FITOREMEDIASI LIMBAH RUMAH TANGGA OLEH TANAMAN WLINGEN (Scirpus grossus), KIAPU (Pistia stratiotes), DAN
TERATAI (Nymphea firecrest)
TESIS
Oleh
FITRI DIAN NILA SARI 117032164
PROGRAM STUDI S2 ILMU KESEHATAN MASYARAKAT FAKULTAS KESEHATAN MASYARAKAT
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
PHYTOREMEDIATION OF HOUSEHOLD WASTE USING WLINGEN (Scirpus grossus), KIAPU (Pistia stratiotes), AND LOTUS
(Nymphea firecrest)
THESIS
BY
FITRI DIAN NILA SARI 117032164/IKM
MAGISTER OF PUBLIC HEALTH PROGRAM STUDY FACULTY OF PUBLIC HEALTH
UNIVERSITY OF SUMATERA UTARA MEDAN
FITOREMEDIASI LIMBAH RUMAH TANGGA OLEH TANAMAN WLINGEN (Scirpus grossus), KIAPU (Pistia stratiotes), DAN
TERATAI (Nymphea firecrest)
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat
untuk Memperoleh Gelar Magister Kesehatan (M.Kes) dalam Program Studi S2 Ilmu Kesehatan Masyarakat Minat Studi Manajemen Kesehatan Lingkungan Industri
pada Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara
Oleh
FITRI DIAN NILA SARI 117032164/IKM
PROGRAM STUDI S2 ILMU KESEHATAN MASYARAKAT FAKULTAS KESEHATAN MASYARAKAT
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
Judul Tesis : FITOREMEDIASI LIMBAH RUMAH TANGGA OLEH TANAMAN WLINGEN (Scirpus grossus), KIAPU (Pistia stratiotes), DAN TERATAI (Nymphea firecrest)
Nama Mahasiswa : Fitri Dian Nila Sari Nomor Induk : 117032164
Program Studi : S2 Ilmu Kesehatan Masyarakat
Minat Studi : Manajemen Kesehatan Lingkungan Industri (MKLI)
Menyetujui Komisi Pembimbing
Pembimbing I Pembimbing II
(Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc) (Ir. Evi Naria, M.Kes)
Ketua Anggota
Dekan
(Dr. Drs. Surya Utama, M.S)
Telah diuji
Pada Tanggal : 16 Januari 2014
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc Anggota : 1. Ir. Evi Naria, M.Kes
2. Dra. Nurmaini, M.K.M, Ph.D 3. Ir. Indra Chahaya, M.Si
PERNYATAAN
FITOREMEDIASI LIMBAH RUMAH TANGGA OLEH TANAMAN WLINGEN (Scirpus grossus), KIAPU (Pistia stratiotes), DAN TERATAI
(Nymphea firecrest)
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar magister di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Medan, Januari 2014 Penulis
Fitri Dian Nila Sari 117032164/IKM
ABSTRAK
Perumahan merupakan sumber air limbah domestik. Air limbah ini masuk ke badan air melalui kanal-kanal kecil, dan pada akhirnya akan melebihi kapasitas badan air untuk menampungnya. Salah satu alternatif untuk memperbaiki air yang tercemar adalah dengan memanfaatkan teknik fitoremediasi menggunakan tanaman air. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji pengaruh tanaman air dalam meningkatkan kualitas limbah rumah tangga terhadap kualitas standar PP. 82 Tahun 2001.
Metode penelitian ini adalah experiment, dengan desain quasi experimental. Tiga tanaman air yaitu wlingen (Scripus grossus), kiapu (Pistia stratiotes), dan teratai (Nymphea firecrest) digunakan untuk meningkatkan kualitas limbah cair rumah tangga Perumahan Bumi Berngam Baru, Binjai. Parameter pencemaran seperti nitrit, TSS, pH, BOD, dan sulfat diukur sebelum dan setelah perlakuan. Percobaan dilakukan pada 12 ember dengan diameter 58 cm yang berisi 12 l limbah cair rumah tangga. Ember tanpa tanaman digunakan sebagai kontrol. Pengolahan data menggunakan anova satu arah dan BNT.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa limbah rumah tangga sebelum perlakuan berada di bawah nilai baku mutu air limbah rumah tangga sesuai dengan PP. 82 Tahun 2001, kecuali bahwa nitrit (0.2982 mg/l), yang berada di atas baku mutu (0,06 mg/l). Teratai dapat mengurangi hingga 90,64 % TSS, 6,31% pH, 59,35 % BOD, 22,77 % nitrit, dan 23,43 % sulfat; wlingen dapat mengurangi hingga 83,04 % TSS, 13,12 % pH, 58,23 % BOD, 48.32 % nitrit, dan 11,76 % sulfat; dan kiapu dapat mengurangi hingga 89.47 % TSS, 6,19% pH, 40,89 % BOD, 41,72 % nitrit, dan 13,24 % sulfat.
