PENURUNAN LOGAM CADMIUM (Cd)
AIR LIMBAH INDUSTRI ELEKTROPLATING
MENGGUNAKAN BAKTERI
PSEUDOMONAS FLUORESCENS
Oleh :
NPM : 0452010026
DIKKY KUSTRIANA
JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”JATIM
SURABAYA
i
sehingga saya dapat menyelesaikan tugas skripsi ini dengan judul PENURUNAN
LOGAM CADMIUM (Cd) AIR LIMBAH INDUSTRI ELEKTROPLATING
DENGAN PSEUDOMONAS FLUORESCENS . Tugas ini merupakan salah satu
persyaratan bagi setiap mahasiswa Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik
Sipil dan Perencanaan, UPN “ Veteran “ Jawa Timur untuk mendapatkan gelar
sarjana.
Selama menyelesaikan tugas ini, saya telah banyak memperoleh
bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, pada kesempatan ini saya ingin
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. DR. Ir. Edy Mulyadi, SU, selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan
Perencanaan UPN “Veteran” Jawa Timur.
2. Ir. Tuhu Agung R., MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Lingkungan UPN
“Veteran” Jawa Timur.
3. DR. Ir. Edy Mulyadi, SU, selaku Dosen Pembimbing.
4. Orang tua dan keluarga yang telah membantu baik secara moral dan
material.
5. Semua rekan-rekan di Teknik Lingkungan yang secara tidak langsung
telah membantu hingga terselesainya tugas ini.
ii
ini, saran dan kritik yang membangun akan saya terima. Akhir kata saya ucapkan
terima kasih dan mohon maaf yang sebesar-besarnya apabila didalam laporan ini
terdapat kata-kata yang kurang berkenan atau kurang dipahami.
Surabaya, Mei 2010
v
2.1. Proses Elektroplating ………...
2.2. Limbah Industri Elektroplating ………...
2.3. Kadmium ……….
2. 4. Mikroorganisme Penurun Logam Berat Cadmium ………..
2. 5. Landasan Teori ………
2.5.1 Mekanisme Bioremoval Dan Bioadsorpsi ………...
2.5.2. Konsep Dasar Proses Bioremoval ………...
vi
METODE PENELITIAN
3.1. Bahan Penelitian ………
3.2. Peralatan Penelitian ………
3.3. Kerangka Penelitian ………
3.4. Jalan Penelitian ………
3.5. Variabel ………...
3.6. Prosedur Analisis ………
3.6.1 Analisa Koloni ……….
3.6.2 Perhitungan Pengenceran ………
3.6.3 Perhitungan Efisiensi Penurunan Limbah ………...
3.6.4 Penghitungan Jumlah Bakteri Pada Penelitian Utama ………
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Penelitian Awal ………
4.2. Penenelitian Utama ………..
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ………..
5.2 Saran ………
DAFTAR PUSTAKA ...
LAMPIRAN A DATA HASIL PENELITIAN ...
LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN ...
vii
racun...
Tabel 4.1 Pengaruh waktu proses (jam) terhadap prosentase penyisihan
kadar kadmium (Cd2+) pada bakteri Pseudomonas...
Tabel 4.2 Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan
Bakteri Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu Proses
(jam) dan Kadar Awal (mg/lt)...
Tabel 4.3 Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan Bakteri
Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu Proses (menit) dan
Kadar Awal (mg/l)……….
Tabel 4.4 Hubungan Jumlah Bakteri Pseudomonas Fluorescens (MLVSS)
Terhadap kemampuan Penyisihan Logam Kadmium...
Tabel 4.5 Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan
Bakteri Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu Proses
(menit) dan Kadar Limbah (mg/l)……… 10
27
28
29
30
viii
Gambar Pseudomonas Fluorescens ...
Gambar Mekanisme Proses Bioremuval ...
Gambar kerangka penelitian ...
Gambar jalan penelitian ...
Gambar 4.1 Hubungan kemampuan Penyisihan Logam Kadmium
Menggunakan Bakteri Pseudomonas Fluorescent...
Gambar 4.2. Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan
Bakteri Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu
Proses (menit) dan Kadar Awal (mg/l)...
14
18
21
22
30
iii
lingkungan akan terakumulasi dan merusak baik secara langsung maupun tidak
langsung terhadap makhluk hidup terutama manusia. Secara langsung, akumulasi
logam berat dalam tubuh manusia dapat terjadi melalui sistem perairan yang
tercemar untuk keperluan sehari – hari, sedangkan secara tidak langsung melalui
rantai makanan seperti sayuran, ikan atau hewan yang sudah tercemar logam
berat.
Tujuan penelitian ini adalah untuk Menyisihkan kadar Cd didalam limbah
industri elektroplating dengan menggunakan bakteri Pseudomonas fluorescens
dan mencari kemampuan terbaik bakteri, sehingga limbah industri yang dibuang
tidak berbahaya bagi lingkungan dan sesuai dengan baku mutu.
Penyisihan logam kadmium dapat dilakukan dengan proses bioremoval,
yaitu merupakan proses biologi – fisika yang melibatkan bakteri dalam
menyisihkan polutan. Proses yang terjadi dapat dilakukan secara fakultatif dan
menggunakan bakteri Pseudomonas fluorescens yang dapat menghasilkan
senyawa ligan dengan berat molekul rendah yang disebut siderophor sebagai
penjerap sehingga logam Cd akan menempel pada permukaan bakteri tersebut
atau diendapkan. Variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah kadar
logam (mg/ l) dan waktu proses (jam), sedangkan parameter yang digunakan
adalah pH asam yaitu antara 4.0 – 4.5, dan temperatur sesuai dengan suhu
ruangan. Metode yang digunakan dalam menganalisa yaitu menggunakan metode
UV – Spektrofometer dengan ketelitian dibawah 10 -6.
Dari hasil penelitian diperoleh prosentase penyisihan logam kadmium
terbaik terdapat pada waktu proses 60 menit dengan kadar 135 mg/l yaitu sebesar
99,97 % dengan menggunakan bakteri Pseudomonas fluorescens.
iv
Cadmium is one of the waste generated by the electroplating industry PT.
Maspion, Waru - Sidoarjo. This waste if discharged into the environment will
accumulate and damage either directly or indirectly to human beings in
particular. Directly, the accumulation of heavy metals in the human body can
occur through contaminated water systems for domestic purposes - day, while
indirectly through the food chain, such as vegetables, fish or animals that have
been contaminated with heavy metals.
The purpose of this study was to Taking Cd concentration in the
electroplating industry wastewater using bacteria Pseudomonas fluorescens and
seek the best capabilities of bacteria, so that industrial waste is dumped is not
harmful to the environment and in accordance with standard quality.
Provision can be made with the metal cadmium bioremoval process, which
is a biological process - which involves the physics of bacteria to eliminate the
pollutant. The process that occurs can be done in facultative and use of
Pseudomonas fluorescens that can produce compounds with low molecular
weight ligands known as penjerap so siderophor Cd metal will stick to the surface
of the bacteria or precipitated. Variables used in this research is the metal
concentration (mg / l) and processing time (hour), while the parameters used are
acid pH of between 4.0 - 4.5, and temperature according to room temperature.
