji Range Finding Test (uji pendahuluan) dilakukan untuk menentukan konsenterasi pengenceran yang akan digunakan pada Definitive Test (uji sesungguhnya). Konsentrasi pengenceran yang digunakan dalam Range Finding Test

yaitu 0%; 0,01%; 0,1%; 1%; 10% dan 100%. Data hasil pengamatan Range Finding Test I, II dan III dapat dilihat pada Tabel 4.5 dan 4.6.

Tabel 4.5. Hasil Pengamatan Range Finding Test 24 Jam Mortalitas Daphnia magna

Pengenceran Limbah ∑ Mortalitas Daphnia magna (24 jam)

pengulangan 0% 0,01% 0,1% 1% 10% 100%

I ∑ 0/50 2/50 5/50 7/50 12/50 50/50

10 April 2012 % 0 4 10 14 24 100

II ∑ 0/50 2/50 3/50 7/50 12/50 50/50

17 April 2012 % 0 4 6 14 24 100

III ∑ 0/50 2/50 5/50 7/50 12/50 50/50

(35)

Rata-rata 0±0 2±0 4,3±1,15 7±0 12±0 50±0

Tabel 4.6 Hasil Pengamatan Range Finding Test 48 Jam Mortalitas Daphnia magna

Pengenceran Limbah ∑ Mortalitas Daphnia magna (48jam)

pengulangan 0% 0,01% 0,1% 1% 10% 100%

I ∑ 1/50 7/50 8/50 13/50 19/50 50/50

11 April 2012 % 2 14 16 26 38 100

II ∑ 0/50 5/50 8/50 11/50 18/50 50/50

18 April 2012 % 0 10 16 22 36 100

III ∑ 1/50 5/50 8/50 12/50 18/50 50/50

25 April 2012 % 2 10 16 24 36 100

Rata-rata 0,6±0,5 5,6±1,15 8±0 12±1 18,3±0,5 50±0

Hasil penelitian Range Finding Test dilakukan selama 2 hari menunjukan bahwa 50% mortalitas atau 25 ekor Daphnia magna mati dalam waktu 24 jam dan 48 jam terdapat pada rentang konsentrasi 10–100%. Dilihat dari nilai kematian organisme

Daphnia magna pada konsentrasi 10% dari nilai rata-rata sebesar 18,3, oleh karena itu dapat ditentukan bahwa untuk uji selanjutnya rentang yang digunakan adalah 10-100%.

d. Uji Penentuan LC50 (Definitive Test)

Definitive Test (uji sesungguhnya) dilakukan untuk menentukan LC50 dengan

(36)

43

pengamatan mortalitas Daphnia magna pada Definitive Test 24 jam dan 48 jam dapat dilihat pada Tabel 4.7 dan Tabel 4.8.

Tabel 4.7. Hasil Pengamatan Definitive Test Mortalitas Daphnia magna 24 jam

pengulangan 0% 15% 22% 32% 46% 68%

I ∑ 0/50 8/50 11/50 18/50 27/50 50/50

1 Mei 2012 % 0 16 22 36 54 100

II ∑ 0/50 8/50 12/50 17/50 27/50 50/50

8 Mei 2012 % 0 16 24 34 54 100

III ∑ 0/50 7/50 11/50 18/50 27/50 50/50

14 Mei 2012 % 0 14 22 36 54 100

Rata-rata 0±0 7,6±0,5 11,3±0,5 17,6±0,5 27±0 50±0

Tabel 4.8. Hasil Pengamatan Definitive Test Mortalitas Daphnia magna 48 jam

pengulangan 0% 15% 22% 32% 46% 68%

I ∑ 0/50 17/50 18/50 22/50 32/50 50/50

2 Mei 2012 % 0 34 36 44 64 100

II ∑ 0/50 16/50 18/50 23/50 32/50 50/50

9 Mei 2012 % 0 32 36 46 64 100

III ∑ 0/50 17/50 18/50 22/50 32/50 50/50

15 Mei 2012 % 0 34 36 44 64 100

Rata-rata 0±0 17,3±0,5 18±0 22,3±0,5 32±0 50±0

(37)

konsentrasi 32-46%, sedangkan dalam waktu 48 jam 50% mortalitas Daphnia magna

terdapat pada rentang konsentrasi 32-46%. Hasil pengamatan Definitive Test dengan menggunakan metode interpolasi linier diperoleh hasil bahwa data hasil pengamatan

Definitive Test yang telah diperoleh kemudian dianalisis untuk mendapatkan nilai

LC50 24 jam dan 48 jam.

