BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Limbah cair home industry pada dasarnya merupakan air yang mengandung banyak polutan yang dihasilkan dari proses produksi skala rumahan. Pada umumnya limbah cair industri mengandung padatan tersuspensi, koloid dan zat terlarut seperti mineral dan bahan-bahan organik. Limbah cair industri juga mengandung asam atau alkali, zat yang menimbulkan warna, inert, senyawa organik maupun bakteri. Komponen-komponen yang terdapat dalam limbah cair industri dapat mempengaruhi karakteristik fisika maupun kimia limbah cair tersebut. Umumnya, karakter fisika limbah cair industri berupa padatan, warna, bau dan suhu. Sedangkan karakter kimia limbah cair industri berupa bahan organik, bahan anorganik dan volatile organic compound (VOC) (Saptati, 2018).
Limbah cair industri ditinjau dari aspek kimiawi terdiri dari bahan organik maupun anorganik dengan konsentrasi dan kualitas yang beragam. Limbah cair yang tidak dikelola dengan baik dapat berdampak negatif bagi kesehatan manusia dan lingkungan (Arief, 2016).
Dalam industri batik skala rumahan cenderung menggunakan zat warna sintesis karena mudah diperoleh dengan komposisi yang tetap, mempunyai aneka warna yang banyak, mudah cara pemakaiannya dan harganya relatif tidak tinggi.
Sedangkan proses pewarnaannya senyawa yang digunakan hanya sekitar 5%
sedangkan sisanya, 95% akan dibuang sebagai limbah (Kiswanto, Rahayu, &
Wintah, 2019). Menurut Muljadi (2009) pewarna sintesis yang digunakan dalam pewarnaan batik mengandung logam berat yang bersifat toksis seperti krom (Cr), timabl (Pb), nikel (Ni), tembaga (Cu) dan mangan (Mg). Pembuangan limbah tanpa melewati instalasi pengelolaan air limbah (IPAL) mengakibatkan kondisi tanah di daerah sekitar mulai berubah menjadi kering dan mengakibatkan pencemaran sungai. Air sungai yang telah berubah warna akibat limbah dari zat warna batik dapat menyebabkan penyerapan kadar oksigen terlarut dalam air sehingga dapat menyebabkan air sungai berubah warna menjadi hitam dan berbau (Eskani, Carlo, & Sulaeman, 2018). Saat memasuki musim kemarau kondisi
sungai di kota Pekalongan yang terancam pencemaran limbah yang lebih parah karena bahan kimia yang terdapat dalam pewarna kain mengendap disungai sebab tidak ada air yang mendorongnya ke laut. Menurut (Wildan, Pramitaningastuti, &
Anggraeny, 2018) senyawa pada zat pewarna kain batik di lingkungan perairan sebenarnya dapat mengalami dekomposisi secara alami oleh adanya cahaya matahari, namun reaksi ini berlangsung relatif lambat, karena rendahnya intensitas UV yang sampai ke permukaan sehingga akumulasi zat warna ke dasar perairan atau tanah lebih cepat daripada fotodegradasinya. Dengan demikian mutu lingkungan tempat tinggal penduduk menjadi turun. Jika hal ini melampaui ambang batas yang diperbolehkan, maka gejala yang paling mudah diketahui adalah matinya organisme perairan.
Berdasarkan hasil observasi dan kajian pustaka limbah cair home industry batik perlu adanya penelitian mengenai penanganan limbah cair home industry batik. Penanganan limbah cair home industry batik bertujuan untuk menetralkan air dari kandungan bahan-bahan tersuspensi dan terapung, mengurangi bahan organik biodegradable, meminimalisir bakteri patogen, serta memperbaiki estetika lingkungan. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk penanganan limbah cair home industry batik adalah dengan cara bioremediasi.
Bioremediasi merupakan pengembangan dari bidang bioteknologi lingkungan dengan memanfaatkan proses biologi dalam mengendalikan pencemaran lingkungan (Hadiani, Kardiansyah, & Sugesty, 2011). Beberapa cara untuk meminimalisir pembuangan limbah cair batik telah ditempuh seperti adanya sosialisasi oleh lembaga berwenang mengenai tata cara pembuangan limbah dan penggunaan teknologi filtrasi limbah telah dicoba untuk menyelesaikan permasalah limbah cair batik. Keterbatasan sumber daya manusia, keterbatasan ekonomi serta persaingan harga pasar menjadi kendala utama bagi para produsen batik untuk menggunakan teknologi modern sehingga perlu dilakukan percobaan dari segi biologis menggunakan bahan yang ramah lingkungan dengan harga ekonomis. Penggunaan bahan coba mikroorganisme, yaitu dengan penggunaan Pseudomonas aeruginosa diharapkan mampu mendegradasi kandungan timbal yang terdapat pada limbah cair batik dan mampu diterima masyarakat karena
dinilai lebih optimal apabila dilakukan secara biologis, ekonomis dan praktis (Eskani, 2018).
