Seminar Nasional dan Gelar Produk | SENASPRO 2017 99
BIOREMEDIASI LIMBAH CAIR RUMAH TANGGA DENGAN PRODUK
FORMULA KONSORSIUM PENGURAI LIMBAH
Lud Waluyo
UMM/FKIP Biologi, Malang
Alamat Korespondensi : Jl. Raya Tlogomas 246, Telp/Fax (+620341)464318/Ext 120
E-mail: 1)ludwaluyo63@gmail.com
Abstrak
Limbah cair rumah tangga sangat potensial menjadi sumber penularan penyakit oleh patogen yang dibawa melalui air. Limbah cair rumah tangga harus dikontrol dan diolah terlebih dahulu dengan metode dan teknik pengelolaan yang berwawasan lingkungan sehingga tidak menimbulkan dampak negatif terhadap kesehatan masyarakat dan lingkungan, salah satunya dengan menggunakan bakteri indigen yang diformulasikan. Formula konsorsium strain bakteri heterotrofik pengurai limbah cair rumah tangga ABCD telah terbukti efektif dalam toleransi deterjen, LAS, antagonistik terhadap patogen, dan kemampuan amilolitik, proteolitik, dan lipolitik. Tujuan penelitian mengetahui bioremediasi senyawa organik, reduksi COD, TSS, residu deterjen, BOD, pH, dan hitung koloni pada limbah cair rumah tangga dengan pengujian secara pilot plan oleh formula konsorsium bakteri heterotrofik pengurai limbah cair rumah tangga ABCD. Metode untuk mencapai target yakni dengan meremediasi limbah cair rumah tangga dengan produk formula konsorsium pengurai limbah ABCD dengan menghitung persentase reduksi dengan indikator reduksi senyawa organik (amilum, lemak, dan protein), menurunkan COD, TSS, residu deterjen, BOD, pH, dan hitung koloni. Hasil penelitian menunjukkan persentase reduksi pada produk formula konsorsium ABCD sebesar amilum (91%), protein (98%), COD (96%), TSS (90%), residu deterjen (96%), dan BOD (96%) terjadi pada inkubasi 30 hari. Persentase reduksi lemak paling cepat sebesar 53 % terjadi pada hari ke-5. Inkubasi hari ke-10 semua lemak (100%) sudah terdegradasi. Peningkatan paling tajam persentase reduksi untuk indikator COD, TSS, residu deterjen, dan BOD terjadi pada inkubasi hari ke-5 sampai dengan hari ke-15.
Kata kunci: bioremediasi, formula konsorsium, limbah cair rumah tangga, persentase reduksi
1. PENDAHULUAN
Semakin tinggi limbah domestik (rumah tangga) yang memasuki badan air, menyebabkan berbagai penyakit menular mudah berjangkit. Limbah domestik merupakan sumber mikroba pencemar penyebab berbagai penyakit dan sangat berpotensi menjadi sumber penularan penyakit oleh patogen yang dibawa melalui air. Limbah cair rumah tangga harus diremediasi dahulu sebelum dibuang ke lingkungan sehingga tidak menimbulkan dampak negatif terhadap kesehatan masyarakat dan lingkungan. Salah satu upaya remediasi limbah cair rumah tangga dengan memanfaatkan isolat mikroba indigen potensial, salah satunya dengan inovasi menggunakan bakteri indigen yang diformulasikan yang diskrining memiliki sifat unggul [1, 8, 10, 16, 18, 23].
Langkah-langkah inovasi yang dilakukan adalah mengisolasi, mengkarakterisasi, dan mengindenfikasi mikroba indigen yang berasal dari limbah cair rumah tangga sendiri. Inovasi yang akan dikembangkan pada formula konsorsium strain bakteri heterotrofik yang ramah lingkungan, dengan beberapa syarat dan kriteria (a) toleran terhadap deterjen, (b) menjadi produk yang efektif untuk semua limbah cair rumah tangga karena variasi musim, jenis buangan, komposisi buangan, lokasi, iklim, dan kelembaban, (c) biopestisida hayati (antagonistik terhadap patogen), (d) tidak menimbulkan dampak negatif ke lingkungan (ramah lingkungan), dan (e) berperan dalam membantu pembangunan lingkungan sehat berkelanjutan. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan karakter potensi mikroba yang toleran deterjen, toleran LAS, kemampuan mendegradasi senyawa organik [27, 28, 29]. Formula konsorsium strain bakteri heterotrofik pengurai limbah cair rumah tangga
100 SENASPRO 2017 | Seminar Nasional dan Gelar Produk
ABCD telah terbukti efektif dalam toleransi deterjen, LAS, antagonistik terhadap patogen, dan kemampuan amilolitik, proteolitik, dan lipolitik [27, 28, 29]. Oleh karenanya penting untuk mengembangkan produk formula konsorsium pengurai limbah yang ramah lingkungan
2. METODE
Uji formulasi penerapan formula konsorsium limbah cair rumah tangga pada limbah cair rumah tangga alami dengan penelitian eksperimen yang dilakukan dengan pendekatan metode laboratorik. Metoda laboratorik dilakukan untuk mencari formula konsorsium terbaik yang bersifat efektif. Formulasi konsorsium ini dilakukan pada limbah cair sintetik. Uji formulasi konsorsium antar spesies bakteri heterotrofik dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial. Percobaan menggunakan 20 perlakuan dengan 3 ulangan, sehingga ada 60 satuan percobaan. Parameter lainnya yang juga diukur adalah uji penguraian senyawa organik (uji amilolitik, uji lipolitik, uji proteolitik),
Biochemical Oxygen Demand (BOD5), Chemical Oxygen Demand (COD), Total Suspended Solid
(TSS), pH, dan cfu [2, 11, 13].