3. Perhitungan Nilai LC50

Data hasil pengamatan Definitive Test 24 jam dan 48 jam yang telah diperoleh kemudian diuji normalitas dan homogenitasnya menggunakan software SPSS 16. Uji normalitas dan homogenitas berperan dalam menentukan uji statistik selanjutnya untuk mendapatkan nilai LC50 24 jam dan 48 jam. Hasil uji statistik menunjukkan bahwa data Definitive Test berdistribusi normal dan homogen. Data Definitve Test

yang telah diuji normalitas dan homogenitasnya kemudian dilakukan analisis probit

menggunakan software Biostat 2009 untuk menentukan LC50 24 jam dan LC50 48 jam. Fiducial limits merupakan nilai batas dari nilai LC50, dimana terdapat batas atas dan batas bawah yang berguna untuk menentukan batas konsentrasi aman dan tidaknya suatu zat. Nilai LC50 24 jam dan 48 jam yang diperoleh dari hasil analisis data Probit, kemudian dianalisis menggunakan metode Wilcoxon (Surtikanti, 2009) dalam uji Definitive Test dengan tiga kali uji pengulangan dapat dilihat pada Tabel 4.9.

Tabel 4.9.Hasil Perhitungan LC50 24 jam dan 48 Jam Menggunakan Finney Method

(38)

45

Setelah dilakukan analisis data dengan menggunakan Finney Method dari masing-masing pengulangan uji yang dilakukan, diketahui nilai LC50 Definitive Test 24 jammemiliki rentang 36,42-51,22%, sedangkan untuk Definitive Test 48 jam dari masing-masing pengulangan diketahui memiliki nilai LC50 dengan rentang 26,11-38,82%. Nilai LC50 yang diperoleh dari hasil analisis data ketiga pengulangan secara langsung Definitive test 24 dan 48 jam sebesar 43,82% dan 32,47%. Nilai tersebut digunakan untuk perhitungan LC50 toksisitas limbah cair industri gula tebu. Dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan 4.2 yang menunjukkan nilai LC50 24 jam dan 48 jam dari ketiga pengulangan uji Definitive Test.

Gambar 4.1. Nilai LC50 24 jam Definitive Test I,II, dan III 0

10 20 30 40 50 60

Test I Test II Test III Test I,II,III

LC5

0

LC50Definitive Test 24 Jam

LC50

Batas Bawah

(39)

Gambar 4.2. Nilai LC50 48 jam Definitive Test I,II, dan III

B. Pembahasan

1. Analisis Faktor Fisik dan Kimiawi Limbah Cair Industri Gula Tebu

Faktor fisik dan kimiawi limbah cair industri gula tebu yang harus diperhatikan sebagai pencemar lingkungan diantaranya BOD, COD, TSS, dan kandungan logam berat yang terkandung. Biological Oxygen Demand (BOD), menunjukkan jumlah oksigen yang dibutuhkan mikroorganisme untuk mendegradasi senyawa organik (Bosnic,et al.,2000). Berdasarkan sampel limbah yang dianalisis menunjukkan kadar BOD yang terkandung didalam limbah cair industri gula tebu sebesar 175 mg/L, hal tersebut melebihi kadar maksimum yang diperbolehkan berada dilingkungan hanya sebesar 120 mg/L.

Hasil pengujian yang dilakukan menunjukkan kadar COD yang ada dalam limbah cair industri gula tebu sebesar 501,7 mg/L, jumlah ini telah melebihi batas maksimal kandungan COD yang ada dilingkungan sebesar 100 mg/L. Menurut Clare (2002), kandungan COD yang tinggi dalam limbah bukan menjadi penyebab

Test I Test II Test III Test I,II,III

(40)

47

kematian Daphnia magna, karena Daphnia magna diketahui memiliki kemampuan mensintesis hemoglobin untuk bertahan hidup dalam kondisi lingkungan yang rendah

kadar oksigen.