The method used in analyzing the UV method - Spektrofometer with precision
below 10 -6.
From this research gained elimination percentage cadmium left on 60
minutes with concentration 135 mg/l about 99,97 % with using bacteria
Pseudomonas fluorescense.
1
1.1. Latar Belakang
Salah satu penyebab merosotnya kualitas lingkungan adalah akibat limbah
yang dihasilkan dari kegiatan industri, dimana industri tersebut tidak mengolah
limbahnya sebelum dibuang kebadan air. Salah satu limbah industri yang dapat
menimbulkan pencemaran apabila tidak diolah adalah industri pelapisan logam
(electroplating). Dalam prosesnya banyak mempergunakan bahan-bahan logam,
yang mengakibatkan buangannya sangat berbahaya dan beracun, sehingga dapat
dikategorikan sebagai limbah B3 (bahan berbahaya dan beracun). Logam berat
yang terkandung dalam industri electroplating diantaranya adalah Cu, Zn, Cr, Cd,
Ni, Pb.
Logam berat seperti Cr, Cd, Cu, Hg dan Pb jika dibuang ke lingkungan
akan terakumulasi dan merusak baik secara langsung maupun tidak langsung
mahluk hidup terutama manusia. Secara langsung, akumulasi logam berat dalam
tubuh manusia dapat terjadi melalui sistim pengairan yang tercemar untuk
keperluan sehari-hari, sedangkan secara tidak langsung melalui rantai makanan
seperti sayuran, ikan atau hewan yang sudah tercemar logam berat. (Surtiningsih,
2000).
Kadmium (Cd) merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya
karena elemen ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium
terakumulasi pada tubuh khususnya hati dan ginjal. Secara prinsipil pada
konsentrasi rendah berefek terhadap gangguan pada paru-paru, emphysema dan
renal turbular disease yang kronis. Kadmium, timbal dan merkuri merupakan the
big three heavy metal yang memiliki tingkat bahaya tertinggi pada kesehatan
manusia. Kontaminasi ini akan terus meningkat sejalan dengan meningkatnya
usaha eksplotasi berbagai sumber alam di mana logam berat terkandung di
dalamnya. Berbasis pada wawasan kita terhadap resiko polusi lingkungan oleh ion
logam berat, hal ini menyebabkan kita mau tidak mau harus memperbaiki kembali
perhatian kita terhadap sistem pengolahan limbah logam-logam berat tersebut.
Salah satunya adalah proses pengolahan dengan menggunakan mikroorganisme
dengan tujuan mengurangi tingkat keracunan elemen polusi terhadap lingkungan
(Suhendrayatna, 2001).
Di dalam mengolah limbah industri yang mengandung logam berat dapat
dilakukan dengan tiga cara, yaitu: secara fisik, kimia dan biologi. Dalam proses
pengolahan secara biologi digunakan sel mikroorganisme sebagai bioleaching
logam berat. Dalam penelitian ini digunakan proses biologi karena pengolahan
limbah secara biologi diyakini merupakan proses yang lebih aman dan ramah
lingkungan dibandingkan proses lainnya, sebab dalam pengolahannya
menggunakan mikroorganisme tanpa harus melakukan pengolahan lagi. yaitu
dengan menggunakan Bioremoval. Dengan penggunaan metode tersebut
diharapkan setelah melalui proses bioadsorpsi kadar cadmium yang ada pada air
1.2. Rumusan Masalah
Cadmium merupakan salah satu logam berat yang dapat merusak
lingkungan karena tidak semua mikroorganisme mempunyai kemampuan dalam
menurunkan kandungan limbah logam berat dalam air. Oleh karena itu, digunakan
teknik bioremoval untuk menyisihkan kandungan Cd didalam limbah, agar tidak
berbahaya bagi lingkungan sekitar baik itu hewan, tumbuhan, atau manusia.
1.3. Tujuan Penelitian
Menyisihkan kadar Cd didalam limbah industri elektroplating dengan
menggunakan bakteri Pseudomonas fluorescens dan mencari kemampuan terbaik
bakteri, sehingga limbah industri yang dibuang tidak berbahaya bagi lingkungan
dan sesuai dengan baku mutu yang ada.
1.4. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharap dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1) Dengan turunnya kadar Cd pada limbah industri elektroplating yang sesuai
dengan baku mutu, maka limbah yang dibuang tidak mencemari
lingkungan.
2) Sebagai tambahan alternatif pengolahan limbah logam berat pada industri
elektroplating
1.5. Ruang Lingkup
Dalam penelitian ini digunakan pengolahan secara biologi yaitu dengan
metoda bioremoval dan menggunkan Pseudomonas fluorescens sebagai mikroba
pendegradasi logam cadmium (Cd). Limbah yang dipergunakan berasal dari
4
TINJAUAN PUSTAKA
Industri elektroplating merupakan industri yang bergerak di bidang
pelapisan logam dimana limbah yang dihasilkan memilki kandungan logam berat
yang cukup tinggi, oleh karena itu perlu adanya pengolahan yang sesuai agar tidak
berbahaya bagi lingkungan.
2.1. Proses Elektroplating
Proses elektroplating merupakan suatu proses (coating) oleh logam
tertentu pada suatu obyek dari bahan logam secara elektrolisis. Pada proses ini
logam pelapis harus lebih mulia dari logam yang akan dilapisi. Elektroplating
merupakan salah satu cara penanggulangan korosi terhadap logam dan menambah
ketahanan bahan. Disamping itu merupakan produk dekoratif atau memberi warna
atau texture tertentu. Proses pelapisan logam secara listrik (Elektroplating) terdiri
dari beberapa urutan proses antara lain persiapan bahan yang akan dilapis,
pelapisan dan penyelesaian akhir.
1) Proses persiapan bahan
Proses persiapan bahan yang akan dilapis ini adalah pembersihan benda kerja
dari karat, lemak serta bahan organik lain yang melekat. Pada persiapan ada dua
tahap, yaitu:
a) Proses pembersihan lemak (degreasing) yaitu benda yang akan diproses
cukup dicelup dalam suatu larutan zat-zat organik misalnya Trikhloretilen,
(organik) dimana lemak dapat mengganggu pada proses pelapisan karena
mengurangi daya hantar listrik atau mengurangi kontak antara lapisan dengan
logam dasarnya.
b) Proses pembersihan dengan asam (pickling) proses pickling adalah
pembersihan oksida secara kimiawi melalui pencelupan dalam larutan asam.
Lapisan oksida pada permukaan umumnya terdiri dari beberapa ikatan,
bagian terluar dan terbanyak adalah Fe2O3, bagian tengah Fe3O4
c) Proses pembilasan biasanya dilakukan dengan sistem pembilasan dalam
beberapa bak dan arah aliran atau dapat juga menggunakan sistem semprot. dan bagian
lebih dalam lagi dekat logamnya adalah FeO.
d) Proses pembersihan mekanis adalah proses pemolesan yang dilakukan dengan
maksud untuk menghaluskan permukaan atau menghilangkan goresan.