Langkah-langkah uji formulasi konsorsium mikroba pengurai limbah cair domestik adalah: (a) Menyiapkan biakan formula terbaik terdiri 4 spesies terpilih yang didapatkan dari penelitian sebelumnya yang berumur 24 jam yang akan digunakan sebagai konsorsium, (b) Mengambil sampel dari berbagai jenis limbah cair rumah tangga dari biotoilet dari inlet IPAL Tlogomas, Malang, (c) Mensterilkan limbah cair rumah tangga agar makhluk hidup yang ada di dalam limbah semua mati, (d) Semua parameter diukur setelah limbah disterilkan, yakni kadar amilum, kadar protein, kadar lemak, COD,TSS, BOD5, deterjen, pH, (e) Pengamatan semua parameter selanjutnya dilakukan pada hari ke-5, 10, 15, 20, 25, dan 30 hari, (f) Mempertahankan faktor-faktor abiotik agar bioremediasi berlangsung secara optimum, (g) Mengamati beberapa parameter yang digunakan untuk uji penguraian karbohidrat, protein, dan lemak serta kemampuan antagonistik terhadap patogen pada awal dan akhir perlakuan. Setiap pengamatan dilakukan ulangan sebanyak 4 kali, sedangkan untuk pertumbuhan koloni pengamatan sebanyak 3 kali.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Hasil Penelitian
Hasil penelitian terangkum pada Tabel 1. berikut ini.
Tabel 1. Uji biodegradasi amilum, lemak, protein, COD, TSS, residu deterjen, BOD, pH dan jumlah koloni pada limbah cair rumah tangga oleh konsorsium strain bakteri heterotrofik pada berbagai konsorsium dan
lama inkubasi (mg/L).
Indikator Ulangan Hari ke
0 (Awal) 5 10 15 20 25 30 Amilum 1 76,1 61,5 33,9 12,1 10,1 8,6 7,0 2 76,4 60,6 33,0 11,7 9,6 8,4 6,8 3 77,9 58,3 30,7 11,5 8,5 8,0 6,3 4 76,8 60,1 32,5 11,8 9,4 8,3 6,7 Rerata 76,80 60,13 32,53 11,78 9,40 8,33 6,70 Persentase reduksi (%) 21,71 57,64 84,66 87,76 89,15 91,28 Lemak 1 17 10 0 0 0 0 0 2 20 10 0 0 0 0 0 3 15 10 0 0 0 0 0 4 17,3 10 0 0 0 0 0
Seminar Nasional dan Gelar Produk | SENASPRO 2017 101 Rerata 17,33 10 0 0 0 0 0 Persentase reduksi (%) 53,10 100 100 100 100 100 Protein 1 52,5 35,0 13,1 1,8 1,8 1,3 0,9 2 56,9 35,0 8,8 2,6 1,9 1,3 0,9 3 61,3 36,0 13,1 2,6 1,8 1,3 0,9 4 58,9 35,8 11,7 2,3 1,8 1,3 0,9 Rerata 57,40 35,45 11,68 2,33 1,83 1,30 0,90 Persentase reduksi (%) 38,24 79,65 95,95 96,83 97,94 98,43 COD 1 310,40 217,60 108,80 60,80 22,40 16,00 12,80 2 307,20 214,40 112,00 64,00 25,60 19,20 16,00 3 313,60 217,60 108,80 60,80 22,40 16,00 12,80 4 312,40 216,53 109,87 23,47 23,47 17,07 13,87 Rerata 310,90 216,53 109,87 52,27 23,47 17,07 13,87 Persentase reduksi (%) 30,35 64,66 83,19 92,45 94,51 95,54 TSS 1 230,00 90,00 70,00 50,00 30,00 30,00 20,00 2 210,00 90,00 70,00 50,00 30,00 30,00 20,00 3 180,00 80,00 80,00 40,00 30,00 30,00 20,00 4 206,67 86,67 73,33 46,67 30,00 30,00 20,00 Rerata 206,67 86,67 73,33 46,67 30,00 30,00 20,00 Persentase reduksi (%) 58,06 64,52 77,42 85,48 85,48 90,32 Residu deterjen 1 8,631 5,287 2,130 1,312 0,783 0,408 0,382 2 8,597 5,321 2,215 1,355 0,826 0,451 0,399 3 8,785 5,406 2,164 1,329 0,800 0,425 0,388 4 8,671 5,338 2,167 1,332 0,803 0,428 0,390 Rerata 8,671 5,338 2,169 1,332 0,803 0,428 0,390 Persentase reduksi (%) 38,44 74,99 84,64 90,74 95,06 95,50 BOD 1 162,748 122,504 69,382 35,577 14,65 11,431 9,821 2 161,138 119,285 69,384 32,358 11,431 8,211 6,602 3 164,358 119,285 69,383 30,748 11,431 8,211 6,602 4 163,648 120,358 69,383 32,533 12,504 9,284 7,675 Rerata 162,973 120,358 69,383 32,804 12,504 9,284 7,675
