1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Industri tahu menjadi salah satu industri yang berkembang pesat di Indonesia.
Lokasi industri tahu biasanya meyatu dengan pemukiman warga, namun sering menimbulkan permasalahan bagi warga sekitar, seperti limbah yang dihasilkan sangat tinggi. Industri tahu di Indonesia didominasi oleh usaha kecil dengan teknologi yang sederhana, sehingga tingkat efesiensi penggunaan sumber daya masih rendah dan tingkat produksi limbah yang juga relatif tinggi (Rahadi et al., 2018). Selain itu, limbah cair tahu juga menyebabkan bau yang menyengat.
Menurut Dwi Ratnani et al (2012) bau busuk pada limbah cair tahu disebabkan adanya pemecahan protein yang mengandung sulfur tinggi oleh mikroba alam.
Sehingga harus terdapat pengolahan terlebih dahulu terhadap limbah cair dan limbah padat sebelum dibuang.
Limbah padat dihasilkan dari proses pembersihan, penyaringan dan penggumpalan. Sedangkan limbah cair dihasilkan dari proses pencucian, perebusan, pengepresan, dan pencetakan tahu, sehingga limbah cair yang dihasilkan relative tinggi. Akan tetapi, limbah cair mengandung bahan organik yang tinggi, hal ini dapat menyebabkan pertumbuhan mikroorganisme di dalam air menjadi pesat.
Menurut (Ratnani, 2012) hal tersebut akan mengakibatkan kadar oksigen dalam air menurun tajam. Limbah cair tahu mengandung zat tersuspensi yang mengakibatkan air menjadi keruh (Sinurat et al., 2017). Hal ini tentu saja dapat mencemari ekosistem perairan melihat sifat limbah cair yang mengandung bahan organik terlarut yang tinggi dan akan membusuk jika dibiarkan.
Limbah cair yang dibuang tanpa diolah terlebih dahulu akan menimbulkan pencemaran. Pencemaran yang dapat diakibatkan limbah cair berupa kandungan oksigen terlarut rendah, air menjadi tercemar, dan bau yang tidak sedap sehingga akan mengganggu keseimbangan ekosistem (Ratnani, 2012). Namun, pengaruh utama bahan organik yang terdapat pada limbah cair adalah menurunkan kadar DO dan meningkatkan BOD5, COD, TDS dan TSS yang merupakan faktor utama pencemaran air (Paramita et al., 2012). Begitu juga menurut Fitrianti (2017),
karakteristik limbah cair yang mengandung bahan organik tinggi dan derajat keasaman yang rendah yakni 3,5-5, sehingga dengan kondisi tersebut maka limbah cair merupakan sumber pencemaran yang potensial, apabila limbah cair langsung dibuang ke badan sungai.
Seperti yang terjadi di kawasan Sumobito Kabupaten Jombang, berdasarkan observasi awal yang sudah dilakukan, dapat diketahui bahwa limbah cair yang dihasilkan oleh industri tersebut langsung dibuang ke badan sungai yang menyebabkan air sungai berwarna keruh dengan bau yang menyengat. Hal ini bertentangan dengan PP No.2 Tahun 1990 tentang Pengendalian Pencemaran Air yang berisi bahwa air merupakan sumber daya alam yang memenuhi hajat hidup orang banyak, sehingga perlu dipelihara kualitasnya agar tetap bermanfaat bagi hidup dan kehidupan manusia serta makhluk hidup lainnya, bahwa air agar dapat bermanfaat secara berkelanjutan dengan tingkat mutu yang diinginkan perlu dilakukan pengendalian pencemaran air. Untuk mengatasi pengendalian pencemaran air yang disebabkan oleh limbah cair maka dapat dilakukan dengan beberapa cara.
Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk mengolah limbah cair tahu.
Menurut Kaswinarni (2008) teknologi pengolahan limbah tahu dapat dilakukan dengan proses biologis sistem anaerob, aerob, kombinasi anaerob-aerob. Menurut Hidayati (2012) remediasi yang diartikan sebagai perbaikan lingkungan secara umum dapat menghindari resiko-resiko yang ditimbulkan oleh kontaminasi limbah yang berasal dari alam maupun ulah manusia. Fitoremediasi merupakan suatu kemampuan tumbuhan untuk menurunkan atau menghilangkan kontaminan dari tanah dan air (Purnama et al., 2018). Sari (2017) menyatakan bahwa fitoremediasi merupakan teknologi remediasi yang menawarkan biaya paling rendah, pengoperasian dan perawatannya lebih mudah serta dapat memberikan keuntungan untuk mendukung fungsi ekologis.
Fitoremediator dapat berupa herba, semak bahkan pohon (Rondonuwu, 2014).
Tumbuhan yang dapat berperan sebagai fitoremediator misalnya Eichornia crassipes (Mart.) Solms dan Pistia stratiotes L. Munawwaroh & Pangestuti (2018) mengatakan bahwa akar tumbuhan air mempunyai peran penting dalam proses
penyerapan timbal, karena akar adalah bagian tumbuhan yang pertama kali berinteraksi dengan pencemar. Oleh karena itu akar memiliki kemampuan yang besar dalam menurunkan timbal dibandingkan bagian tubuh tumbuhan yang lain.