2) Proses pelapisan
Sebelum dilakukan proses pelapisan, benda kerja yang telah bersih direndam
dalam larutan aktivatue (proses aktivasi) untuk mengaktifkan benda kerja
sehingga mempermudah melekatnya logam yang akan dilapisi. Logam yang
dilapisi dihubungkan dengan kutub negatif (-) dan logam pelapisannya pada kutub
positif (+) serta sumber arus searah. Dengan adanya arus yang mengalir dari
sumber maka elektron “dipompa” melalui eletroda positip (anoda) menuju
eletroda negatip (katoda) dan dengan adanya ion-ion logam yang didapat dari
3) Proses akhir
Proses akhir meliputi pembersihan atau pencucian pada benda kerja dari sisa
– sisa larutan yang melekat. Setelah dilakukan pencucian kemudian dikeringkan.
Pengerjaan akhir ini berfungsi juga sebagai kontrol pada produk tersebut secara
visual. (Kementerian Negara Lingkungan Hidup, 2007)
2.2. Limbah Industri Elektroplating
Dari proses elektroplating dihasilkan limbah padat, limbah gas, dan limbah
cair. Total volume buangan limbah dari limbah pelapisan logam tidak banyak tapi
racun yang dikandung dalam buangan ini cukup bahaya. Kebanyakan racun yang
terkandung dalam limbah cair ini, adalah asam dan logam, seperti Cr, Cu, Zn, Ni,
Cd, Co, pembersih alkalin, lemak dan minyak. Berikut ini dapat dijelaskan
beberapa limbah industri pelapisan logam :
a) Kromium (Cr) merupakan elemen berbahaya di permukaan bumi dan
dijumpai dalam kondisi oksida antara Cr(II) sampai Cr(VI), tetapi hanya
kromium bervalensi tiga dan enam memiliki kesamaan sifat biologinya.
(Suhendrayatna, 2001)
b) Tembaga (Cu) bersifat racun terhadap semua tumbuhan pada konsentrasi
larutan di atas 0.1 ppm. Konsentrasi yang aman bagi air minum manusia
tidak lebih dari 1 ppm. Konsentrasi normal komponen ini di tanah berkisar
20 ppm dengan tingkat mobilitas sangat lambat karena ikatan yang sangat
kuat dengan material organik dan mineral tanah liat. Beberapa industri
tembaga yang tidak diharapkan. Tembaga dalam konsentrasi tinggi (22-750
mg/kg). (Suhendrayatna, 2001)
c) Nikel (Ni). Elemen ini cendrung lebih beracun pada tumbuhan. Selama
masih mudah di ambil oleh tanaman dari tanah, pembuangan limbah yang
mengandung nikel masih sangat perlu perhatian kita. Total nikel yang
terkandung dalam tanah berkisar 5-500 ppm. Konsentrasi pada air tanah
biasanya berkisar 0.005-0.05 ppm, dan kandungan pada tumbuhan yang
biasanya tidak lebih dari 1 ppm (kering). (Suhendrayatna, 2001)
d) Asam dihasilkan dari proses pembersihan bahan yang akan dilapisi olah
logam lain, untuk menhilangkan karat sehingga sering mengandung Fe.
(Anoname, 2000).
2.3. Kadmium
Logam Cd atau cadmium mempunyai penyebaran yang sangat luas di alam.
Hanya ada satu jenis mineral cadmium di alam yaitu greennockite (CdS) yang
sealau ditemukan bersama mineral spalerite (ZnS). Mineral greennockite ini
sangat jarang ditemukan dialam, sehingga dalam eksploitasi logam Cd, biasanya
merupakan produksi sampingan dari peristiwa peleburan dan refining bijih–bijih
Zn (seng). Biasanya konsentrasi bijih Zn didapatkan 0,2 sampai 0,3 % logam Cd.
Disamping itu Cd juga diproduksi dari peleburan bijih-bijih logam Pb (timah
hitam) dan Cu (tembga). Namun demikian, Zn merupakan sumber utama dari
Seperti halnya unsur-unsur kimia lainnya terutama golongan logam. Cd
mempunyai sifat Fisika dan kimia tersendiri. Berdasrkan pada sifat-sifat fisiknya.
Cd merupakan logam yang lunak, ductile, berwarna putih seperti putih perak.
Logam ini akan kehilangan kilapnya bila berada dalam udara yang lembab atau
basah serta cepat mengalami kerusakan bila terkena oleh uap ammonia (NH3) dan
sulfur hidroksida (SO2). Sedangkan berdasar pada sifat-sifat kimianya, logam Cd
didalam persenyawaan yang dibentuknya pada umumnya mempunyai bilangan
valensi 2+, sangat sedikit yang mempunyai bilangan valensi 1+. Bila dimasukkan
kedalam larutan yang mengandung ion OH. Ion- ion Cd2- akan mengalami proses
pengendapan. Endapan yang terbentuk dari ion – ion Cd2+ dalam larutan berion
OH biasanya dalam bentuk senyawa terhidradasi yang berwarna putih. Bila logam
Cd digabuangkan dengan senyawa karbonat (CO=) yang berwarna dengan
senyawa pospat (PO3-), denan senyawa arsenat (AsO3=); dan atau senyawa
oksalat-ferro {Fe(III)}- dan ferri {Fe(II)} sianat, maka akan terbentuk suatu
senyawa yang berwarna kuning. Semua senyawa akan dapat terlarut dalam
senyawa NH4OH dan akan membentuk kation kompleks Cd dengan NH3
Logam cadmium sangat banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari
oleh manusia sejak tahun 1950 dengan banyaknya produksi 15.000 18.000
pertahun. Prinsip dasar atau prinsip utama dalam penggunaan cadmium adalah
sebagai bahan ‘stabilisasi’ bahan pewarna dalam industri plastik dan pada
electroplating. Namun sebagian dari subtansi logam cadmium ini juga digunakan
cadmium (Cd) senyawa oksida dari cadmium (CdO), hidrat (CdH2
1) Senyawa CdS dan CdSeS, banyak digunakan sebagai warna.
) dan
kloridanya paling banyak digunakan dalam industri electroplating.
Penggunaaan Cd dan persenyawaannya ditemukan dalam industri
pencelupan, fotografi, dan lain – lain. Pemanfaatan Cd dan persenyawaannya
dapat diihat sebagai berikut :
2) Senyawa Cd sulfat (CdSO4
3) Senyawa cadmium bromide (CdBr
) digunakan dalam industri baterai yang berfungsi
untuk pembuatan sel Weston karena mempunyai potensial stabil yaitu sebesar
1,0186 volt.
2) dan cadmium ionida (CdI2
4) Senyawa dietil cadmium {(C
)secara
terbatas digunakan dalam dunia fotografi.
2H5
5) Senyawa Cd stearat banyak digunakan dalam perindustrian manufaktur
polyvinyl khlorida (PVC) sebagai bahan yang berfungsi untuk stabilizer. )2Cd} digunakan dalam proses pembuatan
tetraetil-Pb.
Seperti halnya merkuri dan logam – logam berat lainnya, logam kadmium
memilki sifat racun yang sangat merugikan bagi semua organisme hidup, bahkan
juga sangat berbahaya untuk manusia. Keracunan akut sering terjadi pada pekerja
di industri yang berkaitan dengan logam ini, salah satunya terkena paparan uap
logam kadmium yaitu timbulnya rasa sakit dan panas pada bagian dada.