Pseudomonas aeruginosa memiliki karakteristik seperti bakteri batang gram
negatif yang memiliki dinding sel peptidoglikan yang kompleks, aerob obligat, motil, berflagel polar (Suyono, 2011). Pseudomonas aeruginosa memiliki kemampuan untuk menurunkan logam berat seperti timbal (Pb) dengan cara mengadsorpsi logam dengan dinding selnya. Komponen dinding sel pada Pseudomonas aeruginosa yang mampu menyerap ion-ion logam adalah gugus karboksilat, hidroksida, fosfat dan amina (Vijayaraghavan et al, 2008).
Penelitian penanganan permasalahan limbah cair home industry batik telah dilakukan seperti pengolahan limbah dengan berbagai metode seperti fotokatalitik (Wildan, 2018), sistem lumpur aktif (Ratnasari, 2018), elektrodegradasi (Nugroho, 2013), Phytotreatment (Ningsih, 2017), fotodegradasi (Aditya, 2014), tekhnologi membran nanofiltrasi (Kiswanto, 2019), penggunaan karbon aktif melalui proses adsorbsi secara batch (Rochma, 2017) serta pembuatan IPAL (Kurniawan, 2013. Indrayani, 2019) namun belum pernah dilakuakn bioremediasi menggunakan Pseudomonas aeruginosa. Penggunaan Pseudomonas aeruginosa sendiri sering dijadikan sebagai bahan penelitian sebagai bioremediasi limbah seperti pada limbah cair produksi tempe (Wignyanto, Hidayat, & Ariningrum, 2009), pada tanah yang terindikasi terkontaminasi oleh logam (Suyono, 2011), limbah lumpur lapindo (Khoiroh, 2014), dan limbah cair laboratorium (Putra, 2016) namun bakteri tersebut belum pernah diuji keefektifannya dalam menurunkan kadar timbal pada limbah cair home industry batik.
Penelitian ini dapat dikaitkan juga dengan materi perubahan lingkungan SMA Kelas X dengan KD 3.11 Menganalisis data perubahan lingkungan, penyebab, dan dampaknya bagi kehidupan serta KD 4.11 Merumuskan gagasan pemecahan masalah perubahan lingkungan yang terjadi di lingkungan sekitar. Perubahan lingkungan dapat mengarah kepada kerusakan lingkungan ataupun perbaikan lingkungan. Beberapa faktor yang mengakibatkan perubahan lingkungan diantaranya adalah pencemaran lingkungan. Pencemaran lingkungan terjadi akibat dari meningkatnya aktifitas manusia yang berdampak pada semakin besarnya
limbah yang dihasilkan dari waktu ke waktu. Fatmawati (2016) menyatakan bahwa pencemaran lingkungan merupakan salah satu konsep biologi yang menunjang terlaksananya kegiatan praktik dan mendorong munculnya keterampilan proses, psikomotor dan afektif siswa. Materi tersebut dapat memacu siswa untuk mengasah keterampilan berpikirnya dalam memecahkan masalah, sehingga untuk mengamati dan mengembangkan seluruh aspek tersebut pada diri siswa, maka perlu adanya sumber pembelajaran yang dapat mendukung proses pembelajaran tersebut. Sumber belajar yang dapat disajikan dalam bentuk modul elektronik (e-modul) bagi siswa sebagai pemecahan masalah dalam menghadapi perubahan lingkungan. Modul elektronik (e-modul) merupakan inovasi terbaru dari modul cetak, sehingga dapat diakses dengan bantuan komputer yang sudah terintregrasi dengan perangkat lunak yang mendukung pengaksesan e-modul.
Syafriah (2012) menyatakan bahawa kelebihan e-modul dibandingkan dengan modul cetak adalah sifatnya yang interaktif, memudahkan dalam navigasi, dapat menampilkan atau memuat gambar, audio, video dan animasi serta dilengkapi tes formatif yang memungkinkan umpan balik otomatis dengan segera. Berdasarkan latar belakang tersebut maka penelitian ini dapat dimanfaatkan sebagai sumber belajar biologi oleh guru dan peserta didik, pada tingkatan Sekolah Menengah Atas (SMA), kelas X, semester genap, mata pelajaran biologi, dengan materi pencemaran lingkungan agar guru dan peserta didik dapat mencapai suatu tujuan pembelajaran.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam penelitian adalah sebagai berikut:
1) Adakah pengaruh berbagai konsentrasi Pseudomonas aeruginosa terhadap kadar timbal (Pb) pada limbah cair home industry batik pekalongan?