Kadar timbal yang tinggi dapat merusak dan merubah susunan sel akar (Sulastri et al., 2019).
Tumbuhan air yang hidup pada lingkungan tercemar akan menunjukan kemampuan adaptasi yang dapat dilihat pada tipe struktur morfologi, anatomi, dan fisiologi (Haryanti et al., 2006). Adaptasi tumbuhan secara morfologi dapat dilihat panjang dan jumlah bulu akar, secara anatomi tumbuhan memiliki strktur khusus seperti rafida dan kristal, sedangkan secara fisiologi tumbuhan mempunyai kemampuan genetik untuk toleran atau tidak terhadap kadar timbal (Munawwaroh
& Pangestuti, 2018).
Menurut Ahmad & Adiningsih (2019) tumbuhan air berperan sebagai aerator perairan melalui proses fotosintesis, mengatur aliran air, membersihkan aliran tercemar melalui proses sedimentasi serta penyerapan partikel dan mineral.
Menurut Stefhany et al (2013) tumbuhan dapat menyerap kontaminan sedalam atau sejauh akar tumbuhan dapat tumbuh. Jika tumbuhan memiliki akar yang panjang dan banyak maka luas permukaan kontak antara limbah dan akar semakin besar.
Dengan demikian proses penyerapan limbah semakin cepat dan efektif.
Pada penelitiannya Indrasti et al (2016) menyatakan bahwa akar Eichornia crassipes (Mart.) Solms mampu tumbuh dengan baik pada limbah yang mengandung Pb dikarenakan Eichornia crassipes (Mart.) Solms mampu beradaptasi sekaligus menyerap timbal dengan baik. Begitu juga dengan Pistia stratiotes L yang memiliki kemampuan untuk mengolah limbah organik maupun anorganik (Purnama et al., 2018). Pada penelitian Puspita et al (2011) menyatakan bahwa Pistia stratiotes L. menurun kadar Cr pada limbah menjadi 0,0505 ± 0,0074 mg/L. Pada penelitian Nilamsari & Rachmadiarti (2019) menunjukkan Azolla pinnata mengalami peningkatan berat segar setelah direndam pada limbah yang mengandung Cu selama 9 hari.
Pada penelitian yang dilakukan Ratnani, (2012) menyatakan bahwa tumbuhan Eichornia crassipes (Mart.) Solms mampu menurunkan konsentrasi COD sebesar
720-287 ppm pada limbah. Hal ini menunjukan bahwa Eichornia crassipes (Mart.) Solms melakukan penyerapan terhadap polutan pada limbah cair. Pada penelitian sebelumnya banyak dilakukan pengukuran terhadap penurunan BOD5, COD dan kandungan timbal pada tumbuhan. Sayangnya, pada penelitian terdahulu hanya mengukur parameter dari limbah cair padahal proses fitoremediasi dapat pula diukur dari eksudat asam amino yang dihasilkan oleh akar tumbuhan air. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian terkait penurunan bahan organik limbah cair yang dihubungkan dengan perubahan anatomi jaringan akar, sehingga memberikan keterbaruan dari penelitian terdahulu mengenai fitoremediasi. Selain itu, penting untuk menjabarkan mengenai pemanfaatan hasil penelitian sebagai sumber belajar biologi
Sumber belajar banyak tersedia di alam, lingkungan sekolah, maupun lingkungan sekitar tempat tinggal peserta didik. Namun, tidak semua objek dapat dijadikan sebagai sumber belajar biologi. Dara & Titin (2016) menyatakan bahwa tidak setiap objek pada lingkungan sekitar adalah ruang lingkup kajian Biologi.
Hasbiyanti (2013) mengatakan sumber belajar biologi adalah segala sesuatu baik benda maupun gejalanya yang dapat dipergunakan untuk memperoleh pengalaman dalam rangka pemecahan permasalahan biologi tertentu. Pemanfaatan penelitian kemampuan fitoremediasi tumbuhan sebagai sumber belajar perlu dilakukan karena proses pembelajaran pengolahan limbah yang dilaksanakan di kelas hanya terbatas oleh sumber tertulis dari buku saja. Oleh karena itu perlu adanya interaksi antara siswa dengan objek yang dipelajari secara langsung.
Pembelajaran Biologi yang dilaksanakan di sekolah hanya sebatas interaksi antara guru dan siswa saja. Sesuai dengan pernyataan Sudarisman (2010) masih banyak proses pembelajaran menggunakan metode ceramah, tekstual dan kurang berbasis proses ilmiah. Maka dari itu, pemanfaatan hasil penelitian sebagai sumber belajar harus lebih dikembangkan. Menurut Susilo & Munajah (2015) hasil penelitian harus melalui kajian proses dan identifikasi hasil untuk dapat dijadikan sumber belajar, proses kajian penelitian berkaitan dengan pengembangan ketrampilan sedangkan hasil penelitiannya berupa fakta dan konsep. Syarat-syarat sumber belajar yaitu: kejelasan potensi, kesesuaian dengan tujuan belajar, kejelasan
sasaran, kejelasan informasi yang dungkap, kejelasan pedoman penelitian, dan kejelasan perolehan yang diharapkan (Suratsih, 2010).