Keracunan cadmium yang bersifat kronis berselang pada waktu yang sangat
panjang, umumnya kerusakan – kerusakan yang terjadi pada sistim fisiologis
Bagi tubuh manusia cadmium merupakan logam asing dan sama sekali
tidak diperlukan dalam proses metabolisme, oleh karena itu kadmium dapat
diserap oleh tubuh tidak terbatas hal ini disebabkan tubuh tidak memiliki
mekanisme untuk membatasinya. Dari hasil otopsi yang dilakukan menunjukkan
bahwa pada masyarakat umum didapat rata – rata akumulasi kadmium didalam
tubuh sebesar 30 mg cadmium dengan rata – rata 30 % di dalam ginjal, 14 % di
dalam hati, 2 % didalam paru – paru, dan 0,3 % di dalam pancreas. (Juli, 2009)
Tabel 2.1 PP RI Nomor 85 Tahun 1999 tentang baku mutu TCLP zat pencemar
dalam limbah untuk penentuan karakteristik sifat racun.
Logam cadmium atau Cd juga akan mengalami proses biotransformasi dan
bioakumulasi dalam organisme hidup (tumbuhan, hewan dan manusia). Logam ini
masuk ke dalam tubuh bersama makanan yang dikonsumsi, tetapi makanan
tersebut telah terkontaminasi oleh logam Cd dan atau persenyawaannya. Dalam
tubuh biota perairan jumlah logam yang terakumulasi akan terus mengalami
peningkatan dengan adanya proses biomagnifikasi di badan perairan. Di samping
itu, tingkatan biota dalam system rantai makanan turut menenetukan jumlah Cd
yang terakumulasi. Dimana pada biota yang lebih tinggi stratanya akan ditemukan
akumulasi Cd yang lebih banyak, sedangkan pada biota top level merupakan
tempat akumulasi paling besar. Bila jumlah Cd yang masuk tesebut telah melebihi
nilai ambang, maka biota dari suatu level atau strata tersebut akan mengalami
kematian dan bahkan kemusnahan. Keadaan inilah yag menjadi penyebab
kehancuran suatu tatanan system lingkungan (ekosistem), karena salah satu mata
rantainya telah hilang. (Pallar, 1994)
2. 4. Mikroorganisme Pendegradasi Logam Berat Cadmium
Aktivitas mikroba dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungannya.
Perubahan lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan
fisiologi mikroba. Beberapa kelompok mikroba sangat resisten terhadap
perubahan faktor lingkungan. Mikroba tersebut dapat dengan cepat menyesuaikan
diri dengan kondisi baru tersebut. Faktor lingkungan meliputi faktor-faktor abiotik
Pertumbuhan adalah penambahan secara teratur semua komponen sel pada
jasad bersel tunggal (uniseluler), pembelahan atau perbanyakan sel merupakan
pertambahan jumlah individu. Misalnya pembelahan sel pada bakteri akan
menghasilkan pertambahan jumlah sel bakteri itu sendiri. Jumlah sel hidup dapat
ditetapkan dengan metode plate count atau colony count, dengan cara ditaburkan
pada medium agar sehingga satu sel hidup akan tumbuh membentuk satu koloni,
jadi jumlah koloni dianggap setara dengan jumlah sel. Cara ini ada dua macam,
yaitu metode taburan permukaan (spread plate method) dan metode taburan (pour
plate method). Cara lain untuk menghitung jumlah sel hidup adalah dengan filter
membran dan MPN (Most Probable Number) yang menggunakan medium cair.
Sampel mikrobia yang dihitung biasanya dibuat seri pengenceran.
Pada biakan sistem tertutup (batch culture), pengamatan jumlah sel dalam
suatu rentang waktu akan memberikan gambaran berdasarkan kurva pertumbuhan
bahwa terdapat fase-fase pertumbuhan. Fase pertumbuhan dimulai pada fase
permulaan, fase pertumbuhan yang dipercepat, fase pertumbuhan logaritma
(eksponensial), fase pertumbuhan yang mulai dihambat, fase stasioner maksimum,
fase kematian dipercepat, dan fase kematian logaritma.
Pada fase permulaan, bakteri baru menyesuaikan diri dengan lingkungan
yang baru, sehingga sel belum membelah diri. Sel mikrobia mulai membelah diri
pada fase pertumbuhan yang dipercepat, tetapi waktu generasinya masih panjang.
Fase permulaan sampai fase pertumbuhan dipercepat sering disebut lag phase.
Kecepatan sel membelah diri paling cepat terdapat pada fase pertumbuhan
konstan. Selama fase logaritma, metabolisme sel paling aktif, sintesis bahan sel
sangat cepat dengan jumlah konstan sampai nutrien habis atau terjadinya
penimbunan hasil metabolisme yang menyebabkan terhambatnya pertumbuhan.
Selanjutnya pada fase pertumbuhan yang mulai terhambat, kecepatan pembelahan
sel berkurang dan jumlah sel yang mati mulai bertambah. Pada fase stasioner
maksimum jumlah sel yang mati semakin meningkat sampai terjadi jumlah sel
hidup hasil pembelahan sama dengan jumlah sel yang mati, sehingga jumlah sel
hidup konstan, seolah-olah tidak terjadi pertumbuhan (pertumbuhan nol). Pada
fase kematian yang dipercepat kecepatan kematian sel terus meningkat sedang
kecepatan pembelahan sel nol, sampai pada fase kematian logaritma maka
kecepatan kematian sel mencapai maksimal, sehingga jumlah sel hidup menurun
dengan cepat seperti deret ukur. Walaupun demikian penurunan jumlah sel hidup
tidak mencapai nol, dalam jumlah minimum tertentu sel mikrobia akan tetap
bertahan sangat lama dalam medium tersebut. (Sri Sumarsih 2003)
Jenis dan macam mikroorganisme dialam sangat banyak, tetapi tidak
semuanya memilki kemampuan dalam mendegradasi limbah yang mengandung
logam berat, salah satu jenis bakteri yang memiliki kemampuan untuk
menyisihkan logam berat berasal dari jenis bakteri Pseudomonas, yaitu bakteri
Pseudomonas Fluorrecent dimana dalam proses pengembangbiakannnya bakteri
tersebut memiliki kemampuan untuk beradaptasi pada kondisi media dengan
kadar logam berat Cd cukup tinggi. (Rachid dan Ahmed, 2005)
Bakteria dapat menghasilkan senyawa penghalang logam yang berupa
terbentuk menjadi satu secara kompleks dengan logam-logam berat. Pada
dasarnya penghalangan logam berat oleh bakteri merupakan mekanisme bakteri
untuk mempertahankan diri terhadap toksisitas logam. Bakteri yang tahan
terhadap toksisitas logam berat mengalami perubahan sistem transport di
membran selnya, sehingga terjadi penolakan atau pengurangan logam yang masuk
ke dalam sitoplasma. Dengan demikian logam yang tidak dapat melewati
membran sel akan terakumulasi dan diendapkan atau dijerap di permukaan sel.