102 SENASPRO 2017 | Seminar Nasional dan Gelar Produk Persentase reduksi (%) 26,15 57,43 79,87 92,33 94,30 95,29 pH 1 3,55 3,95 4,86 5,91 6,12 6,55 6,86 2 3,53 3,86 4,90 5,85 6,15 6,52 6,87 3 3,58 3,83 5,05 5,90 6,14 6,48 6,90 4 3,57 3,88 4,94 5,89 6,14 6,50 6,79 Rerata 3,56 3,88 4,94 5,89 6,14 6,51 6,86 Persentase (%) 8,99 38,76 65,45 72,47 82,87 92,70 Jumlah koloni 1 30 214 218 203 109 89 42 2 30 207 221 167 58 67 46 3 30 187 248 286 103 71 33 Rerata 30 203 229 219 90 76 40 3.2 Pembahasan
Berdasarkan temuan penelitian menunjukkan potensi keefektifan konsorsium ABCD dalam bioremediasi limbah cair rumah tangga dapat dilihat dengan menghitung persentase reduksi dan hubunganya dengan laju pertumbuhan selama waktu inkubasi 0, 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 hari Peningkatan paling tajam persentase reduksi terjadi pada inkubasi hari 5 sampai dengan hari ke-15. Proses tersebut berhubungan dengan dengan laju pertumbuhan konsorsium strain bakteri heterotrofik selama waktu inkubasi. Pada inkubasi hari-5 sampai dengan hari ke-15 pertumbuhan konsorsium bakteri secara eskponensial, sampai puncaknya pada inkubasi hari ke-20, kemudian baru landai dan akhirnya menurun. Pada saat tersebut terjadi peningkatan biomassa bakteri pada masa pertumbuhan, karena enzim ekstraseluler bakteri diproduksi paling besar untuk mendegradasi bahan cemaran organik (substrat) yang ada pada limbah cair rumah tangga. Degradasi terus meningkat sampai volume substrat dapat dipakai oleh sel bakteri untuk memperoleh energi dan pertumbuhan sel. Semakin banyak biomassa akan menyebabkan semakin banyak substrat yang tereduksi (terdegradasi) [9, 16, 21, 25,26].
Hasil uji formula konsorsium limbah cair domestik pada limbah cair rumah tangga alami menunjukkan bahwa berdasarkan baku mutu air limbah domestik, dengan parameter pH pada semua konsorsium telah memenuhi baku mutu air limbah domestik pada inkubasi hari ke 15 inkubasi hari ke 20.
Baku mutu air limbah domestik untuk parameter BOD kadar maksimumnya adalah 100 mg/L. Hasil penelitian menunjukkan untuk konsorsium ABCD telah memenuhi baku mutu air limbah domestik pada inkubasi hari ke 10. Baku mutu air limbah domestik untuk parameter TSS kadar maksimumnya adalah 100 mg/L. Hasil penelitian menunjukkan untuk konsorsium ABCD pada inkubasi hari ke 5. Baku mutu air limbah domestik untuk parameter minyak dan lemak kadar maksimumnya 10 mg/L [15]. Hasil penelitian menunjukkan baku mutu minyak dan lemak untuk konsorsium ABCD terjadi pada inkubasi hari ke 10.