Total Suspended Solids (TSS) menunjukkan kandungan bahan padat organik dan anorganik yang tersuspensi di dalam air, padatan organik ini menyebabkan warna air menjadi keruh (Wardhana, 2001). Hasil analisis faktor fisik dan kimiawi menunjukkan kadar TSS pada sampel limbah lebih tinggi dibandingkan kadar maksimum dalam perairan yaitu sebesar 885,3 mg/L. Kadar TSS yang tinggi dalam perairan dapat mempengaruhi kandungan oksigen terlarut. Semakin tinggi kadar TSS, maka kadar oksigen terlarut semakin rendah. Hal tersebut mengakibatkan air limbah tersebut menjadi toksik apabila kadar oksigen terlarut rendah (Odum, 1994).

Sampel limbah yang dianalisis, diketahui mengandung Alumunium (Al) sebesar 4,91 mg/L. Kadar tersebut nilainya lebih tinggi jika dibandingkan dengan kadar maksimum Alumunium (Al) dalam lingkungan yaitu 0,2 mg/L, kadar tersebut sudah termasuk ke dalam kategori toksik terhadap manusia maupun organisme lainnya.

2. Lethal Concentration (LC50) dan Toksisitas Limbah Cair Industri Gula Tebu

Parameter yang sering digunakan dalam uji hayati adalah LC50 (lethal

concentration), yaitu konsentrasi yang dapat mematikan organisme uji sebanyak 50%

(41)

Hasil analisis probit menunjukkan bahwa nilai LC50 24 jam pada limbah cair industri gula tebu terdapat pada pengenceran 43,82% dengan rentang konsentrasi pengenceran 36,42-51,22%. Nilai LC50 48 jam dari limbah cair kertas terdapat pada pengenceran 32,47% dengan rentang konsentrasi pengenceran 26,11-38,82%. Nilai LC50 24 jam dan 48 jam memiliki karakteristik yang terdapat pada Tabel 4.10 dan Tabel 4.11 dibawah ini.

Tabel 4.10Karakteristik Limbah Cair Industri Gula Tebu pada LC50 24 jam

LC50 24 jam Parameter Kadar (mg/L)

Tabel 4.11Karakteristik Limbah Cair Industri Gula Tebu pada LC50 48 jam

LC50 48 jam Parameter Kadar (mg/L) diketahui memiliki kadar Alumunium sebesar 2,15 mg/L. Kadar Alumunium tersebut menunjukkan besarnya kandungan Alumunium pada medium uji selama 24 jam pada

Definitive test. Nilai LC50 48 jam limbah cair industri gula tebu terhadap Daphnia

magna diketahui memiliki kadar Alumunium sebesar 1,59 mg/L.

(42)

49

dan 2.5. Berdasarkan tabel tersebut diketahui bahwa limbah gula merupakan limbah yang memiliki tingkat toksisitas kedua tertinggi setelah limbah batik. Hal tersebut dapat diketahui dari nilai LC50 24 jam limbah batik sebesar 1,62 mg/L dan LC50 48 jam sebesar 1,00 mg/L, sedangkan nilai LC50 24 jam pada limbah cair gula sebesar 2,15 mg/L dan nilai LC50 48 jam limbah gula sebesar 1,59mg/L. menurut Verma (2008) semakin rendah nilai LC50 suatu zat maka semakin toksik zat tersebut.

Tingginya tingkat kematian pada Daphnia magna dalam limbah batik, menurut penelitian Maulidia (2012) selain merupakan industri rumahan yang pengolahan limbahnya tanpa melalui proses IPAL, terdapat juga kandungan zat berbahaya yang terdapat di dalam limbah cair batik seperti minyak/lemak, phenol, zat warna, kromium dan sisa khlor.

Tingginya tingkat kematian Daphnia magna pada limbah cair industri gula tebu tersebut disinyalir diakibatkan oleh kandungan zat yang terdapat dalam limbah cair industri gula. Supraptini (2002) menyatakan bahwa kandungan tertinggi dalam limbah gula adalah bahan organik (karbon). Kandungan karbon dan bahan organik dalam limbah dapat menaikan nilai COD atau kelarutan bahan kimia organik dalam air . Adanya kelarutan bahan kimia yang tinggi dapat menurunkan kadar oksigen

terlarut didalam air.