(Sri Sumarsih 2003)
Bakteri ini memiliki bentuk lurus atau seperti tangkai yang membengkok
dengan dimensi yang pada umumnya berukuran 0,5 – 1,0 mikrometer dan dapat
menyampai 1,5 – 4,0 mikrometer. Alat geraknya berupa flagel; monotrichous atau
multitrichous. Bakteri ini tergolong jenis bakteri gram negatif yang dapat
berkembangbiak dalam kondisi fakultatif dan dapat bertahan pada suhu 25 - 30ºC.
Hasil dari proses metabolisme tadi berupa asam laktat dan bakteri tersebut dapat
tumbuh pada pH 4,5. (Holt,J.G., et all).
2. 5. Landasan Teori
Istilah bioabsorpsi tidak dapat dilepaskan dari istilah bioremoval karena
bioadsorpsi merupakan bagian dari bioremoval. Bioremoval dapat diartikan
sebagai terkonsentrasi dan terakumulasinya bahan penyebab polusi atau polutan
dalam suatu perairan oleh material biologi tersebut dapat merecovery polutan
sehingga dapat dibuang dan ramah terhadap lingkungan. Sedangkan berdasarkan
kemampuannya untuk membentuk ikatan antara logam berat dengan
mikroorganisme maka bioadsorpsi merupakan kemampuan material biologi untuk
mengakumulasikan logam berat melaui media metabolisme atau jalur psiko –
kimia. Proses bioadsorpsi ini dapat terjadi karena adanya material biologi yang
disebut biosorben dan adanya larutan yang mengandung logam berat (dengan
afinitas yang tinggi) sehingga mudah terikat pada biosorben.
2.5.1. Mekanisme Bioremoval
Menurut Veglio et al, salah satu jenis bakteri yang memiliki kemampuan
untuk mendegradasi logam berat berasal dari jenis bakteri Pseudomonas dengan
beberapa proses reaksi salah satunya dengan cara memindahkan logam berat
kedalam selaput sel dan entrapment kedalam extracellular kapsule, yang
menyebabkan terjadinya complexation dan oxidation-reduction reaksi (Hussein et
al., 2003)
Istilah bioadsorpsi tidak dapat dilepaskan dari istilah bioremoval karena
bioabsorpsi merupakan bagian dari bioremoval. Bioremoval dapat diartikan
sebagai terkonsentrasi dan terakumulasinya bahan penyebab polusi atau pollutan
dapat merecovery pollutan sehingga dapat dibuang dan ramah terhadap
lingkungan. Proses bioremoval ion logam berat umunya terdiri dari dua
mekanisme yang melibatkan proses active uptake dan passive uptake.
Passive uptake dikenal dengan istilah proses bioabsorpsi. Proses ini terjadi
ketika ion logam berat mengikat dinding sel dengan dua cara berbeda, yang
pertama adalah pertukaran ion dimana ion monovalent dan divalent seperti Na,
Mg, dan Ca pada dinding sel digantikan oleh ion - ion logam berat ; dan yang
kedua adalah fomasi kompleks antara ion – ion logam berat dengan functional
group seperti carbonyl, amino, thiol, hydroxy, phosphate, dan hydroxy – carboxyl
yang berada pada dinding sel.
Aktif uptake dapat terjadi pada berbagai tipe sel hidup. Mekanisme ini
secara simultan terjadi sejalan dengan konsumsi ion logam untuk pertumbuhan
mikroorganisme atau / dan akumulasi intraselular ion logam tersebut. Logam berat
dapat juga diendapkan pada proses metabolisme dan ekresi pada tingkat ke dua.
Proses ini tergantung dari energi yang terkandung dan sensitifitasnya terhadap
parameter – parameter yang berada seperti pH, suhu, kekuatan ikatan ionik,
cahaya, dan lain – lain. (Suhendrayatna, 2001)
2.5.2. Konsep Dasar Proses Bioremoval
Untuk mendesain suatu proses pengolahan limbah ion logam berat yang
melibatkan mikroorganisme, dapat menggunakan metoda bioremoval. Metode
bioremoval merupakan metoda yang sangat simpel, yaitu dengan cara
yang tercemar ion – ion logam berat. Proses pengontakan dilakukan dalam jangka
waktu tertentu yang ditujukan agar biomassa berinteraksi dengan ion – ion logam
berat, selanjutnya biomass dipisahkan dari cairan. Biomass yang terikat logam
berat dapat diregenerasi untuk digunakan kembali atau kemudian dibuang
kelingkungan kembali. Menurut Widle,dkk,. Bahwa ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan dalam mendisain dan mengoperasikan proses bioremoval dalam
melibatkan mikroorganisme, seperti dijelaskan berikut ini :
a. Seleksi dan pemilihan biomassa yang sesuai serta treatment awalnya
b. Waktu tinggal dan waktu kontak proses
c. Proses pemisahan dan recovery biomassa
d. Pembuangan biomassa yang telah digunakan
e. Pertimbangan ekonomi proses.
Pada beberapa kasus, sangat terbatas studi yang melakukan studi banding
terhadap beberapa jenis mikroorganisme, di mana hasilnya selalu memiliki
banyak perbedaan dalam efisiensi ikatan antara logam berat dengan spesies
mikroorganisme. Bahkan perbedaan ini dapat terjadi pada strain dari species
tunggal dengan kondisi physiochemical yang sama. Waktu tinggal dan waktu
kontak juga merupakan variable yang sangat berpengaruh terhadap desain proses
bioremoval, termasuk ke dalamnya immobilisasi sel, pH dan konsentrasi biomasa.
Penggunaan sel hidup menawarkan sejumlah kelebihan, sementara itu secara
terpisah sebelum digunakan. Dengan kondisi ini pemilihan penggunaan metode
immobilisasi dinilai lebih menguntungkan. Augusto da Cocta dkk [25]
melaporkan Pseudomonas Fluorescent yang diimobilisasikan menghasilkan
sistem yang baik untuk mereduksi kadmium dan seng dari suatu perairan yang
tercemar. Dengan inisial konsentrasi logam beratnya berkisar 20-27 ppm, Cd dan
Zn dapat direduksi sebesar 99% dalam jangka waktu 60 menit dan 90% tereduksi
setelah 30 menit. (Suhendrayatna, 2001)
2.5.3. Keuntungan dan Kerugian Bioremoval
Berikut ini adalah keuntungan dan kerugian menggunakan bioadsorpsi
dalam menyisihkan logam berat:
1) Keuntungannya :
a) Tidak tergantung pada pertumbuhan sel
b) Non living biomassa tidak berpengaruh pada terbatasnya sifat toksisiti dari
ion logam berat serat tidak memerlukan nutrisi.
c) Sangat cepat dan efisien
d) Biomassa memiiki behavior setar dengan penukar ion.
e) Logam dapat segera dipisahkan dari biomassa dan direkoveri kembali.
f) Sistem mudah dirancang dengan perhitungan matematis, dan lain – lain.