Penguraian senyawa organik bergantung konsentrasi dan waktu inkubasi [17]. Pemberian inokulan bakteri ke dalam limbah cair rumah tangga bertujuan menfasilitasi terjadinya interaksi antara konsorsium bakteri dengan lingkungan limbah. Bakteri akan melakukan aktivitas metabolisme untuk tumbuh dan berkembangbiak, sehingga mencapai konsentrasi optimum untuk dapat menguraikan senyawa-senyawa organik dalam limbah cair rumah tangga. Optimasi metabolisme senyawa organik oleh bakteri dibantu secara aerobik [6, 7, 14, 20]. Pada penelitian, untuk dapat mereduksi timbunan bahan organik dalam limbah cair rumah tangga, maka agar reaksi biodegradasi berlangsung optimum diusahakan perlakuan dengan cara menambah oksigen secara terus menerus (bantuan aerator).
Selama biodegradasi berlangsung terjadi transformasi senyawa-senyawa organik yang terkandung dalam limbah cair rumah tangga. Kandungan bahan organik dalam limbah cair rumah tangga yang dominan terdiri amilum, lemak, protein, dan deterjen. Hasil penelitian menunjukkan selama inkubasi terjadi penurunan kadar bahan organik tersebut. Bioremediasi bahan organik yang
Seminar Nasional dan Gelar Produk | SENASPRO 2017 103 terjadi pada perlakuan meliputi biodegradasi amilum dilakukan oleh konsorsium Bacillus cereus strain BQAR-01d, Bacillus thuringiensis strain MSS-2, Bacillus cereus strain JDA-1, Bacillus sp. B31 (2008) yang menghasilkan enzim amilolitik. Biodegradasi lemak dapat terjadi oleh konsorsium
Bacillus cereus, Bacillus pumilus, Bacillus substilis, dan Bacillus megaterium dengan menghasilkan
enzim lipolitik. Biodegradasi protein dapat terjadi oleh konsorsium Bacillus cereus, Bacillus
pumilus, Bacillus substilis, dan Bacillus megaterium dengan menghasilkan enzim proteolitik [3, 4,
5, 19, 21, 22].
Pertumbuhan konsorsium bakteri Bacillus cereus strain BQAR-01d, Bacillus thuringiensis strain MSS-2, Bacillus cereus strain JDA-1, Bacillus sp. B31 (2008) masing-masing menghasilkan enzim amilase, lipase, protease, dan pengurai deterjen. Adanya enzim-enzim tersebut dapat mendegradasi bahan organik kompleks menjadi glukosa, asam lemak, dan asam amino. Substrat tersebut masih menyimpan banyak energi yang dapat terhidrolisis menjadi asam piruvat, selanjutnya jika cukup oksigen melalui jalur asetil-KoA masuk Siklus Asam Trikarboksilat yang akhirnya dibebaskan menjadi CO2 dan H2O [18, 22, 24].
Secara umum konsorsium strain bakteri heterotrofik berhasil tumbuh secara eksponensial setelah inkubasi 5-15 hari sampai puncak pada hari ke-15, pada hari berikutnya diikuti fase stasioner, dan kemudian menurun pada hari ke-20. Kurva pertumbuhan konsorsium ABCD bakteri heterotrofik dalam tahap aklimatisasi meningkat terus dengan puncak kurva tertinggi. Konsorsium ABCD lebih efektif karena ditentukan fase pertumbuhan yang mencapai jumlah paling banyak, karena enzim ekstraseluler konsorsium bakteri heterotrofik untuk mendegradasi substrat (berupa bahan organik) yang ada dalam limbah cair rumah tangga. Degradasi senyawa organik dilakukan sampai volume substrat terabsorpsi oleh sel bakteri untuk mendapatkan energi untuk pertumbuhannya. Energi digunakan juga untuk mensintesis biomassa sel dan reproduksi sel. Semakin banyak biomassa akan menyebabkan semakin banyak substrat yang terdegradasi, akibatnya bahan organik yang tinggi dalam limbah cair rumah tangga tereduksi [12, 21, 24, 30].