Daphnia magna adalah hewan Crustaceae yang sangat memerlukan oksigen

(43)

tinggi kandungannya adalah alumunium.

Alumunium yang digunakan dalam industri gula adalah Alumunium sulfat atau yang biasa disebut tawas (Linggawati,et al.,2002). Tawas merupakan bahan koagulan yang sering digunakan di pengolahan air minum ataupun pada air buangan domestik, selain itu dapat mengurangi konsentrasi warna dan bau. Alumunium juga merupakan logam ion toksik, dan masuk ke dalam tubuh makhluk hidup bersama makanan atau minuman (Dahniar, et al, 2005). Sedangkan penelitian lainnya menyebutkan bahwa alumunium dapat ikut beredar di dalam darah dan menyebabkan gangguan sistem transportasi pada tubuh hewan (Chen, et al, 2001). Seperti yang telah diketahui,

Daphnia magna memiliki hemoglobin yang berfungsi untuk mengikat oksigen (Clare,

2002).

Hemoglobin merupakan komponen yang paling penting dalam proses pengikatan oksigen di dalam darah. Salah satu sifat dari hemoglobin adalah dapat berikatan dengan ion logam. Alumunium sulfat akan terurai menjadi ion alumunium dan sulfat di dalam air. Ion alumunium tersebut dapat berikatan dengan sisi aktif hemoglobin. Adanya ikatan hemoglobin dari alumunium tersebut akan mengakibatkan penghambatan proses pengikatan oksigen. Hal tersebut dapat mengakibatkan proses respirasi didalam tubuh Daphnia magna akan terhambat, yang mengakibatkan penurunan proses penghasilan energi. Apabila keadaan tersebut berlangsung terus menerus, maka akan mengakibatkan defisiensi penghasilan energi yang berujung pada kematian pada hewan, yang dalam penelitian ini adalah Daphnia

magna. Hal tersebut berseusuaian dengan penelitian Desvitria (2012) yang

menyatakan bahwa kandungan alumunium dalam medium kultur Daphnia magna dapat mengakibatkan keracunan dan kematian pada Daphnia magna dengan hasil dari

Definitve test penelitian tersebut besarnya alumunium yang menyebabkan kematian

(44)

51

Dalam kurun waktu yang lama, alumunium dianggap tidak toksik pada manusia, tetapi pandangan ini berubah ketika tahun 1970, alumunium dihubungkan dengan DDS (Dyalisis Dementia Syndrome) (Anonim,1997). Tingkat toksisitas limbah logam alumunim dapat ditentukan oleh hasil uji toksisitas yaitu nilai LC50 48 jam. Beberapa peneliti berpendapat bahwa jika pada pengujian selama 48 jam nilai

LC50 ≥ 100% atau pada konsentrasi pengenceran 100% tidak mengakibatkan

kematian pada organisme uji, maka limbah yang diuji dapat diklasifikasikan sebagai non toksik. Sebaliknya jika nilai LC50 kurang dari 100% maka limbah yang diuji diklasifikasikan sebagai toksik (Verma, 2008).

Kriteria tingkat toksisitas akut berdasarkan nilai LC50 48 jam menunjukkan bahwa sampel limbah cair industri gula tebu yang diuji termasuk dalam kategori toksik. Berdasarkan penjelasan diatas dapat dihubungkan dengan penelitian yang penulis lakukan, bahwa hasil uji toksisitas limbah cair industri gula terhadap Daphnia

magna menunjukkan nilai LC50 24 jam masing–masing dalam rentang 36,42-51,22%

dan LC50 48 jam masing –masing dalam rentang 26,11-38,82% dengan menggunakan

Finney method.