Berdasarkan permasalahan di atas, maka penulis lakukan penelitian yang berjudul “Kemampuan Fitoremediasi Eceng Gondok (Eichornia crassipes) (Mart.) Solms dan Kayu Apu (Pistia stratiotes L.) pada Penurunan Bahan Organik Limbah Industri Tahu di Desa Brudu, Sumobito, Kabupaten Jombang Sebagai Sumber Belajar Biologi”. Hasil penelitian dapat dimanfaatkan sebagai sumber belajar biologi.
1.2 Rumusan Masalah
1.2.1 Adakah pengaruh jenis tumbuhan Eichornia crassipes (Mart.) Solms dan Pistia stratiotes L. terhadap penurunan bahan organik limbah cair tahu?
1.2.2 Bagaimana hubungan struktur xylem dan floem akar dengan penurunan bahan organik limbah cair tahu?
1.2.3 Bagaimana pemanfaatan hasil penelitian mengenai kemampuan Eichornia crassipes (Mart.) Solms, Pistia stratiotes L. dalam menurunan bahan organik limbah cair tahu sebagai sumber belajar biologi?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1.3.1 Mengetahui adanya pengaruh tumbuhan Eichornia crassipes (Mart.) Solms dan Pistia stratiotes L.dalam menurunkan bahan organik limbah cair tahu.
1.3.2 Mengetahui hubungan struktur xylem dan floem akar dengan penurunan bahan organik limbah cair tahu.
1.3.3 Mengetahui manfaat penelitian kemampuan eceng gondok (Eichornia crassipes) (Mart.) Solms, kayu apu (Pistia stratiotes L.), dan paku air (Azolla pinnata L.) pada penurunan bahan organik limbah cair tahu sebagai sumber belajar biologi.
1.4 Manfaat Penelitian 1.4.1 Secara Teoritis
Hasil penelitian ini secara teoritis diharapkan dapat memberikan pemikiran, informasi, dan pengetahuan mengenai fitoremediasi Eichornia crassipes (Mart.) Solms dan Pistia stratiotes L. terhadap penurunan bahan organik limbah tahu di masyarakat sekitar Desa Brudu Sumobito Kabupaten Jombang dan masyarakat akademis.
1.4.2 Secara Praktis
1.4.2.1 Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan pengetahuan, informasi, dan referensi mahasiswa, dosen, peneliti dan masyarakat mengenai fitoremediasi Eichornia crassipes (Mart.) Solms dan Pistia stratiotes L.
terhadap penurunan bahan organik limbah tahu.
1.4.2.2 Memberikan informasi untuk mengembangkan penelitian selanjutnya terutama penelitian yang berkaitan dengan kemampuan fitoremediasi Eichornia crassipes (Mart.) Solms dan Pistia stratiotes L.
1.4.2.3 Memberikan acuan bagi pengelolah industri tahu dalam memperbaiki pengelolahan pembuangan limbah cair di Desa Brudu, Sumobito, Kabupaten Jombang.
1.5 Batasan Peneltian
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Limbah yang digunakan adalah limbah cair industri tahu.
2. Jenis tumbuhan yang digunakan pada penelitian ini adalah Eichornia crassipes (Mart.) Solms dan Pistia stratiotes L.
3. Parameter yang digunakan pada penelitian ini adalah penurunan kadar BOD5, TSS, TDS.
4. Adaptasi anatomi yang diamati pada penelitian ini adalah jaringan xylem dan floem.
5. Hasil penelitian dimanfaatkan sebagai sumber belajar untuk pembelajaran biologi.
1.6 Definisi Operasional
Definisi operasional dalam penelitian ini adalah:
1. Fitoremediasi merupakan kemampuan tumbuhan untuk menurunkan atau menghilangkan kontaniman dari tanah dan air (Purnama et al., 2018).
2. Limbah cair tahu adalah limbah yang dihasilkan dari proses pencucian, perebusan, pengepresan, dan pencetakan tahu (Rahadi et al., 2018).
3. Eichornia crassipes (Mart.) Solms merupakan tumbuhan air yang memiliki kecepatan tumbuh tinggi, dan sering dianggap sebagai gulma yang merusak perairan. Walaupun eceng gondok dianggap gulma di ekosistem perairan, namun eceng gondok sebenarnya berperan dalam menangkap polutan (Irhamni et al., 2018).
4. Pistia stratiotes L. adalah tumbuhan air yang memiliki kemampuan untuk mengolah limbah, baik itu zat organik maupun organik (Purnama et al., 2018).