2) Kerugiannya :
a) Sangat cepat jenuh
b) Tidak berpotensial mendegradasi sampai ke bentuk organometallic species
c) Tergantung dengan tingkat toksisitas logam terhadap sel.
d) Membutuhkan nutrien bagi pertumbuhan sel.
e) Proses tergantung sifat fisik logam.
f) Sel dapat berupa ikatan komplek logam bila dikembalikan dalam bentuk
20
METODE PENELITIAN
3.1. Bahan Penelitian
1) Limbah industri elektroplating yang mengandung logam cadmium (Cd)
Limbah yang digunakan berasal dari Industri elektroplating PT. Maspion,
Waru – Sidoarjo. Limbah tesebut dihasilkan dari proses pencucian logam yang
sudah dilapisi cadmium, dan disana limbah dari proses pencucian dipisah
berdasarkan jenis pelapis logam yang akan dicuci.
2) Mikroorganisme Pseudomonas flourescens
Mikroorganisme yang diperoleh berasal dari FMIPA Universitas
Airlangga (UNAIR) dalam satu media agar miring, yang kemudian dimasukkan
kedalam kaldu laktosa sebagai media pengembangbiakan bakteri
3.2. Peralatan Penelitian
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
1) Bak penampung plastik yang berukuran 20 liter sebagai tempat limbah cair
cadmium (Cd)
2) Botol kaca sebagai raktor dengan volume 500 ml
3) Pipet volume ukuran 10 ml, 5 ml dan 1 ml.
4) Kertas alumunium foil
3.3. Kerangka Penelitian
Kerangka penelitian dapat kita lihat pada bagan di bawah ini :
Analisa kadar limbah Cd Menentukan variasi waktu berdasarkan jurnal
Menentukan variasi kadar limbah
Menentukan variasi waktu proses
Memberi nama pada setiap botol kaca dengan variasi waktu proses dan kadar limbah yang berbeda - beda
Membuat variasi kadar Cd dalam limbah dengan menambahkan aquades
Setelah mencapai pada waktu poroses tertentu limbah di ambil dengan pipet volum
Limbah di saring dengan watman ukuran 0,45 µm dan dibantu dengan pompa vacumm agar cepat tersaring
Limbah dianalisa dengan spektrofotometer Pharo 100 Menganalisa % penurunan kadar Cd dalam limbah berdasarkan variasi waktu dari jurnal
dan banyaknya penambahan bakteri
Menentukan jumlah penambahan bakteri
3.4. Jalan Penelitian
Rangkaian penelitian yang dilakukan menggunakan proses pengolahan
limbah secara fakultatif yang digambarkan sebagai berikut:
Gambar 3.4.1. Rangkaian Penelitian
Keterangan gambar :
1. Memasukkan air limbah + Bakteri kedalam reaktor.
2. Air limbah + bakteri yang sudah diproses secara batch kemudian diambil
pada waktu proses tertentu.
3. Penyaringan menggunakan kertas wathman dengan ukuran 0.45 µm dan
dibantu dengan pompa vacum agar cairan dapat melewati kertas dengan
cepat.
4. Air yang telah disaring dimasukkan kedalam tabung kecil untuk dilakukan
analisa Cd menggunakan spektrofotometer Pharo 100.
Waktu
Proses
Air limbah Bakteri
2
Keterangan skema gambar jalan penelitian diatas dapat dijelaskan sebagai berikut
1) Melakukan analiasa jumlah bakteri yang terdapat didalam media kaldu
2) Menganalisa kadar limbah Cd industri elektroplating yang belum dicampur
bakteri dengan menggunakan spektrofotometer pharo 100.
3) Membuat variasi kadar limbah Cd dengan proses pengenceran yang
mula-mula kadar limbah 135 mg/l menjadi 120 mg/l, 105 mg/l, 90 mg/l, 75 mg/l,
dengan suhu sesuai dengan ruangan. Kemudian air limbah Cd dimasukkan
kedalam botol kaca yang sudah di beri nama.
4) Tambahkan bakteri kedalam botol sejumlah 15 ml atau 5 % dari 300 ml.
5) Kemudian ditutup dan tutup dilapisi dengan aluminium foil.
6) Proses secara batch dalam reaktor dengan menggunakan variabel waktu
proses yaitu, 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, dan 5 jam.
7) Setelah sampai pada waktu proses yang ditentukan, lakukan sampling
kemudian saring dengan menggunakan kertas watman 0.45 µm dan
dianalisakan dengan menggunakan spektrofotometer Pharo 100.
8) Lakukan penganaliasaan jumlah bakteri dengan menyaring limbah yang
sudah di proses
9) Hasil yang didapat kemudian di analisa untuk memperoleh kesimpualan
3.5. Variabel
1) Kadar Logam : 75 mg/l, 90 mg/l, 105 mg/l, 120 mg/l, 135 mg/l
3.6. Prosedur Analisis 3.6.1 Analisa Koloni
Menganalisa jumlah bakteri pada media kaldu menggunakan Quebec
Colony Counter, dengan rangkaian sebagai berikut :
1) Ambil bakteri sebanyak 0,05 ml kemudian encerkan menjadi 1000 ml
maka didapat derajat pengenceran sebanyak 20000 kali.
2) Menghitung banyak koloni pada cawan petri yang sudah di inkubasi
selama 1 hari menggunakan Quebec Colony Counter (N) didapat sebanyak
517 per plate.
3) Menghitung jumlah koloni menggunakan rumus sebagai berikut :
Jumlah koloni = N x Pengenceran Bakteri Dalam Media Kaldu
dan didapatkan hasil sebanyak 10.400.000 koloni/ ml
3.6.2 Perhitungan Pengenceran
Pengenceran dilakukan dengan cara mencari nilai V1 dengan
menggunakan rumus di bawah ini :
C1. V1 = C2. V2
Dimana :
C1 = kadar Cd awal (mg/l)
C2 = kadar Cd setelah diencerkan (mg/l)
V1 = volume limbah awal (ml)
3.6.3 Perhitungan Efisiensi Penurunan Limbah
Perhitungan ini dilakukan untuk dapat mengetahui kemampuan bakteri
untuk menyisihkan logam berat dalam limbah
Cd = Co - Ce x 100 %
Co
Dimana :
Co = kadar Cd awal (mg/l)
Ce = kadar Cd setelah proses (mg/l)
3.6.4 Penghitungan Jumlah Bakteri Pada Penelitian Utama
Sisa dari limbah yang telah di sampling kemudian dilakukan analisa untuk
mengeathui jumlah bakteri didalam limbah dengan cara menyaring limbah dengan
kertas watman 42, sisa limbah yang sebagai berikut :
a) Menghitung TSS
b) Menhitung jumlah bakteri dalam limbah (MLVSS)
26
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian ini dilakukan sesuai dengan prosedur kerja yang tercantum pada
bab tiga. Sebelum penelitian dilakukan analisa terlebih dahulu untuk mengetahui
kadar cadmium (Cd2+). Dari analisa awal diperoleh kadar awal cadmium (Cd2+)
sebesar 135 mg/l. Data analisa awal terlampir pada lampiran A
Limbah cadmium (Cd2+) yang telah diketahui kadar awalnya diolah
dengan proses biosorpsi secara anaerob dengan menggunakan variasi kadar
cadmium (Cd2+) dan waktu proses. Hasil penelitian merupakan pengaruh variasi
kadar cadmium (Cd2+) dan waktu proses terhadap penyisihan kadar cadmium
(Cd2+) dengan menggunakan bakteri Pseudomonas Fluorescens. Pada kegiatan ini
dilakukan dua tahap penelitian, yaitu :
4.1. Penelitian Awal
Penelitian awal dilakukan untuk mengetahui variasi waktu proses yang
dapat digunakan sebagai penelitian utama. Penelitian awal ditujukan untuk
melakuakan pengujian ulang waktu terbaik pseudomonas fluorescens dalam
menyisihkan logam berat pada juranal dengan menggunakan limbah logam berat
yang sama atau berbeda. Pada penelitian awal bakteri yang ditambahkan kedalam
limbah cadmium sebanyak 3 ml atau 1 % dari banyaknya limbah dalam reaktor
Tabel 4.1 Pengaruh waktu proses (jam) terhadap prosentase penyisihan kadar kadmium (Cd2+
Dari tabel 4.1 dapat dilihat bahwa waktu proses 2 jam dan 4 jam terjadi
kenaikan prosentase penyisihan logam kadmium 35 % dan 40 %. Prosentase
penyisihan kadar cadmium terbesar terjadi pada waktu proses 4 jam yaitu
sebanyak 40 %, sedangkan pada saat waktu proses 6 jam terjadi penurunan
prosentase penyisihan kadar kadmium yaitu 34 %, dan hal ini terjadi akibat
adanya kejenuhan bakteri dalam mendegradasi logam berat yang menyebabkan
terlepasnya kembali logam berat cadmium.