Keberadaan limbah cair industri gula tebu tanpa melalui proses IPAL yang dibuang langsung ke lingkungan tentu dapat membahayakan organisme di sekitarnya terutama organisme yang berada di perairan..Konsentrasi aman atau NOEC (No

Observed Effect Concentration) dapat diperoleh dari rumus (Forbes et al. dalam

masfufah, 2007):

Hasil perhitungan konsentrasi aman menunjukkan bahwa nilai NOEC limbah penyamakan kulit adalah 0,08 mg/ml. Nilai NOEC ini berada di bawah nilai kadar maksimum yang diperbolehkan berada dilingkungan yaitu sebesar 0,2 mg/ml.

(45)

Tingkat teksisitas limbah cair industri gula tebu tana melalui proses IPAL terhadap dania magna Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu tinggi dikarenakan sampel limbah cair industri gula yang digunakan dalam penelitian ini belum melalui proses IPAL. Zat yang paling berpengaruh dalam kematian Daphnia magna adalah kenaikan nilai COD akibat dari banyaknya kandungan bahan organik (karbon) dalam limbah cair industri gula tebu.

Berdasarkan hasil analisis data dengan menggunakan Finney Method dari masing-masing pengulangan uji yang dilakukan, diketahui nilai LC50 Definitive

Test 24 jam memiliki rentang 36,42-51,22%. Jika data dari ketiga pengulangan

dianalisis secara langsung maka diperoleh nilai LC50 sebesar 43,82%. Analisis yang dilakukan pada data Definitive Test 48 jam dari masing-masing pengulangan diketahui memiliki nilai LC50 dengan rentang 26,11-38,82%. Nilai LC50 yang diperoleh dari hasil analisis data ketiga pengulangan secara langsung adalah 32,47

Hasil uji toksisitas akut pada limbah cair industri gula tebu terhadap

Daphnia magna pada LC50 24 jam memiliki nilai 2,15 mg/L menunjukkan sampel

limbah cair industri gula tebu masuk ke dalam kategori toksik tinggi dan uji toksisitas akut pada LC50 48 jam memiliki nilai 1,59 mg/L menunjukkan sampel limbah cair industri gula tebu masuk ke dalam kategori toksik tinggi. Limbah cair industri gula tebu dikatakan toksik tinggi karena dilihat dari nilai LC50 24 dan 48 jam, dimana semakin kecil nilai LC50 semakin tinggi tingkat toksisitasnya. Hasil perhitungan konsentrasi aman menunjukkan bahwa nilai NOEC limbah penyamakan kulit adalah 0,08 mg/ml. Nilai NOEC ini berada di bawah nilai kadar maksimum yang diperbolehkan berada dilingkungan yaitu sebesar 0,2 mg/ml.

B. Saran

(46)

53

mendapatkan validitas data yang lebih besar. Penelitian ini hanya sebagian kandungan kimia yang di uji, diharapkan untuk penelitian selanjutnya analisis senyawa kimia dan fisika pada limbah cair industri gula tebu lebih banyak

lagi, agar hasil yang didapat lebih akurat dalam menentukan penyebab

(47)

54

Adityanto, B.N.( 2007). Aktivitas Isolat Bakteri Aerob dari Lumpur Aktif Pengolahan Limbah

Cair dalam Mendegradasi Limbah Organik. Skripsi. Institut Tekhnologi Bandung,

Bandung.

APHA.(2005).Standard Methods for The Examination of Water and Waste Water. 21th ed. American Public Health Association.Washington DC.

Bosnic, et al.(2000). Textural Characterization of the Beach Active Layer.[Online].tersedia: www.ics2011.pl/artic/SP64_40-44_I.Bosnic.pdf [2 Februari 2013]

Clare, J. (2002). Daphnia: An Aquarist’s Guide. Verson 3.2. [Online]. Tersedia : http://caudata.org. [10 Maret 2012]

Chen, et al.(2001).Toxicological Profile forAluminum.[Online].tersedia: www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp22-c3.pdf [18 Februari 2013]

Dahniar, et al.(2005). Pengaruh Keracunan Alumunium Terhadap Jaringan Otak Tikus Putih (Rattus sp).[Online].tersedia : isjd.pdii.lipi.go.id/admin/jurnal/13205162168_0854-1159.pdf

[15 Februari 2013]

Damayanti, R.(2010).Jenis dan Karakteristik Limbah B3.[online]tersedia:

repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/16150/.../Chapter%20II.pdf [10 April 2012]

Darmono. (1995). Logam Dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. UI Press. Jakarta

Desvitria, Y.(2012). Toksisitas Logam Alumunium (Al) TerhadapDaphnia magna.