Biodegradasi bahan organik selama perlakuan adalah biodegradasi amilum dilakukan oleh bakteri Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bacillus cereus, dan Bacillus pumilus. Endoenzim dihasilkan Bacillus subtilis, dan eksoenzim β-amilase dihasilkan oleh Bacillus cereus, Bacillus
megaterium, Bacillus circulans, dan Bacillus polymyxa [5, 9, 10, 18]. Enzim-enzim yang bekerja
untuk menguraikan karbohidrat, meliputi enzim pemecah amilase, invertase, laktase, selulase, dan enzim pemecah pektin, seperti poligalakturonase dan pektin metil esterase [1, 22, 29]. Amilase merupakan enzim pemecah pati atau glikogen. Enzim amilase dibedakan ada 3 yakni, a) α-amilase, merupakan endoenzim yang bekerja memutus ikatan α-1,4 secara acak dibagian tengah molekul amilosa dan amilopektin. Enzim amilase dapat dihasilkan Bacillus substilis, b) β-amilase, suatu eksoenzim yang menguraikan unit-unit gula dari ujung molekul amilum, dan glukoamilase, suatu enzim yang dapat memisahkan glukosa dari terminal gula non pereduksi substrat amilum [3, 9, 16, 17, 30].
Amilum, sebagai salah satu polisakarida didegradasi dalam air limbah domestik secara bertahap. Tahap pemecahannya mengikuti jalur glikolisis, fermentasi alkohol, siklus asam trikarboksilat, siklus pentosa fosfat, dan siklus glioksilat. Jalur glikolisis merupakan jalur pokok perubahan glukosa 6-P menjadi asam piruvat. Semua polisakarida, baik berupa amilum, glikogen, dan sakarida sederhana bukan glukosa melewati jalur pokok tersebut. Hasil akhir serangkaian reaksi bertahap dari polisakarida adalah membentuk energi dalam bentuk molekul NADPH, CO2, dan H2O. Energi yang dihasilkan dalam proses enzimatik digunakan untuk pertumbuhan konsorsium spesies bakteri heterotrofik, yang mengakibatkan limbah cair rumah tangga mengandung bebas bahan organik (amilum) [3, 9, 16].
Biodegradasi protein dilakukan oleh bakteri pendegradasi protein. Beberapa bakteri proteolitik adalah Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Clostrium botulinum, Clostridium nigrificans, Pseumonas
spp., Staphylococcus aureus [9, 10, 22]. Enzim yang dapat menguraikan protein adalah enzim
proteolitik, yakni protease. Menurut [9, 17], enzim proteolitik dibagi menjadi 2 kelompok, yakni golongan eksopeptidase yang terdiri karboksi eksopeptidase dan amino eksopeptidase, yang bekerja memotong peptide dari arah gugus karboksil terminal dan gugus amino terminal. Golongan yang lain, enzim endopeptidase, yang memecah protein atau ikatan peptida dari dalam molekul protein. Reaksi penguraian protein dapat berlangsung dengan:
104 SENASPRO 2017 | Seminar Nasional dan Gelar Produk protease peptidase
Protein peptida asam amino
Biodegradasi lemak dilakukan oleh bakteri lipolitik. Beberapa bakteri pengurai lemak adalah
Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Bacillus coagulans, Alcaligenes, Serratia, Micrococcus, Steptococcus, Achromobacter, Clostrium sporogenes, dan Stapylococcus [3, 5, 9, 17]. Enzim yang
menghidrolisis lemak dikelompokkan menjadi dua kelompok yaitu enzim lipase dan enzim esterase. Enzim lipase berfungsi mengkatalis trigliserida menjadi digliserida dan asam lemak. Senyawa digliserida dapat dihidrolisis oleh enzim lipase menjadi monogliserida. Enzim esterase dapat menguraikan minyak dan lemak dalam bentuk larutan maupun emulsi. Enzim esterase mampu menguraikan ester karboksil asam lemak dan alkohol primer, yaitu karboksiesterase.
Kadar deterjen mengalami penurunan setelah perlakuan dengan konsorsium dan lama inkubasi. Kadar deterjen awal sebelum perlakuan 8,67 ml/L, setelah perlakuan selama 30 hari menurun menjadi 0,43 ml/L. Berdasarkan baku mutu limbah cair untuk Golongan Air Kelas A (peruntukannya untuk air minum) yakni 0,5 ml/L, konsorsium ABCD telah memenuhi baku mutu tersebut pada inkubasi 30 hari. Bila baku mutu untuk Golongan Air Kelas B (peruntukannya untuk prasarana/ sarana rekreasi air), baku mutu Golongan Kelas B terjadi pada hari ke-25 konsorsium ABCD [15]. Mekanisme penurunan deterjen oleh konsorsium spesies bakteri heterotrofik, bahwa ada bakteri dalam konsorsium yang mengeluarkan metabolit sekunder yang dinamakan rhamnolipid
biosurfactant. Rhamnolipid merupakan zat aktif permukaan yang mempunyai karakteristik seperti
surfaktan yang digunakan sebagai bahan dasar deterjen. Rhamnolipid merupakan produk metabolit sekunder dari mikroba, seperti Bacillus subtilis, Arthrobacter sp., Torulopsis bombicolo, dan
Pseudomonas aeruginosa [7, 9, 10, 22]. Konsorsium spesies bakteri heterotrofik yang mengandung
salah satu mikroba penghasil rhamnolipid biosurfactant.