Semua tanaman secara signifikan mengurangi TSS (p = 0,0120), pH (p = 0,000), BOD (p = 0,000), dan sulfat (p = 0,007), kecuali nitrit (p = 0,270). Uji LSD menunjukkan bahwa teratai lebih efektif dalam mengurangi TSS, BOD, dan sulfat dibandingkan dengan wlingen dan kiapu. TSS kontrol lebih rendah. Hal ini karena tidak ada serpihan dari tanaman atau sumber padatan tersuspensi lainnya dalam ember perlakuan.
Berdasarkan hasil studi ini disarankan untuk menggunakan tanaman air yang tepat untuk meningkatkan kualitas air limbah rumah tangga di sekitar perumahan sesuai dengan nilai-nilai estetika dan ekonomis.
ABSTRACT
Residence is a source of domestic waste water. This waste water enters to the water body through small canals, and in time is going to exceed water body capacity to overcome. One alternative to remedy polluted water is to utilise phytoremediation technique using aquatic plants. The aim of this study was to examine the effect of aquatic plants in improving quality of household waste to standard quality of PP. 82 Tahun 2001.
The study used experimental method with quasi experimental design. Three aquatic plants i.e. wlingen (Scripus grossus), kiapu (Pistia stratiotes), and lotus (Nymphea firecrest) were used to increase quality of household liquid waste of Perumahan Bumi Berngam Baru, Binjai. Pollution parameters such as TSS, pH, BOD, nitrite, and sulfate were measured before and after treatment. Experiment was conducted in 12 pot with diameter of 58 cm contaning 12 l of the household liquid waste. Pot with no plant treatment was used as control. The data was statistically subjected to one-way anova and LSD.
The result showed that the household waste before treatment was in the quality standard of household waste water according to PP. 82 Tahun 2001, except that of nitrite (0.2982 mg/l), which is above the quality standard (0.06 mg/l). Lotus reduced up to 90.64% of TSS, 6.31% of pH, 59.35% of BOD, 22.77% of nitrite, and 23.43% of sulfate; wlingen reduced up to 83.04% of TSS, 13.12% of pH, 58.23% of BOD, 48.32% of nitrite, and 11.76% of sulfate; and kiapu reduced up to 89.47% of TSS, 6.19% of pH, 40.89% of BOD, 41.72% of nitrite, and 13.24% of sulfate. All plants significantly reduced TSS (p < 0,0120), pH (p = 0,000), BOD (p = 0,000), and sulfate (p < 0,007), except nitrite (p = 0,270). LSD test showed that lotus was more in reducing TSS, BOD, and sulfate compared to that of wlingen and kiapu. However, TSS of control was lower. This due to no debris of plant or other suspended source in control pot.
Based on this study it was recommended to use proper aquatic plant to increase quality of household waste water surrounding residence regarding its esthetical and economical values.
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Syukur Alhamdulillah, penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan Rahmat dan Hidayah serta Karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan tesis ini dengan judul “Fitoremediasi Limbah Rumah Tangga oleh Tanaman Wlingen (Scirpus grossus), Kiapu (Pistia stratiotes), dan Teratai (Nymphea firecrest)”.
Penyusunan tesis ini dimaksudkan untuk memenuhi sebagian persyaratan akademik untuk menyelesaikan Pendidikan Program Studi S2 Ilmu Kesehatan Masyarakat Minat Studi Manajemen Kesehatan Lingkungan Industri Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyadari dalam menyusun tesis ini banyak mendapat dukungan, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Untuk itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada:
1. Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM & H, M.Sc (CTM), Sp.A(K) selaku Rektor Universitas Sumatera Utara.
2. Dr. Drs. Surya Utama, M.S selaku Dekan Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara.
3. Dr. Ir. Evawany Aritonang, M.Si selaku Sekretaris Program Studi S2 Ilmu Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara.
4. Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc dan Ir. Evi Naria, M.Kes selaku komisi pembimbing yang dengan sabar dan tulus serta banyak memberikan perhatian, dukungan, pengertian dan pengarahan dari awal hingga selesainya tesis ini.
5. Dra. Nurmaini, M.K.M, Ph.D dan Ir. Indra Cahaya, M.Si selaku komisi penguji yang telah memberi masukan sehingga dapat meningkatkan kesempurnaan tesis ini.
6. Seluruh Dosen Minat Studi Manajemen Kesehatan Lingkungan Industri, Program Studi S2 Ilmu Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara, semoga ilmu dan pengetahuan yang diberikan selama penulis belajar menjadi amal ibadah dan mendapat Rahmat dari Tuhan Yang Maha Esa.