Skripsi.Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung.

Ebert, D. (2005). Ecology, Epidemiology and Evolution of Parasitism in

Daphnia[Online].Tersedia:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=Books

(48)

55

Eka, W.(2012).Tingkat Toksisitas Limbah Cair Kertas Terhadap Daphnia magna.Skripsi Sarjana FPMIPA UPI Bandung.

Ekawati, N.O.(2006).Analisis Kestabilan Model Rantai Makanan Tiga Spesies Dengan

Manifold Pusat.[Online]tersedia:repository.ipb.ac.id/bitstream/.../G06noe.pdf?...1 [15

Januari 2013]

EPA.(2008).Statistical Analysis for Biological Method [Online]. Tersedia: http://www.epa.gov/nerleerd/stat2.htm [22 Februari 2012]

EPS. (1990). Biological Tests Method : Acute Lethality Tests Using Daphnia spp. Report EPS 1/Rm/11. July.Edition. Canada. Ottawa.

Fadilah, A.(2011).Mortalitas Limbah Penyamaan Kulit Terhadap Daphnia magna. skripsi Sarjana FPMIPA UPI Bandung.

Hermiawati, E.(2003).Modifikasi Teknis Uji Hayati LC-50 -24H.[online]tersedia:

epository.upi.edu/operator/upload/s_d0351_022754_chapter5.pdf [10 April 2012]

Isyuniarto,et al.(2007).Proses Ozonisasi Pada Limbah Cair Industri Gula.[online]tersedia :

journal.kimiawan.org/index.php/jki/article/view/19.pdf [20 April 2012]

ISO.(1982).Water Quality-Determination of The Inhibition of Mobility of Daphnia magna

Strauss (Cladocerans crustacea).Switzerland: Organization for Standardization

1nd.Geneva

Jalius.(2006). Limbah Kimia dan Pengaruhnya Terhadap Reproduksi Hewan.Institut Pertanian Bogor.

(49)

56

www.unri.ac.id/jurnal/jurnal_natur/vol5(1)/amilia.pdf [31 Juli 2012]

Mardani, D.Y.(2000).Pemanfaatan Limbah Industri Gula Untuk Meningkatkan Produksi Kedelai (Glycine max) Pada Tanah Mediteran (Typic Hapludalf) di Kulon Progo Daerah

Istimewa Yogyakarta.[online]tersedia :

images.institutyogyakarta.multiply.multiplycontent.com [20 Juli 2012]

Maulidia, L.(2012). Toksisitas Limbah Tekstil Batik Tanpa Melalui Proses IPAL Terhadap

Daphnia magna.Skripsi Sarjana FPMIPA UPI Bandung.

Masfufah, R.,Intan & Rina, F.(2007). Uji Toksisitas Limbah Cair Penyamakan Kulit Terhadap

Reproduksi dan Pertumbuhan Daphnia carinata King.[Online].Tersedia :

http://pustaka.unpad.ac.id/wp-content/uploads/2009/04/uji_toksisitas_limbah_cair_penyamakan_kulit.pdf [31 juli 2012]

Nazir, M. (2003). Metode penelitian. Jakarta : Ghalia Indonesia.

Odum, E. P. (1994). Dasar-dasar Ekologi. Edisi Ketiga. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Oktiawan, W, Endro.S dan Ulfatul .F.(2000). Pengolahan Limbah Cair Industri Gula Dengan Tekhnologi Sistem Non Contact Electrodes Dengan Oxygen Atmosphere Terhadap

Variasi Tegangan dan Banyaknya Sirkulasi.[online]tersedia:

isjd.pdii.lipi.go.id/admin/jurnal/6109612.pdf [20 Juli 2012]

Pennak.R.(1978).Freshwater Invertebrates of The United States 2nd Editions.New York:Wiley Interscience Press New York.

Permana, I. (2010).Uji Toksisitas Akut Limbah Tekstil Terhadap Daphnia magna (Cladocerans