Konsorsium bakteri heterotrofik mengeluarkan enzim ekstraselulernya untuk memecah senyawa organik kompleks menjadi senyawa organik yang lebih sederhana. Senyawa sederhana yang terbentuk akan dapat memasuki sel dengan cara transport aktif, difusi, atau osmosis sehingga dapat digunakan sebagai sumber nutrien bagi berlangsungnya metabolisme bakteri. Dengan mekanisme tersebut jumlah sel bakteri akan meningkat. Seiring dengan meningkatnya jumlah sel bakteri, enzim yang dikeluarkan pun semakin banyak. Jika jumlah enzim yang dikeluarkan seimbang dengan volume polutan, maka reduksi total dapat terjadi dan proses degradasi limbah cair rumah tangga berlangsung dengan sempurna [3, 17]. Biodegradasi senyawa organik yang terjadi selama perlakuan meliputi biodegradasi amilum oleh Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bacillus cereus, dan
Bacillus pumilus. Biodegradasi protein dilakukan oleh bakteri Bacillus subtilis dan Bacillus cereus.
Biodegradasi lemak dilakukan oleh bakteri Bacillus subtilis dan Bacillus cereus. Biodegradasi deterjen dilakukan oleh keempat spesies bakteri sebagai anggota dari konsorsium.
Kadar BOD dengan perlakuan jenis konsorsium dan lama inkubasi, yang awalnya tinggi rerata kadarnya 162,85 mg/L setelah 30 hari mengalami penurunan menjadi 7,68 mg/L. Nilai BOD limbah cair rumah tangga mengalami penurunan disebabkan bakteri pendegradasi cemaran bahan organik pada limbah mampu menguraikan bahan cemaran organik dalam air limbah. Nilai BOD yang kecil menunjukkan residu zat organik (berupa amilum, protein, lemak dan minyak, deterjen) juga sedikit. Hal tersebut disebabkan karena BOD merupakan indikator yang mengukur jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk menguraikan bahan cemaran organik di dalam limbah. Semakin besar jumlah bahan cemaran organik, oksigen yang dibutuhkan untuk menguraikan semakin besar, sehingga nilai
BOD-nya besar. Apabila bahan cemaran organik di dalam limbah sudah terurai oleh bakteri
heterotrofik pendegradasi, jumlahnya akan semakin sedikit, oksigen yang dibutuhkan juga semakin sedikit sehingga nilai BOD-nya kecil. Sesuai dengan [15, 22, 23], bahwa penurunan senyawa organik dalam air limbah menyebabkan nilai BOD semakin menurun; karena semakin rendah kandungan bahan organik dalam air limbah, kebutuhan oksigen oleh mikroba untuk mendegradasi bahan organik tersebut juga semakin mengecil. Nilai BOD yang semakin kecil menunjukkan kualitas limbah cair rumah tangga hasil pengolahan dengan perlakuan konsorsium dan lama inkubasi semakin baik.
Chemical Oxygen Demand (COD) merupakan jumlah oksigen kimiawi yang dibutuhkan untuk
Seminar Nasional dan Gelar Produk | SENASPRO 2017 105 pencemaran limbah oleh zat-zat organik yang secara alamiah dapat dioksidasi melalui proses biologi dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut dalam air limbah. Uji ini tidak membedakan antara bahan biodegradable atau tidak. Nilai COD yang rendah dalam suatu limbah menunjukkan semakin baik kualitas dari air limbah itu [2, 11, 16, 18].
Total Suspended Solid (TSS) adalah banyaknya padatan terlarut yang diukur dengan satuan
mg/L. Kadar TSS dengan perlakuan jenis konsorsium dan lama inkubasi, yang awalnya tinggi rerata kadarnya 206,67 mg/L setelah 30 hari mengalami penurunan menjadi, 20 ml/L. Nilai TSS limbah cair rumah tangga mengalami penurunan. Penurunan nilai TSS karena padatan tersuspensi yang sebagian besar bahan organik semakin berkurang. Menurut [21], penurunan nilai TSS disebabkan aktivitas pendegradasian senyawa organik oleh konsorsium bakteri heterotrofik. Selama proses degradasi berlangsung, molekul kompleks bahan cemaran organik dipecah oleh enzim-enzim bakteri pendegradasi melalui proses hidrolisis menjadi senyawa yang lebih sederhana. Senyawa yang lebih sederhana baru dapat digunakan untuk metabolisme bakteri heterotrofik sehingga dihasilkan energi, CO2, H2O, dan sisa metabolisme berupa lumpur yang mudah mengendap. Dengan mekanisme tersebut bahan cemaran organik yang keberadaannya di dalam limbah merupakan padatan tersuspensi semakin lama semakin berkurang sehingga nilai TSS-nya juga semakin kecil. Nilai TSS yang semakin kecil menunjukkan kualitas limbah cair rumah tangga hasil pengolahan secara mikrobiologis semakin baik.