7. Kepala Balai Teknis Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKLPP) Kelas I Medan, Dr. Dra. Indah Anggraini, M.Si yang telah memberikan izin untuk melakukan penelitian di Balai Teknis Kesehatan Lingkungan dan Pemberantasan Penyakit Menular Provinsi Sumatera Utara. 8. Para teman sejawat dan rekan-rekan mahasiswa di lingkungan Program Studi
S2 Ilmu Kesehatan Masyarakat, khususnya Minat Studi Manajemen Kesehatan Lingkungan Industri.
Teristimewa ucapan terima kasih yang tulus dan ikhlas untuk ayahanda Drs. Budi Irawadi dan ibunda Dra. Sunartiani yang telah turut memberikan doa dalam masa-masa menempuh pendidikan ini dan banyak sekali memberikan
motivasi, dukungan, serta bantuan kepada penulis dalam proses penyelesaian tesis ini.
Akhirnya kepada seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan baik moril maupun materi, penulis ucapkan terima kasih semoga Allah SWT melimpahkan rahmat-Nya.
Penulis menyadari atas segala keterbatasan, untuk itu saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan tesis ini dengan harapan, semoga tesis ini bermanfaat bagi pengambil kebijakan di bidang kesehatan dan pengembangan ilmu pengetahuan bagi penelitian selanjutnya.
Medan, Januari 2014
Fitri Dian Nila Sari 117032164/IKM
RIWAYAT HIDUP
Fitri Dian Nila Sari, lahir pada tanggal 16 Februari 1988 di Binjai, anak tunggal dari pasangan ayahanda Drs. Budi Irawadi dan ibunda Dra. Sunartiani.
Pendidikan formal penulis dimulai dari sekolah dasar di Sekolah Dasar Negeri No.028226 Binjai, selesai tahun 2000, Sekolah Menengah Pertama di SMP Negeri 3 Binjai, selesai tahun 2003, Sekolah Menengah Atas di SMA Negeri 1 Binjai, selesai tahun 2006, dan S1 Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara, selesai tahun 2010.
Penulis mengikuti pendidikan lanjutan di Program Studi S2 Ilmu Kesehatan Masyarakat Minat Studi Manajemen Kesehatan Lingkungan Industri, Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara sejak tahun 2011.
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... iii
KATA PENGANTAR ... iiii
RIWAYAT HIDUP ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
BAB 1. PENDAHULUAN ... 1 1.1.Latar Belakang ... 1 1.2.Permasalahan ... 6 1.3.Tujuan Penelitian ... 7 1.4. Hipotesis ... 7 1.5. Manfaat Penelitian ... 7
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ... 9
2.1. Limbah Rumah Tangga ... 9
2.1.1. Definisi Limbah Rumah Tangga ... 9
2.1.2. Kualitas dan Kandungan Limbah Rumah Tangga ... 12
2.1.3. Efek Buruk Limbah Rumah Tangga ... 25
2.2. Fitoremediasi ... 28
2.2.1. Definisi Fitoremediasi ... 28
2.2.2. Jenis-jenis Proses Fitoremediasi ... 31
2.2.3. Kelebihan Proses Fitoremediasi ... 33
2.2.4. Kekurangan Proses Fitoremediasi ... 33
2.3.Tumbuhan Air ... 34
2.3.1. Jenis-Jenis Tumbuhan Air ... 34
2.3.2. Penyerapan Unsur Hara oleh Tumbuhan Air ... 35
2.3.3. Tumbuhan Air yang Digunakan ... 36
2.4. Landasan Teori ... 40
2.5. Kerangka Konsep ... 41
BAB 3. METODE PENELITIAN ... 42
3.1. Jenis Penelitian ... 42
3.2.1. Lokasi Penelitian ... 43
3.2.2. Waktu Penelitian ... 43
3.3. Objek Penelitian ... 43
3.4. Sampel ... 43
3.5. Metode Pengumpulan Data ... 44
3.5.1. Data Primer ... 44
3.5.2. Data Sekunder ... 44
3.6. Variabel dan Definisi Operasional ... 44
3.6.1. Variabel ... 44 3.6.2. Definisi Operasional ... 44 3.7. Pelaksanaan Penelitian ... 45 3.7.1. Pelaksanaan Percobaan ... 45 3.7.2. Pengambilan Sampel ... 48 3.7.2. Pemeriksaan Sampel ... 48
3.8. Metode Analisis Data ... 57
BAB 4. HASIL PENELITIAN ... 59
4.1. Gambaran Umum Lokasi Penelitian ... 59