4.2. Penelitian Utama
Dari penelitian awal dapat dilihat bahwa pada waktu proses 2 jam dan 4
jam persen penyisihan kadar kadmium cenderung naik, maka pada saat penelitian
utama selain dipergunakan waktu proses 2 jam dan 4 jam dipergunakan pula
waktu sebelum dan sesudahnya sehingga waktu proses yang dipergunakan naik
tiap 1 jam pada satu titik kadar limbah yaitu 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, 5 jam.
Kadar limbah yang masih belum diencerkan adalah 135 mg/l, kemudian
diencerkan menjadi 120 mg/l, 105 mg/l, 90 mg/l, dn 75 mg/l. Jadi pada setiap
kadar limbah Cd terdapat lima variasi waktu proses.
) Oleh bakteri Pseudomonas Fluorescens
Pada Penelitian Awal.
Kadar kadmium (Cd2+
% Penyisihan berdasarkan Waktu Proses )
2 jam 4 jam 6 jam
Sedangkan banyaknya bakteri yang dimasukkan kedalam botol kaca pada
penelitian utama dilakukan penambahan bakteri P. Fluorecens sejumlah 5 % dari
300 ml atau banyaknya limbah yang dimasukkan kedalam botol kaca yaitu 15 ml.
Dengan penambahan bakteri P. Fluorescent 1 % dan waktu proses 2 jam mampu
mendegradasi kadar logam kadmium sebanyak 35 %, maka apabila jumlah bakteri
ditambah menjadi 5 % keamampuan penyisihan logam kadmium menjadi lebih
baik disebabakan bakteri menjerap lebih banyak.
Tabel 4.2 Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan Bakteri Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu Proses (jam) dan Kadar Limbah Cd (mg/lt).
Dapat kita lihat pengaruh waktu proses terhadap biosorpsi logam kadmium
menggunakan bakteri P. fluorescent dari 25 sampel yang di uji, dari kadar
tertinggi yaitu 135 mg/l sampai konsentrasi terendah 75 mg/l terjadi
kecenderungan yang sama yaitu penyisihan kadar logam kadmium yang
mencampai dibawah dari 1 mg/l, sesuai dengan PP RI Nomor 85 Tahun 1999.
Hal ini terjadi akibat adanya kemampuan bakteri pseudomonas fluorecens dalam
beradaptasi dengan kondisi media yang memiliki kadar cadmium tinggi (Rachid
Tabel 4.3 Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan Bakteri Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu Proses (jam) dan Persentase Limbah Cd (%).
Dari tabel 4.3 dapat kita lihat penyisihan logam kadmium menggunakan
bakteri pseudomonas fluorescent dengan variasi waktu proses dan konsentrasi
limbah Cd, terjadi penyisihan yang hampir sama pada ke 25 sampel uji yaitu
mencapai 99% dari kadar limbah awal, hal ini disebabakan Bakteria pseudomonas
fluorescens dapat menghasilkan senyawa penghalang logam yang berupa ligan
dengan berat molekul rendah yang disebut siderofor. Siderofor merupakan
mekanisme bakteri untuk mempertahankan diri terhadap toksisitas logam, dimana
terjadi sistem transport di membran selnya sehingga berkurangnya logam yang
masuk ke dalam sitoplasma. Dengan demikian logam yang tidak dapat melewati
membran sel akan terakumulasi dan diendapkan atau dijerap di permukaan sel.
(Sri Sumarsih 2003).
Dari gambar 4.1 dapat kita lihat bahwa pada ke 5 variabel mempunyai
kecenderungan yang sama yaitu tersisihnya logam berat dalam jumlah yang cukup
besar, hal ini disebabkan bakteri pseudomonas fluorecens memiliki kemampuan
beradaptasi dalam kondisi media yang memiliki kadar logam kadmium cukup
Gambar 4.1 Hubungan kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan Bakteri Pseudomonas Fluorescent.
Pada waktu 4 jam dengan kadar limbah 90 mg/l terjadi penurunan yang
cukup darastis, hal ini disebabkan terjadinya fase kematian pada bakteri dan
menyebabkan terlepasnya kembali logam kadmium kedalam limbah. Dapat kita
lihat bahwa pada setiap kenaikan atau penurunan kemampuan bakteri dalam
mendegradasi logam kadmium dipengaruhi jumlah bakteri diadalam limbah.
Seperti pada kadar limbah 90 mg/l dengan waktu proses 4 jam jumlah bakteri
sebesar 560 mg/l kemudian pada waktu proses 5 jam naik menjadi 760 mg/l
Tabel 4.4 Hubungan Jumlah Bakteri Pseudomonas Fluorescens (mg/l) Terhadap kemampuan Penyisihan Logam Kadmium.
Kadar Awal (mg/l)
Kadar bakteri dalam limbah (mg/l)
1 Jam 2 Jam 3 Jam 4 Jam 5 Jam
75 600 540 840 760 800
90 760 600 760 560 760
105 720 560 800 760 840
120 840 920 840 800 960
Penyisihan logam kadmium dalam reaktor terjadi disebabkan oleh beberapa hal, yaitu adanya pertukaran ion dimana ion pada dinding sel digantikan
oleh ion – ion logam berat, adanya pembentukan senyawa kompleks antara ion –
ion logam berat dengan gugus fungsional seperti karbonil, amino, thiol, hidroksi,
fosfat, dan hidroksi – karboksil secara bolak – balik dan cepat, dan mekanisme
masuknya logam berat melewati membran sel sama dengan proses masuknya
logam esensial melalui sistem transpor membran, hal ini disebabkan adanya
kemiripan sifat antara logam berat dengan logam esensial dalam hal sifat fisika –
kimia secara keseluruhan (Suhendrayatna, 2001).
Tabel 4.5 Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan Bakteri Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu Proses (menit) dan Kadar Limbah (mg/l).