Derajat keasaman merupakan indeks untuk densitas ion hidrogen dalam air limbah. Nilai pH rendah merupakan indikasi bahwa air limbah domestik bersifat asam, berarti dalam rangkaian proses reaksi biodegradasi terakhir dihasilkan asam. Baku mutu pH untuk Baku mutu air limbah domestik [16] adalah 6-9. Nilai pH limbah cair rumah tangga pada awal sebelum perlakuan 3,55 bersifat asam. Setelah perlakuan dengan konsorsium bakteri heterotrofik dan lama inkubasi pH air limbah sudah memenuhi baku mutu air limbah domestik pada hari ke-20 (konsorsium ABCD, pH 6,14. Dengan demikian, bila telah memenuhi baku mutu , limbah cair rumah tangga tersebut sudah dapat dibuang ke lingkungan [15].
Perlakuan berbagai konsorsium dan waktu inkubasi telah mampu mereduksi cemaran bahan organik yang dapat dilihat dari nilai kadar BOD, COD, TSS, deterjen, amilum, lemak, dan protein; serta mematikan patogen. Menurunnya indikator tersebut menunjukkan bahwa telah terjadi reduksi atau proses degradasi bahan-bahan cemaran organik yang dilakukan oleh bakteri pendegradasi pada konsorsium spesies bakteri heterotrofik. Selama proses pengolahan limbah, bakteri akan melakukan aktivitas metabolisme untuk tumbuh dan berkembang biak [3, 9, 17, 21, 22].
Secara umum hasil penelitian menunjukkan persentase reduksi pada produk formula konsorsium ABCD sebesar amilum (91%), protein (98%), COD (96%), TSS (90%), residu deterjen (96%), dan BOD (96%) terjadi pada inkubasi 30 hari. Persentase reduksi lemak paling cepat sebesar 53 % terjadi pada hari ke-5. Inkubasi hari ke-10 semua lemak (100%) sudah terdegradasi. Peningkatan paling tajam persentase reduksi untuk indikator COD, TSS, residu deterjen, dan BOD terjadi pada inkubasi hari ke-5 sampai dengan hari ke-15.
4. KESIMPULAN
Hasil penelitian menunjukkan persentase reduksi pada produk formula konsorsium ABCD sebesar amilum (91%), protein (98%), COD (96%), TSS (90%), residu deterjen (96%), dan BOD (96%) terjadi pada inkubasi 30 hari. Persentase reduksi lemak paling cepat sebesar 53 % terjadi pada hari ke-5. Inkubasi hari ke-10 semua lemak (100%) sudah terdegradasi. Peningkatan paling tajam persentase reduksi untuk indikator COD, TSS, residu deterjen, dan BOD terjadi pada inkubasi hari ke-5 sampai dengan hari ke-15
DAFTAR PUSTAKA
[1] Alexander, M. 1994. Biodegradation dan bioremidiation. San Diego, California: AcademicPress.
[2] American Public Health Association. 2005. Standard Methods for the Examination of Water
106 SENASPRO 2017 | Seminar Nasional dan Gelar Produk
[3] Atlas, R.M., and Philp, J., 2005. Bioremediation: Applied Microbial Solutions for Realworld
Environmental. Michigan: ASM Press.
[4] Bhatia, C., 2008. Handbook of Environmental Microbiology, Vol. 3. New Delhi: Atlantic. [5] Boyd, R.F., 1995. Basic Medical Microbiology, Fifth Edition. Boston, New
York-Toronto-London: Little Brow and Company,.
[6] Cirne, D.G., Bjornsson, L., Alves, M., and Mattiasson, B., 2006, ‘Effects of bioaugmentation by an anaerobic lipolytic bacterium on anaerobic digestion of lipid-rich waste’, Journal of
Chemical Technology and Biotechnology, [Online]
http://repositorium.sdum.umnho.pt/bitstream/1822/5863/1/JCTB2006-Cirne%5B2%5D.pdf [7] Cullum, D.C. 1994. Introduction to Surfactant Analysis, Glasgow: Blackie Academic &
Professional.
[8] Feachem, R.G., Bradley, D.J., Garelick, H.and Mara,D.D., 1983. Sanitation and Disease :
Health Aspects of Ekcreta and Sullage Management. Chichester – New York – Brisbane –
Toronto –Singapore: John Wiley and Sons.