4.2. Karakteristik Bahan Pencemar Limbah Cair yang Dibuang ke Perairan ... 60
4.3. Efek Fitoremediasi Terhadap Kualitas Limbah ... 61
4.3.1. Padatan Tersuspensi (Total Suspended Solid) ... 61
4.3.2. Nilai pH ... 63
4.3.3. Kebutuhan Oksigen Biologi (Biochemical Oxygen Demand) ... 65
4.3.4. Nitrit ... 68
4.3.5. Sulfat ... 70
BAB 5. PEMBAHASAN ... 73
5.1. Kualitas Air Limbah Rumah Tangga Sebelum Fitoremediasi oleh Tanaman Wlingen, Kiapu, dan Teratai ... 73
5.2. Kualitas Air Limbah Rumah Tangga Setelah Fitoremediasi oleh Tanaman Wlingen, Kiapu, dan Teratai ... 74
5.2.1. Penurunan Kadar TSS ... 75
5.2.2. Penurunan Nilai pH ... 77
5.2.3. Penurunan Kadar BOD ... 79
5.2.4. Penurunan Kadar Nitrit ... 81
BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN ... 86
6.1. Kesimpulan ... 86
6.2. Saran ... 87
DAFTAR PUSTAKA... 88 LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
2.1 Beban Pencemaran Perumnas Bantar Kemang dengan Pendekatan
per Rumah ... 11
2.2 Beban Pencemaran Perumnas Bantar Kemang dengan Pendekatan Saluran Akhir (outlet) ... 11
2.3 Baku Mutu Air Limbah Domestik ... 12
2.4 Jumlah Rata-rata Bahan Pencemar yang Dibuang Melalui Air Limbah Rumah Tangga (Penghuni 2 Orang) ... 13
2.5 Nilai Rata-rata Karakteristik Limbah Rumah Tangga ... 13
2.6 Komposisi Kandungan Fisik, dan Kimia Limbah Rumah Tangga ... 14
2.7 Status Kualitas Air Berdasarkan Nilai BOD ... 18
2.8 Nilai Awal Parameter Air Limbah Detergen pada Berbagai Konsentrasi ... 25
2.9 Mikroba yang Penyebarannya Melalui Air dan Penyakit yang Ditimbulkan ... 26
2.10 Komposisi Kandungan Fisik, dan Kimia Limbah Rumah Tangga Hasil Fitoremediasi dengan Bambu Air, Melati, dan Rumput Hias ... 30
4.1 Perbandingan Hasil Pengukuran Awal pH, BOD, dan TSS Berdasarkan Keputusan Menteri LH No. 112 Tahun 2003 dan Peraturan Pemerintah No. 82 Tahun 2001... 60
4.2 Persentase Perbedaan Kadar TSS Limbah Rumah Tangga Sebelum dan Sesudah Melewati Pengolahan dengan Fitoremediasi ... 61
4.3 Kodefikasi dengan Huruf Rerata Kadar TSS dari Rerata Terkecil Hingga Terbesar ... 62
4.4 Persentase Perbedaan Kadar pH Limbah Rumah Tangga Sebelum dan Sesudah Melewati Pengolahan dengan
Fitoremediasi ... 63 4.5 Kodefikasi dengan Huruf Rerata Kadar pH dari Rerata Terkecil
Hingga Terbesar ... 64 4.6 Persentase Perbedaan Kadar BOD Limbah Rumah Tangga
Sebelum dan Sesudah Melewati Pengolahan dengan
Fitoremediasi ... 65 4.7 Kodefikasi dengan Huruf Rerata Kadar BOD dari Rerata
Terkecil Hingga Terbesar ... 67 4.8 Persentase Perbedaan Kadar Nitrit Limbah Rumah Tangga
Sebelum dan Sesudah Melewati Pengolahan dengan
Fitoremediasi ... 67 4.9 Kodefikasi dengan Huruf Rerata Kadar Nitrit dari Rerata
Terkecil Hingga Terbesar ... 69 4.10 Persentase Perbedaan Kadar Sulfat Limbah Rumah Tangga
Sebelum dan Sesudah Melewati Pengolahan dengan
Fitoremediasi ... 70 4.11 Kodefikasi dengan Huruf Rerata Kadar Sulfat dari Rerata
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
2.1 Skema Pengelompokan Bahan yang Terkandung dalam Air
Limbah ... 10
2.2 Wlingen (Scirpus grossus) ... 38
2.3 Kiapu (Pistia stratiotes) ... 39
2.4 Teratai (Nymphaea firecrest)... 40
2.5 Kerangka Teori ... 41
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
1. Skema Proses Simulasi Tanaman Air ... 96
2. Foto Dokumentasi ... 97
3. Master Data Penelitian ... 101
4. Analisis Univariat ... 102
5. Uji Normalitas Data ... 105
6. Analisis Bivariat ... 106
7. Analisis Multivariat ... 110
8. Hasil Uji Laboratorium ... 111
9. Surat Telah Selesai Melaksanakan Penelitian dari BTKLPP Kelas I Medan ... 134