2) Bagaimana hasil kajian teoritis pemanfaatan hasil penelitian tentang pengaruh berbagai konsentrasi Pseudomonas aeruginosa terhadap kadar timbal (Pb) pada limbah cair home industry batik pekalongan sebagai sumber belajar biologi?
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1) Mengetahui pengaruh berbagai konsentrasi Pseudomonas aeruginosa terhadap kadar timbal (Pb) pada limbah cair home industry batik pekalongan.
2) Mengetahui hasil kajian teoritis pemanfaatan hasil penelitian tentang pengaruh berbagai konsentrasi Pseudomonas aeruginosa terhadap kadar timbal (Pb) pada limbah cair home industry batik pekalongan sebagai sumber belajar biologi.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah:
1) Secara Teoritis
Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai sumber informasi terkait penggunaan bakteri Pseudomonas aeruginosa terhadap kadar timbal (Pb) pada limbah cair home industry batik.
2) Secara Praktis
a) Manfaat bagi guru dan siswa
Hasil penelitian ini dapat digunakan guru sebagai sumber pembelajaran pada materi pencemaran lingkungan biologi SMA kelas X semester genap.
b) Manfaat bagi masyarakat umum
Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai dasar pemanfaatan bakteri Pseudomonas aeruginosa terhadap kadar timbal (Pb) pada limbah cair home industry batik.
c) Manfaat bagi penlitian selanjutnya
Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai dasar untuk melakukan penelitian lanjutan tentang bioremediasi limbah cair home industry batik dengan menggunakan bakteri lain seperti Pseudomonas pseudomallei.
1.5 Batasan Penelitian
Batasan penelitian ini adalah:
1) Objek penelitian
Objek penelitian yang diteliti dalam penelitian ini adalah limbah cair home industry batik pekalongan yang didapatkan dari sungai desa Samborejo Kecamatan Tirto Kabupaten Pekalongan yang diambil pada jam 16.00 WIB.
Karakteristik fisik limbah cair home industry batik pekalongan sebagai objek penelitian meliputi berwarna coklat kehitaman, dan memiliki bau menyengat.
2) Parameter penelitian
Parameter yang diteliti dalam penelitian ini adalah kadar timbal setelah diberi perlakuan pemberian bakteri Pseudomonas aeruginosa. Kadar timbal tersebut ditentukan dengan metode Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) dengan satuan ppm.
1.6 Batasan Istilah
Batasan istilah penelitian ini adalah:
1) Konsentrasi adalah komposisi yang menunjukkan dengan jelas perbandingan jumlah zat terlarut terhadap zat pelarut (Putri, Prihandono, & Supriadi, 2017).
2) Pseudomonas aeruginosa adalah bakteri batang gram negatif yang memiliki kemampuan untuk mendegradasi kadar timbal (Pb) (Eskani et al., 2018).
3) Bioremediasi adalah pengembangan dari bidang bioteknologi lingkungan dengan memanfaatkan proses biologi dalam mengendalikan pencemaran lingkungan (Eskani et al., 2018).
4) Kadar timbal adalah kandungan logam berat berupa timbal yang terdapat pada limbah dan perhitungannya menggunakan metode AAS (Khoiroh, 2009).
5) Limbah cair home industry merupakan air yang mengandung banyak polutan yang dihasilkan dari proses produksi skala rumahan (Hidayat, 2016).
6) Batik adalah karya seni yang memiliki nilai tertinggi sebagai warisan budaya dunia yang berasal dari Indonesia yang telah ditetapkan oleh UNESCO pada tahun 2009 (Priadie, 2017).
7) Pekalongan merupakan salah satu kota produksi batik terbesar di Indonesia yang terletak pada provinsi Jawa Tengah (Kiswanto et al., 2019).
8) Sumber belajar adalah sesuatu yang dapat mengandung pesan untuk disajikan melalui penggunaan alat ataupun oleh dirinya sendiri dapat pula merupakan sesuatu yang digunakan untuk menyampaikan pesan yang tersimpan di dalam bahan pembelajaran yang akan diberikan (Hafid, 2011).
9) Biologi adalah salah satu ilmu yang mempelajari tentang makhluk hidup dan lingkungannya (Wina, 2006).