[9] Fogarty, WM, 1983. Microbial Enzymes and Biotechnology, London and New York: Applied Science Publisher.
[10] Gerardi, M.H., 2006.Wastewater Bacteria, John Wiley & Sons, Wiley Interscience.
[11] Hadi, A. 2005. Prinsip Pengelolaan Pengambilan Sampel Lingkungan, Jakarta: Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama.
[12] Handayanto, E. dan Hairiah, K., 2007. Biologi Tanah: Landasan Pengelolaan Tanah Sehat, Yogyakarta: Pustaka Adipura.
[13] Holt, J.G., Krieg, N.R., Sneath, P.H.A, Staley, J,T., and William, S.T., 1994. Bergey’s
Manual of Determinative Bacteriology, Philadelphia: William & Wilkins.
[14] Kato, S., Yoshimura, H., Hirose, K., Amornkitbanrung, M., and Sugahara, I., 2007. ‘Application of microbial Consortium System to Wastewater from Bioddiesel Fuel
Generator’ Journal SEEM. [Online] From: http:
//202.44.9.82/Journals/SEEM2007/paper2007/IC/Jutturit_Application.pdf
[15] Kepmen LH, 2003. Keputusan Menteri Negera Lingkungan Hidup Nomor 112 tentang Baku
Mutu Air Limbah Domestik, Jakarta: KLH.
[16] Kurniadie, D., 2011. Teknologi Pengolahan Limbah Cair secara Biologis, Bandung: Widya Padjadjaran.
[17] Madigan, M.T., Martinko, J.M., Parker, J. 2003. Brock Biology of Microorganism, New York: Prentice-Hall International, Inc.
[18] Metcalf and Eddy, 2003. Wastewater Engineering, Treatment Disposal, Re Use, Series
Water Resources and Environmental Engineering, New York: McGraw-Hill Book Co.
[19] Mukono, 2008. Prinsip Dasar Kesehatan Lingkungan, Edisi Kedua, Surabaya: Airlangga University Press.
[20] Mukred, A.M., Hamid, A.A., Hamzah, A., and Yusoff, W.M.W., 2008.’Development of Three Bacteria Consortium for the Bioremediation of Crude Petroleum-oil in Contaminated Water’, diunduh dari Journal of Biological Sciences 8 (4):73-79 ISSN 1608-4217, Science
Publications, Selangor, Malaysia [Online] From:
http://www.scipub.org/fulltext/ojbs/ojbs8473-79.pdf
[21] Radojevics, M. and Vladimir, B. N., 1999. Practical Environmental Analysis, The Royal Society of Chemistry, Cambridge.
[22] Scragg, Alan. 1999. Environmental Biotechnology, Addison Wesley Longman, Singapore, Ltd.
[23] Sugiharto, 2008. Dasar-dasar Pengelolaan Air Limbah, Jakarta: UI Press.
[24] Suthersan, S.S. and Payne, F.C. 2005. In Situ Remediation Engineering. Boca Raton: Florida CRC Press, 2000 N. W. Corporate Blvd.
[25] Waluyo, L., 2016. Mikrobiologi Umum. Cetakan ketiga, Malang: UMM Press.
[26] Waluyo, L., 2008. Teknik dan Metode Dasar dalam Mikrobiologi. Cetakan kedua, Malang: UMM Press.
[27] Waluyo, L., Sujono, dan Hadi, S., 2007. Spesifikasi Produk Inokulum Mikroba Pengurai Limbah Toleran Deterjen: Upaya Bioremediasi Pencemar Limbah Domestik Ramah
Seminar Nasional dan Gelar Produk | SENASPRO 2017 107 Lingkungan di Kawasan Padat Huni. Laporan Penelitian Hibah Bersaing, Universitas Muhammadiyah Malang, Malang.
[28] Waluyo, L. dan Hadi, S, 2013.Toleransi LAS (Linear Alkylbenzene Sulfonate) dan Deterjen pada Isolat Bakteri Heterotrofik dan Actinomycetes Asal Limbah cair rumah tangga.
Laporan Penelitian Fundamental, Universitas Muhammadiyah Malang, Malang.
[29] Waluyo, L., dan Rofieq, A., 2016. Pengembangan Produk Formula Konsorsium Limbah Cair Rumah Tangga sebagai Metode Penanggulangan Pencemaran Air terhadap Kesehatan,.
Laporan Penelitian PUPT, Universitas Muhammadiyah Malang, Malang.
[30] Wind, T., Henkel KgaA. 2007, ‘The Role of detergents in the phosphate-Balance of European Surface Waters’. J.E-Water. Official Publication of the European Water Association.