Pada penelitian utama dapat kita lihat bahwa terjadi kecenderungan yang
sama dalam setiap sampel, maka dilakukan uji tambahan untuk dapat melihat
proses penyisihan logam kadmium dengan menggunakan waktu proses menit.
Dalam tabel 4.3 dapat kita lihat terjadi peningkatan prosentase penyisihan kadar
kadmium pada setiap kenaikan waktu proses mulai dari 15 menit sampai 60 menit
kadar kadmium, maka persen penyisihan terbaik didapat pada waktu proses 60
menit yaitu sebesar 99,97 % atau dengan kadar akhir 0.34 mg/l.
Gambar 4.2. Kemampuan Penyisihan Logam Kadmium Menggunakan Bakteri Pseudomonas Fluorescent dengan Variasi Waktu Proses (menit) Terhadap Konsentrasi Penyisihan (mg/l).
Seperti yang terlihat dalam gambar 4.2. pada waktu proses 75 menit terjadi
kenaikan kadar kadmium dalam limbah yang sebelummnya pada waktu proses 60
menit sebanyak 0,34 mg/l menjadi 0,5 mg/l, hal ini diakibatkan terjadinya
kejenuhan bakteri dalam mendegradasi logam kadmium maka menyebabkan
terlepasnya kembali logam kadmium kedalam limbah Hal ini terjadi akibat
adanya kemampuan bakteri pseudomonas fluorecens dalam beradaptasi dengan
33 5.1 Kesimpulan
1. Dengan adanya penambahan jumlah bakteri Pseudomonas Fluorecent 5 %
yang dicampurkan kedalam limbah mampu menyisihkan logam berat
kadmium dengan baik sesuai dengan baku mutu.
2. Pengenceran limbah yang dilakukan tidak mempengaruhi kemampuan bakteri
Pseudomonas Fluorecent dalam menyisihkan logam kadmium.
3. Pada waktu proses 60 menit merupakan waktu yang paling baik untuk bakteri
Pseudomonas Fluorescens dalam menyisihkan logam kadmium sebanyak
99,97 %.
5.2 Saran
1. Selain memvariasi waktu proses dan pengenceran kadar kadmium dapat
dilakukan pemvariasian banyaknya penambahan bakteri kedalam limbah dan
kondisi keasaman limbah.
2. Lakukan analiasa perhitungan pertumbuhan bakteri pada setiap setiap fase
34
DAFTAR PUSTAKA
Kementerian Negara Lingkungan Hidup., 2007 “Panduan Penyusunan Dan
Pemeriksaan Dokumen UKL-UPL Industri Elektroplating”. Deputi Bidang
Tata Lingkungan Kementerian Negara Lingkungan Hidup Republik
Indonesia, Jakarta.
Hussein H., et all., 2003. “Isolation and characterization of Pseudomonas
resistant to heavy metals contaminants”. Environmental Biotechnology
Department, Genetic Engineering and Biotechniology Research Institute,
Mubarak City, and National Research Center, Egypt
Holt, J. G., et all. “Bergeys Manual of Determinative Bacteriology”, Lippincott
Williams and Wilkins, A Wolters Kluwer Company.
Pallar, H., 1994, “ Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat “, PT. Rineka Cipta
Jakarta.
PP RI No. 85., 1999, ” Baku Mutu TLCP Zat Pencemar dalam Limbah untuk
Penentuan Karakteristik Sifat Racun ”.
Rachid D. and Ahmed B., 2005, ” Effect Of Iron And Growth Inhibitors On
Siderophores Production By Pseudomonas Fluorescens” Department of
Biology, University of Mostaganem and Oran, Algeria.
Slamet, J. S., ”Kesehatan Lingkungan” Gadjah Mada University press,
Yogyakarta.
Suhendrayatna, 2001 “ Bioremoval Logam Berat dengan Menggunakan
Mikroorganisme “, Institute for Science and Technology Studies
(ISTECS), Chapter – Japan.
Sumarsih, S., 2003, ”Mikrobiologi Dasar”, Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian
Upn”Veteran” Yogyakarta
Surtiningsih, T., 2000, “ Efktifitas Bioremidiasi Logam Berat Cr LimbahIndustri
oleh Cendawan Ektomikoriza Pisolithus Tinctorius dalam Kultur Murni,
Rumus pengenceran :
C1. V1 = C2. V2
Konsentrasi awal = 135 mg/l
Untuk membuat konsentrasi maka dilakukan pengenceran :
1. Konsentrasi (C) = 120 mg/l
C1 .V1 = C2 V2
135 mg/l . V1 = 120 mg/l . 300ml
V1 = 267 ml
Untuk membuat limbah elektroplating dengan konsentrasi 120 mg/l sebanyak 300
ml maka dibutuhkan limbah sebanyak 266,7 ml dan diencerkan sampai volume
300 ml dengan menambahkan aquadest.
2. Konsentrasi (C) 105 mg/l
C1 .V1 = C2. V2
135 mg/l .V1 = 105 mg/l . 300 mg/l
V1 = 233 ml
Untuk membuat limbah elektroplating dengan konsentrasi 105 mg/l sebanyak 300
ml maka dibutuhkan limbah sebanyak 233 ml dan diencerkan sampai volume 300
C1 .V1 = C2 V2
135 mg/l .V1 = 90 mg/l . 300 ml
V1 = 200 ml
Untuk membuat limbah elektroplating dengan konsentrasi 90 mg/l sebanyak 300
ml maka dibutuhkan limbah sebanyak 200 ml dan diencerkan sampai volume 300
ml dengan menambahkan aquadest.
4. Konsentrasi (C) 6 mg/l
C1 .V1 = C2 V2
135 mg/l . V1 = 75 mg/l . 300 ml
V1 = 167 ml
Untuk membuat limbah elektroplating dengan konsentrasi 75 mg/l sebanyak 300
ml maka dibutuhkan limbah sebanyak 166,7 ml dan diencerkan sampai volume
300 ml dengan menambahkan aquadest.
Rumus perhitungan % efisiensi penurunan :
Cd = Co - Ce x 100 %
Co
Dengan :
Co = kadar Cd awal (mg/l)
Ce = 74 mg/l
Menganalisa jumlah bakteri pada media kaldu menggunakan Quebec
Colony Counter, dengan rangkaian sebagai berikut :
Jumlah koloni = N x Pengenceran Bakteri Dari Media Kaldu
Jumlah koloni = 517 x 20000
Jumlah koloni = 10.400.000 koloni/ ml
Dimana :
N = banyak koloni pada cawan petri didapat sebanyak 517 koli per plate
Pengenceran Bakteri Dari Media Kaldu = sebanyak 20000 kali.
Rumus Perhitungan MLSS :
LAMPIRAN C
Proses fakultatif menggunakan bakteri Pseudomonas Fluorescens dalam mengolah limbah cadmium (Cd2+) Pada Penelitian Awal
C-2
Proses fakultatif menggunakan bakteri Pseudomonas Fluorescens Dalam Mengolah Limbah Cadmium (Cd2+
C-3
Gambar Pompa Vacum dan Tempat Penyaring Limbah Cadmium (Cd2+
Gambar Membrane Filter 0,45 µm
C-4
Air limbah kadmium (Cd) sebelum dilakukan pengolahan.
